Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

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.

Статья в формате PDF

905 KB

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.

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

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.

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