Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ ДОНО-АКСАЙСКОЙ ПОЙМЫ В РАЙОНЕ СТАНИЦЫ СТАРОЧЕРКАССКАЯ

Безуглова О.С. 1 Романюта Е.М. 1 Горбов С.Н. 1
1 Южный федеральный университет
В статье изложены результаты исследования почвенного покрова в пойме Дона в районе станицы Старочеркасская. Почвенный покров Доно-Аксайской поймы представляет собой сложную полигенетическую систему, имеющую комплексный характер пространственной организации и разнообразный состав. Преобладающий тип почв – аллювиально-луговые почвы различной мощности и разной степени засоления. Эволюция аллювиально-луговых почв, обусловленная изменением режима затопления поймы паводковыми водами в результате образования Цимлянского водохранилища и строительства в районе станицы Старочеркасской защитного вала, пошла по пути остепнения с формированием черноземно-луговых солончаковатых почв. Существенное развитие в черноземно-луговых и аллювиально-луговых почвах Доно-Аксайской поймы получили процессы слитизации, обусловленные пульсацией гидротермического режима, сопровождаемые изменениями морфологических, химических и физических свойств почв. Рассматриваются причины обнаруженных процессов.
пойма
аллювиально-луговые почвы
черноземно-луговые почвы
слитизация
1. Добровольский Г. В. Почвы речных пойм центра Русской равнины. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГУ, 2005. - 268 с.
2. Зайдельман Ф. Р., Оглезнев А. К. Исследование процессов глееобразования в пойменных почвах нечерноземной зоны // Почвоведение. - 1963. - № 1. - С. 44-62.
3. Козловский Ф. И., Корнблюм Э. А. Почвенно-мелиоративные условия Волго-Ахтубы в связи с развитием и эволюцией поймы // Почвоведение. - 1967. - № 7. - С. 73-84.
4. Корнблюм Э. А. Оливизация почв и ее минералогические типы // Тез. докл. IV Всесоюз. делегат. съезда почвоведов. Кн.3. - Алма-Ата, 1970. - С.200-201.
5. Корнблюм Э. А., Любимова И. Н. Почвенные факторы и механизм слитообразования, прогноз слитообразования в орошаемых почвах // Бюлл. Почвенного Института им. В. В. Докучаева. - 1972. - Вып. V. - С. 138-152.
6. Полынов Б. Б. Аллювиальные почвы и их место в классификации // Почвоведение. - 1909. - № 1. - С. 1-15.
7. Смирнов Р. Н. Почвенно-мелиоративные условия поймы и дельты нижнего течения реки Дон // Почвоведение. - 1968. - №9. - С. 82-91.
8. Соболев С. С. Учение о пойме как основа для изучения геоморфологии речных долин и стратификации речных террас // Почвоведение. - 1935. - № 5/6. - С.815-827.
9. Шраг В. И. Пойменные почвы, их мелиорация и сельскохозяйственное использование. - М.: Россельхозиздат, 1969. - 273 с.
Введение

Исследованию аллювиальных почв посвящено немало работ [1-9], тем не менее, учитывая  чрезвычайное разнообразие пойм по своему строению, размерам, паводковому режиму и прочим признакам, а также ту важную роль, которую они играют в природе, можно констатировать, что изучение почвенного покрова пойм остается актуальной проблемой. Цель данного исследования - проследить эволюцию аллювиально-луговых почв в ходе остепнения, обусловленного изменением режима затопления поймы в результате образования Цимлянского водохранилища и строительства в районе станицы Старочеркасской  защитного вала.

Объект и методика исследований

Аллювиально-аккумулятивная равнина Нижнего Дона, на исследуемой территории представленная поймой реки Дон, являет собой выровненное пространство, прорезанное старыми руслами и рукавами, которые местное население называет ериками. Кроме того, вся пойма испещрена многочисленными микро- и мезорельефными замкнутыми понижениями различной величины и формы, врезанными в окружающую пойму на 2-3 метра. До образования Цимлянского водохранилища многие из этих понижений были заполнены водой и назывались озёрами. В настоящее время в связи с понижением уровня грунтовых вод большинство этих озёр пересохло. Западины очень часто располагаются в виде извилистых цепочек, направленных в сторону древнего русла р. Дон.

Значительное количество протоков и ериков делают рельеф означенной территории довольно сложным, они разделяют пойму р. Дон на отдельные выровненные участки различной формы, на которых обособляются вытянутые повышения - останцы древней террасы р. Дон, занятые лугово-чернозёмными почвами. Непосредственно к руслу реки Дон примыкает прирусловая пойма, которая в районе станицы Старочеркасская выражена довольно сложно, но в целом имеет равнинный рельеф, с перепадом высот не более 1 м. Известно, что рельеф и степень удаленности от русла реки оказывают в условиях поймы решающее влияние на формирование почвенного покрова. В этом мы убедились при проведении почвенного обследования в составе экспедиции кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов Южного федерального университета. В ходе этого обследования было заложено 14 полнопрофильных разрезов, из которых по генетическим горизонтам отбирались почвенные образцы. Все анализы выполняли рекомендованными методами: определение гироскопической влаги (ГОСТ 28268-89); содержание гумуса по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-84); гранулометрический состав методом пипетки с подготовкой почвы с пирофосфатом натрия (ГОСТ 12536-79); состав водной вытяжки (ГОСТ 26424-85 - 26428-85); определение обменного натрия в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26950); подвижные Р2О5 и К2О по Мачигину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 46-42-76); плотность скелета буровым методом.

Результаты и обсуждение

Почвенный покров Доно-Аксайской поймы представляет собой сложную полигенетическую систему почв, обладающих комплексным характером пространственной организации и разнообразным составом. Основные физико-химические свойства преобладающих почв приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные физико-химические свойства почв Доно-Аксайской поймы

Горизонт

Глубина залегания горизонта, см

Гумус, %

Сухой остаток, %

Поглощенный натрий,

мг-экв/100 г.

Физ. глина, %

Плотность почвы, г/см3

Аллювиально-луговая  мощная на легкосуглинистых аллювиальных отложениях, р. № 0705

Аd

0-10

2,08

0,05

не опр.

55,04

1,05

А1

10-40

1,15

0,08

56,60

1,37

АВ

40-60

1,04

0,061

45,36

1,39

В1

60-80

1,85

0,072

87,40

1,50

В2

85-30

1,06

0,24

73,76

н/опр.

ВС

130-145

не опр.

0,41

47,04

н/опр.

С

145-170

0,09

24,16

н/опр.

Черноземно-луговая  мощная на легкосуглинистых аллювиальных отложениях, р. № 0706

Ап

0-24

3,60

0,049

0,6

64,12

1,28

Ап/п

24-50

2,32

0,063

2,0

68,76

1,42

АВ

50-60

3,56

0,078

2,8

65,44

1,56

В

60-85

2,79

0,165

не опр.

 

57,96

1,61

ВС

85-100

0,68

0,480

50,00

не опр.

С

100-170

не опр.

не опр.

22,12

Черноземно-луговая мощная на суглинистых аллювиальных отложениях,  р. № 0707

Ап

0-20

2,33

0,064

1,2

69,44

1,20

Ап/п

20-50

1,51

0,052

1,2

78,76

1,48

В1

50-70

0,84

0,131

1,8

56,16

1,58

В2

70-100

0,84

0,187

не опр.

58,00

1,62

ВС

100-120

0,68

0,050

52,92

не опр.

С

120-160

не опр.

не опр.

45,40

Аллювиально-луговая солончаковая мощная на глинистых аллювиальных отложениях,  р. № 0708

Аd

0-11

3,38

0,420

не опр.

59,80

1,16

А1

11-30

2,50

0,055

81,36

1,17

АВ

30-55

3,14

0,066

80,28

1,30

Вsa

55-100

1,88

0,238

80,72

1,39

ВС

100-140

0,77

0,316

66,68

не опр.

С

140-170

не опр.

0,281

73,44

Аллювиально-луговая солончаковатая мощная на оглеенных глинистых аллювиальных отложениях, р. № 0709

Аd

0-10

4,57

0,052

не опр.

79,28

1,02

А1

10-24

2,53

0,068

57,44

1,25

Аg

24-44

1,18

0,100

51,32

1,31

В1

44-56

1,42

0,115

65,20

1,37

В2

56-90

1,73

0,292

81,84

не опр.

ВС

90-125

3,22

0,496

84,36

С

125-150

не опр.

не опр.

86,28

Аллювиально-слоистая мощная на песчаных аллювиальных отложениях,

р. № 0710

Аd

0-25

2,03

0,062

0,6

47,44

1,37

А1

25-30

1,02

0,054

1,0

42,51

1,33

В1

35-45

0,68

0,047

0,4

30,92

1,43

В2

50-65

0,61

0,056

не опр.

36,48

1,44

В3

75-90

0,41

0,194

41,92

1,46

В4

90-105

0,41

0,192

27,92

1,42

На повышенных узких гривах облегченного гранулометрического состава встречаются аллювиально-луговые слоистые почвы, в понижениях рельефа - аллювиальные лугово-болотные и аллювиально-болотные глеевые. Однако основу почвенного покрова составляют аллювиально-луговые почвы различной мощности. Почвы эти, практически повсеместно карбонатные с поверхности, имеют тяжелый гранулометрический состав с высоким участием ила в физической глине, характеризуются наличием в нижней части гумусового слоя признаков переувлажнения в виде ржавых и сизых пятен полуторных окислов.

Практически все они в той или иной степени засолены, причем пестрота по этому показателю, как в пространственном, так и профильном аспектах, весьма значительна. Обусловлено это тем, что в 70-х годах прошлого столетия был построен защитный вал от паводковых вод, и в течение многих лет пойма в этом месте весной затапливается нерегулярно,  как следствие, прекратилось поступление аллювия, а ежегодное промывание почвы пресной речной водой отсутствует. В то же время  минерализованные грунтовые воды залегают на глубине 2,5-1,5 метра, обеспечивая приток легкорастворимых солей в почвенный профиль и дальнейшее их засоление. Содержание гумуса в верхнем горизонте типичного представителя почвенного покрова - аллювиально-луговой солончаковатой мощной почвы, сформированной на оглееных глинистых аллювиальных отложениях,  - среднее  (4,6 %), но даже такое количество гумуса обеспечивает почве интенсивно темный, почти черный,  цвет.

Вскипание наблюдается с глубины 30 см, карбонаты представлены в виде белоглазки и карбонатной плесени, начиная с 60 см. Легкорастворимые соли визуализируются с глубины 75 см, сухой остаток колеблется в интервале 0,06-0,42 %, что позволяет идентифицировать почву как солончаковатую.

 Железистые выделения отмечаются с глубины 100 см, пятна оглеения появляются со 120 см, сплошной глеевый горизонт начинается со 140 см.  По гранулометрическому составу почва глинистая, причем содержание физической глины хотя и остается в градации «глинистая», но в значительной степени меняется по профилю, что обусловлено генезисом этих почв: состав аллювия меняется в зависимости от силы и продолжительности паводков.

Существенную роль в формировании такого сложного по гранулометрическому составу профиля играют и современные процессы, в частности, слитогенез.  Интересно, что слитизация отмечалась не только в глинистых разновидностях, но и в тяжелосуглинистой аллювиально-луговой мощной, сформированной на легкосуглинистых аллювиальных отложениях (разрез 0705). Плотный бесструктурный горизонт залегал ближе к поверхности: слитизация наблюдалась с глубины 60 см, здесь же было отмечено наличие пятен окисного железа. Содержание гумуса низкое - 2,1 %. Содержание легкорастворимых солей с поверхности сравнительно невелико, однако, с глубиной возрастает весьма существенно. Сухой остаток колеблется в интервале 0,05-0,41 %, и хотя морфологически соли не обнаруживаются, но глубинное засоление идентифицируется аналитически. Нередко соли залегают значительно ближе к поверхности, образуя солончаковатые роды.

Фото 1. Черноземно-луговая почва со слитым горизонтом

Как уже упоминалось, в связи с построенным в 70-е годы защитным валом затопление паводковыми водами происходит не ежегодно, а в последнее десятилетие не наблюдалось вовсе, поэтому поступление аллювия в настоящее время практически прекратилось. На приподнятых элементах рельефа развитие почв пошло по пути остепнения, и сформировалась черноземно-луговая выщелоченная мощная почва на суглинистых аллювиальных отложениях. В таких разрезах (№0706, №0707) в средней части профиля обнаружен очень плотный слитой горизонт, формирование которого обусловлено попеременной сменой увлажнения и высыхания, и как следствие, трансформацией глинистого материала с образованием смектитовых глин.

Слитизация, сопровождаемая разрушением структуры, отмечена с глубины 50-70 см, а в некоторых разрезах и выше (фото 1). Содержание поглощенного Na не превышает 2,8 мг-экв/ 100 г, что позволяет исключить наличие солонцового процесса и предположить формирование слитости за счет трансформации минералов.

Подобные процессы были детально изучены в Волго-Ахтубинской пойме Э. А. Корнблюмом, И. Н. Любимовой [5]. Они проследили  превращение луговых глинистых хорошо оструктуренных зернистых почв в оливково-серые слитые почвы. При метаморфозе зернистых почв в слитые происходит изменение минералогической составляющей: образуются минералы иллит-вермикулит-монтмориллонитового состава. Сизо-оливковая окраска этих слитых почв обусловлена вхождением Fe3+ в октаэдрическую сетку слоистых силикатов со структурой 2:1. Внедряется Fe в кристаллическую решетку в закисном состоянии в периоды восстановительных условий. При просыхании почв идет окисление Fe и его фиксация. Этот процесс Э. А. Корнблюм [4] назвал оливизацией. Оливизация сопровождается существенными изменениями физических свойств почв. Происходит расширение объема воздушно-сухой массы почвы, и очень сильно увеличивается способность к набуханию при увлажнении. В результате структурные отдельности разрушаются, почвенная масса деформируется, начинается скольжение пластичных глинистых масс. Появляются глянцевые зеркальные плоскости скольжения - сликенсайды, имеющие по отношению к поверхности почвы наклон 45 о и больше. В результате создается очень плотная упаковка почвенных частиц, а почвенная толща расслаивается на крупные чечевицеобразные отдельности.

 

Фото 2. Аллювиально-луговая на погребенной луговой почве

В почвах Донской поймы, возможно, этот процесс находится в начальной стадии, т.к. в описаниях почв, приведенных в отчетах Южгипрозема за 1936, 1959, 1977 гг., упоминание о наличии слитых горизонтов отсутствует, что указывает на современный характер этого процесса, связанного с пульсацией гидротермического режима, повлекшего за собой изменение минералогического состава. По гранулометрическому составу черноземно-луговая почва с поверхности легкоглинистая, но с глубиной наблюдается облегчение гранулометрического состава.

Вскипает от 10 % HCl  черноземно-луговая почва с глубины 45 см. Карбонаты, представленные в виде белоглазки и карбонатной плесени, и пятна оксидов железа отмечаются с глубины 60 см. Начиная со 120 см проявляется глеевый процесс появлением сизых пятен оглеения. Содержание гумуса низкое - 2,3-3,6 %. Черноземно-луговые почвы в той или иной степени засолены: легкорастворимые соли залегают на глубине 85-100 см. Сухой остаток варьирует в интервале 0,05-0,48 %.  Содержание поглощенного Na составляет от 0,6 до 2,8 мг-экв на 100 г почвы.

Большая доля в почвенном покрове Доно-Аксайской поймы приходится на аллювиально-луговые почвы, сформировавшиеся на погребенной луговой почве.  Морфология этой почвы очень интересна: на глубине 70-180 см обнаружена погребенная луговая почва (фото 2).

По гранулометрическому составу эта почва тяжелосуглинистая. Вскипание отмечается с поверхности. Карбонаты представлены в виде белоглазки с глубины 50 см. Легкорастворимые соли морфологически идентифицируются уже на отметке 74 см, примерно на этом же уровне отмечены и выделения железа. Пятна оглеения появляются с 60 см. Содержание гумуса в верхнем слое почвы составляет 2,7 %. С глубиной его количество увеличивается и в горизонте Вg достигает  3,5 %, что говорит о погребенности более гумусированных почв в ходе аллювиального процесса почвообразования.

О наличии погребенных почв говорит изменение гранулометрического состава на глубине 70-80 см. В горизонтах A и B гранулометрический состав - легкоглинистый (частиц менее 0,01 мм 67,7 %), а в горизонте Вg - тяжелоглинистый (частиц менее 0,01 мм) - 85,7 %. Наличие погребенных почв тяжелого гранулометрического состава создает водоупор, который способствует формированию сезонно переувлажненного слоя. По результатам обследования, проведенного в прошлые годы сотрудниками ЮжНИИГипрозема, профиль этих почв был не засолен. Плотный остаток на глубине 70-80 см составлял всего 0,124 г. Токсические соли NaCl, KCl, Mg2SO4, MgCl2 содержались в незначительных количествах. Однако в связи с отсутствием затопления территории в последние годы легкорастворимые соли поднялись в почвенный профиль, и в настоящее время практически все они в той или иной степени солончаковаты. В целом, описываемые почвы имеют неблагоприятный водно-воздушный и температурный режим, обладают низким плодородием и малопригодны для сельскохозяйственного использования и лесоразведения.

В слоистой пойме реки Дон под лесом на песчаных аллювиальных отложениях  формируются аллювиально-слоистые  мощные почвы. Для этих почв характерно чередование аллювиальных слоев по всему профилю почвы и подпочвы.  Слои имеют различную мощность, гранулометрический состав и гумусированность. Содержание гумуса не выше 2,6 %. Содержание поглощенного натрия составляет 0,8 мг-экв/ 100 г почвы. Наличие на небольшой глубине минерализованных грунтовых вод обеспечивает и в этих почвах накопление некоторого количества легкорастворимых солей, сухой остаток варьирует по профилю в интервале 0,05-0,19 %. Однако легкий гранулометрический состав и хорошая водопроницаемость обеспечивают их хорошую промачиваемость и промываемость, в связи с чем почвы классифицируются как незасоленные. Вскипание наблюдается с поверхности. Железистые выделения отмечаются с глубины 170 см.  Почвы обладают невысоким плодородием для выращивания сельскохозяйственных культур, однако, лесорастительные характеристики их вполне удовлетворительные для всех древесных и кустарниковых насаждений.

Выводы

  1. Почвенный покров Доно-Аксайской поймы представляет собой сложную полигенетическую систему почв, обладающих разнообразным составом и комплексным характером пространственной организации. Основу почвенного покрова составляют аллювиально-луговые насыщенные почвы различной мощности. Для них характерны: повсеместная карбонатность с поверхности, тяжелый гранулометрический состав с высоким участием ила, наличие в нижней части гумусового слоя признаков переувлажнения в виде ржавых пятен полуторных окислов.
  2. Практически все почвы Доно-Аксайской поймы в той или иной степени засолены, причем пестрота по этому показателю, как в пространственном, так и профильном аспекте, весьма значительна. Обусловлена повсеместная засоленность пойменных почв прекращением режима поемности. Эволюция почв пошла по пути остепнения с формированием черноземно-луговых солончаковатых почв.
  3. Существенное развитие в черноземно-луговых и аллювиально-луговых почвах Доно-Аксайской поймы получили процессы слитизации, обусловленные пульсацией гидротермического режима, сопровождаемые изменениями морфологических и физических свойств почв.

Рецензенты:

  • Вальков Владимир Федорович, доктор биологических наук, профессор кафедры экологии и природопользования ГОУ ВПО «Южный автономный федеральный университет», г. Ростов-на-Дону.
  • Симонович Елена Ильинична, доктор биологических наук, старший научный сотрудник НИИ Биологии ГОУ ВПО «Южный автономный федеральный университет», г. Ростов-на-Дону.

Библиографическая ссылка

Безуглова О.С., Романюта Е.М., Горбов С.Н. ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ ДОНО-АКСАЙСКОЙ ПОЙМЫ В РАЙОНЕ СТАНИЦЫ СТАРОЧЕРКАССКАЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 5. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=7098 (дата обращения: 25.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074