Слитоземы Северного Кавказа Хитров, Николай Борисович

Введение к работе

Актуальность. Слитые почвы (синонимы: слитоземы, вертисолн и проч.) широко распространены на всех континентах, исключая Антарктиду. На Северном Кавказе они занимают значительные пространства как мелкими пятнами среди других почв, так и крупными массивами. Многочисленными исследованиями, обобщенными в целом ряде крупных монографий (Dudal, 1965; Быстрицкая, Тюрюканов. 1971; Ahmad, 1983; Слитоземы и слитые почвы. 1990; Слитые почвы Молдавии, 1990; и др.), установлены основные свойства этих почв и разнообразие сочетаний факторов почвообразования, в которых они формируются в различных регионах мира.

Слитые почвы в наиболее известных классификациях выделяются на разных таксономических уровнях, в том числе и на самых высоких (Classification des sols, 1967; Soil Taxonomy, 1985: и др.), В действующей в нашей стране классификации (1977) они рассматриваются только на уровне рода, хотя были неоднократные предложения по выделению типа (Быстрицкая, Тюрюканов, 1971; Шишов, Соколов. 1989; Слитые почвы Молдавии, 1990). Существует широкий спектр мнений о генезисе этих почв, основанных на исследованиях в разных регионах. Особые проблемы возникают при разграничении слитогенеза и солонцового процесса в связи с тем. что оба процесса ведут к формированию схожих неблагоприятных физических свойств. Отсутствие четкой и хорошо обоснованной диагностики слитых почв, которая к тому же различается у разных исследователей, не дает возможности корректного сопоставления данных. Последнее накладывает существенный отрицательный отпечаток на подбор приемов возделывания сельскохозяйственных культур, мелиорации и использования почв, а также не позволяет обоснованно распространять положительные результаты полевых опытов на более широкие территории.

Основная цель исследований - установить генезис слитых почв на Северном Кавказе, разработать и обосновать диагностические критерии существования и степени выраженности двух процессов в почвах степной зоны: слитогенеза и солонцового процесса, - и разработать классификацию почв с признаками слитогенеза для обоснованной дифференциации территории в сельскохозяйственных целях,

Лля достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить морфологические, физические, физико-химические, хи-

литых почв Северного

мические свойства (ГШШе^^ру^^е^кийГчостав

ілуч:-¹. г: ..:->'. :"г;^л

- г -Кавказа.

1. Сформулировать общий методический подход, позволяющий разрабатывать диагностику процессов, происходящих в почвах.

2. Разработать и обосновать диагностические критерии существования и степени выраженности слитогенеза и солонцового процесса.

3. Разработать классификацию почв с признаками слитогенеза.

4. Изучить режимы влаги, температуры, ОБП и плотности в почвах с разной степенью выраженности слитогенеза.

5. Выявить особенности взаимодействия слитогенеза и солонцового процесса.

6. Разработать методику оценки сочетания факторов почвообразования, способствующих развитию слитогенеза в почвах.

7. Оценить приемы мелиорации слитоземов Ставрополья.

Научная новизна. 1. Разработан концептуально-методический подход, позволяющий производить целенаправленный выбор и обоснование диагностических признаков существования и степени выраженности различных процессов, происходящих в почве (см. раздел 2,1).

8. Сформулирована сущность слитогенеза, выбрана и обоснована система диагностических показателей существования слитогенеза и шкала морфологических признаков, отражающая степень его выраженности (см. раздел 2.2).

9. Уточнена формулировка сущности солонцового процесса, выбраны и обоснованы диагностические критерии его существования и степени выраженности. Предложен специальный балл (о)-для оценки физико-химических условий развития солонцового процесса. Он рассчитывается по диаграмме, включающей содержание обменного натрия и концентрацию солей в почвенном растворе (см. раздел. '2.3).

10. Разработаны новые принципы и сама классификация почв с признаками слитогенеза (см. раздел 2.4).

11. Установлено взаимное воздействие слитогенеза и солонцового процесса друг на друга при их совместном проявлении в одной почве (см. раздел 3.7).

12. Установлено, что : изменение вертикальных и горизонтальных деформаций в слитоземах в зависимости от влажности имеет гистере-зисный характер (см. раздел 4.4).

13. Разработана методика оценки сочетания факторов почвообразования, способствующих развитию слитогенеза в почвах (см. рагдел 5).

На защиту выносятся следующие положения:

1. Концептуально-методический подход, позволяющий разрабатывать диагностику почвенных процессов, заключающийся в том. что выбор и обоснование диагностических критериев существования и степени выраженности процесса, происходящего в почве, основывается на: а) представлении о сущности процесса и признаках почв, возникающих в результате его действия; б) оценке других явлений, способствующих формированию аналогичных признаков; в) оценке надежности выбираемых признаков и их чувствительности к изменчивости факторов почвообразования.

2. Сущность слитогеиеза заключается в развитии и/или последующем воспроизведении обратимых и необратимых разно направленных локальных боковых сдвиговых деформаций (смещений) одних блоков почвы относительно других за счет возникновения внутренних напряжений в условиях, когда жидкая фаза почвы не замерзает. Химические, физические, физико-химические и биологические свойства почв, минералогический состав, факторы и условия почвообразования как в отдельности, так и в их сочетаниях влияют на формирование слитых почв в соответствии с их вкладом в развитие указанных сдвиговых деформаций. Необходимым и достаточным диагностическим критерием существования слитогенеза является присутствие в почвенном профиле поверхностей скольжения (сликенсайдов), имеющих линейные размеры от і до 15-20 см и ориентацию наклона, варьирующую з пределах любой вертикальной стенки разреза в интервале около 180*. Степень выраженности слитогенеза может быть оценена на основе следующих показателей: 1) размеров поверхностей скольжения, 2) наличия клиновидной структуры, 3) отношения,мощности слоя'с поверхностями скольжения более 30 см длиной в одном измерении к общей мощности слоя с поверхностями скольжения любых размеров, 4) наличия деформации поверхности почвы по типу микрорельефа гильгай.

3. Слитогенез и солонцовый процесс при совместном проявлении в одной почве оказывают друг на друга воздействие: а) слитогенез способствует снижению интенсивности развитая солонцового процесса главным образом за счет механического ограничения миграции ила и аккумуляции его в виде натечных кутан: б) физико-химические условия развития солонцового процесса могут усиливать интенсивность слитогенеза за счет увеличения набухания и облегчения сдвиговых деформаций; в) собственно солонцовый процесс имеет тенденцию к снижению интенсивности слитогенеза посредством разрушения набухающих глинис-

- 4 - ' . тих минералов, но это воздействие очень замедленное. .

Практическая значимость результатов исследования: Разработана диагностика слитых и солонцовых почв, сводящая к минимуму субъективный Фактор. Предложенный общий концептуально-методический подход позволяет целенаправленно разрабатывать диагностику любых процессов, происходящих в почве.

Разработанная классификация почв с признаками слитогенеза. отражая реальное разнообразие слитых почв, является основой гибкой дифференциации территории в сельскохозяйственных целях.

Разработанные подходы и полученные в ходе работы данные используются в лекционных курсах для студентов факультета агрохимии и почвоведения МСХА и биолого-почвенного факультета СПбГУ.

Публикации и апробация работы. По проблемам исследования сли
тых и солонцовых почв, затронутых в диссертации, опубликовано {в
том числе в соавторстве) 18 печатных работ. Результаты исследований
доложены на VIII Делегатском съезде Всесоюзного общества почвоведов
(Новосибирск, 1989), на международной конференции "Мелиорация почв"
(София. Болгария. 1989), международной конференции "Генезис и уп
равление плодородием засоленных почв" (Волгоград, 1Э91), конферен
ции стран содружества "Физика почв и проблемы экологии" (Пущине
1992). мевдунарошом симпозиуме "Структура почвенного покрова"
(Москва, 1993), региональной конференции (Ставрополь, 1991), V и
VII комиссии РОП (Москва, апрель, май_1994), конференции "Почвенные
ресурсы Прикаспийского региона и их рациональное* использование в
современных социально-экономических условиях" {Соленое Займище.
1994). - .

Работа выполнена в Почвенном институте им. В.В. Докучаева РАСХН лично автором или под его руководством. Личный вклад автора в решение поставленных задач заключался в разработке методических подходов, проведении полевых и лабораторных исследований, обработке и интерпретации результатов, теоретическом обобщении собственных и литературных данных, формулировке выводов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глаа основных выводов и списка литературы.. Она изложена на 596 страницах, включая 333 страниц машинописного текста. 57 таблиц. 102 рисунка, список 372 литературных источников.