Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Существующие представления о начальных стадиях почвообразования и методы их изучения 8
1.1 Теоретические представления о развитии и эволюции почв 8
1.2. О происхождении текстурной дифференциации дерново подзолистых почв 23
1.3 Исследования начальных стадий почвообразования 32
1.3.1 История становления лизиметрического метода 32
1.3.2 Модельные исследования начальных стадий почвообразования 35
1.3.3 Натурные исследования начальных стадий почвообразования 42
Глава 2. Объекты и методы исследования 45
2.1 Устройство лизиметров факультета почвоведения мгу 45
2.2 Особенности биологического круговорота в модельных экосистемах 48
2.3 Микроб иологически е и биохимические свойства почв 49
2.4 Особенности лизиметрического стока 51
2.5. Методы исследования 54
Глава 3. Морфологические признаки начальных стадий почвообразования на покровных суглинках 58
3.1. Макроморфологические признаки 58
3.1.1 Морфологические строение покровных суглинков 58
3.1.2. Морфологическое строение слаборазвитых почв лизиметров 59
3.1.3. Морфологическое строение дерново-подзолистых почв на покровных суглинках 63
3.2. Микроморфологические свойства 64
3.2.1. Микроморфологическое строение покровных суглинков 64
3.2.2. Микроморфологическое строение слаборазвитых почв 66
3.2.3. Микроморфологическое строение дерново-подзолистых почв на покровном суглинке 73
Глава 4. Изменение химических и физико-химических свойств покровных суглинков на начальных стадиях почвообразования 76
4.1. Свойства покровных суглинков 76
4.2. Свойства слаборазвитых почв 78
4.3. Свойства дерново-подзолистых почв на покровном суглинке 96
Глава 5. Гранулометрический состав покровных суглинков и формирующихся из них почв 103
5.1. Гранулометрический состав покровных суглинков 103
5.2. Гранулометрический состав слаборазвитых почв 103
5.3. Гранулометрический состав дерново-подзолистых почв на покровном суглинке 107
Глава 6. Аккумуляция гумусовых веществ на начальных стадиях почвообразования 111
6.1. Гумусовое вещество слаборазвитых почв 111
6.2. Гумусовое вещество дерново-подзолистых почв 117
Глава 7. Минералогический состав тонкодисперсных фракций почвообразующеи породы и сформированных на ней почв 124
7.1. Минералогический состав тонко дисперсных фракций покровного суглинка 124
7.1.1. Минералогический состав фракции средней пыли 124
7.1.2. Минералогический состав фракции тонкой пыли. 125
7.1.3. Минералогический состав илистой фракции 126
7.2. Минералогический состав тонко дисперсных фракций слаборазвитых почв 127
7.2.1. Минералогический состав фракции средней пыли 127
7.2.2. Минералогический состав фракции тонкой пыли 137
7.2.3. Минералогический состав илистой фракции 147
7.3. Минералогический состав тонкодисперсных фракций дерново- подзолистой почвы 158
7.3.1. Минералогический состав фракции средней пыли 158
7.3.2. Минералогический состав фракции тонкой пыли 160
7.3.3. Минералогический состав илистой фракции 162
Заключение 166
Выводы: 171
Список литературы.. 173
- О происхождении текстурной дифференциации дерново подзолистых почв
- Особенности биологического круговорота в модельных экосистемах
- Микроморфологические свойства
- Гранулометрический состав слаборазвитых почв
Введение к работе
Актуальность. Одной из важных в теоретическом и практическом отношении проблем современного почвоведения является почвообразование и формирование почвенных профилей под влиянием древесных, травянистых и сельскохозяйственных растительных сообществ. Составная часть этой проблемы - исследование процессов почвообразования с позиций выветривания минеральной части почв, взаимодействия органической и минеральной компоненты и формирования профилей глинистого материала.
За последний период развития учения о тонкодисперсной части почв (Градусов, 1976, 2000, 2001, 2003; Таргульян и др., 1974; Соколова, 1985, 2005; Чижикова, 1992, 1995, 2002, 2004; Тонконогов и др, 1987; Международный конгресс почвоведов, 1998, 2002; Международная конференция по минералогии и петрографии, 2000) подчеркивалась информативность и чувствительность минералов почв к климатическим и биотическим изменениям условий их нахождения.
Интерпретация процессов, происходящих с унаследованной от почвообразующей породы минеральной частью почв в естественных условиях, обычно затруднительна из-за отсутствия достоверной информации по изменению факторов во времени.
Поэтому представляет интерес изучение поведения тонкодисперсной части почв в модельном эксперименте с помощью больших лизиметров, которые позволяют имитировать процессы почвообразования на искусственно созданном гомогенном субстрате, в однотипных
климатических условиях, под различными фитоценозами, встречающимися в южной тайге.
Цель работы: изучить поведение минеральной компоненты тонкодисперсной части почв, сформированных на покровном суглинке за 33 летний период под влиянием функционирования древесных, травянистых и сельскохозяйственных растительных сообществ, в условиях модельного эксперимента.
Поставленная цель раскрывалась с помощью следующих задач:
Всесторонне охарактеризовать слаборазвитые почвы (СРП), сформировавшиеся за 33 летний период на покровном суглинке: морфологическое и микроморфологическое строение, физико-химические свойства, гранулометрический и химический составы.
Определить минералогический состав фракций ила, тонкой и средней пыли, выделенных из покровного суглинка, СРП и их изменение за 33 летний период под различными растительными сообществами.
Установить формирование профилей тонкодисперсного материала СРП.
Выявить поведение органических веществ СРП по профилям, их распределение по разным гранулометрическим фракциям, активность форм гумуса.
Диагностировать процессы, произошедшие с покровным суглинком за 33 летний период под влиянием различных растительных сообществ. n
Научная новизна. Впервые проанализирован минералогический состав тонкодисперсных фракций (ил, тонкая и средняя пыль) в модельном эксперименте, имитирующим процессы почвообразования и формирования профилей тонкодисперсного вещества на строго однородном покровном суглинке под влиянием различных растительных сообществ.
Установлено, что под каждым типом растительных сообществ
формируются профили тонкодисперсного вещества СРП,
свидетельствующие о разнонаправленности процессов почвообразования: под еловыми и смешанными - начальные стадии подзолообразования; под широколиственными и многолетними травами — процесс лессиважа; под сельскохозяйственными культурами - обособление пахотного горизонта.
Доминирующие в илистых фракциях сложные неупорядоченные смешаннослойные образования, состоящие из пакетов нескольких типов, являются наиболее информативной составляющей твердой фазы почв, ответственной за происходящие процессы выветривания - почвообразования: под еловыми насаждениями происходит разрушение смектитовой компоненты, гидрослюдизация, относительное обогащение кварцем, под широколиственными породами и травянистыми сообществами — процесс выноса через стадию супердисперсности.
Впервые количественно определен минералогический состав фракций тонкой и средней пыли СРП, что позволило расчитать коэффициенты выветривания минералов этих фракций.
Установлено, что в СРП на глубине 15-20 см происходит интенсивный процесс дезинтеграции минералов под влиянием криогенного фактора.
Формирование профилей тонкодисперсного вещества почв, в первую очередь компонентов ила, под различными растительными сообществами протекает быстро и достаточно интенсивно.
Практическая значимость и реализация результатов.
Модельный эксперимент позволил осветить один из важнейших вопросов фундаментального почвоведения - роль растительных сообществ как фактора образования почв.
Минералого-кристаллохимический подход позволил установить различия процессов почвообразования под различными растительными сообществами. Этот эксперимент имеет важное значение при различных видах хозяйственной деятельности: лесоводстве, рекультивации земель, при оценке залежных земель.
6 Полученные результаты целесообразно использовать при чтении курса лекций по «Почвоведению», «Экологии», «Лесоводству», Защищаемые положения.
1, За тридцатилетний период произрастания различных растительных сообществ на покровном суглинке сформировались профили тонкодисперсных компонентов почв и профили органического вещества.
1. По кристаллохимическим особенностям минералов илистой фракции установлена разнонаправленность процессов почвообразования, обусловленная различием функционирования фитоценозов. Предложено разделить процессы оподзоливания и лессиважа.
Минералогический состав фракций тонкой и средней пыли позволил отразить роль криогенного фактора в дроблении зерен полевых шпатов и слюд.
Сформировавшиеся профили органического вещества по количеству гумуса соответствуют полноразвитым дерново-подзолистым почвам. Характер распределения по тонкодисперсным гранулометрическим фракциям, качественные характеристики органического вещества свидетельствуют о его незрелости.
Апробация. Результаты исследований докладывались на следующих научных конференциях: V международной конференции «Освоение Севера и проблемы природовосстановления», г. Сыктывкар, 2001 г., Второй международной научной конференции «Эволюция и деградация почвенного покрова» г. Ставрополь, 2002 г., Докучаевских молодежных чтениях, Санкт-Петербург, 2002, 2005 г., Одиннадцатой школе «Экология и почвы», Пущино, 2002 г., Международной конференции студентов и аспирантов «Ломоносов», Москва, 2005 г., На совместном заседании VII комиссии ДОП «Минералогия почв», подкомиссии по «Микроморфологии почв» и подразделений Почвенного института им. В.В. Докучаева 27 апреля 2005 г.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация представлена на 190 стр. машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, заключения и выводов, содержит 30 таблиц и 53 рисунка, включает список использованной литературы из 188 наименований, в том числе 20 на иностранных языках.
Автор благодарен своему научному руководителю Н.П. Чижиковой за постоянную помощь и поддержку при выполнении работы; Н.Б. Хитрову, А.С. Владыченскому, Б.П. Градусову, М.П. Вербе, Е.Б. Скворцовой, Л.С. Травниковой, Б.М. Когуту, В.Д. Тонконогову, И.И. Лебедевой за ценные советы и замечания при написании работы, B.C. Булеевой за помощь в проведении экспериментальной части работы, Э.Ф. Мочаловой за изготовление уникальных шлифов.
О происхождении текстурной дифференциации дерново подзолистых почв
До сих пор остается неоднозначной трактовка образования осветленной верхней части профиля почв. Одни исследователи связывают механизм дифференциации профиля и формирование осветленного горизонта с процессами поверхностного оглеения, сегрегации железа в конкреции и миграции по профилю суспензии ила (лессиваж).
Сторонники другой точки зрения наряду с вышеперечисленными явлениями указывают на химическое выветривание силикатов: их гидролиз в верхней осветленной толще, сопровождающийся выносом растворенных продуктов за пределы профиля.
Наиболее обстоятельное исследование по этой проблеме в докучаевский период принадлежит А.В. Георгиевскому (1888, цит. по Пономаревой, 1964). Автор поставил своей задачей доказать почвенное происхождение подзолистого горизонта. Он считал, что подзолистый горизонт образуется под действием всех факторов почвообразования. Подробно остановился на вопросе о генетической связи подзолистого горизонта с подлежащей породой. Ее он видит в постепенном переходе первого во вторую, и в том, что по химическому составу подзолистый горизонт «в одних отношениях напоминает почву, в других подпочву». Все изменения фиксируемые в подзолистом горизонте могли произойти под влиянием кислого перегноя. А.В. Георгиевский высказывает мысль, что горизонты А и Е формируются одновременно в тесной генетической связи.
К этому вопросу обращался П.А. Костычев. На образование подзолистого горизонта он смотрит следующим образом. При гниении органических остатков образуются кислоты легко растворимые в воде для усреднения которых в массе органических остатков не хватает оснований; поэтому кислоты промываются дождевой водой в глубь почвы и только здесь образуют соли с металлическими основаниями. Подзолистый горизонт образуется действием менее окисленной ключевой кислоты, в горизонте ортштейна ключевая кислота окисляется в осадочно-ключевую. В результате этого процесса происходит вынос всех легко растворимых веществ из подзолистого горизонта в слой ортштейна (Пономарева, 1964).
Н.М. Сибирцев (1909, цит. по Пономаревой, 1964) образование подзолистого горизонта связывал с условиями умеренно холодного и влажного климата полосы хвойных и смешанных лесов. Под действием креновой и апокреновой кислот минеральные вещества выщелачиваются из почвы. Из силикатов выделится нерастворимый кремнезем, содержание которого в почве будет процентно возрастать.К.К. Гедройц (1921-1923, 1927, 1933) выдвинул коллоидно-химическую концепцию подзол ообразовательного процесса. Свойства почв К.К. Гедройц объяснял характером тех катионов, которые находятся в поглощенном состоянии в коллоидальной части почв или почвенном поглощающем комплексе. Главным природным агентом подзолообразования он считал воду атмосферных осадков. В областях с влажным климатом почвы подвергаются сквозному промыванию водой атмосферных осадков, которая диссоциирует на ионы Н и ОН. Сначала вода растворяет и выщелачивает из почвы простые соли, в том числе карбонат кальция. Затем водородный ион воды вытесняет основания из гуматной и алюмосиликатной частей почвенного поглощающего комплекса, вследствие чего он разлагается на составляющие его оксиды кремния, железа и алюминия. Вода же осуществляет вынос продуктов распада этого комплекса в виде высокодисперсных растворов гумуса, кремнекислота и гидратов полуторных оксидов. Осаждение передвигающихся золей в горизонте В происходит как под влиянием повышенной концентрации электролитов, преимущественно кальция, так и в результате взаимной коагуляции противоположно заряженных коллоидов (Пономарева, 1964).
Свой вклад в развитие теории подзолообразования был сделан Н.П. Ремезовым (1937, 1947, 1953). Он представлял оподзоливание как процесс изменения почв, первоначально богатых гуматами кальция. Свои эксперименты он производил с черноземными почвами. Он вводит представление о диспергирующем влиянии на почвенные коллоиды аммонийного иона, исходя из его повышенного содержания в лесных подзолистых почвах и растворимости в воде гуматов аммония.
В своей следующей работе Н.П. Ремезов выразил сомнение относительно сквозного промывания подзолистых почв атмосферными осадками. Он считает проблематичным существование в почвах специфических перегнойных кислот. Н.П. Ремезов высказал мысль, что главным агентом разрушения минералов в подзолистом горизонте являются специфические микроорганизмы.В 1953 г. Н.П. Ремезов предложил новую точку зрения на подзол о образовательный процесс. Она была основана на представлении о саморазвитии растительности и почв. Первичной, низшей формой почвообразовательного процесса являются подзолы. Их формирование связано с воздействием на материнскую породу хвойно-моховых лесов таежного типа вследствие того, что опад этих лесов беден основаниями и последних не хватает на нейтрализацию перегнойных кислот. Подзолистый горизонт образуется только в лесах таежного типа, непосредственно под подстилкой и растет сверху вниз. Аккумулятивным горизонтом подзолов является лесная подстилка. С течением времени в ней накапливаются мертвое органическое вещество, азот и зольные элементы, что приводит к постепенному внедрению в состав хвойного древостоя более требовательных к условиям питания широколиственных пород. Последние в свою очередь оказывают на почву дальнейшее улучшающее действие, и хвойно-широколиственные леса сменяются более требовательными дубравно-широколиственными лесами, а последние, в силу прогрессивного обогащения почв — луговыми степями. В ходе этой эволюции растительности первичный подзол постепенно пропитывается сверху вниз гумусом, биологически обогащается основаниями и коллоидной фракцией и, пройдя стадии дерново-подзолистых и серых лесостепных почв, преобразуется в
Особенности биологического круговорота в модельных экосистемах
На лизиметрах в каждый бункер было высажено по 61 саженцу (Винник, Болышев, 1972). В настоящее время происходит самоизреживание деревьев. В лизиметрах со смешанными насаждениями наблюдается значительное уменьшение количества лиственных пород, что привело к их функционированию как чисто еловых насаждений (Золотарев, 2004). Характерной особенностью еловых насаждений является повышенная зольность хвои и ветвей по сравнению с естественными насаждениями. Последовательность накопления элементов не имеет четко выраженных различий. С опадом возвращается в 2,5 раза меньше зольных элементов, чем в естественных сообществах такого же возраста (Владыченский, Ульянова, Золотарев, 2000). Сообщества, представленные смешанными насаждениями, создают большую, чем еловые насаждения фитомассу.
Химический состав пород и их структурных частей не имеет четко выраженных особенностей (Золотарев, 2004; Владыченский, Ульянова, Золотарев, 2000). Широколиственные породы в лизиметрическом эксперименте создают наименьшую фитомассу, причем фитомасса клена в несколько раз превышает фитомассу дуба. По сравнению с хвойными породами им соответствует еще большая зольность (Золотарев, 2004; Владыченский, Ульянова, Золотарев, 2000). Многолетние травы первый раз были посеяны в 1967 г. с однократным внесением удобрений (170 кг/га аммиачной селитры и 400 кг/га простого суперфосфата). В дальнейшим за весь период исследований удобрения не вносилось. По итогам 12 лет наблюдений средняя фитомасса бессменных многолетних трав составляет 210 ц/га, что в 1,5-2 раза выше продуктивности суходольных лугов на суглинистых дерново-подзолистых почвах. За это время сформировалось устойчивое одновидовое злаковое сообщество (Герасимова, Лобутев, 1979). В 1982 г. был произведен второй посев трав. Травяные ценозы по показателям биологической продуктивности превосходят естественные (54 ц/га). Емкость биологического круговорота (179 кг/га) достаточно высокая по сравнению с аналогичными естественными сообществами. Биологический круговорот элементов имеет наибольшую скорость и интенсивность (Владыченский,
Ульянова, Золотарев, 2000). В ходе наблюдений за начальным этапом почвообразования в модельном лизиметрическом опыте А.В. Кураковым были получены данные по таким показателям, как общая микробная биомасса, интенсивность дыхания, активность аммонификации и денитрификации, структура комплекса микроскопических грибов (цит. по Савельеву, 2001). Наиболее высокое значение микробная биомасса имеет под многолетними травами, несколько ниже под смешанными и еловыми насаждениями, еще меньше под севооборотом и минимальное значение отмечено под паром. В верхнем пяти сантиметровом слое почв под многолетними травами и лесной растительностью запасы биомассы сходны с дерново-подзолистыми фоновыми почвами. Отличие наблюдается в резком падении этого показателя в почвах лизиметров с глубиной. Обнаружена зависимость между запасами микробной биомассы и содержанием органического углерода в почве (коэффициент корреляции 0,90),
Доля углерода микробной биомассы от содержания общего органического углерода максимальна в почвах под многолетними травами, что свидетельствует о том, что органическое вещество в этой почве наиболее доступно для микроорганизмов. Активность дыхания максимальна в почве под многолетними травами и лесной растительностью по сравнению с паром и севооборотом. В почве под многолетними травами активность аммонификации приближается к этому показателю в зональных дерново-подзолистых почвах. Рис. 4. Микробная биомасса и ее доля от содержания общего органического углерода. Процесс формирования структуры комплексов микроскопических грибов еще не завершен. На данном этапе отмечается меньшее видовое разнообразие и большая выраженность доминирования отдельных видов. Установлено, что под каждым типом растительности формируется специфический по составу грибной комплекс. Так, в почве под паром доминирует род Penicillium, отсутствуют или имеют низкую численность Fusarium, Mucor, Trichoderma. Наиболее разнообразен комплекс грибов в почвах под смешанным лесом, затем следует многолетние травы, севооборот и ельник.
Только в почве под полевыми культурами обнаружен Penicillium funiculosum, Chaetomium, Mucor, под луговыми травами - Paecylomyces lilacinus, под ельником - P. thomii. Это согласуется с исследованиями Т.Г. Мирчинк, в которых характерными и индикаторными видами для почв под еловым лесом считается P. thomii, а для многолетних трав Paecylomyces lilacinus (Савельев, 2001). Присутствуют виды характерные для антропогенных ландшафтов: Penicillium chrysogenum, Aspergilus fumigatum, Aspergilus niger, Alternaria alternata. Таким образом, молодые почвы различаются по биохимическим функциям, запасам микробной биомассы и видовому составу микроскопических грибов. Исследованием водного режима лизиметров занимались М.А. Винник, Н.Н. Болышев, А.П. Лобутев, Л.В. Герасимова, Н.Е. Первова, И.М. Рыжова. В ходе этих наблюдений было установлено следующее. В первые годы исследований (1970-1977) наибольший вынос воды наблюдался в варианте с черным паром, под древесными насаждениями он был больше, чем под
Микроморфологические свойства
Покровный суглинок представляет собой слабооструктуренный материал разбитый небольшим количеством пор (рис. 7а). Основная масса имеет пылевато-плазменный состав, неоднородно окрашена. Плазма рыже-коричневая, анизотропная, чешуйчато-волокнистая. Встречаются зоны с песчано-пылевато-плазменным составом, где зерна песка расположены компактно (рис. 76). К этим зонам приурочено наибольшее содержание глинистой плазмы. Новообразования: железистые стяжения, хорошо сформированные, однородно окрашенные; встречаются папулы (обломки кутан горизонта ВТ). СРП под еловыми насаждениями. Верхняя 10 см толща хорошо оструктурена (рис. 8). Преобладают округлые агрегаты неправильной формы (рис. 7д). Ближе к глубине 5 см повышается содержание плитчатых структурных отдельностей. Ниже 10 см образуются более крупные агрегаты неправильной формы и на глубине 15 см структура не отличается от покровного суглинка. Следует отметить произошедшую гомогенезацию материала: в слое 0-5 см отсутствуют песчаные зоны, зерна песка распределены в пылевато-плазменном материале равномерно. Плазма бурая, изотропная, неравномерно пропитывает материал. Зоны без содержания органики имеют двупреломление. Новообразования: железистые стяжения в верхней 15 см толще стали более рыхлые, неоднородно окрашенные.
В слое 0-5 см папулы начинают разрушаться (рис. 7г). Отмечается образование скоплений глинистого материала. В слое 5-10 см хорошо выражена современная кутана, содержащая глинистый и пылеватый материал, в данный момент разрушающаяся. В нижней части профиля СРП содержится много папул и старых глинистых кутан (рис. 7е). В слое 0-5 см большое количество растительных остатков (рис. 7в) хорошо сохранивших клетчатое строение, много биогенно переработанных. Многочисленны гифы грибов. Преобладают бурые гум и новые кислоты связанные с глиной. Вниз по профилю содержание органического вещества резко уменьшается. СРП под смешанными насаждениями В этом профиле СРП отмечается образование структуры, характерной для естественных полноразвитых дерново-подзолистых почв (рис. 8). В верхних 5 см сформировались округлые агрегаты (рис. 9а). Вниз по профилю начинают преобладать плитчатые структурные отдельности, укрупняющиеся к глубине 10-15 см. На глубине более 20 см отличий от покровного суглинка не обнаружено. Вверх по профилю происходит гомогенизация материала. Зоны с песчано-пылевато-плазменным материалом становятся все более размытыми и в слое 0-5 см материал преобретает обнородный песчано-пылевато-плазменный состав.
Плазма бурая, изотропная, неравномерно распределена. Плазма не содержащая гумусовые вещества анизотропна, имеет чешуйчато-волокнистую ориентацию. В слое 5-10 см появляется скелетная ориентация. Новообразования: на глубине 10-15 см встречаются железистые стяжения (нодули) неизмененные, унаследованные от покровного суглинка. Выше по профилю СРП они начинают разрушаться. Папулы в слое 0-5 см отсутствуют. В этом горизонте отмечается скопление глинистого вещества внутри агрегатов. На глубине 5-10 см отмечено начало образования глинистых кутан. В верхних 5 см максимально содержание растительных остатков, представленных биогенно-переработанными формами, разной степени разложенности и сохранивших клетчатое строение. Отмечено большое количество глинисто-гумусовых хлопьев. Ниже по профилю отмечены лишь слаборазложенные растительные остатки. В профилях СРП под смешанными насаждениями образовались слои глинистой плазмы в плитчатых отдел ьностях, расположенных параллельно фронту промерзания (рис. 96).
Гранулометрический состав слаборазвитых почв
Средний гранулометрический состав СРП лизиметров (рис. 28) показывает, что за прошедшие 33 года можно лишь отметить наметившуюся тенденцию к уменьшению содержания песчаных фракций в верхних 20 см профиля и накоплению крупной пыли. В слое 5-20 см происходит уменьшение содержания фракции средней пыли. Содержание илистой фракции в слаборазвитых почвах лизиметров колеблется от 23,8% до 30% (табл. 9). В нижних горизонтах содержание этой фракции варьирует от 26,3% до 29,7% (при уровне значимости 0,05 у нас нет основания отвергать гипотезу о нормальном распределении; доверительный интервал 27,4±1,4% с надежностью 0,95). Количество илистой фракции в исходном покровном суглинке составляет 26,3%. Эта величина не выходит за рамки границ доверительного интервала для нижних горизонтов, что приуровне значимости 0,05 позволяет предположить об отсутствии изменений на этой глубине.
Если учитывать варьирование илистой фракции в породе, то значимые отличия наблюдаются в трех вариантах модельного опыта - в лизиметре с посевом многолетних трав, широколиственными и смешанными насаждениями. В первых двух случаях произошло значимое уменьшение содержания фракции в верхних пяти сантиметрах профиля слаборазвитых почв и некоторое увеличение на глубине 10-15 см под широколиственными насаждениями. В варианте опыта со смешанными насаждениями отмечается увеличение на глубине 3-11 см, 16-21 см и уменьшение на глубине 21-45 см. В остальных вариантах количество ила не выходит за рамки доверительного интервала, что по формальным соображениям нельзя считать отличным от содержания в породе. Содержание тонкопылеватых фракций в исследуемых объектах колеблется от 2,3 % до 6,6 %. В почвообразующей породе содержание этой фракции варьирует от 3,9% до 6,5% (среднее и его доверительные границы 5,3±1%). Если учитывать варьирование тонкой пыли в суглинке и нижних горизонтах вариантов, то значимые отличия по содержанию тонкой пыли наблюдаются в лизиметре с посевом многолетних трав. В нем в слое 0-20 см содержание тонкой пыли не превышает 3,4%, свидетельствуя о ее частичном разрушении или удалении, а на глубине 30-45 см - некоторое увеличение. Под широколиственными насаждениями наблюдается уменьшение в слое 0 содержание тонкой пыли колеблется в интервале от 4% до 5%, что по формальным соображениям нельзя считать отличными от содержания фракции в породе. Тем не менее, хотелось бы обратить внимание на некоторую тенденцию снижения содержания тонкой пыли в слое 0-20 см, которая отчетливо прослеживается на рисунке 29. Содержание фракции средней пыли варьирует от 0,5% до 5,3%.
В почвообразующей породе ее среднее и доверительные границы 3,9±1%. Если учитывать варьирование содержания средней пыли в нижних горизонтах, то значимые отличия наблюдаются в следующих вариантах опыта: под еловыми насаждениями на глубине 6-21 см, под смешанными насаждениями на глубине 11-16 см, под широколиственными породами на глубине 0-20 см, под многолетними травами в слое 0-20 см, под сельскохозяйственными культурами в пахотном и подпахотном горизонтах, в почве под паром на глубине 0-30 см. Во всех вариантах опыта наметилась тенденция к снижению содержания средней пыли в верхней части профиля (рис. 29). Возможно, это связано с частичным разрушением фракции средней пыли за 33 года начального почвообразования. Профиль дерново-подзолистых почв, развитых на покровных суглинках, в большинстве случаев отчетливо дифференцирован по гранулометрическому составу (Макеев, Макеев, 1989). Его элювиальная часть обеднена илом (табл. 10) и относительно обогащена более крупными частицами (среднее содержание фракции ила 15,7%, пылеватых — 81,3%). В иллювиальной толще присутствует обогащение илом (31%), на долю пылеватых частиц приходится 56%. Расчет количества ила, вынесенного из оподзоленной части профиля и накопленного в иллювиальном горизонте, для дерново-подзолистой почвы, развитой на покровном суглинке, обнаруживает превышение выноса над накоплением, т.е. потерю профилем почвы части илистой фракции. Данная закономерность отмечается в работах В.О. Таргульяна и др. (1974), М.А. Глазовской (1975). Возможно, допустить существование разрушения ила и вынос продуктов распада, что всегда считалось одной из характерных черт почв подзолистого типа (Подзолистые почвы..., 1980). Судьба фракций крупнее ила при почвообразовании оценивается по-разному. Некоторые авторы предполагают, что существует критический размер частиц. Этим критическим размером А.А.Роде (1937) считал 0.005 мм. Он предполагал, что более крупные частицы, хотя и подвержены разрушению, относительно накапливаются при почвообразовании. Есть мнение, что в почвах северной тайги критический размер уменьшается до 0,001 мм (Почвы Коми АССР, 1958). С другой стороны, по расчетам В.О.Таргульяна и др. (1974) пылеватые фракции при почвообразовании разрушаются даже сильнее илистой. Судьба песчаных фракций также оценивается по-разному. И.В.Забоева (1975), Г.В.Русанова и др. (1983) считают, что они интенсивно разрушаются, пополняя запас илистой фракции. По мнению В.Н.Конищева (1981), алевритовая фракция покровных суглинков в основном образована при дроблении песчаных частиц.
В нашем случае на долю фракции 0,05 мм в элювиальной части профиля по сравнению с иллювиальной приходится в 5,6 раза меньше частиц. Различия в среднем содержании песка в элювиальной и иллювиальной частях текстурно-дифференцированных почв отмечается А.О. Макеевым и О-В. Макеевым (1989). По их данным оказалось, что в 83% профилей легкая и тяжелая части значимо различаются по среднему содержанию песка. Однако, учитывая, что по содержанию песчаных фракций все покровные плащеобразные отложения могут быть исходно неоднородны, невозможно четко выделить группы профилей почв однородных и неоднородных по содержанию этих фракций. При осреднении достаточно большого количества данных равномерное распределение средних показателей можно получить для всех почв с текстурно-дифференцированным профилем [Тонконогов, Беркгаут, 1984], в том числе и для тех профилей, у которых разница в содержании песка значительна, но имеет разный знак.
