Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Существующие представления об аллювиальных почвах и пойменных ландшафтах 9
1.1. История учения об аллювиальных почвах 9
1.2. Генезис и классификация пойм и аллювиальных почв 11
1.3. Влияние климатического фактора на формирование аллювиальных почв 16
1.4. Пойменный седиментогенез, минералогия аллювиальных почв 21
1.5. Влияние биотического комплекса на аллювиальные почвы 25
1.6. Сельскохозяйственное использование аллювиальных почв центральной поймы 30
Глава 2. Объекты и методы исследований 35
2.1. Объекты исследований 35
27.7. Пойма оки 35
2.1.2. Дединовскоерасширение окской поймы 38
2.1.3. Сосновское расширение окской поймы 43
2.2. Методы почвенно-экологических исследований 46
2.2.1. Общие методы исследований 46
2.2.2. Полевые методы исследований 49
2.2.3. Лабораторные методы исследований 50
2.3. Сопоставление лабораторных методов 55
2.3.1 .гранулометрический состав методами качинского и горбунова 55
3.2.3. Гигроскопическая влажность классическим и дериватографическим методами 59
3.2.4. Содержание гумуса по тюрину и термоактивного органического вещества, определенного дериватографическим методом 60
Глава 3. Гранулометрический состав аллювиальных почв 64
3.1. Особенности гранулометрического состава почв центральной поймы р.ока 64
3.2. Распределение гранулометрических фракций в аллювиальных темногумусовых почвах на местности 69
Глава 4. Валовой химический состав аллювиальных почв 74
4.1. Валовой макроэлементный состав 74
4.2. Валовой микроэлементный состав 81
Глава 5. Агрохимическая характеристика аллювиальных почв 85
5.1. Химические свойства 85
5.2. Физико-химические свойства 91
Глава 6. Минералогический состав фракции <1 мкм, выделенной из аллювиальных почв поймы р. Ока 95
Глава 7. Органические компоненты аллювиальных почв 116
7.1. Распределение органического вещества по гранулометрическим фракциям аллювиальных почв 116
7.2. Термодинамические характеристики органического вещества аллювиальных почв 119
7.2.1. Термогравиметрические показатели органических веществ 119
7.2.1.1. Характеристические температуры 119
7.2.1.2. Потеря массы 132
7.2.1.3. Скорость потери массы 145
7.2.2. Энергетическая характеристика органического вещества аллювиальных почв 146
7.2.2.1. Качественная характеристика 147
7.2.2.2. Количественная характеристика 156
Список литературы
- Влияние климатического фактора на формирование аллювиальных почв
- Методы почвенно-экологических исследований
- Распределение гранулометрических фракций в аллювиальных темногумусовых почвах на местности
- Физико-химические свойства
Введение к работе
Актуальность
Реки издревле притягивали к себе внимание людей как судоходные пути, источник воды и рыбы, на плодородных аллювиальных почвах выращивали большие урожаи сельскохозяйственных культур при меньших экономических затратах. Высокое эффективное и потенциальное плодородие пойменных агроландшафтов (особенно центральной части поймы) по сравнению с внедолинными, близость их к городам и селениям исторически определили особую роль аллювиальных почв в развитии сельского хозяйства всего Мира.
Агроэкологические особенности аллювиальных почв, однако, нельзя на сегодняшний день считать достаточно изученными для ведения интенсивного сельского хозяйства. Дальнейшего исследования требует также устойчивость пойменных ландшафтов к техногенным нагрузкам в условиях лугово-пастбищной и интенсивной пропашной систем земледелия.
В литературе имеется немного материалов о минералогическом составе и структурных особенностях глинистых минералов в аллювиальных почвах и речном стоке. Данные почвы практически совсем не изучались термографическим методом, который позволяет дать некоторую качественную оценку органической компоненты и охарактеризовать энергетику химических связей. Между тем минералогический состав тонкодисперсного вещества и свойства органической компоненты оказывают сильнейшее прямое и опосредованное воздействия на плодородие аллювиальных почв.
Цель работы
Изучить минералогические и органические компоненты аллювиальных почв центральной поймы р. Ока и их влияние на формирование плодородия при различных антропогенных воздействиях.
Задачи
Осуществить комплексные исследования свойств аллювиальных почв
центральной поймы верхнего и среднего течений р. Ока:
гранулометрический состав;
валовой макро- и микроэлементный составы;
агрохимические свойства.
Оценить уровень устойчивости аллювиальных почв центральной поймы р. Ока к техногенным воздействиям. Выявить основные тенденции развития изучаемых аллювиальных почв.
Изучить минералогический состав фракции ила, выделенной из аллювиальных темногумусовых почв и определить особенности распределения основных минеральных фаз по профилю и на местности. Зафиксировать отличия минералогического состава аллювиальных почв двух пойм, различающихся характером использования и пойменного седиментогенеза.
Охарактеризовать органическое вещество почв и выделенных из них гранулометрических фракций <1, 1-5, 5-Ю, >10 мкм. Выявить закономерности в распределении термоактивной и термоинертной частей гумуса (подвергающихся пиролизу в области низких и высоких температур) по гранулометрическим фракциям и профилю. Определить тенденции в распределении энергий химических связей органических веществ по профилям и гранулометрическим фракциям.
Научная новизна
Сравнение агрохимических свойств аллювиальных почв, используемых в качестве сенокосов и пахотных угодий, с результатами исследований прошлых лет (20- и 50-летней давности) выявило значительный уровень устойчивости данных почв к техногенным нагрузкам.
Впервые получена оценка пространственного распределения и варьирования минералогического состава илистой фракции аллювиальных почв (на примере ключевых участков поймы).
Охарактеризовано варьирование термографических характеристик аллювиальных почв и выделенных из них гранулометрических фракций (<1, 1-5, 5-Ю, >10 мкм) по профилю и на местности. Показано снижение отношения термоактивной части органического вещества к термоинертной (коэффициент термоактивности гумуса) с уменьшением размерности гранулометрических фракций, вниз по профилю и при дегумификации почв. Выявлено снижение термоактивности всего органического вещества с уменьшением размерности гранулометрических фракций. Термическим методом определены значения теплот сгорания, термоактивной и термоинертной частей гумуса, энергетические запасы в органическом веществе аллювиальных почв.
Практическая значимость и реализация результатов
За 50-тм летний период использования аллювиальных темногумусовых почв под сенокосные угодья деградационных изменений их агрохимических свойств не зафиксировано.
Выявлено заметное ухудшение показателей плодородия агротемногумусовых (распахиваемых) аллювиальных почв за 50 лет их интенсивного использования и стабилизация значений агрохимических свойств в последние 20 лет. Определены некоторые факторы, лимитирующие уровень плодородия агротемногумусовых аллювиальных почв: дегумификация (при этом уменьшается количество как термоактивного, так и термоинертного органического вещества), зафосфачивание, высокое варьирование содержания доступного растениям калия.
Диагностировано отсутствие загрязнения аллювиальных темногумусовых и агротемногумусовых аллювиальных почв верхнего и среднего течений р. Ока тяжелыми металлами. Выявлены тесные связи между содержанием валовых форм некоторых макро- и микроэлементов и гранулометрическим составом аллювиальных почв, позволяющие в дальнейшем осуществлять предварительную оценку валового состава расположенных поблизости почв по гранулометрическим характеристикам.
Создана геоинформационная система почв Дединовского расширения поймы Оки. Система была получена путём наложения почвенной карты 1954 г. на топологическую основу. Осуществлена привязка к сети географических координат. Каждый контур содержит информацию о классификационном положении почв (классификации В.И. Шрага, 1953 г. и Почвенного института, 2004 г.) и свойствах их горизонтов. Полученная геоинформационная система необходима для осуществления дальнейших почвенно-экологических исследований данного объекта и проведения сельскохозяйственных работ.
Защищаемые положения
Гранулометрический состав аллювиальных почв значительно варьирует в пространстве и по профилю, что обусловлено в большей степени характером седиментогенеза в различные периоды формирования поймы.
Аллювиальные почвы объектов исследования превосходят автоморфные бассейна р. Ока по содержанию валовых форм основных биогенных элементов, что обусловлено, в большей степени, более тяжелым гранулометрическим составом первых. Исследуемые почвы не загрязнены тяжелыми металлами. Отсутствуют также признаки их накопления.
При длительном использовании аллювиальных темногумусовых почв под сенокосные угодья (50 лет) не происходит ухудшения свойств, определяющих их плодородие. Агротёмногумусовые аллювиальные почвы потеряли 1-2 абс. % гумуса за время своего использования под пашню (примерно 50 лет). Однако за последние 20 лет значительных изменений их агрохимических свойств не произошло, а некоторые, даже улучшили свои показатели.
Минералогический состав илистой фракции значительно варьирует в аллювиальных почвах, что обусловлено как изменением содержания илистой фракции в почве (в большей степени), так и соотношения основных минеральных фаз в иле.
Значения коэффициентов термоактивности гумуса ниже в распаханных почвах (потерявших часть органического вещества за время их интенсивного
использования), чем в луговых аналогах. Имеет место некоторое пополнение термоактивной части органического вещества (количественно соответствующей гумусу, определенному методом Тюрина) за счет термоинертной составляющей. Вниз по профилю аллювиальных почв происходит снижение термической активности гумуса. Теплота сгорания органического вещества, рассчитанная на потерю массы образца, возрастает с увеличением размерности гранулометрических фракций.
Апробация
Результаты исследований докладывались на: 57-ой студенческой научной
конференции (2-е место), МСХА, г. Москва, 2004 г.; III Всероссийской конференции «Гуминовые вещества в биосфере», СПГУ, Санкт-Петербург, 2005 г.; Конференции, посвященной 100-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР В.А. Ковды «Биосферные функции почвенного покрова», Пущино, 2005 г.; Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005», МГУ им. М.В. Ломоносова, 2005; III Международной научно-практической конференции «Экология речных бассейнов», Владимир, 2005; VII Московском международном салоне промышленной собственности «Архимед»-2005; совместном заседании лабораторий минералогии и микроморфологии почв, биологии и биохимии почв, физики и механики почв и агропочвоведения Почвенного института им. В.В. Докучаева, 2006.
Публикации
По результатам диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Струїсгура и объем диссертации
Диссертация представлена на 169 стр. машинописного текста, состоит из
введения, 7 глав, и выводов, содержит 27 таблиц и 70 рисунков, включает список использованной литературы из 201 наименования, в том числе 21 на иностранных языках.
Автор благодарен своєму научному руководителю Н.П. Чижиковой за постоянную помощь и поддержку при выполнении работы; Б.П. Градусову, Н.Б. Хитрову, В.П. Фролову, В.А. Конницу, В.А. Черникову, за ценные советы и замечания при интерпретации результатов исследований; А.И. Кочетову, В.И.
Топтыгиной, В.И. и Т.Е. Борисенко, [В.А. Большакову! и Д.И. Руховичу за руководство и содействие на этапе получения фактического материала. С
благодарностью я вспоминаю ценные советы и замечания |Л.Л. ШишоваІ, данные мне при планировании и в начале выполнения данной работы.
Влияние климатического фактора на формирование аллювиальных почв
Воды реки создают особые микроклиматические условия в пойме. Большие массы воды, текущие к северу, приносят с юга накопленное в них тепло и постепенно отдают его окружающей местности, и, наоборот, охлажденные воды рек, текущих с севера на юг, снижают высокие температуры, характерные для южных областей. В этом случае имеет значение и увеличение влажности воздуха за счет испарения больших водных масс, приносимых рекой.
Большое значение для биологических процессов, развивающихся в почвах, имеет продолжительность стояния полых вод на том или ином участке поймы (поёмность, ее классификация приведена в пункте 1.6). Полые воды не только насыщают почвенные горизонты, но и питают грунтовые воды, вызывая тем самым к жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов. В результате этого при длительном стоянии полых вод на том или ином участке поймы происходит заболачивание почв. Однако роль полых вод в развитии биологических процессов различна. Она зависит от климатических условий и остальных факторов жизни растений и микроорганизмов, населяющих почву. Одно и то же количество воды в одном случае обусловливает заболачивание почвы (поймы северных рек), а в другом, не вызывает даже появления признаков избыточного ее увлажнения (поймы южных рек, Шраг, 1954). Климатические условия Окской поймы
Исследуемые участки поймы р. Ока расположены в пределах Озёрского и Луховицкого районов (юг Московской области). Данная территория характеризуются умеренно континентальным климатом, прохладным, достаточно влажным, с хорошо выраженными сезонами года. Это климат лиственных лесов умеренного пояса.
Суммарная солнечная радиация в Московской области в год составляет 88 кал/см . На рисунке 2 дано ее распределение по месяцам года. Около 80% поступающей солнечной радиации приходится на вегетационный сезон, когда солнце стоит высоко над горизонтом и продолжительность светлого времени суток очень велика. При этом часть тепла отражается земной поверхностью или же теряется по ночам с длинноволновой радиацией.
Расположенный на юго-востоке Московской области район исследований, отличается от центральных и северо-западных ее частей более теплым и менее влажным климатом. На рисунке 3 приведены средние месячные температуры воздуха по усредненным данным трех метеостанций (Коломенской, Луховицкой и Каширской). Среднегодовая температура воздуха при этом составляет 3,7 С. Самым теплым месяцем года является июль (18,3 С), а самым холодным - январь (-10,9 С). Количество дней с максимальной температурой 30,1 С и выше по средним многолетним данным составляет 8 в течение года.
Большое значение для характеристики ресурсов тепла имеют суммы положительных температур. По средним многолетним данным температура воздуха переходит через О С 3-4 апреля и держится в течение 212-214 дней в году.
Средние месячные температуры воздуха в районе исследований, С Период вегетации растений (при переходе средней суточной температуры через +5 С) наступает 17-19 апреля и продолжается 173-177 дней. Но лишь при превышении средней суточной температуры воздуха через +10 С растения начинают активно вегетировать. В Озёрском районе это наступает 2-5 мая и продолжительность периода активной вегетации составляет 134-139 дней в году. Устойчивая летняя погода со средней суточной температурой выше +15 С в Озёрском районе устанавливается 3-9 июня и длится от 76 (Кашира) до 86 (Зарайск) дней в году. В середине лета происходит адвекция тропических воздушных масс, приводящая к установлению сухой и жаркой погоды. Число дней со среднесуточной температурой воздуха 20,1 С и выше составляет в мае в среднем 0,8; в июне 5,8; в июле 8,8; в августе 4,8 и в сентябре 0,1. В условиях продолжительного летнего дня, при ясном небе температура воздуха достигает максимальных значений в 14-15 часов и может намного превысить среднесуточные показатели. Число дней с максимальной температурой воздуха, превышающей 25,1 С, в среднем составляет в апреле 0,06; в мае 2,56; в июне 8,3; вТюле 11,7; в августе 1,5; в сентябре 0,05. По средним многолетним данным сумма активных температур на территории центральной части Озёрского района колеблется от 2 175 до 2 450 С. Сумма активных температур, необходимая для созревания яровой пшеницы, достигает 1300, моркови 1400, картофеля ранних сортов 1 200, а поздних 1 500 С. Так что ресурсов тепла для выращивания большинства культур достаточно, однако они не всегда полностью используются из-за разных сроков созревания почвы к весенней обработке и организационных трудностей.
В отдельные годы суммы активных температур могут существенно снижаться. Тем не менее, климатические ресурсы территории обеспечивают произрастание пшеницы, овса, ржи, льна, томатов, гречихи, капусты, свеклы, моркови, ранних сортов картофеля на 100%, огурцов и поздних сортов картофеля на 99% подсолнечника на 80%.
Даже при достаточно высоких значениях среднесуточных температур весной и осенью могут случаться заморозки. По средним многолетним данным средняя дата последнего заморозка в Кашире 10 мая, в Зарайске 12 мая, в
Коломне 13 мая. Соответственно средняя дата первого осеннего заморозка 26, 24 и 23 сентября. Средняя продолжительность безморозного периода, таким образом, составляет соответственно 138 дней, 133 дня и 133 дня. На поверхности почвы последние заморозки заканчиваются на несколько дней позже, а первые заморозки начинаются раньше. В окрестностях г. Озёры последний заморозок на поверхности почвы наблюдается в среднем 22-31 мая, а первый 9-16 сентября. Соответственно продолжительность безморозного периода сокращается до 107-114 дней.
Климатические условия района исследований характеризуются несколько большей засушливостью по сравнению с центральными районами области. В среднем осадков здесь выпадает на 50 мм меньше, чем в Москве и составляет в год 525-530 мм.
Методы почвенно-экологических исследований
В диссертационной работе рассматриваются аллювиальные почвы поймы р. Ока, являющейся одной из основных рек центрального федерального округа России (рис. 5). Ока - это второй по величине приток крупнейшей р. Европы -Волги. Истоки реки находятся на Среднерусской возвышенности, а нижняя ее часть расположена в пределах Окско-Донской низменности. Длина Оки составляет 1 500 км, а площадь водосбора - 245 тыс. км (табл. 3).
Полевые работы проводились в расширениях поймы близ с. Дединово (ЗАО «Красная пойма» - 25 тыс. га, луг) и Сосновка (Агрофирма «Сосновка» -пойма 320 га, пашня). Рассматривалась, в основном, центральная часть поймы, как наиболее ценная в сельскохозяйственном отношении.
По строению речной долины и другим природным особенностям Оку можно разделить на три части — Верхнюю, Среднюю и Нижнюю, которые значительно отличаются друг от друга (рис. 6).
Вскрытие льда на Оке происходит в период с 15 марта по 20 апреля (Виленский, 1955), в верховьях обычно в марте или в первых числах апреля, в нижнем течении на 12-15 суток позднее. Продолжительность весеннего павод
ка — 3-4 недели. Меженный уровень реки устанавливается в середине июня. Средняя скорость течения воды весной — 0,6-0,8 м в секунду, а в отдельных узких местах — до 1,2-1,3 м в секунду. Мутность воды в верховьях реки достигает у г. Орла 300-350 г взвешенных частиц на 1 м воды, у г. Калуги около 250 г, в низовьях же (д. Новинки) — около 90 г. В среднем течении реки вода поступает в пойму в осветленном состоянии с малым количеством взвешенных наносов (до 90 г). Содержание во взвешенных наносах извести (оксида кальция) достигает 2%, органических веществ (потеря при прокаливании) — 3%.
В составе взвешенных наносов преобладают пылеватые частицы (размером 0,05-0,01 мм) и в особенности частицы глины (размером меньше 0,01 мм). Полая вода Оки содержит значительное количество карбонатов и является слабощелочной. Значительное содержание извести в полой воде Оки и во взвешенных наносах объясняется широким распространением по берегам
Оки и ее притоков, особенно в верхнем течении реки, богатых известью горных пород, а также подстиланием во многих местах русла Оки известняками.
Верхняя Ока — от истоков до г. Коломна Московской обл.— лежит в пределах Средне-Русской возвышенности и имеет узкую долину с высокой, суженной поймой. Между городами Калугой и Серпуховом река течет в прямом русле, без излучин и рукавов, с высокими крутыми берегами, сложенными преимущественно известняками.
Сосновская пойма расположена в нижней части верхнего течения р. Ока. Однако этот участок поймы по своим характеристикам более сходен уже с поймой среднего течения Оки. Очевидно, что границы разделяющие Оку на три части в известной степени условны.
Средняя Ока - от г. Коломна до устья р. Мокши — протекает по Окско-Донской низменности и с юга окаймляет Мещерскую низину. Она имеет хорошо развитую долину с широкой поймой, достигающей иногда 20-40 км в поперечнике. Расширения поймы чередуются с более узкими участками, шириной 3-4 км. Объекты исследования являются хорошим примером ассиметричного расширения поймы. Пойма Средней Оки изрезана сетью озер-прорв, стариц и рукавов, далеко отстоящих от основного русла.
В нижней части среднего течения, у г. Касимова, Ока пересекает возвышенный Окско-Каннский вал, сложенный известняками. Здесь долина очень сужена, с высокой поймой. Пойма Средней Оки имеет наибольшее сельскохозяйственное значение (Виленский, 1955).
Долина Оки в среднем течении имеет хорошо выраженную пойму, состоящую из наносов, отложенных рекой. Пойма возвышается на 5-6 м и до 8 м над меженным уровнем реки. По рельефу и составу отложений она распадается на три хорошо выраженные части — прирусловую, центральную и притеррасную пойму.
Средняя высота паводков на Оке достигает 7-8 м. Над меженным уровнем реки и большая часть реки и большая часть центральной поймы заливается полыми водами. Но высокие гривы (выше 7-8 м) заливаются только на короткий период в годы с высокими паводками.
В среднем течении р. Ока расположен второй объект исследований -Дединовская пойма. Нижняя Ока — от устья р. Мокши до впадения в Волгу — имеет высокий левый берег, который в районе г. Мурома подходит к реке. Пойма здесь довольно широкая, сильно изрезанная старицами, протоками, понижениями с болотами и озерами. На правом берегу Нижней Оки простирается песчаная низменность. 2.1.2. Дедиповское расширение окской поймы
Распределение гранулометрических фракций в аллювиальных темногумусовых почвах на местности
В.Р. Вильямсом показано, что в зависимости от качества и количества аллювия может происходить формирование поймы двух типов: при отложении больших количеств грубого песчаного аллювия формируется так называемая слоистая пойма, а при отложении глинистого аллювия - зернистая. В. Р. Вильяме считал эти типы поймы стадиями ее развития во времени (Польский, 1958). Таким образом, изучение гранулометрического состава аллювиальных почв позволяет охарактеризовать не только важнейшие их свойства, но и восстановить ряд черт истории их формирования.
В таблице 8 и на рисунке 14 приведены результаты гранулометрического анализа аллювиальных темногумусовых почв Дединовской поймы, находящихся под луговой растительностью. Гранулометрический состав этих почв, как правило, характеризуется высоким содержанием физической глины, что позволяет отнести их к разновидностям тяжелосуглинистых и глинистых. Их профиль не дифференцирован или слабо дифференцирован по распределению илистого материала. Содержание илистой фракции обычно выше 20% (Почвы Московской области..., 2002). Почвы Дединовского расширения не являются исключением: по всему профилю почвы имеют тяжелый гранулометрический состав, в то же время, доля пылеватых фракций превышает 65% при преобладании частиц крупной пыли (31-59%) и содержании ила 9-27%. Только в нижнем горизонте разреза 6 наблюдается резкое снижение содержание крупнопылеватой фракции на фоне увеличения содержания илистой и мелкопылеватой. Вероятно столетия назад, когда этот горизонт был на дневной поверхности, здесь наблюдался застой воды. Попробуем принять два допущения: 1 - ежегодно в центральной пойме откладывалось 40 т/га наилка или слой 0,3 см, как в современный период Таблица 8. Гранулометрический состав аллювиальных темногумусовых почв
Дединовской поймы, определенный методом Качинского
Горизонт Глубинавзятияобразца,см Содержание фракций, % от сух. почвы; размер частиц, мм Основное наименование разновид-носей Дополнительное наименование 1Г о"tСО 1Г о"1ю(Nо" о"1 оо" 1Г оОо"і.—і 3о" Г— оСОо"юо о о" о оо" V о о" V Аллювиальная тёмногумусовая гидрометаморфизованная тяжелосуглинистаякрупнопылеватая (разр. 1) (Кононов, Пановская, 1973), 2 - процессами размыва здесь можно пренебречь. В этом случае можно говорить о том, что как минимум в течении 300 летнего периода блуждающее русло реки не подходило близко к центральной пойме Дединовского расширения. Скорее всего, этот период намного больше. По всей видимости, в последнее столетие произошло увеличении количества наилков, откладывающихся в центральной пойме Дединовского расширения в половодье. Причиной этому является увеличение интенсивности эрозионных процессов в/следствие массовой распашки автоморфных и пойменных почв и вырубки лесов в бассейне реки.
Можно заметить некоторое возрастание содержания мелкопесчаной фракции с приближением к руслу реки. Самое большое увеличение количес 65
Примечание: здесь и далее к. песок - крупный песок, с. песок - средний песок, м. песок мелкий песок, к. п. - крупная пыль, с. п. - средняя пыль, м. п. - мелкая пыль. Рис. 14. Гранулометрический состав аллювиальных темногумусовых почв Дединовской поймы тва физического песка наблюдается в слое 100-140 см разреза 1. Вероятно, когда этот горизонт находился на дневной поверхности, русло реки было к этому месту значительно ближе.
Судя по верхним (дерновым) горизонтам аллювиальных темногумусовых почв, значительных изменений в поведении русла реки за последние 100 лет не произошло. В Сосновской пойме распределение гранулометрических фракций по профилям исследуемых агротемногумусовых аллювиальных почв несколько отличается (табл. 9, рис. 15). Эти почвы интенсивно использовались под орошаемые кормовые и овощные культуры.
Разрез 14, заложенный на агротёмногумусовой аллювиальной глееватой среднесуглинистой мелкопесчаной крупнопылеватой почве и расположенный в середине центральной поймы характеризуется равномерным распределением гранулометрических фракций по профилю.
В центральной же пойме, ближе к прирусловой части (разрез 13) наблюдается заметное накопление крупного, среднего и мелкого песков в верхней части профиля. Содержание физической глины при этом остается Таблица 9. Гранулометрический состав агротемногумусовых аллювиальных почв Сосновской поймы, определенный методом Качинского Горизонт Глубинавзятияобразца,см Содержание фракций, % от сух. почвы; размер частиц, мм Основное наименование разновид-носей Дополнительное наименование о"1 о"1mо" о"1сГ 1По сэо"1г— сэ о" о сэо"1шо зо" оо" V о.о" V Агротёмногумусовая аллювиальная типичная среднесуглинистая мелкопесчаная крупнопылеватая (разр. 13)
Физико-химические свойства
Содержание валового фосфора в аллювиальных почвах колеблется по горизонтам от 0,17 до 0,36%. Распределение его по профилю слоистое с постепенным снижением содержания Р2О5 вниз по профилю. В пахотных горизонтах агротемногумусовых почв не обнаружено уменьшения количества валовых форм фосфора. В автоморфных почвах Р2О5 меньше: дерново-подзолистые - 0,29, серые - 0,14, черноземные 0,12% в верхних горизонтах.
Содержание валового калия, имеющее узкий диапазон значений от 2,0 до 2,4%, сходно с его количеством в автоморфных почвах: дерново-подзолистые -2,4, серые - 2,3 и черноземные - 2,3%. Пахотные горизонты аллювиальных почв по этому показателю не отличаются от остальных.
Содержание валового хрома колеблется в аллювиальных почвах от 0,001 до 0,016%, что несколько меньше кларка для почв 0,019% (Шеуджен, 2003).
Можно заметить, что аллювиальные почвы объектов исследования превосходят автоморфные по валовым формам таких биогенных элементов, как фосфор, кальций и магний. Это обусловлено в значительной степени более тяжелым гранулометрическим составом почв центральной поймы. По данным А.В. Гринева, СВ. Казакова и др. (1985) в совхозе «Сосновский» (на территории которого, находятся изучаемые агротемногумусовые аллювиальные почвы) из 5 300 га автоморфных почв только 15% обладают тяжелосуглинистым гранулометрическим составом. Высокий потенциальный резерв биофильных макроэлементов представлен в таблице 13. Общий запас аллювиальных темногумусовых почв в слое 0-28 см (для сравнения с агротемногумусовыми был выбран этот слой) валового фосфора составляет 8-9 т/га, калия - 71 т/га, кальция - 53-56 т/га и магния 56-57 т/га. В пахотных горизонтах агротемногумусовых аллювиальных почв общий запас составляет: Р205 - 6-11, К20 - 66-70, СаО - 45-61 и MgO - 53-56 т/га
К, Si (обратная связь) и Mg. Теснота этой связи характеризует преимущественное содержание элемента в той или иной фракции. Так, содержание оксидов титана в большей степени коррелирует с содержанием илистой фракции по сравнению с мелко- и среднепылеватой. Это свидетельствует о преимущественном расположении этого элемента во фракции ила. Содержание же оксидов калия коррелирует с содержанием физической глины в той же степени, в какой и с содержанием ила. Это свидетельствует о расположении большей части КгО в илистой фракции.
При попытке построить корреляционные зависимости по всем изучаемым аллювиальным почвам (включая пахотные горизонты аллювиальных агротемногумусовых почв) было отмечено снижение коэффициентов корреляции (приложение 5). Уменьшение однородности выборки свидетельствует о некотором отличии корреляционных зависимостей для антропогенно преобразованных почв.
Таким образом, валовой химический состав аллювиальных почв отличается выравненностью по профилю. Анализ пахотных горизонтов агротемногумусовых аллювиальных почв не выявил изменений в валовом содержании макроэлементов при их интенсивном использовании.
Аллювиальные почвы объектов исследования превосходят автоморфные бассейна реки Ока (дерново-подзолистые, серые и черноземные) по содержанию валовых форм фосфора, кальция и магния, что обусловлено в большей степени их более тяжелым гранулометрическим составом. Валовое содержание макроэлементов коррелирует с гранулометрическими характеристиками аллювиальных темногумусовых почв. Агротемногумусовые аллювиальные почвы связаны с гранулометрическим составом несколько по-иному.
Пойменные почвы являются экологическим барьером на пути стока токсичных элементов в речные воды. Глинистый гранулометрический состав, высокое содержание Са и Mg в ППК, высокая ЕКО, периодическое «природное известкование» речными наносами, относительно высокое содержание гумуса изучаемых аллювиальных почв (глава 5) способствуют иммобилизации микроэлементов. В пойменных почвах по этим причинам обычно значительно больше ТМ, чем в автоморфных, особенно при загрязненности последних (Соколов, Черников, 1999).
Однако ни один из приведенных в таблице 15 микроэлементов не превышает предельно допустимой для него концентрации. Вместе с тем, микроэлементы располагаются равномерно по профилю и накопления их в верхнем горизонте не зафиксировано. Лишь по цинку в верхнем 20-ти сантиметровом слое наблюдается некоторое накопление. В пахотных же горизонтах агротемногумусовых почв наблюдается даже некоторое снижение содержаний валовых цинка и меди. Это вызвано, вероятно, более интенсивным изъятием из пахотных почв макро- и микроэлементов с урожаем. Из этого следует, что на данном объекте не только отсутствует загрязнение ТМ, но и не выражено пока их накопление (за исключением Zn).
Теснота корреляционной связи характеризует преимущественное содержание микроэлементов в той или иной фракции. Так,содержание никеля коррелирует с содержанием физической глины меньше, чем с содержанием мелкой пыли (коэффициенты корреляции составляют 0,66 и 0,80 соответственно). Это объясняется тем, что фракции средней пыли и ила, также входящие в группу фракций физической глины, мало коррелируют с содержанием Ni. По этой причине большая часть валового никеля, вероятно, концентрируется во фракции мелкой пыли.
