Введение к работе
Актуальность тета. Чернозекь;,будуча прзкткчесі-ги первг.х-. объектом генетического почвоведения, первич полигонов іуіл отработки основных положений этой науки, смеьт соответственно более чем ЮО-деткюю историю изучения. Б связ~л с больной значимостью этих почв в народном хозяйстве интерес к ним не ослабевает.Большой объем фактических данных.накопленный в ряз- _, ных регионах страви, потребовал теоретического обобщении ija современном научном уровне. Зту задачу принял на себя Почвенн ныя институт им.В.В.Докучаева в связи с подготовкой копографи-ческой серии "Черноземы СССР". В процессе работы вскрылись существенно разные подходи к генетической интерпретации свойств черноземов, расхождения в региональных представлениях о генезисе и географик этих почв,различия в принципах внутриткпоссй _ классификации, группировки ;\ районирования. Бее перечисленное затрудняет сопоставление региональных данных,препятствует познанию географических закономерностей черноземов,приводит к невольному искажению картографических обобщении,схем почвенное го районирования, учета почвенных ресурсов и обоснований к рекомендациям по рациональному использованию пенкейнаго земельного фонда.
Важной причиной сложившейся ситуации является приоритет экологических принципов при внутритиповом разделении черноземов в общепринятой классификации почв, известное отождествление подтипов*» классификационных групп черноземов с географическими сообществами. использование в региональных классификациях разных оснований для их выделения,ненадежность диагностических критериев. Назрела необходимость своеобразной инвентаризации многочисленных классификационных выделов черноземов,выявления реальных связей основных генетических форм черноземов с современными факторами почвообразования и гутей их эволюции, разработки классификации,основанной на собственно - почвенных признаках.
Цель.задачи.объекты и метода исследования. В соответствии со сказанным основная цель настоящей работы заключается в сравня-тельно-географжчесхои анализе 'основных" морфогенатических форме-пин черноземов ва территории Восточной Европы, определении ях ареалов, выявлении |их экс^огр^срдЩ^усЛВЙеняости, путев ево-j НАУЧНАЯ.БИБЛИОТЕКА' j "
им. К. л. Tjr^pascaa .Л
люцаи и особенностей современного этапа почвообразования в условиях сельскохозяйственного использования.
Разработка этой проблемы предполагает решение следующих конкретных задач:
- рассмотреть общие закономерности пространственных изменений
фахторов черноэемообразоьания, охарактеризовать с привлечением
массовых данных почвообразушие породы и климат, оценить их
роль в дифференциации почвенного покрова;
'- виявить морфогенетачесхие формации черноземов на основании качественного сходства в строении их морфологического профиля и определить их ареалы;
на базе массового фактического материала дать характеристику гранулометрического,гумусового и карбонатного профилей выделенных формаций;
проследить связь морфогенетических формаций черноземов с современными климатом, опираясь на сравнительный анализ гидротермических режимов и сопоставление почвенных границ и климатических рубежей;
уточнить представления о голеценовов эволюции черноземов разных регионов, оценить её вклад в формирование современного профиля этих почв я общую организацию почвенного покрова черноземной зоны;
рассмотреть основные тенденции в изменении строения я свойств черноземов при сельскохозяйственном освоении как результат нового
агрогеняого - атапа в эволюции зтих почв.
В практическом аспекте поставлена задача усовершенствовать классификацию черноземов,основываясь на системе качественных,собственно почвенных диагностических Доказателен.
Перечисленные задачи ориентирует работу на исследование общих генетико - географических закономерностей в черноземной зон» Восточной Европы, не предусматривающее специального изучения структуры почвенного покрова я всех его компонентов, включая формы черноземов, связанные с аномальными условиями почвообразования.' Соответственно,объектами исследования послужили черноземы,сформированные яа оутлмнясто - глинистых, преимущественно умеренно-карбонатных отложениях,абсолютно преобдадаяшх яа террнторяж черноземной зоны. ,
В основу работы положен фактический материал, собранный в процессе почвенно-географических маршрутных исследований,охвативших за период 1971 - 1985 гг. обширные территории Молдовы,Украины,центральных областей России,Поволжья,Заволжья и Предкавказья.
Решение поставленных вопросов проводилось путей сравнительно - географического метода,позволяющего провести анализ закономерных изменений строения и свойств почв в зависимости ОТ СОВт ременных факторов почвообразования, установить а обосновать границы почвенных выделов с точки зрения причинно- следственна связей. При этом изучались типичные разрезы, а также закладывались ключевые участки и трансекты для выяснения пространственных закономерностей в изменении строения и свойств черноземов, степени вариабельности количественных показателей и устойчивости качественных признаков выделенных черноземных формаций.
В соответствии с обоснованием поставленных задач, именно эти специально собранные материалы послужили фактическим основанном работы, т.к. предлагаемый подход к оценке черноземов и их' внутритиповому разделению предполагает учет приэваков.пользую-щихся недостаточным вниманием в литературе. Литературные источники использовались в случае публикаций сопряженных данных по морфологии и химическим свойствам черноземов.
Для характеристики состава и свойотв черноземов применялся комплекс традиционных анализов,выполненных главным образом в аналитической инструментальной лаборатории Почвенного института.Было изучено около 120 разрезов. Для решения специальных генетических вопросов наряду со средними образцами почвенной массы анализировались отдельные морфовы.
При выяснении трендов пространственных изменений основных морфологических и химических свойств черноземов использовались методы вариационной отатлстихи / Дмитриев, 1972 /. Данные группировались по крупным климатическим областям и регионам с разной историей формирования поверхности - всего гчоло 30 кластеров. При Формировании массива данных использовались опубликованные материалы 'примерно по 100 разрезам из разных регионов черноземной зоны.
Для выяснения связи строения и свойств черноземов с современным климатом проводились работы по почвенно - климатическому районированию черноземной зоны,для чего было подобрано более 300 ме-
_ 4 -
теосташцій, расположен ні їх вне речных долин на черноземах суглинисто - глинистого гранулометрического состава. Для каждой станции учитывалось около ЗО показателей, включающих подробную характеристику сезонов, в том числе - осеннего и весеннего. Работа проводилась совместно с Т.П.Коковиноіі и С.В.Овечкиным; математическая обработка данных выполнена в лаборатории математических методов института пол руководством В.А.Рожкова.
Научная новизна. Научная новизна работы заключается в раэ- работке и реализации концепции качественной оценки основных формаций черноземов как морфогекетических единств, представленных определенной совокупностью генетических горизонтов.
Впервые выявлены «.изучена по единой программе и с привлече-Л нием массового фактического материала все основные морфогенетиче-/ ские формации, определяющие почвенный покров черноземной воны Восточной Европы.
В связи с решением вопроса об экологической обусловленности выделенных формаций получены новые данные, подтверждающие приоритетную роль в их образовании современного климата, прежде всего климатических показателей весны и осени. Вместе с тем, впервые показано, что не обязательна прямая связь между атмосферным я почвенным климатом: принципиально сходные гидротермические режимы могут складываться при разных комбинациях климатических параметров. Разграничены три основных вида ищротермичесхах режимов черноземов, различающихся кроме мощности слоя активного влагооборота и вероятности сквозного промачиваиия характером увлааяеняя средней части профиля и проявлением восходящих токов влаги.
Сравнительный анализ гранулометрического, гумусового и карбонатного профилей позволил по-новому раскрыть генетические особенности черноземов Восточной Европы я географические закономерности современного / лоэднеголопевового / черноаеыообразоввняя, установить те комцоненгы профиля »тюс почв, которые сохранились от прошлых - "дочерновемянх"- стадий их вволюцнж.
Педогенные преобразования гранулометрического состава черно- * аемов традиционно соотносятся с актуальными процессами лесскважа в почвах северной лесостепи я внутрмочвенннм оглнннванаем в черноземах теплой фации', в этой евлвж впервые установлено! а/ глнвм-'.' тая дифференциация почв северной лесоотесв не аавиожт от современ-
пых климатических условий, не коррелирует о мор^ологическими к аналитическими проявлениями в профиле лессиважа и была, вероятно, заложена в прошлые стадии почвообразования; б/ признаки вну-трипочвенного оглинивания характерны для всех черноземов Восточной Европы и не приоритетны для черноземов Предкавказской и Приду най ской провинций.
Исследование гумусового профиля, подтвердив в общих чертах известную зависимость величины гумусовых аккумуляций от подэона-льных и провинциальных изменений климата, установило определенные отклонения от стандартной схемы. В втой связи показано значение ясно выраженных трендов в пространственной неоднородности гранулометрического состава почвообразующих пород и влияние на строение гумусового профиля элементов, унаследованных от прошлых стадий почвообразования. Основные из установленных корректив следующие; а/ изменение гумусового состояния черноземов в подзональном аспекте на территорий Русской равнины не однозначно: сокращение гумусовых аккумуляций в направлении с севера на юг на западе' происходит преимущественно за счет мощности гумусовых горизонтов, на востоке - за счет содержания гумуса; б/ провинциальные раэха-чия в величинах гумусовых аккумуляции между одноименными подтипами с очевидностью прослеживаются только в лесостепи, где наиболее выражена неоднородность современного климата и почвооОразующих пород, а почвенный покров пережил сложную историю развития в голоцене; в/ среди черноземов теплой фации только почвы Аэово-Кубанской низменной равнины отличаются сверхмощной гумусовой толщей,обусловленной особой историей их формирования.
Сравнительный анализ качественного состава гумуса впервые выявил географические закономерности этого показателя в подзональ-. ном и провинциальном аспектах и позволил оценить его значимость как диагностического признака яри внутрнтицовом разделении черноземов. Связь качественного состава гумуса черноземов с современным климатом проявляется преимущественно в содержании фульвокис-лот, тогда как содержание Тумановых кислот и гуматов кальция пространственно устойчиво на всем просхранстдо черноземной зоны.Исключение составляет черноземы пограничных территория, переходные к другим типам почвообразования, гумус которых отличается специфическим соотношением гумусовых кислот,их профильным распределен*-
ем и фракционным составом.
Впервые для всех формаций черноземов Восточной Европы дана характеристика карбонатного профиля как результата педогенного перераспределения определенной части карбонатов, содержащихся в почвообразугаей породе; показана тесная связь комплекса показателей карбонатного профиля / вертикального распределения СаСОд, характера микро- я макроформ карбонатных новообразований, их последовательной смены в профиле и приуроченности х определенным горизонтам / с современными гидротермическими режимами; для большой группы почв подтверждено разграничение понятии карбонатного . профиля и аккумулятиано-карбонатного горизонта,занимающего определенное место в морфологическом профиле черноземов и сформированного в результате сложной взаимосвязи гидротермических режимов и биохимических процессов.
На основании интерпретации профиля черноземов как системы генетических горизонтов впервые проведено классификационное разграничение их с экологически - родственными почвами,ОТНОСИМЫМ! в настоящее время к черноземам; предложено разделение черноземов на два типа о принципиально разными срединными горизонтами-- текстурним и аккумулятивно-карбонатным[обоснован подтиповой таксономический уровень выделенных морфогёнетических формаций.
Подтипы черноземов, диагностирующиеся пространственно устойчивыми качественными модификациями генетических горизонтов, создают спектр, по объему и содержанию отличающийся от принятого в действующей классификации, и их география лишь частично соответствует сетке подзон и провинций в общей охеме районирования. Ареалы подтипов, выделенрчх не основании собственно - почвенных признаков, представляют сложную систему и на образует широтно выраженных сплошных полос - подзон.
Получены новые дополнительные данные, раскрывающие эволюцию черноземов Русской равнины в голоцене, которая во многом определяла строение современного профиля черноземов и их географию.Такие особенности современного профиля черноземов, как текстурный горизонт в текстурно-дифференцированных черноземах, "2-ой гумусовый горизонт" в черноземах лесостепи центральных областей России, уникальная мощность гумусовой толщи в черноземах Авово-Ку- -банской низменности,структурная организация и трещиноватость
. 7 -
южных черноземов, которые в настоящее Бремя интерпретируются в связи с актуальными процессами, были заложены в разнке периода голоценовой истории етих почв и далее дорабатывались или трансформировались в зависимости от современных особенностей бкокли-мата. На основании анализа географических закономерностей подтвержден палеогидроморфизм типичных и обыкновенных черноземов.
Разработаны генетические аспекты оценка агрогенных измене-: ний в черноземах. Агрогенные трансформации свойств черноземов рассматриваются как результат нового этапа аллоэволллит; пахотный горизонт характеризуется с позиция его соответствия коренным изменениям в современных рекимзх и процессах,обусловленным заменой естественных зкосистем новыми агроэкосистемами.
Изложенные положения являются предметом защиты настоящей
работы. ,
Практическое и научное значение работы. Предлагаемая оценка черноземов,основанная на собственно почвенных свойствах,позволяет внести существенные коррективы в классы.^кацию черноземов,уточнить типовые гранкцн, усовершенствовать л дополнить существующую систему подтипов с позиций единства их строения,свойств и режимов. Sto позволяет получать объективную информацию о географии черноземов и почвенных ресурсах зоны, адекватно отражать реальный почвенный покров при картографических обобщениях и районировании, т.е. иметь достоверные фактические основания для разработок по рациональному иоиольэованию земельного фонда.
Концепция оценки агрогенных изменений б черноземах как объективного результата нового этапы их эволюции в условиях агроэко-сметем эак-адылавт теоретический фундамент для разработки комплексной системы воздействий на функционирование черноземов в условиях сельскохозяйственного использования.
Результаты исследований имеют значение для теории почвоведения .для развития представлении о генезисе лесостепных и степ- . ных.почв, о связях между их свойствами и фечторами почвообразования.
і Содержащиеся в работе материалы учтены при составлении почвенной карты масштаба 1:2,5млн..вошли в региональные тома монографической серии "Черноземы СССР",включены в курс лекций почвенного цикла университетов и сельхозинститутов,использованы
при методических разработках Агрохимслу*бы,в областных филиалах Гипрозема.
Апробация. Основные положения диссертации докладывались и публиковались в трудах ІУ, У и УІІІ съездов ВОЯ / Алма-Ата,1971; МинскД97?;йовоси0ирск,І9Є9 /,на I делегатском Съезде почвоведов и агрохимиков Украина /Днепропетровск,I9t>2/,на Всесоюзных я регіональних конференциях и совещаниях.: ко вопросам изучения почв.повышения их плодородия и эффективности применения удобре-яий/ Куйбышев,1972 /,по изучению почв и почвенного покрова Ю.Урала и Среднего Поволжья / Горький,1973/,по структуре почвенного . покрова / Москве,1976/,по научным основам рационального использования и повышения плодородия почв / Ростов на Дону,1978 /, по изучению биологической продуктивности почв / Тарту»1979/, > связи с 100-летием генетического почвоведения и 100-летия "Русского чернозема" В.В.Докучаева / Москва,1983; ПолтаваД963; Кишинев,1983 /; по микроморфологии почв / Тарту,1983 /; по истории развития почв СССР в голоцене / Пуешно,І9Є4/;по вопросам плодородия черноземов в связи с интенсификацией их использования / Одесса,1Шб/;по вопросам расширенного воспроизводства плодородия почв в интенсивном земледелии / Москва,1987/, а также аа Международном совещании по классификации почв / Алма-Ата,1989/.
Основные положения диссертации отражены в публикациях.
В решении ряда научных вопросов автору помогли сотрудничеством Н.В.Денисова.Т.В\Коковина,С,В.Овечкан,2.Б,цаьлова. Автор благодарен 9а внимание я постоянные консультации В.Н.Носину, Б.П.Градусов/, В.А.Ролкову, Н.П.Чнжиковой, признателен за содеЙствие:в.написании работ» В.Л.Андроникову.
Особую признательность аа поддержку при постановке и выполнении работы,эа ценные советы автор выражает В.М.Фрилланду,
Структура, и объем работы. Диссертация изложена на З^О страницах машинописного текста,состоит из введения, 10 глав, выводов и включает^таблнцы я У ^рисунка. В списке литературы приведены ^Д# работы, в той числе//!на иностранных лавках. '
СОДЕРІДКИЕ PAEOTiJ