Введение к работе
Актуальность темы. В связи с наметившейся в последние годы тенденцией существенного роста площадей переувлажненных почв на территории Тамбовской низменности (Овечкин, Исаев, 1989; Паракшин и др., 1997, Зайдельман и др , 2002) возникла необходимость прогнозирования изменения химических свойств почв, определяющих их плодородие, под влиянием нарастающего гидроморфизма.
Несмотря на то, что в литературе были подробно освещены особенности солонцовых почв западин юга Тамбовской низменности (Бугаевский, 1972), сведения о химических свойствах почв замкнутых западин севера лесостепной зоны до настоящего времени весьма ограничены.
Не изучено влияние степени гидроморфизма черноземовидных почв севера Тамбовской равнины при поверхностном и грунтовом заболачивании на гумусное состояние, распределение химических элементов по профилю, состав обменных катионов, содержание элементов питания растений.
Характерными новообразованиями черноземовидных почв замкнутых западин севера Тамбовской равнины являются ортштейны, морфологически и химически различающиеся в зависимости от степени гидроморфизма почв. Сведения о химическом составе этих новообразований для исследуемого района в литературе отсутствуют. Изучение ортштейнов важно не только в генетическом, но и практическом отношении, так как они являются показателем гидроморфизма почв.
Цель исследований: Изучить влияние нарастающего в пространстве гидроморфизма при поверхностном и грунтовом заболачивании на химические свойства переувлажненных черноземовидных почв замкнутых западин севера Тамбовской равнины; раскрыть особенности химического состава марганцево-железистых конкреций этих почв и оценить их диагностическое значение.
Задачи исследований:
Оценить влияние степени гидроморфизма черноземовидных почв замкнутых западин на дифференциацию их минеральной фракции почвы и их химические свойства при поверхностном и грунтовом увлажнении и заболачивании.
Исследовать качественный и количественный состав органического вещества черноземовидных почв при поверхностном и грунтовом заболачивании.
Оценить влияние оглеения на различные формы соединений железа мелкозема при поверхностном и грунтовом увлажнении и заболачивании.
Изучить влияние степени гидроморфизма на фосфатное состояние черноземовидных почв (фракционный состав фосфора, профильное распределение фосфора, содержание подвижных форм), его агроэкологическое и диагностическое значение
5. Проследить динамику подвижных форм фосфора и железа в годы различной обеспеченности осадков холодного периода года.
7. Исследовать химический состав ортштейнов черноземовидных почв замкнутых западин на различных элементах рельефа.
8 Оценить количественное соотношение различных «форм» железа, марганца и фосфора в ортштейнах в ряду черноземовидных почв поверхностного и грунтового увлажнения и возможность использования этих параметров для диагностики степени заболоченности почв
Научная новизна. Для условий севера Тамбовской равнины на примере двух рядов почв поверхностного и грунтового увлажнения впервые изучено влияние степени гидроморфизма на профильное распределение валового содержания элементов, фракционный состав гумуса, состав обменных катионов, содержание основных элементов питания, фракционный состав фосфора. Показано, что поверхностное и грунтовое увлажнение по-разному влияют на основные химические свойства почв.
Дана характеристика химического состава ортштейнов почв различной степени гидроморфизма при поверхностном и грунтовом заболачивании. Показано, что основными элементами, накапливающимися в них, являются железо, марганец и фосфор. Степень гидроморфизма почв влияет в первую очередь на соотношение Fe и Мп в ортштейнах, а тип увлажнения, поверхностный или грунтовый, на соотношение различных фракций органического и минерального фосфора
Исследована динамика содержания подвижных форм фосфора и железа в поверхностных горизонтах. Показано, что при поверхностном увлажнении увеличение содержания подвижного фосфора наблюдается весной и определяется падением ОВП и нарастанием подвижности фосфатов железа. А в черноземовидных почвах грунтового увлажнения кроме весеннего роста содержания подвижного фосфора возможен и летний в периоды обильных осадков и увеличения подвижности фосфатов кальция
Практическая ценность. Представленные данные могут служить основой для разработки мероприятий по рациональному использованию почв в естественном состоянии и после их мелиорации Показана возможность диагностики черноземовидных почв по их коэффициентам заболоченности (отношение Fe/Mn, извлекаемых 1н H2S04 из ортштейнов) Дана оценка целесообразности применения с этой целью критерия Швертманна.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены на кафедре физики и мелиорации почв МГУ им. М.В Ломоносова, на кафедре агрохимии и почвоведения Мичуринского ГАУ, на международных научных конференциях - «Про-
странственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» (2007), «Плодородие почв» (2008) в Санкт-Петербурге, «Геохимия биосферы» в Москве (2006). По теме диссертации опубликовано 15 работ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и выводов общим объемом 155 страниц печатного текста, содержит 19 таблиц, 27 рисунков и 8 приложений. Список литературы включает 207 источников, из них 23 на иностранных языках.
