Введение к работе
Актуальность проблемы. Процессы выветривания горных пород и почвообразования сопровождаются активным включением в биогеохимический цикл многих элементов, наиболее распространенный из которых - кремний. Кремний относится к элементам-биофилам, поэтому среди его соединений важную роль играют биогенные новообразования -окремневшие растительные клетки (фитолиты), диатомовые водоросли, раковинные амебы и спикулы губок. Основная масса биогенного кремнезема чаще всего поступает в почву в виде фитолитов.
На накопление фитолитов в почвах впервые обратил внимание И.В.Тюрин (1937). В дальнейшем началось активное изучение фитолитов в растениях и почвах как у нас в стране, так и за рубежом. Морфологию и механизм образования фитолитов различных растений изучали Е.И.Парфенова, Е.АЛрилова (1962), C.R.Metcalf (1960), P.B.Kaufmann (1970), Н.К.Киселева (1983). В ряде почв определены количественные характеристики содержания фитолитов (Ярилова, 1950; Новороссова, 1951; Bartoli, 1971; Palmer, 1976; Каманина, 1992). Фитолиты изучались и археологами (Piperno, 1988). Выполнялись работы по палеореконструкции климата и фитоценозов прошлого (Palmer, 1976; Bukry, 1980; Киселева, 1979). Однако, как отмечает D.R.Piperno (1988), до сих пор не разработана общепринятая методика фитолитного анализа. Недостаточно данных о скорости накопления биолитов кремнезема, их морфологическом разнообразии и принадлежности к определенным растительным таксонам. Редки попытки использования фитолитного анализа для изучения вопросов почвенной экологии и эволюции.
Цель работы. Изучить морфологию фитолитов в растениях; выяснить масштабы и особенности аккумуляции биогенного кремнезема в почвах Сихоте-Алиньского государственного заповедника, погребенных почвах и почвах со вторым гумусовым горизонтом центра Русской равнины; оценить скорость формирования биолитного профиля для разновозрастных почв южной тайги.
Задачи исследования.
1. Изучить морфологию фитолитов широко распространенных
растительных семейств, определить информативные формы фитолитов в
изученных растительных таксонах.
-
Определить масштабы накопления и профильного распределения биогенного кремнезема в почвах, сформирозашшх на различных почвообразующих породах.
-
Провести биояитный анализ изучаемых почв по индикационным формам биогенного кремнезема.
4. С помощью биолитного метода попытаться провести
реконструкцию условии почвообразования для палеопочв
Днепропетровской области и почв со вторым гумусовым горизонтом Владимирского Ополья.
5. Оценить' скорость и особенности формирования биолитного профиля, используя биолитный анализ для разновозрастных почв южной тайги и физико-химические характеристики изученных почв.
Научная новизна. Составлен атлас кремниевых фитолитов 65 видов злаков и осок. Показано, что спектр морфологических форм фитолитов и их количество являются дополнительным показателем при реконструкции условий почвообразования. Дана оценка скорости формирования биолитного профиля дерново-подзолистых почв южной тайги. Показаны условия формирования различных типов биолитного профиля. Установлена корреляционная связь между содержанием гумуса и фитолитов в гукусово-аккумулятивных горизонтах автоморфных почв. Биолитный анализ позволил связать условия формирования второго гумусового горизонта серой лесной почвы Владимирского Ополья и погребенной почвы атлантического периода (Днепропетровская обл.) с луговыми фитоценозами; установлено, что формирование темноцветных почв Дальнего Востока связано с аэральным привносом материала.
Практическая значимость. Биолитный анализ позволяет устанавливать историю развития почв и может быть использован для решения спорных генетических вопросов почвоведения. Атлас кремниевых фитолитов позволяет идентифицировать растительные таксоны, являющиеся источником биогенного опала почв, может способствовать решению вопросов реконструкции климата и фитоценозов прошлого.
Апробация работы.. Материалы диссертации были представлены на VII Всесоюзном сьезде почвоведов (Новосибирск, 1989) и на IX международном симпозиуме по биогеохимии окружающей среды (Москва, 1989). Работа рассматривалась на заседании кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ (Москва, 1995).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
Обьем работы. Диссертация изложена на страницах
машинописного текста, имеет с приложениями таблиц, рисунков. Состоит из введения, 7 глав и выводов. Список литературы включает наименований, из них на иностранных языках.