/
Author: Зайдельман Ф.Р. Никифорова А.С.
Tags: почвоведение почвенные исследования география экология монография лесное хозяйство лес почвы
ISBN: 5-211-03899-1
Year: 2001
Text
Ф. Р. Зейдельман, А. С. Никифорова
Генезис и диагностическое значение
новообразований почв
лесной и лесостепной зон
Фотографии новообразований почв на обложке.
Верхняя обложка:
1. - Темно-серые мелкие марганцево-железистые ортштейны; 2. - Бурые
мелкие железистые ортштейны; 3. - Бурые крупные железистые
ортштейны; 4. - Бурые крупные трубчатые конкреции (роренштейны); 5. -
Дерновая руда; 6. - Черные плоские гумус-алюминиевые конкреции; 7. -
Черные круглые марганцево-железистые конкреции; 8. - Ортзанд; 9. -
Рудяк
Нижняя обложка:
10. - Коричневато-серые известково-глинистые кольчатые конкреции; 11.
- Светло-серые известково-глинистые спайно-кольчатые конкреции; 12-
Журавчики - белесые известковые крупные овальные конкреции; 13. -
Белесые известковые крупные угловатые раковистые конкреции; 14. -Туф
F.R. Zaidelman, A.S. Nikiforova
Genesis and
diagnostic meaning
of soil neoformations
of forest and forest-
steppe zones
Moscow University Press
2001
Ф.Р. Зайдельман, А.С. Никифорова
Генезис и
диагностическое
значение
новообразований
почв лесной и
лесостепной зон
Издательство Московского университета
2001
УДК 631.48
ББК40.3
3-17
Ф.Р. Зайдельман, А.С. Никифорова. Генезис и диагностическое
значение новообразований почв лесной и лесостепной зон. - М.:
Издательство МГУ, 2001. - 216 с.
Монография является законченным изложением результатов
многолетних исследований железистых, карбонатных, глинистых и др.
новообразований почв гумидных ландшафтов Европейской территории России,
развитых на покровных, двучленных, лимногляциальных, флювиогляци-
альных, аллювиальных и др. почвообразующих породах. В ней отражены
классификация, генезис, состав почвенных новообразований, их
взаимосвязь с почвообразующими породами и особенностями гидрологического
режима почв, роль в полевой и аналитической диагностике. Показано, что
состав конкреционных и неконкреционных новообразований в
естественных условиях адекватен гидрологическому режиму почв. Вторичные
глубокие изменения водного режима, связанные с мелиорацией и другими
видами антропогенного воздействия обусловливают быструю
трансформацию новообразований. Предложена система методов количественного
определения степени гидроморфизма почв по свойствам
новообразований.
Для почвоведов, экологов, мелиораторов, географов, геологов,
студентов и преподавателей Университетов и других ВУЗ'ов, научных
работников НИИ, опытных учреждений, экологических и мониторинговых служб.
F.R. Zaidelman, A.S. Nikiforova. Genesis and diagnostic meaning of
neoformations in the soils of forest and forest-steppe zones. - M.:
Moscow University Press, 2001. - 216 p.
This book is based upon the authors long-term experience with different
kinds of neoformations (iron, carbonate, clayey, etc.) in soils, derived from
mantle, two-layered, limnoglacial, fluvioglacial, alluvial and other parent
materials within humid landscapes of European Russia. Attention is being given to
classification, genesis and composition of soil neoformations and their
interrelation with soil-forming rocks and peculiar features of the soil hydrological
regime; the role played by them in field and laboratory diagnostics is also shown.
The composition of concretionary and non-concretionary neoformations in
natural soils is believed to be adequate to the moisture regime of soils. Due to
secondary changes in hydrological regime caused by soil reclamation
neoformations.
It is addressed primarily to all professionals working in soil science,
ecology, soil reclamation and monitoring.
Издание осуществляется в авторской редакции
ISBN 5-211-03899-1
© Ф.Р. Зайдельман, А.С. Никифорова 2001
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 12
1. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНКРЕЦИОННЫХ И
НЕКОНКРЕЦИОННЫХ МАКРОНОВООБРАЗОВАНИЙ 15
2. МАРГАНЦЕВО-ЖЕЛЕЗИСТЫЕ И ЖЕЛЕЗИСТЫЕ
КОНКРЕЦИОННЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ 22
2.1. Круглые или эллипсовидные гладкие конкреции 22
2.1.1.0ртштейны 22
2.1.1.1. Общие положения 22
2.1.1.2. Объекты и методика исследований 33
2.1.1.3. Изменения свойств ортштейнов под влиянием
заболачивания в почвах на разных почвооб-
разующих породах 34
2.1.1.3.1. История вопроса 34
2.1.1.3.2. Содержание и особенности фракционного
состава 35
2.1.1.3.3. Плотность ортштейнов 38
2.1.1.3.4.Макро- и микроэлементы в ортштейнах.... 41
2.1.1.3.5. Подвижные формы железа в ортштейнах
и особенности их минералогического
состава 47
2.1.1.3.6. Магнитная восприимчивость почв и
ортштейнов 52
2.1.1.3.7. Ортштейны как индикаторы степени
заболоченности почв и критерии их агро-
экологического состояния 57
2.1.2. Примазки :. 73
2.2. Овальные плоские крупные раковистые железистые
конкреции 73
2.2.1. Общие положения 73
2.2.2. Дерновая руда 74
2.2.3. Рудяк 75
2.2.4. Железистые коры , 78
2.3. Трубчатые конкреции 82
2.3.1. Общие положения 82
2.3.2. Крупные трубчатые конкреции 83
2.3.3. Мелкие трубчатые конкреции 84
2.3.4. Железистые корневые чехлики 85
2.4. Овалоиды - группа округлых железистых конкреций
проблематичного генезиса 85
5
3. ГУМУСОВЫЕ КОНКРЕЦИОННЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ 88
3.1. Общие положения 88
3.2. Плоские черные угловатые гумус-алюминиевые
конкреции 88
4. ИЗВЕСТКОВЫЕ КОНКРЕЦИИ 91
4.1. Общие положения 91
4.2. Известково-глинистые кольчатые вскипающие
конкреции 92
4.2.1. Кольчатые конкреции 92
4.2.2. Спайно-кольчатые известково-глинистые конкреции. 94
4.3. Известковые вскипающие конкреции 95
4.3.1. Общие положения 95
4.3.2. Белесые известковые крупные овальные конкреции
(журавчики) 97
4.3.3. Известковые крупные угловатые раковистые
конкреции 99
4.3.4. Известковые мелкие угловатые конкреции 103
4.3.5. Белесовато-охристые известковые крупные
овально-угловатые конкреции 103
4.3.6. Бурые железисто-известковые конкреции 104
5. ЖЕЛЕЗИСТЫЕ ЦЕМЕНТАЦИОННЫЕ, ГЛИНИСТЫЕ
НАТЕЧНЫЕ, НЕКОНКРЕЦИОННЫЕ АМОРФНЫЕ И
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ 108
5.1. Плоские горизонтальные железистые и гумус-Fe-AI
цементационные новообразования 108
5.1.1. Псевдофибры 108
5.1.1.1. Общие положения 108
5.1.1.2. Морфология 108
5.1.1.3. Гранулометрический состав и физические
свойства 112
5.1.1.4. Химические свойства, физиологическое и
диагностическое значение 114
5.1.2. Темные иллювиальные гумус-Fe-AI
цементационные горизонты 117
5.1.3. Ортзанд 117
5.1.3.1. Общие положения 117
5.1.3.2. Морфология, гранулометрический состав,
водопроницаемость 119
5.1.3.3. Химические свойства и баланс железа 122
5.1.3.4. Генетические особенности, диагностическое и
физиологическое значение 124
5.2. Глинистые натечные новообразования 126
5.2.1. Кутаны 126
6
5.2.1.1. Общие положения 126
5.2.1.2. Морфология кутан 129
5.2.1.3. Органическое вещество кутан 130
5.2.1.4. Валовой химический состав мелкозема и ила
кутан 133
5.2.1.5. Диагностическое значение кутан 141
5.3. Аморфные новообразования 143
5.3.1. Ржаво-охристые пятна аморфной гидроокиси
железа 143
5.3.2. Горизонты аккумуляции аморфной гидроокиси
железа 145
5.3.3. Железистые конкреционные и неконкреционные
новообразования почв как критерий степени оже-
лезнения грунтовых вод и опасности закупорки дрен
гидроокисью железа 147
5.3.4. Темноокрашенные пятна гидроокиси марганца 147
5.4. Кристаллические новообразования 149
5.4.1. Вивианит, керченит, бераунит 149
5.4.2. Гипс 150
5.4.3. Пирит 150
6. НЕКОНКРЕЦИОННЫЕ КАРБОНАТНЫЕ
НОВООБРАЗОВАНИЯ 151
6.1. Общие положения 151
6.2. Рыхлые кальциевые новообразования (луговая известь
и луговой мергель) 152
6.3. Плотные кальциевые новообразования (луговой туф) 152
6.4. Рыхлые органо-минеральные аккумуляции (сапропель)... 153
6.5. Методы количественной диагностики степени
заболоченности минеральных почв по новообразованиям 154
7. МОДЕЛИРОВАНИЕ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ И
ИЗМЕНЕНИЯ КОНКРЕЦИЙ 158
7.1. Общие положения 158
7.2. Модельные эксперименты в лабораторных условиях 160
7.2.1. Моделирование процесса образования Mn-Fe
конкреционных новообразований 160
7.2.1.1. Методика моделирования 161
7.2.1.2. Результаты исследований 163
7.3. Модельные эксперименты в полевых условиях 169
7.3.1. Моделирование изменений Mn-Fe конкреций при
вторичной трансформации водного режима 169
7.3.2. Результаты исследований 170
7
8. ИЗМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗИСТЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ В
РЕЗУЛЬТАТЕ ДРЕНАЖА 172
8.1. Общие положения 172
8.2. Изменение Mn-Fe конкреций и цементационных
новообразований после осушения почв на разных породах 173
8.2.1. Изменение конкреционных новообразований 173
8.2.1.1. Изменение массы и фракционного состав кон-
креци й 174
8.2.1.2. Изменение химических свойств конкреций 177
8.2.2. Изменение ортзандовых горизонтов легких почв 178
8.3. Диагностическое значение новообразований в
меняющихся гидрологических условиях 183
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 186
SUMMARY 194
УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН 198
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 201
ЛИТЕРАТУРА 204
CONTENTS
INTRODUCTION 12
1. CLASSIFICATION OF CONCRETIONARY AND NON-
CONCRETIONARY NEOFORMATIONS 15
2. Mn-Fe AND Fe CONCRETIONARY NEOFORMATIONS 22
2.1. Ring or ellipsoidal concretions 22
2.1.1. Ortsteins 22
2.1.1.1. General positions 22
2.1.1.2. Objects of research and investigation methods.... 33
2.1.1.3. Changes in properties of ortsteins due to
waterlogging of soils derived from different parent
matrial 34
2.1.1.3.1. History of the problem 34
2.1.1.3.2. Content and peculiar features of fractional
composition 35
2.1.1.3.3. Density of ortsteins 38
2.1.1.3.4. Macro-and microelements in ortsteins 41
8
2.1.1.3.5. Liability forms of Fe in ortsteins and their
peculiar mineral composition 47
2.1.1.3.6. Magnetic receptivity of soils and ortsteins.. 52
2.1.1.3.7. Ortsteins as indicators of soil waterlogging
and parameters of its agroecological status 57
2.1.2. Patches 73
2.2. Oval and plane forms of large shally iron concretions 73
2.2.1. General positions 73
2.2.2. Ironstone 74
2.2.3. Ore inclusions 75
2.2.4. Iron crusts 78
2.3. Tubular concretions 82
2.3.1. General positions 82
2.3.2. Large tubular concretions 83
2.3.3. Small tubular concretions r. 84
2.3.4. Ironic rootcaps 85
2.4. Ovaloids - group of circle iron concretions with problematic
genesis 85
3. HUMIC CONCRETIONARY NEOFORMATIONS 88
3.1. General positions 88
3.3. Plane black angular Fe-AI concretions 88
4. CARBONATE CONCRETIONS 91
4.1. General positions 91
4.2. Carbonate-clayey annular effervescent concretions 92
4.2.1. Annular concretions 92
4.2.2. Coherent-annular concretions 94
4.3. Carbonate effervescent concretions 95
4.3.1. General position 95
4.3.2. Large oval carbonate concretions (puppets) 97
4.3.3. Large angular carbonate concretions 99
4.3.4. Small angular carbonate concretions 103
4.3.5. Whittish-ochrous large oval-angular carbonate
concretions 103
4.3.6. Brown iron-carbonate concretions 104
5. IRON CEMENTED, CLAYEY, AMORPHOUS AND
CRYSTALLINE NON-CONCRETIONARY NEOFORMATIONS 108
5.1. Plane horizontal zones of iron and humus-Fe-AI cemented
neoformations 108
5.1.1. Pseudofibers 108
5.1.1.1. General position 108
5.1.1.2. Morphology 108
5.1.1.3. Particle-size distribution and physical properties.. 112
5.1.1.4. Chemical properties, physiological and diagnostic
9
value , 114
5.1.2. Dark illuvial humus-Fe-AI cemented horizons 117
5.1.3. Ortsand 117
5.1.3.1. General position 117
5.1.3.2. Morphology, particle-size distribution, water
permeability 119
5.1.3.3. Chemical properties and iron balance 122
5.1.3.4. Genetic peculiarities, diagnostic and ecological
value 124
5.2. Clayey neoformations 126
5.2.1. Claycutans 126
5.2.1.1. General position 126
5.2.1.2. Morphology of cutans 129
5.2.1.3. Organic matter of cutans 130
5.2.1.4. Total chemical composition of the fine earth and
silt in cutans 133
5.2.1.5. Diagnostic value of cutans 141
5.3. Amorphous neoformations 143
5.3.1. Rust-ochrous mottles of iron hydroxide 143
5.3.2. Horizons of amorphous iron hydroxide accumulation 145
5.3.3. Ferrigenous concretional and non-concretional
neoformations in soils as criteria for ferritization degree of
ground waters and for dangerous stopping up the
drains with iron hydroxide 147
5.3.4. Dark-coloured mottles of manganese hydroxide 147
5.4. Crystalline neoformations 149
5.4.1. Vivianite, kerchenite, beraunite 149
5.4.2. Gypsum 150
5.4.3. Pyrite 150
6. NON-CONCRETIONARY CARBONATE NEOFORMATIONS 151
6.1. General positions 151
6.2. Soft calcium neoformations (bog lime and meadow mergel).. 152
6.3. Hard calcium neoformations (meadow tuff) 152
6.4. Soft organo-mineral accumulations (sapropel) 153
6.5. Methods of quantitative diagnosis of overwetting degree by
neoformations 154
7. MODELING OF CONDITIONS OF CONCRETIONS
FORMATIONS AND TRANSFORMATION 158
7.1. General positions 158
7.2. Modeling in laboratory conditions 160
7.2.1. Modeling of the formation process of Mn-Fe
concretionary neoformations 160
7.2.1.1. Methods of modeling 161
10
7.2.1.2. Investigation results 163
7.3. Modeling In field conditions 169
7.3.1. Modeling of process of Mn-Fe concretions transforma-*
tions by transformation of water regime 169
7.3.2. Investigation results 170
8. CHANGES IN IRON NEOFORMATIONS DUE TO SOIL
DRAINAGE 172
8.1. General positions 172
8.2. Changes in Mn-Fe concretions and cemented neoformations
after drainage of soils on different parent rocks 173
8.2.1. Changes in concretionary neoformations 173
8.2.1.1. Change in the mass and fractional composition of
concretions 174
8.2.1.2. Changes in chemical properties of concretions.... 177
8.2.2. Changes in ortsand horizons of light-textured soils 178
8.3. Diagnostic value of neoformations in the course of changing
hydrological conditions 183
CONCLUSIONS 186
SUMMARY 194
REFERENCES 198
INDICES 201
BIBLIOGRAPHY 204
i i
ВВЕДЕНИЕ
Естественным новообразованиям океанов, морей, озер, болот и
почв посвящена обширная литература. Поэтому прежде всего
необходимо определить предмет нашего рассмотрения. Эта
монография посвящена конкреционным и неконкреционным
новообразованиям почв лесной и лесостепной зон.
Новообразования почв почти всегда являются непременным
элементом их профиля. В этом смысле не будет преувеличением
признать, что почвообразование (особенно - в гумидных
ландшафтах) - процесс, приводящий к возникновению специфических
почвенных новообразований. Они разнообразны по своему
генезису, по форме, цвету и по составу. Их особенности тесно связаны с
генезисом почв, свойствами вмещающих горизонтов, с характером
почвообразующих пород, степенью гидроморфизма, факторами
увлажнения и заболачивания. Очевидно поэтому существование и
действие обратной связи. По свойствам новообразований можно
воспроизвести особенности генезиса почв, их гидрологический
режим, другие параметры, актуальные в теоретическом и
прикладном отношениях. Таким образом, конкреционные и
неконкреционные новообразования играют важную роль при оценке генезиса и
эволюции почв гумидных ландшафтов. По составу и свойствам
этих образований можно не только судить о генетической
принадлежности почв, но и успешно диагностировать их степень
гидроморфизма, особенности водного режима, причины заболачивания
и химический состав вод. По характеру новообразований можно
реконструировать особенности переувлажнения почв в годы
разной влажности. Между видом новообразований и эколого-
гидрологической ситуацией свойственной данной почве всегда
существует тесная взаимосвязь. Все это имеет не только актуальное
научное, генетическое, но и существенное прикладное значение
при агрономической, мелиоративной, лесохозяйственной и других
оценках почв.
В известной мере условно все почвенные новообразования
можно подразделить на две крупные группы - микро- и
макроновообразования. Особое значение приобретают макроформы, легко
фиксируемые в профиле почв при их полевом изучении. Только в
этом случае оказывается возможным диагностировать свойства,
режимы почв и их генетические особенности у разреза, не
привлекая или существенно ограничивая аналитическую информацию.
Макроновообразованиям почв, важнейшему элементу их
морфологии, посвящена обширная литература. Впервые попытку
12
классифицировать почвенные новообразования, по-видимому,
предпринял С.А. Захаров (1931). В основу его классификации были
положены различия новообразований по химическому составу и по
их форме. Им учитывались также новообразования биогенного
происхождения, такие как «червоточины», «капролиты». Позднее
фундаментальная сводка данных о конкреционных
новообразованиях была опубликована в монографии А.В. Македонова
«Современные конкреции в осадках и почвах» (1966). В ней весьма полно
обобщена информация о новообразованиях океанов, морей, озер,
болот и почв, начиная от пионерных работ И.Г. Валериуса (1763),
М.В.Ломоносова (1763), К. Ehrenberg (1840) (цит. по Македонову,
1966), F. Senft (1862). Почти одновременно с выходом в свет книги
А.В. Македонова была опубликована серия работ R. Brewer (1964,
1973), посвященных новообразованиям почв. Значительным
вкладом в рассматриваемую проблему явились исследования и
обобщения В.В. Добровольского (1957, 1969) и В.А. Ковды (1973).
Несколько позднее Б.Г. Розанов (1975) предпринял попытку
систематизировать классификационные представления этих авторов и
предложил обобщающую систематику новообразований почв.
Среди работ, посвященных генезису новообразований, особого
внимания заслуживает монография Т.В. Аристовской
«Микробиология подзолистых почв» (1965), имеющая принципиальное
значение для понимания генезиса марганцево-железистых
новообразований. В ней автор убедительно показал определяющее значение
микробиологического и биохимического факторов в формировании
этой группы почвенных конкреций.
В 1970-1990г.г. работы по изучению почвенных
новообразований продолжались весьма интенсивно. Свидетельством этого
явилась, в частности, монография В.И. Росликовой «Марганцево-
железистые новообразования в почвах равнинных ландшафтов
гумидной зоны» (1996), посвященная новообразованиям почв и
литологических фаций Дальнего Востока.
Однако оценивая состояние проблемы в целом нельзя не
отметить, что в публикациях, посвященных конкреционным и
неконкреционным макроновообразованиям, за исключением, вероятно,
работ М.М. Филатова (1922, 1945), Т.В. Аристовской (1965) и R.
Brewer (1964), содержатся, преимущественно, их описания как
инертных элементов почвенного профиля. При этом остаются
нераскрытыми условия формирования новообразований и
взаимосвязь последних с генезисом и составом почв и почвообразующих
пород, с особенностями гидрологического режима ландшафтов и
гидрохимией грунтовых потоков. Кроме того, в них не
рассматриваются изменения свойств этих вторичных структур под
воздействием естественных и антропогенных факторов и не анализируется
13
или раскрывается весьма неполно диагностическое значение
новообразований.
Отличительная особенность этой монографии и ее новизна
заключаются в том, что в ней впервые предпринята попытка ответить
на сформулированные выше вопросы, отражающие динамику
сложного мира макроновообразований.
В предлагаемой вниманию читателя монографии, прежде всего,
рассмотрен фактологический аспект проблемы. При его изложении
авторы стремились к тому, чтобы с возможной полнотой
систематизировать сведения о свойствах макроновообразований почв гу-
мидной и семигумидной зон и разработать их классификацию.
Одновременно выполненные на протяжении предшествующего 30-
летнего периода исследования раскрыли особенности
формирования многих новообразований и их генезиса; тесную связь
свойств макроформ с гидрологическими и геологическими
условиями гумидных ландшафтов; новые ранее неизвестные виды
новообразований; диагностическое значение этих непременных
элементов почвенного профиля и принципиальную возможность
количественной диагностики почв по свойствам новообразований.
Особое внимание авторами было уделено расшифровке
закономерностей изменения формы, химического состава и свойств
новообразований при нарастании степени гидроморфизма почв,
приуроченных к различным почвообразующим породам. Это
позволило затем впервые ввести количественные критерии степени
заболоченности почв, связать условия их гидрологического
режима с агроэкологической и мелиоративной оценкой. Наконец, было
установлено, что свойства новообразований, как и почв в целом,
подвержены адекватным изменениям под влиянием антропогенной
нагрузки. Под действием агромелиоративных, мелиоративных,
гидротехнических и иных факторов происходят изменения их
массы, состава, трансформируется диагностическое значение. Все это
определило новизну монографии, ее значение для решения
фундаментальных и прикладных проблем почвоведения.
Книга написана, преимущественно, на основе обобщения
материалов оригинальных исследований авторов.
Кроме них в работах по изучению конкреционных и
неконкреционных новообразований почв лесной и лесостепной зон под
руководством профессора Ф.Р. Зайдельмана принимали участие
аспиранты и студенты кафедры физики и мелиорации почв факультета
Почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова - Санжаров А.И.,
Полонская Л.И., Жиров А.А., Рыдкин Ю.И., Старцев А.Д., Селищев А.А.,
Банников М.В., Данилова Г.И., Болатбекова К.С. Авторы глубоко
признательны каждому из них за выполненные исследования.
14
1.
КЛАССИФИКАЦИЯ КОНКРЕЦИОННЫХ И
НЕКОНКРЕЦИОННЫХ МАКРОНОВООБРАЗОВАНИЙ
Для того, чтобы раскрыть общие закономерности
формирования конкреционных и неконкреционных новообразований, понять
генезис и оценить диагностическое и агроэкологическое значение
этих элементов почвенного профиля необходимо попытаться
классифицировать их на основе известных данных.
Свойства макроновообразований - их цвет, форма, состав
зависят от многих факторов. Наиболее существенное значение в их
формировании имеют генезис и состав почв, почвообразующих
пород и вод. В разработанной нами классификации
макроновообразований предпринята попытка связать их особенности с этими
важнейшими генетическими факторами. Все многообразие
новообразований в предлагаемой классификации нами подразделено
на два класса - конкреционные и неконкреционные
новообразования. При делении новообразований на конкреционные и
неконкреционные (или секреционные) исходили из следующих положений.
Термин конкреиия происходит от латинского «concretio»
(стяжение, срастание). Таким образом, класс конкреционных
образований объединяет хорошо оформленные новообразования, легко
отделяющиеся от вмещающего мелкозема любого
гранулометрического состава независимо от его влажности. Все другие
новообразования относятся к неконкреционным. Нередко эти
неконкреционные новообразования называют секреииями. т.е. приточными и
натечными образованиями.
При составлении классификации использовалось
подразделение новообразований на четыре иерархических уровня - класс-
тип-род-вид. При этом имелись ввиду следующие признаки,
свойственные каждому иерархическому уровню.
Класс - отражает принадлежность новообразований к
общности конкреционных или неконкреционных образований.
Класс новообразований подразделяют на типы.
Тип - объединяет новообразования по общности их
химического состава внутри класса.
Род - характеризует новообразования по общности двух
важнейших признаков - формы и химического состава. В род
входят несколько (или реже - один-два) видов.
15
Вид новообразований определяется общностью цвета, формы,
размера и химического состава.
Таким образом, разработанная классификация
новообразований почв лесной и лесостепной зон (Zaidelman, 1974; Зайдельман,
1981, 1991) строится на основе оценки их формы, размера, цвета и
химического состава.
В классификации предпринята попытка не только обобщить
информацию об этих существенных и весьма разнообразных
элементах почвенного профиля, но и связать их генезис с
особенностями почвенно-гидрологических условий формирования. В этом
случае наиболее существенными факторами оказываются генезис
и состав почв, пород и вод.
Классификация обнаруженных и изученных нами
конкреционных и неконкреционных макроновообразований почв гумидных
ландшафтов, их диагностическое значение и связь с
гидрологическими и гидрохимическими особенностями почв и ландшафтов
рассмотрены в схемах 1-5 таблицы 1.
16
ГО х
2 *
С Z
ю о
ГО со
*~ >s
о
Z
о
о
о
ф
с.
о
Z
о
ф
ц
00
7
о
с
>s
S
Z
го
ю
о
со
го
О.
ю
о
о
ш
о
Z
о
Q.
го
X
3
Z
Z
о
S
ZT
ф
О.
X
о
Ф
z
S
X
3
Z
Z
о
ф
о.
X
о
о
00
вом
оста
О
ским
ф
7
5
S
X
S
ения
Z
*
(U
§
>ч
V
ень
с
9>
ь
и
О
О
л
С)
\к
03
о
S
ф
ачени
X
со
ф
о
X
о
ф
т-
го
2
ф
х
О
НИЯ.
IU
ш
О
со
ГО
О.
Ю
О
о
нов
ф
п
т
X
о
^
ф
о
1*
X
о
^
Класс-
ния
зова
ГО
вообр
о
X
ф
л
z
X
крец
z
°
ф
h
°
S
влез
*
S
ф
л
\-
о
s
СО
Ф
с;
ф
¥
6
ганцев
о.
го
2
го
т
ю
Q.
>
e> s
92 -^ 3 s
3 5 н it
X О (0 ф
С го X Q. J
Q.CO >* X
Ь£ ^" О. О
н *
1 ' 1
1 ф
ГО Ф
го q Ф
$ " £
ё ф ю
г г |
1 • 1
X Ф 1
ф ф 1
ф с ф
5 " 5
о <Ь m
F1 1
ф"
ГОШ
Ш ф
ф ф
Ф С
^ •-
|_
ли-
L.
линки и
>»
о
re-
разного
л
X
незиса
3"
го
S
•8-
S
о
о
1
s
Е
>s
л
1ИСТ
л.
2*
с;
Суг
i
ственно
эгп
>s
S
ПЛЮВ
ГО
S
л
&
S
X
ф
циальнь
гля
>» о
2
s
ф
Q-
С
S
00
V
q
-е
<1>
JU
J.
-печа
ано
т
о
ф
суп
супеси
S
S
о
ф
с
ения
лож
Ь- 1
О |
1 1
го
5
Ф
•в
СО
£
X
Ф
л
>ч X 1
е-
S
с;
s
ф
л
ОСТН
X
х
Q-
ф
00
о
[ С
X
ф
X
лез
ф
*
боо
S \<\
1
о
ь
X
>»
о.
и.
<1)
*
Ф
Q.
ф"
! -°
унтов
CL
L_
X
ф
X
со
Ф
с;
ф
*
о
ф
-0
X
о.
■напо
о
со
ф
л
X I
! ф <
нны
огле
Ф О
Ф ю
Е g
ф °
X s
ф
-°
з:
2С
ф
•
Я-
о
с
о
со
S
с;
Ю
.
упеси
о
1
реже
-
-Q
X
ГЛИ
S
X
S
с;
О
^.^
J)
X
ф
ц,
£
00
Ч
>^>
S
инам
h
s
ками
z
S
с;
суг
ф
-0
5
Ф
ГО
с;
о
ф
ывны
?
го
X
ф
-а
X
ф
#
о
1Л11В
ф
•0
X
*>
о
X
х
о.
ф
ш
г
^^
го
оводк
х
Q-
ф
со
Ф
-0
X
о
ф
с
вые
о
с;
°
о.
s
ф
-Q
оо
о
X
о
^
о
5
CL
5
СО
<1
ф £
ё g
О о
i О
О Ф
М
Ф
5 о £
QQ U. Н
™ (I) I
(О 3 <*>
g s §.
X
о
ш
со
го
&
о
о
17
ф
s
X
о
§
о
а
с:
то
=г
S
Q
ю
го
аз
5
Ф
X
О
к
X
03
00
о
со
03
а.
ю
о
о
со
о
X
ф
л
X
X
о
S
ZT
ф
Q.
X
о
I
8
03
к
S
X
03
ш
°
го
е новобра
ционны
ые (Н) конкре
со
о
о
>s
5
^
1_
>w
^^
у^Щ^
<
Т
алюминиевые (1
креции
оватые гумус-
К0Н1
с;
"W
^
Ф
л
са
ф
s
X
S
5
мус-алю
1атые гу
креции
черные углов
кон
ф
S
О
О
q
С
^
^
Ф
jQ
Ш
яно-глее
е, торф:
рново-глеевьь
ф
С£
^
^к
_
-Q
X
о
со
OL
2
ф
торфянь
:углинки и глины,
<~>
^
^к.
стные
юверхно
Пресные г
О
CL
СО
со
т
о
с
X
ф
ф
-0
X
ф
о
ы:
О
(I)
т
S
о.
ф
?
о
и
->»
X
03
о.
L.
<1>
3
V
01
^
ф
5
со
со
03
ь-
о
о
и
2
т
о
со
^
Q.
о
|_
00
03
о
о
X
S
л
со
ф
s
I
%
s
о
а
s
с;
ю
го
со
го
5
ф
X
о
к
S
Z
со
ш
о
со
со
CL
ю
о
о
ш
о
Z
ф
л
о
S
ф
о.
Z
о
I
8
со
5
Z
со
ш
о
со
со
О.
ю
о
о
со
о
Z
ф
•л
Z
Z
о
S
ZT
ф
Z
о
р
со
о
I ф
-О
ш
о
ф
СО
S
S
ZT
ф
°-
^
z
о
*
со
О
ф
S
3"
2
1 со
Г с
s
*
<->
CQ
Ф
•А
СО
О
Ф
ш
со
S
ф
л .
ИДН
СТО-
m s
О w
о ф
5 ф
s 2
[ Л S
с о
[ >» £0
о.
>*
s
S
и
конкре
-Са)
ф
LL
ые (
ков
к
ф
00
со
S
(0
S
ф
2
о
Беле
с;
ф
^
ф
2
00
вестко
ф
*ц
2 ?
о X
с Й-
кие уг
конн
ф
2
ш
ф
Ф
Е
ф
2
z
z
ф
ф
Е
о
ф
х
S
S
^
I
гли
>*
о з
ные
"ЛИН
сов
о
ф
с;
^
^
i
со
о ^
00 Л) 1
9>z
5 о
о с
рунт
- на
ткие г
ожно
X 5
ф
^
оль-
ф
2
ь
Ik
т
s
Е
О
КОВ
в
1 0)
! 00
! СО
|Х
кре-
Z
о
*:
Ф
S
Э
9
со
с
1»
о
со
ф
л
1-
со
зг
^
Z
2
со
^
ф
-0
тров
со
(им
S
S
=г
ф
Z
т
S
и кор
рые
>*
LQ
1 1
со
S
ф
\л
Светло-се
1
ф
ь
ф
*
то-серые
со
со
■
S
Z
2ь
Е>
стково-
ф
со
ф 1
-0
00
о 2
£ х
со Ь
со 3
ТО-И
орт
и
со 1
• z
э о
Z *
Sssl
(Dig-
5й
о о
£
со
?s
гли
пьн
с: q
Суг
-^
^
ф
-0
ТОВ
Z
>»
CL
Ф
S
^
н
ь
1 1
^
ф
-0
со
ф
ф
^
1_
ф"
£
со
со
ф
Гле
[ 1
5
со
2
X
ГЛИ
инки-
с
L.
>*
о
i!.
>»
О
ф
-0
к
<->
S
о
s
о
*
z
£
ф
з:
з*
о
ь
z
ф
с;
ф
л
ЛЬН
ювиа
ц
-°
z
S
F
S
нки
S
Ф л
i.u.
с ф
1 -°
*S
-о 3
1^
го W
3 х
ф ф
р5
ф
-с
з:
со
j^
-нам
ф
л
рхнос
ове
с:
ф
s
^
J5
Ф
£
ф
JD
(Л
О
5
)0-N
СП
X.
Ч
о
со
о
X
Q.
Ф
СО
>*•
Ф
Л
03
о
Z
о
о
ф
•Q
00
о
1-
о.
1-
9
О.
СО
О О
ф
О
u
>*
X
со
Q.
L—
КИЙ
о
ф
т
S
Q.
ь-
ф
00
m
со
ь
о
о
о
о fo
СО Q.
а 2
X
s
л
ct
О
СО
19
ф
JD
О
5 -
I ro
CO Q.
-Ю
Ф О
Л О
x £
x о
о х
SI
ф £
ii
ф
jQ
I
X
О
S
=г
ф
О.
X
о
Ф
I
О
ф~
LL
S
О-
^
ф
-0
X
«=г
о
ю
°
со
О
6
J-
Ф
о
ф
т
S
о:
s
X
со
со
о
со
со
о.
с; ю
ц.
со
Б
о
о
m
н
s
X
со
s
ffl
X
m
h-
T
т
ч*
т
n
(1)
Ы
H
s
X
>4
CO
Q.
Ф
Ю
4W 3
1
b*
инк
с;
о
£
с;
с;
го
л
X
S
с;
и.
ф
ЬНЬ
СЦ
ГО
ш
го 1
■е-
п
о
1-
ф
* 1
<1)
Q. ;
ф
л
I
н
05
-8-
J3
с;
>>
1 <=L
S
ф
J3
ш
о
>>
о
L.
ф
х
°
с
со
X
1
со
нты
о
со
S
CL
о
1—
ок-
U
X
Тем
^
1ЯЦИ
и.
«>ч
2
>*
ф
л
_!_
X
Ф
раш
s.
окис
о
еза
ц
Q. Ф
ct *
^
|_
Mi
i_
со
ПЯТИ
s
О I
S
роок
го
w го
5 о л л р
L^- С го
еч-
со
X
ф
J3
ь
S
X
£
30-
со
о
ю
о
о
ш
о
X
ф
JJ
X
СХ
"S
I
со
m !
ф
о. Е о s
X £ X О
о с х ^
m «> о 2
£ & « g
iqHBiA»
5^
со ф
О
О
г^1 tfHBeido W
ф
л
ш
ф
ф
Е
ф
jQ
X
X
Ф
Ф
Е
о
ф
х
i
л
* s S
ф з 5
« о Sa
i 5x S
к о со о
•е-" 8
Q. Ш ф
-<-
S 1
с; \
S ф
Ф -0
новы
унтов
У о.
ё ь-
о
-^
ф
желез-
унтовь
О О.
о •-
i ф
Силь
енны
X
I
S
Е
>%
о
• ф
11
ф *
л
X
ф
5 5
х2
со -1 х
cq< s ;
2 А Э"
c;u. g
<1)
J3
1-
05
CD
Ф
Ф
c;
l«
Ф
•Д
m
Ф
Ф
c;
i—
CO Ю
ft ^
X
Ф
ф Ф
L^f ф ф ^
о i
Ф
X
О
Ф
с
>ч
о
о
о
ф
CZ
1абооже-
р.
ненные
со
ф
нтовые
>» !
е-j
Ф
есны
Q-
г
ф
нтовь
>ч
Ol
L_
ф
Л -о
2 х
2 Q.
О
5
0.
q:
CQ
о ^ со т
j) s СО О
х а: о с
ф s-9-s
с х о.р
Ф Ф О о
ф
ф С ,
со
CQ •— _Г СО
^ ^ ф Г° о
^ф со 3 x-8-j-
Jji-go о-о
5 S О m 2 О О
Ocoi lku d Q.O x
jQ
О
QQ
20
Окончание
^
ица
ё
(В
Н
•
ю
СП
хем
о
»s
S
ован
образ
о
ш
о
X
X
л
X
ецио
Q.
КОН
Класс не
вания
эазо
тные новооб|
го
X
п
карб<
онные
S
Л>
нкр<
О
Нек
^w
^
эрганоминераль-
аккумуляции
ф ф
л л
51
Л
льциевые
зования
Плотные ка
новообра
ования
со
CD
а.
goo
ш
о
X
ф
л
юкальциев
Рыхль
^w
^
>w,
>^
апропель
о
-е-
>ч
>s -о
ГОВО
ргел
а; _о
03 Ь-
m о
о <1>
L- СО
>» СО
с; s
псевдо-
ий
,s с
стковь
мице
Изве
с 3 ?
sos
ь
о.
ш
^
№
^
№
^
№
^
№
\^
№
ой мощности
X
со
CD
ные р
о:
-е-
етор
нны
изонты - низи
Q.
2
щие
рываю
ас
ф
О.
Ф
С
внно, лес-
глеенные
глины
OQ Q S
ущест
ные не
линки
Ъ ш °
о. о
С О
^
№
^
№
\^
№
\^
№
ложения в забо-
IX пресных
водоемах
° 2
« ф
Донны
лачива
ые напорные
m
грунто
есткие
*
,
рные
ф
тмосф
<
ющающие
и
передающие
роды
ды и их
став
^ с; о о о о
CQ S * С
CQ о
21
2.
МАРГАНЦЕВО-ЖЕЛЕЗИСТЫЕ И ЖЕЛЕЗИСТЫЕ
КОНКРЕЦИОННЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ
2.1. Круглые или эллипсовидные гладкие конкреции
2.1.1. Ортштейны
2.1.1.1. Общие положения
Ортштейны - Mn-Fe конкреционные почвенные
новообразования округлой или овальной формы с максимальным размером от
0,5 до 20 мм. Ортштейны образуются, главным образом, в
поверхностных элювиальных горизонтах подзолистых, болотно-под-
золистых, серых лесных глеевых и, реже, дерново-глеевых почв.
Они могут встречаться и в почвах с недифференцированным
профилем (например, в пойменных дерновых зернистых оглеенных
почвах). Ортштейны формируются в суглинисто-глинистых почвах
разной степени оглеения в условиях переувлажнения или
заболачивания поверхностными (атмосферными, намывными
склоновыми или русловыми) водами. Эти конкреционные новообразования
формируются и в почвах легкого гранулометрического состава,
образованных на маломощных двучленных отложениях при
залегании легкого маломощного (50-60см) супесчано-песчаного наноса
на карбонатных или кислых моренных, покровных, пермских,
ленточных и других суглинистых и глинистых отложениях.
Ортштейны являются индикатором глееобразования,
возникающего в результате переувлажнения почв поверхностными
пресными водами в условиях застойно-промывного режима. Они
присутствуют, в основном, в гумус-аккумулятивном (А1), Плювиальном
(А2) и, в меньшей мере, в элювиально-иллювиальном (А2В)
горизонтах. В почвах начальных стадий оглеения, не несущих морфо-
хроматических признаков этого процесса в виде характерных
синих, сизых, голубых пятен, ортштейны имеют темно-серый цвет и
округлую дробовидную форму (рис.1). В этом случае они содержат
равные или близкие абсолютные массы Fe и Мп. В неоглеенных
почвах мелкие темно-серые ортштейны составляют до 50% от
всей массы ортштейнов, в которой содержатся и мелкие бурые
ортштейны (рис.2). С появлением четких морфохроматических
признаков оглеения в составе ортштейнов преобладают гидро-
22
окислы и окислы железа. Они приобретают ржаво-бурую окраску и
неправильную овальную форму (рис. 3).
о
hnr
1
2 см
=1
ортштеины
дерново-
Рис. 1. а. - темно-серые мелкие Mn-Fe
подзолистой тяжелосуглинистой почвы
б. - те же ортштеины при бинокулярной съемке, х8, фото П. Меннинга.
Ортштеины известны
достаточно давно. В конце
XIX века В. В. Докучаев
(1889) писал: «...Строгое
приурочивание ортштейнов
и главной массы болотных
и озерных железных руд,
как и торфов к тайге и их
почти полное отсутствие в
других зонах (за
исключением, может быть латерит-
ной), может быть понятно
только с данной ...
климатической точки зрения...»
(с.316). Он полагал, что
образование ортштейнов
обусловлено обилием влаги и особенностями гидрологии почв
лесной зоны России. Докучаев, в частности, писал о том, что
«просачивание углекислой извести и других солей и перенос их в более
глубокие слои обусловливают происхождение подзола (белозема)
и ортштейнов, столь характерных для тайги с ее обилием влаги»
(там же, с. 372). Однако в.В. Докучаевым еще не было дано
определение самого термина «ортштейн». Н.М. Сибирцев (1900)
связал образование ортштейнов с подзолообразовательным процес-
Рис. 2. Бурые мелкие Mn-Fe ортштеины
из дерново-подзолистой
тяжелосуглинистой почвы
23
сом. Ему принадлежит суждение о том, что «в ортштейнах, не
считая песка и глины, находятся все те вещества, которые
извлекаются из почв при развитии подзолообразовательных процессов»
(Сибирцев, 1951, с. 252).
Ортштейны формируются в
почвах с
элювиально-иллювиальной
дифференциацией профиля на породах от
легкосуглинистого
(супесчаного) до глинистого
гранулометрического состава.
Уместно подчеркнуть, что
на протяжении всего периода
развития представлений о
генезисе и условиях
формирования этих
новообразований в термины ортштейн,
ортзанд, конкреция разными
авторами вкладывался
разный смысл. В конце XIX -
начале XX в.в. под термином
«ортштейн», «ортштейновый
горизонт» понимали
железистые цементационные
образования песчаных почв. Так,
F. Senft (1862), Н. Павлинов
(1887) и др. связывали
образование ортштейна с
вересковой растительностью. F.
Senft относил ортштейны к
общей группе железистых руд
и называл эти руды по месту
их залегания, т.е. болотные, луговые, полевые и др. и считал их
(ортштейны) переходной стадией от рыхлого железистого песка
(Ortsand) к настоящим лимонитам (плотным по консистенции
железистым рудам).Н. Павлинов (1887, с. 15) полагал, что в силу связи
ортштейна «с вереском (Calluna), его можно было бы даже назвать
«каллюнитом», разумея под этим названием как рыхлые его
разновидности (Ortsand), так и плотные (Ortstein)».
Е. Raman (1886,1905), В.Н. Сукачев (1901), Г.Ф. Морозов(1901),
С.А. Захаров (1911, 1931) и др. также называли ортштейновыми
горизонтами (образованиями, прослойками) железистые
новообразования песчаных почв. Е. Raman (1886) различает 3 группы
0 1 2см
И I....J i
Рис. 3. а. - крупные бурые Mn-Fe
ортштейны из
дерново-подзолистой глееватой
тяжелосуглинистой почвы; б. - ортштейны на
контакте пахотного и
подпахотного горизонтов
24
ортштейновых образований по условиям залегания почв: 1) на
высоких местах - грунтовые воды высоки, «ортштейны встречаются в
виде бурой рыхлой массы; 2) в пониженных влажных местах -
«ортштейн» - плотный, отличается желто-бурой и бурой окраской;
3) под старыми насаждениями» (цит. по Захарову, 1911).
Р.Е. Muller (1887) выделил 3 основные группы ортштейновых
образований.
А- ортштейн, обязанный своим происхождением вмыванию:
1. Глинистый ортштейн.
2. Торфообразный ортштейн; неконкреционный.
В - ортштейн, получившийся путем абсорбции:
3. Гумусовый ортштейн
а) железисто-гумусовый;
б) бедный железом гумусовый.
С - ортштейн конкреционного происхождения:
4. Железистый песчаник.
5. Дерновая руда.
К.Д. Глинка в «Почвоведении» (1931), анализируя
классификацию Мюллера, писал: «По нашему мнению, ортштейн - это только
группа В; 4 - не отличается от 3, а у 5 - происхождение другое, за
счет грунтовых вод» (с.349). Он же называл (1915; 1931) ортштей-
ном как округлые почвенные конкреции, так и плотные
сцементированные прослойки в песчаных почвах.
Я. Витынь (1911) подразумевал под «ортштейновыми
горизонтами» супесчаные, обогащенные железом горизонты почв,
сформированных на валунных суглинках (т.е. контактные горизонты
почв на двучленных отложениях). Г.М. Тумин (1912) считал, что
ортштейны развиваются только в песчаных почвах, в то время как
железистые и марганцевистые конкреции формируются в тяжелых
почвах. Б. Аарнио (1915) писал: «Ортзандовые и ортштейновые
образования состоят преимущественно из песка, отдельные зерна
которого покрыты особой цементирующей массой. В ортзандовых
образованиях зерна песка находятся в свободном несвязанном
состоянии, в ортштейне эти зерна сцементированы в одну твердую
массу. То вещество, которое обволакивает отдельные зерна песка
находится в аморфном состоянии и состоит, главным образом, из
гумусовых веществ, кремнекислоты, окиси железа и глинозема.
Содержание марганца в этих соединениях весьма изменчиво».
Н.М. Сибирцев (1951) трактовал термин «ортштейн» следующим
образом: «Под именем /названием/ ортштейна разумеют или
темно-бурые сцементированные стяжения и прослойки, залегающие в
подзолистом горизонте, обыкновенно в нижней его части или
непосредственно под ним. Мелкие круглячки ортштейна появляются
25
иногда и в верхнем горизонте подзолисто-суглинистой или
супесчаной почвы...; в песчанистых почвах и подпочвах, а также в дюнах
ортштейн образует нередко сплошной горизонт весьма различной
мощности» (с. 251). Таким образом, хотя далее Н.М. Сибирцев
пишет, что «сильнопесчанистый ортштейн немцы называют Ortsand»
(с. 252), он не делает различий в наименовании железистых
новообразований суглинистых и песчаных почв.
Следует подчеркнуть, что впервые четкое разделение и
достаточно определенные дефиниции для этих весьма различных но-
воообразований были даны В.В. Геммерлингом (1922), который в
журнале «Русский почвовед» предложил называть ортштейном
округлые конкреции, а для железистых новообразований песчаных
почв сохранить термин ортзанд: «Под ортштейнами мы разумеем
твердые, обычно круглой формы конкреции, но в подзолистых
почвах песчаного и супесчаного характера, как известно встречаются
железистые же стяжения в виде прослоек, прожилок, карманов и
т.д. Эти образования отличаются от ортштейнов не только по
внешнему виду и условиям залегания, но по происхождению и
составу ... Может быть за ними сохранить название ортзандов».
Термины «ортштейн» и «ортзанд» в трактовке Геммерлинга
широко вошли в почвенную литературу и активно используются
многими авторами.
А. В. Македонов (1966, с. 10) дает следующее определение
термину «конкреция»: «Все конкреции (в отличие от жильных
образований) приурочены к какой-то определенной породе, фации или
комплексу генетически связанных фаций. С учетом этого можно
схематично определить конкреции, как минеральные стяжения,
разносторонне растущие по субпараллельным (обычно кривым)
поверхностям, явно обособленные от вмещающей среды по
составу, строению и другим литологическим признакам». Этот же автор
далее пишет: «не все ортштейны и ортзанды, описанные в
литературе, являются конкрециями, например, несцементированные
рыхлые ортштейны не являются таковыми» (с. 17). По канадской
терминологии «конкреция» означает затвердевшую массу или
концентрацию химических соединений, таких как окислы железа, в
форме зерен или нодулей различного размера (Arshad, Arnaud,
1980).
В настоящей работе использованы предложения В.В.
Геммерлинга по разграничению терминов «ортштейн» и «ортзанд».
Существует два взгляда на образование ортштейнов. Многие
почвоведы связывали формирование ортштейнов с почвенно-
геохимическими процессами - физико-химическая концепция
(Глинка, 1931; Robinson, 1929, 1930; Smith, 1936; Страхов, 1962;
26
Македонов, 1966 и др.). Сторонники этой концепции считают, что
образование подвижных соединений железа и марганца в почве
происходит чисто химическим или физико-химическим путем. В
дальнейшем, например, при неравномерном высыхании почвы
(Smith, 1936) происходит повышение концентрации почвенных
растворов в отдельных порах с последующим окислением и
осаждением соединений железа и марганца также без участия
микроорганизмов. Г.М. Тумин, (1911); К.Д. Глинка (1931) и др. ведущую роль
в формировании подвижных форм железа и самих ортштейнов
отводили органическому веществу. Также развивалась идея
взаимной коагуляции золей гидратов окисей железа, марганца,
алюминия, кремнекислоты, гуматов (Гедройц, 1908; Аарнио, 1915).
О.П. Досманова (1934), изучая подзолисто-глеевые почвы на
двучленных отложениях, обнаружила в слое на контакте с
суглинком «большое скопление рудяковых образований, возникших
отчасти путем бокового подтока, отчасти в связи с восходящими
капиллярными токами грунтовой воды. Во влажные периоды этот
слой является глеевым, в сухие в него открывается доступ
кислорода воздуха, железистые соединения окисляются и в виде
железо-марганцевых конкреций выпадают из растворов»(с. 163).
Ф.В. Чухров (1955) отмечал, ссылаясь на работы ряда авторов,
что главная масса железа в почве транспортируется не в виде
бикарбоната, а в виде золя гидроокиси, которую защищают
гумусовые вещества и золь двуокиси марганца. При длительном
соприкосновении с кислородом воздуха и при высокой концентрации гу-
мата, происходит окисление железа с последующей коагуляцией
его гидроокиси. Таким путем идет образование болотных и
дерновых руд. А.В. Македонов (1965) считает (с.173): «Основную роль в
конкрециеобразовании играют некоторые биогенные химические
элементы. Однако ни один из сколько-нибудь распространенных
типов современных конкреций в осадках не является собственно
биогенным. Основная масса современных конкреций имеет
биогеохимическое происхождение».
Предположения о микробиологическом происхождении марган-
цево-железистых конкреций высказывались давно (Тумин, 1909;
Виноградский, 1952; Вернадский, 1934, 1937; Перфильев, 1926;
Starkey, Halvorson, 1927; Starkey, 1945; Вильяме, 1946; Омельян-
ский, 1953 и др.) В частности, А. Гордягин (1900) писал:
«Существование особого и своеобразного населения микроорганизмов в
подзолах доказывается чрезвычайно распространенными в них
очень мелкими железистыми конкрециями, относительно которых
едва ли можно сомневаться, что они произошли путем
деятельности специальных микроорганизмов» (с.528). Н.М. Сибирцев (1951)
27
считал, «что превращение FeO в Fe203 совершается между
прочим при содействии железобактерий».
Современные исследования, выполненные с использованием
новых методов (например, метода капиллярной микроскопии,
разработанного Перфильевым и Габе, 1961), подтвердили
возможность возникновения почвенных марганцево-железистых
конкреций, болотных и озерных руд с участием специфической и
неспецифической микрофлоры. Так, В.О. Калиненко (1946, 1949, 1952),
изучая препараты озерных песчинок и озерных илов (Карельские
озера), следующим образом описывает образование и рост
железистых конкреций: «Тяжи из бактериальных нитей создают мостики
между песчинками и цементируют их в крупные комки. Бактерии
склеивают и коллоидные хлопья, затем наступает стадия
уплотнения и собирания коллоидных частиц в сферическую форму. На
всех этапах образования и отвердевания конкреций видно, что
нити железобактерий создают скелеты этих губчатых формирований.
Увеличение размеров конкреций происходит благодаря тем
наслоениям, которые создаются бактериями, обитающими на
наружной поверхности конкреций». Кроме того этому же автору удалось
получить железистые микроконкреции при изучении чистых
культур Leptothrix ochracea.
Б.В. Перфильевым и Д.Р. Габе (1964) дан широкий обзор
литературы по вопросу о роли микроорганизмов в образовании железо-
марганцевых руд (в т.ч. озерных). По данным этих авторов
основная роль в озерном рудообразовании принадлежит Metallogenium,
способному окислять марганец, и др. микроорганизмам.
Значительный интерес для оценки механизма образования
ортштейнов представляют исследования Т.В. Аристовской (1965;
1975; 1980 и др.). Ей удалось экспериментально показать
определяющее значение микрофлоры в формировании почвенных
конкреционных новообразований. Микроскопированием установлено,
что каждая конкреция представляет собой разросшуюся
микроколонию Fe-Mn бактерий, замаскированную гидроокислами железа и
марганца. В настоящее время доказано, что существуют
специфические (например, бактерии рода Leptothrix и Metallogenium) и
неспецифические микроорганизмы, которые составляют более 50%
обычной микрофлоры (например, многочисленные штаммы
Pseudomonas sp., маслянокислые бактерии), которые могут как
восстанавливать железо и марганец, так и окислять эти элементы.
Примечательно, что раздельное осаждение железа и марганца
осуществляется окисляющими бактериями при значениях рН,
отличающихся от типичных для осаждения тех же элементов чисто
химическим путем (Дуда, Калакуцкий, 1961; Перфильев, 1964; Ари-
28
стовская, 1965, 1969, 1980; Greenslate,1974; Болотина, Мирчник,
1976; Бабьева, Зенова, 1989; Биогеотехнология металлов, 1989 и
др.).
Известно, однако, что количество ортштейнов в почвах
значительно возрастает с нарастанием степени их заболоченности. Это
особенно отчетливо заметно при переходе от автономных к супер-
аквальным ландшафтам. По-видимому, впервые на это
обстоятельство обратил внимание Г.М. Тумин, (1912). Я.Н. Афанасьев
(1930) указал на то, «что конкреции у подзолистых почв или совсем
отсутствуют или их количество выражается ничтожной величиной,
тогда как у подзолов мы имеем мощное скопление их. Но так как
конкреции в своем развитии резко убывают не только в сторону
преобладания аэробных процессов (подзолистых), но еще больше
решительно исчезают по направлению господства анаэробных
(болотных) почв, то в количественной характеристике конкреций
горизонта А можем найти весьма ценный признак для определения
одной из фаз подзолисто-болотистых почв - подзолов» (с. 35). В
этой связи следует отметить работу Т.И. Попова «Происхождение
и развитие осиновых кустов в пределах Воронежской области»
(1914). Описывая почвы котловин, несущие следы бывшего
засоления, автор обнаружил в этих почвах ортштейны: «...этот солонец
сверху сильно оподзолен, а ниже переполнен зернами ортштейна,
а еще ниже подвергся оглеению, что стоит в прямой зависимости
от образования на солонце болота и деградации солонца по под-
золисто-глеевому типу почвообразования.» (с.77). О.П. Досманова
(1934) считала, что обогащение железом и марганцем в виде
конкреций некоторых горизонтов оглеенных почв « есть результат
наложения уже другого процесса - рудообразования» (с. 185) на
процесс оглеения. G.Krauss, F.Hartel et al. (1939) также указывали на
тесную связь ортштейнообразования с почвенным гидроморфиз-
мом, а именно на скопления конкреций в «глеевидных» почвах
(gleyartige Boden).
В дальнейшем М. Drosdoff, С. Nikiforoff (1940) непосредственно
связали образование ортштейнов с процессом оглеения:
«Образование железо-марганцевых конкреций, по-видимому, является
типичной чертой в определенной степени плохо дренированных
почв, которые периодически испытывают сезонное
переувлажнение. Фактически все эти почвы характеризуются сильным
развитием глея» (с.345). R. Brewer (1964); Z. Racz (1964) также указали на
тесную связь этих новообразований с процессом глееобразования.
Д.И. Попазов (1957, 1958) изучая марганцево-железистые
конкреции дерново-подзолистых и осолоделых почв пришел к выводу,
что эти новообразования формируются под воздействием одного и
29
того же почвообразовательного процесса. Ф.Р. Зайдельманом
(1974); U. Shwertmann a. D.S. Fanning (1976) и другими показано,
что под влиянием нарастающего гидроморфизма происходит
трансформация химического состава ортштейнов.
Однако, все исследователи единодушны в том, что
непременным условием образования конкреций является чередование
окислительных и восстановительных процессов.
Таким образом, исходя из известных данных можно признать,
что для формирования Mn-Fe конкреций необходимо и достаточно
наличия в почвах и почвенных растворах подвижных форм железа
и марганца, других элементов; чередования окислительных и
восстановительных условий, периодов избыточного увлажнения и
иссушения почвенного профиля; присутствия гетеротрофных и авто-
трофных микроорганизмов, которые осуществляют как
мобилизацию Fe и Мп, так и их отложение; наличия центров конкрециеобра-
зования - минеральных зерен, биолитов и др.
Установлено, что максимум ортштейнообразования приурочен к
подзолистым горизонтам в почвах с рН 5-6. В ортштейнах
происходит накопление Fe и Мп по сравнению с вмещающей породой.
На это обстоятельство обращали внимание СП. Кравков, 1931;
СВ. Быстрое, 1936; Е. Winters, 1938; Б.Н. Польский, 1961; Р.Н.
Полтева, Т.А. Соколова, 1967; F. Blumel, 1962; Ф.Р. Зайдельман и
др. 1971, 1974, 1982 и др.; Кашанский, Высоцкий, 1977; А.С
Никифорова, 1979; М.А. Arshad, R.J. Arnaud, 1980 и др.
Многие авторы наблюдали неоднородность конкреционного
сообщества почв. Было установлено, что в одних и тех же почвах
могут существовать разные фракции ортштейнов, причем их
химический состав существенно варьирует. Почти все исследователи,
изучавшие этот вопрос, отмечают увеличение содержания
валового железа и уменьшение кремнезема с увеличением размера
ортштейнов, что связано с уменьшением влияния центров конкрецие-
образования (обычно кварцевых песчинок) на состав конкреции в
целом. Что касается содержания валового марганца, здесь данные
различны. Так, J.S. Clark, I.E.Brydon, L. Farstad (1963); Р.Н.
Полтева, Т.А. Соколова (1967) обнаружили уменьшение содержания Мп
с увеличением размера ортштейнов; Б.Н. Польский (1961), Г.В.
Русанова и др.(1975), U. Schwertmann, D.S. Fanning (1976), P.S.Sidhu
at. al. (1977) и др. отмечают противоположную зависимость.
Однако Н.Г. Орельская (1974); М.А. Arshad, R.J. Arnaud (1980) показали,
что четкая зависимость содержания валового марганца от
крупности ортштейнов отсутствует.
Высказывается предположение о том, что AI в ортштейнах
практически не накапливается. Т.В. Аристовская (1965) объясняет
30
это тем, что в процессе разложения органоминеральных
комплексов гумусовых веществ с полуторными окислами бактериями
алюминий накапливается только как ненужный остаток после
минерализации органического вещества; Fe же и Мп, являющиеся для
микроорганизмов элементами энергетического значения,
аккумулируются значительно интенсивнее.
В средах, богатых фосфором, Mn-Fe конкреции аккумулируют
фосфаты (Taylor, Schwertmann,1974; Schwertmann, Fanning, 1976;
Росликова, 1991 и др.), что в некоторых случаях может оказывать
неблагоприятное влияние на сельскохозяйственные культуры
(Стрел ьченко, 1984).
Гумусовые вещества в ортштейнах по сравнению с вмещающим
мелкоземом носят фульватный характер. Д.И. Попазов (1958,
1963), изучая гумусовые вещества марганцево-железистых
новообразований дерново-подзолистых почв («горошины») и солодей
(«бобовины»), обнаружил, что они близки по составу; отношение
Сгк/СфК и в тех, и в других колеблется от 0,87 до 0,94. Т.В. Тереши-
на (1972а) пришла к выводу, что фульватный характер
органического вещества ортштейнов свидетельствует о том, что именно эти
подвижные соединения «играют роль строительного материала
новообразований». Существенно и то, что с нарастанием степени
оглеения в органическом веществе конкреций обычно снижается
соотношение Сгк/Сфк (Зайдельман, Данилова, 1992).
В настоящее время известно много работ, посвященных
микроморфологическим исследованиям ортштейнов (Brewer, 1964, 1973;
1970; Матинян, 1967; Терешина, 1972; Phillippe at al,1972; Gallaher
at al., 1973; Русанова, Цыпанова, Бушуева, 1975; Ярилова, Руби-
лина, 1975; Chllds, 1975; Добровольский, Терешина, 1976;
Добровольский, Карпачевский, 1982; Шоба, Балабко,1983; Морозов,
Бабанин, Шоба, 1984; Балабко, Терешина, Ульяночкина, 1989; Ба-
лабко, 1991; Герасимова, Губин, Шоба, 1992 и др.). Они в основном
подтверждают микробиологическую теорию возникновения Mn-Fe
новообразований. Рядом авторов установлено, что в хорошо
дренированных почвах конкреции обычно более сферичны, имеют
четкие внешние границы и дифференцированное строение. При
нарастании гидроморфизма (ухудшении дренированности)
конкреции приобретают неправильную форму, недифференцированное
внутреннее строение, неровные края. Особый интерес для
понимания механизма образования конкреционных новообразований
имеет, по нашему мнению, суждение R.Brewer (1964) о том, что
конкреционные новообразования, в том числе микроортштейны,
являются индикаторами в горизонтах почвенного профиля
локального или тотального оглеения. Концепция автора в значительной
31
мере тождественна ранее рассмотренным взглядам M.Drosdoff and
С. Nikiforoff (1940).
Наряду с этими общими проблемами, имеющими актуальное
теоретическое значение, в процессе исследования конкреций
решались и другие более частные, но тем не менее весьма важные
вопросы их формирования, свойств и распространения. Так, в
частности многие исследователи занимались изучением магнитных
свойств Mn-Fe конкреций (Winters, 1938; Taylor, Schwertmann, 1974;
Костенков, 1984, 1987; Водяницкий и Васильев, 1994 и др.). Они
носили как чисто прикладной характер (возможность отделения
ортштейнов от примесей с помощью различных магнитных
сепараторов), так и научный (исследовались магнитные свойства
конкреций, их минералогический состав с помощью магнитных методов и
др.). Обнаружены большие различия в магнитных свойствах
конкреций таежной зоны Европейской части России и Дальнего
Востока. Еще больше отличаются по этим параметрам марганцево-
железистые новообразования южных широт.
Е.А. Дмитриевым и др. (1979, 1987) были изучены некоторые
аспекты пространственного варьирования содержания и свойств
ортштейнов в дерново-подзолистых почвах. В частности,
обнаружено, что численная характеристика неоднородности содержания
ортштейнов зависит от линейных размеров и формы образца,
глубины апробирования и степени гидроморфности исследуемых
почв.
Большой вклад в изучение марганцево-железистых
новообразований Дальнего Востока внесла В.И. Росликова (1961, 1973,
1976, 1987, 1988, 1991, 1996 и др.). Ею установлены основные
закономерности конкрециегенеза с учетом геохимии ландшафта в
зональном и региональном планах. В частности, показано, что от
лесостепных к южно- и среднетаежным ландшафтам изученного
региона происходит закономерная смена групп новообразований:
от марганцевых, карбонатных, марганцево-железистых, через мар-
ганцево-железистые, железистые и органо-минеральные к
железистым и органо-железистым.
Таким образом практически на всем протяжении развития
почвоведения как в России, так и за рубежом железистые и марганце-
во-железистые ортштейны - конкреционные новообразования почв
- всегда привлекали пристальное внимание исследователей.
Изучение этих новообразований позволяло глубже понять морфогенез
почв, их особенности (в том числе гидрологические), характерные
пути генезиса и эволюции. Вместе с тем несмотря на длительные
исследования, все еще остаются неполно изученными или вообще
неизвестными многие актуальные вопросы возникновения, транс-
32
формации и диагностического значения марганцево-железистых и
железистых конкреционных и неконкреционных новообразований,
условия их эволюции в меняющейся гидрологической обстановке
(в результате естественной климатической цикличности и
антропогенного влияния).
2.1.1.2. Объекты и методика исследований
Объекты исследований. Поскольку одна из основных задач
наших исследований заключалась в оценке общих
закономерностей изменения Mn-Fe конкреционных новообразований почв на
разных по генезису почвообразующих породах южно-таежной
подзоны Восточно-Европейской равнины под влиянием нарастающего
(в пространстве) оглеения, нами были подобраны ряды почв
разной степени заболоченности в границах типичных ландшафтов
(покровно-моренных, пойменных, лимногляциальных, флювиогля-
циальных, ополий и др.). В этих ландшафтах, приуроченных к
разным почвообразующим породам, были выбраны катены,
почвенный покров которых характеризовался участием автоморфных
почв, не несущих четких морфохроматических признаков оглеения
в виде цветов холодной части спектра (сизоватых, голубых, сизых,
зеленовато-голубых и др.), и почв, с постепенно усиливающимися
признаками явного оглеения. Почвы, не несущие цветовых
(морфохроматических) признаков оглеения, были приурочены к
водораздельным хорошо дренированным позициям ландшафта. Почвы
с постепенно усиливающимися признаками оглеения занимали
различные участки склонов и, наконец, сильно оглеенные почвы
были приурочены к плакорам или выровненным заболоченным
низинам. Такие ряды почв исследовались нами на кислых легко- и
среднесуглинистых, на легкоглинистых лессовидных породах и на
маломощных двучленных отложениях, широко распространенных
в Нечерноземной зоне России. Кроме того были исследованы
конкреционные новообразования почв на пойменном глинистом
структурном аллювии, на тонкослоистых ленточных глинах. Все почвы,
изученные в лесной зоне (кроме пойменных), относились к двум
типам - подзолистым и болотно-подзолистым. Кроме того были
изучены конкреции серых лесных и серых лесных глеевых почв
ополий, приуроченных к лессовидным суглинкам.
В соответствии с перечисленными породами были исследованы
новообразования почв Волоколамского, Рузского, Веригинского,
Раменского, Новгородского и Коломенского почвенно-гидро-
логических стационаров. Их детальное описание, характеристика
свойств и многолетние данные о водном режиме почв были
опубликованы ранее (Зайдельман, 1974, 1985, 1991).
33
Принципы выбора почв для исследования железистых
новообразований. Принципиальная особенность выбора почв при
исследованиях Mn-Fe конкреционных новообразований
заключалась в том, что всегда оценка изменения их свойств под влиянием
нарастающего заболачивания осуществлялась в рядах
однородных по составу почв разной степени оглеения, приуроченных к
породам одного и того же генезиса и гранулометрического состава.
Всегда объекты наших исследований выбирались так, чтобы в
ряду почв изменялся только один фактор - степень заболоченности
почв. Именно поэтому строго соблюдался принцип приуроченности
каждого отдельного ряда почв к однородной по генезису и составу
почвообразующей породе. Исходя из этого принципа на всех
объектах были отобраны образцы почв и почвенных железистых
новообразований.
Выделение конкреционных новообразований. Образец
воздушно-сухой почвы массой около 1 кг размачивался в воде (в
кристаллизаторе) и затем пропускался через сито 1мм путем мокрого
просеивания. Оставшиеся на сите конкреции промывали,
высушивали, отбирали от примесей (зерен кварца, шпатов, обломков
камней). Конкреционные новообразования извлекались в основном из
горизонтов А1 (Апах) и А2.
2.1.1.3. Изменения свойств ортштейнов под
влиянием заболачивания в почвах на разных
почвообразующих породах
2.1.1.3.1. История вопроса
Попытаемся теперь сформулировать некоторые общие
закономерности изменения содержания, фракционного состава и
химических свойств конкреций под влиянием нарастающего
заболачивания на основных почвообразующих породах Восточно-
Европейской равнины. В этой связи следует подчеркнуть, что, по-
видимому, впервые положение о том, что возникновение марган-
цево-железистых конкреций возможно при определенном
соотношении аэробных и анаэробных условий было сформулировано
Г.М. Туминым. В 1912 году он обратил внимание на то, что
«вообще факты в залегании ортштейнов и конкреций подчеркивают, что
они формируются при условии смены в почве раскислительных
процессов окислительными. Когда нет раскисления или же нет
данных для смены раскислительных процессов окислительными,
то ортштейны и конкреции не формируются» (с.332). Он же
отмечал, что в условиях Дорогобужского уезда Смоленской области «...
на суглинках в равнинной экспозиции мы находим у подзола очень
34
мало конкреций...С переходом в западины количество конкреций
будет возрастать...Но с переходом в более глубокие падины
количество конкреций будет опять падать. В падинах же с сильно
раскисленным горизонтом В конкреций ничтожно или совсем нет» (с.
331). К аналогичному выводу пришел Я.Н. Афанасьев(1930).
Позднее СВ. Быстров(1936) показал, что ортштейновые образования
встречаются в элювиальных горизонтах заболоченных почв; U.
Schwertmann и D.S. Fanning (1976) констатировали, что
максимальное количество Mn-Fe конкреций «не может быть в самой
переувлажненной и в самой сухой почве, а где-то между ними».
Однако количественное соотношение фаз аэробиоза и анаэробиоза и
связь интенсивности ортштейнообразования с степенью
заболоченности почв выявлены не были. Работами Ф.Р. Зайдельмана с
сотрудниками (1971; 1974; 1979 и др.) было положено начало
исследованиям ортштейнов и других железистых новообразований
почв катен, приуроченных к разнообразным почвообразующим
породам и отличающихся разной степенью заболоченности.
2.1.1.3.2. Содержание и особенности фракционного
состава
На основании анализа литературных и собственных данных мы
попытались выявить особенности водного режима почв на разных
породах таежной зоны и связать их со степенью конкрециеобразо-
вания. Эти исследования позволяют сделать следующие выводы.
Интенсивность конкрециеобразования в почвах на всех
исследованных почвообразующих породах определяется степенью их
заболоченности и находится в тесной связи с гидрологическим
режимом. Независимо от генезиса и состава почвообразующих пород
(лессовидные суглинки и глины, ленточные глины, аллювиальные
глинистые отложения, маломощные двучлены и др.) всегда в ряду
дерново-подзолистые - дерново-подзолистые глееватые (на
лессовидных породах дерново-подзолистые глеевые) почвы
наблюдается увеличение общего содержания ортштейнов. Дальнейшее
усиление заболачивания сопровождается постепенным
уменьшением количества Mn-Fe ортштейнов. В торфянисто-глеевых почвах
ортштейны обычно отсутствуют, а максимум
конкрециеобразования имеет место преимущественно в глееватых почвах.
Исследования И.Н. Болотиной (1976) показывают, что и общее
количество неспецифических микроорганизмов, отлагающих
марганец и железо, увеличивается с увеличением степени оглеения.
Однако существует определенный предел продолжительности
анаэробных условий, выше которого количество этих микроорга-
35
низмов резко уменьшается: сильное заболачивание тормозит
развитие Fe-Mn микрофлоры. Что касается специфического маргане-
цокисляющего организма рода Metallogenium, то его содержание
(%) уменьшается по мере увеличения степени оглеения почвы. Как
будет показано ниже и общее содержание марганца в конкрециях
уменьшается с нарастанием степени заболоченности. Такое
поведение марганца объясняется еще и тем, что в триаде Al, Fe, Mn
последний является наиболее активным мигрантом в условиях гу-
мидных ландшафтов.
На рис.4 показана связь интенсивности конкрециеобразования с
режимом влажности поверхностных горизонтов почв. В дерново-
подзолистых и дерново-подзолистых глубокооглеенных почвах на
лессовидных суглинках (Зайдельман, 1974) и на маломощных
двучленных отложениях (Зайдельман, Никифорова и др. 1980)
продолжительность полного обводнения поверхностных горизонтов
(0-30; 0-40см) во влажные годы значительно меньше периодов
иссушения (влажность <0,7ППВ) в сухие и средние годы; в дерно-
во-глеевой (на лессовидных породах) и в дерново-подзолистых
глеевых (на маломощных двучленах и на ленточных глинах)
почвах - напротив, периоды полного обводнения значительно
превышают сухие. Дерново-подзолистые глееватые почвы (а на
лессовидных суглинках и дерново-подзолистая глеевая) занимают
особое положение - здесь практически всегда имеет место максимум
конкреций, независимо от приуроченности почв к тем или иным
почвообразующим породам. В этом случае продолжительность
полного обводнения превышает сухие периоды, но не более, чем
на 50%.
Несомненно, свойства пород, почв и особенности климата
вносят определенные коррективы в эту общую закономерность для
почв Русской платформы. Так, в почвах на ленточных глинах
(Зайдельман, Санжаров, Полонская, 1982) было обнаружено
наибольшее общее содержание конкреций во всем ряду почв по
сравнению с рассматриваемыми почвами на других породах. Это
обусловлено особенностями их состава и водного режима. Как
отмечают Т.А. Соколова и др.(1983) в дерново-подзолистых почвах на
ленточных глинах важную роль играют процессы трансформации
иллитов в вермикулит, что обусловлено высоким содержанием ил-
литов и их железистых разновидностей, менее устойчивых к
процессам выветривания. В ленточной глине валовое содержание
Fe203 составляет более 8%. В целом следует признать, что почвы
на тонкослоистых ленточных глинах отличаются весьма благопри-
36
<3
3-7
7-30
>30
>30
\-
о
о
I
X
ш
т
О
с;
О
< СО
СО *
. ^>12
<12
i
ш
е
в
о
о
>12
А. Покровные тяжелые суглинки и глины
Б. Маломощные двучленные отложения.
В. Тяжелые тонкослоистые ленточные глины
1
2
3
4
1
2а
3
4
12
i
8
4
4
Содержание
конкреций, % о массы почвы
I
Число месяцев
I - влажность <0,7ППВ в средние (Б и
В) и сухие годы (слой 0-30 см).
II - время полного обводнения во
влажные годы (слой 0-30 см).
III - содержание конкреций в Апах, %
от массы почвы
Почвы:
1 - дерново-подзолистые
2 - то же глубокооглеен-
ные
2а - то же слабооглеенные
3- то же глееватые
4 - то же глеевые
4а - дерново-глеевые
Рис. 4. Особенности водного режима, масса и свойства Mn-Fe ортштейнов
почв на разных почвообразующих породах.
37
ятными условиями для ортштейнообразования еще и потому, что в
них не только высоко содержание железа в мелкоземе и
железистых алюмосиликатов в илистой фракции. В этих тяжелых плохо-
водопроницаемых почвах даже небольшие осадки вызывают
застой воды в пахотном горизонте. Это явление наблюдается не
только в оглеенных, но и в дерново-подзолистых почвах, не
несущих четких морфохроматических признаков оглеения (Зайдель-
ман, 1985). Застой воды вызывает мобилизацию значительных
масс Fe2+ в почвенный раствор, его миграцию к зонам аэрации и
интенсивное конкрециеобразование.
Существенный интерес представляет распределение конкреций
по фракциям. При нарастании степени оглеения почв от дерново-
подзолистой до дерново-подзолистой глееватой увеличивается
содержание фракций 2-3 и больше 3 мм. В глеевой почве на
двучленных отложениях размер ортштейнов уменьшается по
сравнению с глееватой (рис.5). Как видно из табл. 2 эта закономерность
свойственна ортштейнам из почв и на других породах
(Зайдельман, Оглезнев, 1971; Зайдельман, Санжаров, Полонская, 1982;
Зайдельман, Рыдкин, Земскова, 1987.). Такую же тенденцию
изменения фракционного состава марганцево-железистых конкреций
обнаружил В.Н. Максюта (1982) в лиманных почвах Волгоградского
Заволжья.
Весьма важной закономерностью в диагностической отношении
является и то, что абсолютное содержание конкреционных
новообразований (ортштейнов) в почвах разной степени
заболоченности и их фракционный состав весьма стабилен во времени. Это
заключение подтверждают повторные наблюдения на территории
Веригинского почвенно-гидрологического стационара Московской
области. Как следует из рис. 5 определения содержания и
фракционного состава ортштейнов в дерново-подзолистых почвах разной
степени оглеения с 16 летним интервалом (1975-1991г.г.) показали
высокую степень стабильности этих параметров.
2.1.1.3.3. Плотность ортштейнов
Плотность твердой фазы ортштейнов близка к плотности
твердой фазы вмещающих горизонтов и не зависит от размера
конкреций, степени оглеения вмещающей почвы и от генезиса почвооб-
разующей породы (табл. 3). Это, по-видимому, связано с общим
для всех исследованных конкреций микробиологическим
происхождением и с тем, что основными центрами конкрециеобразования
выступают кварцевые зерна, а в составе всех исследованных
ортштейнов преобладает Si02 (более 50 %).
38
10
-О
m
о
с
JQ
О
3
>S
Q_
о
о.
ш
О
О
8
6J
4J
1975
N
А1
А2
1
Ш
1991
да
Л
ч
вд
D-<B--a-
III
Рис. 5. Содержание и фракционный состав конкреций в дерново-
сильноподзолистых почвах на маломощных двучленных отложениях
(лес, гор. А1 и А2). Почвы: 1 - дерново-сильноподзолистая; 2 - то же
глубокооглеенная; 3 - то же глееватая; 4 - то же глеевая. Размер
фракций: I - 1-2 мм; II - 2-3 мм; III - >3 мм.
Выборочные исследования плотности сложения ортштейнов,
выполнены парафиновым методом на конкрециях >5мм из
подзолистых горизонтов дерново-подзолистых глееватой и глеевой почв
на маломощных двучленных отложениях. Полученные данные
показали, что величины плотности сложения исследованных
конкреций близки и изменяются в пределах от 2,03 до 2,19 г/см3. Таким
образом порозность этих крупных ортштейнов составляет 19-25%.
39
Таблица 2
Содержание и фракционный состав Mn-Fe конкреций из дерново-
подзолистых и дерново-подзолистых оглеенных почв на разных
почвообразующих породах
Горизонт,
глубина, см
Содержание
конкреций размером > 1 мм;
от массы почвы
Фракционный состав, % от
общей массы конкреций
1-2 мм
2-3 мм
Легкие лессовидные глины. Пашня, Московская обл
Дерново-подзолистая, р.1
Апах 5-15
А2 29-34
0.5
0.4
72
82
21
12
Дерново-подзслистая глубокооглеенная, р.З
Апах 0-10
A2fs 25-30
1.3
0.5
77
87
17
11
Дерново-подзолистая глееватая, р.5
Апах 5-15
A2fe.Q. 19-24
3.6
2.7
49
60
28
23
Дерново-подзолистая глеевая. р.6
A1fSQ»0-15
A2fSas20-30
10.7
11,6
46
51
27
26
Дерново-глеевая, р.6а
A1fsa»0-15 I 1.3 I 62 I 18
Маломощный двучлен. Лес, Московская обл.
Дерново-сильноподзолистая, р.90
А1 6-12
А2 38-45
1.1
1.2
67
42
27
44
Дерново-сильноподзолистая глубокооглеенная, р.91
А1 11-18 | 1,2 | 44 | 35
Дерново-сильноподзолистая глееватая, р.92
А1 8-16
A2fsa»18-28
1
А1А2 5-10
A2fSa»25-30
1.8
10.2
27
8
38
19
1ерново-сильноподзолистая глеевая, р.93
1.5
5,8
38
25
36
38
Торфянисто-глеевая, р.94
А2а„ 25-30 I 0,05 I не определя
Тонкослоистые тяжелые ленточные глины. Пашня, Новгоро
Дерново-подзолистая, р. 101
Апах 0-10
5,9
62
27
Дерново-подзолистая слабооглеенная, р. 102
Апах 0-10 | 8,5
56
27
Дерново-подзолистая глееватая, р. 103
Апах 0-10
12,7
31
34
Дерново-подзолистая глеевая, р.104
| Апах 0-10
0,6
73
27
>3 мм
.
7
6
6 '
2
23
17
27
23
20
6
14
21
35
73
26
37
ли
дская обл.
11
17
35
нет
40
Таблица 3
Плотность твердой фазы конкреций и вмещающего мелкозема
дерново-подзолистых и дерново-подзолистых оглеенных почв на
разных породах
Горизонт,
глубина,
см
А1 5-12
А2 40-45
Объем
выборки,
п
Плотность твердой фазы,г/см3
конкреций размером, мм; M±tpm; P=0,95
1-2
! 2-3 | 3-5 | >5
Маломощные двучленные отложения
Дерново-сильноподзолистая, р.90
4
5
2,7910,1912,6310,1012,7310,24
2,7110,2212,6510,2412,6610,16
нет
••
Дерново-сильноподзолистая глубокооглеенная, р. 91
А1 5-9
А2 30-35
A1f7-16
A2fSlg18-28
A1A2g 5-10
A2fs,g 25-30
АпахО-10
АпахО-10
АпахО-10
АпахО-10 !
АпахО-10
АпахО-10
4
4
2,6110,11
2,6510,20
2,6210,2012,7110,58
2,7110,11
2,6910,15
и
."-
Дерново-сильноподзолистая глееватая, р.92
4
3
2,7210,23
2,7510,21
2,7510,3412,6810,55
2,71lO,22|2,65iO,24|2,66lO,16|2,75lO,10
Дерново-сильноподзолистая глеевая, р.93
4
6
2,7310,28
2,7110,06
2,7010,12
2,7010,14
2,6510,25
2,7410,10
не опр.
2,7910,13
Ленточные глины
Дерново-подзолистая, р. 101
3
2,7710,14
2,66Ю,13|2,60Ю,20| нет
Дерново-подзолистая слабооглеенная, р. 102
3 |2,75±0,13|2,72±0,12|2,74±0,35| 2,70
Дерново-подзолистая глееватая, р. 103
3
2,7310,34
2,4910,15
2,6310,38
2,46
Дерново-подзолистая глеевая, р, 104
1
2,54
2,69
2,59
не опр.
Покровные лессовидные легкие глины
Дерново-подзолистая, р. 1
1
2,77
2,67
2,70 | нет
Дерново-подзолистая глееватая,
1 | 2,71 | 2,67
2,58
р.5
не опр.
мелкозема
2,42
2,67
2,55
2,68
2,54
2,67
2,44
2,70
2,57
2,56
2,61
2,62
2,64
2,45 j
2.1.1.3.4. Макро- и микроэлементы в ортштейнах
Ортштейны накапливают ряд элементов ( максимально железо
и марганец) по сравнению с вмещающим мелкоземом. А.В. Маке-
донов (1966), обобщая многочисленные литературные данные,
пришел к выводу, что «коэффициент концентрации железа в
ортштейнах ... колеблется от 2 до 9. Коэффициент концентрации
марганца обычно выше и колеблется от 37 до 50. Интересно, что эти
41
величины в указанных пределах весьма устойчивы для всей
огромной территории лесной зоны умеренного пояса» (с.21).
Рассмотрим коэффициенты накопления этих элементов в орт-
штейнах на примере наших объектов исследования (табл. 4-7).
Как видно из этих таблиц, коэффициенты накопления железа и
марганца в ортштейнах зависят от генезиса почвообразующих
пород, а внутри катен - от степени заболоченности почв. Накопление
железа наиболее значительно в ортштейнах дерново-подзолистых
глеевых почв, марганца - в дерново-подзолистых. Наибольшие
абсолютные значения коэффициентов накопления для этих
элементов характерны для ортштейнов дерново-подзолистых почв на
двучленных отложениях. Это связано с тем, что вмещающий орт-
штейны супесчаный субстрат сам по себе беднее железом и
марганцем, чем суглинистый и глинистый мелкозем дерново-
подзолистых почв на лессовидных суглинках и ленточных глинах.
Таблица 4
Химический состав конкреций дерново-подзолистых и дерново-
подзолистых оглеенных почв на маломощных двучленных
отложениях, % на прокаленную навеску. Почвенно-гидрологический
стационар «Веригино», Московская обл.
Горизонт,
Глубина, см
Валовой состав
Si02 i АЬОз I Fe203 I MnO I Fe/Mn
Несиликатное железо
Fe203dw I Fe203o"
Дерново-сильноподзолистая, р.90
А1 5-12
А2к 40-45
Р
А1 5-9
А2к fs 30-36
68.0
66,4
9.0
9,0
12,0
15,7
5,2
4.0
2.1
3,5
11.1
13,2
8.0
6,7
ерново-сильноподзолистая глубокооглеенная, р. 91
66.7
72,6
9,1
9,1
15.3
12,2
0.9
2.7
. 5.1
12.0
13.3
9.6
9.3
5.0
Дерново-сильноподзолистая глееватая. р. 92
A1fS,g'7-16
A2fSa18-28
65,0
70,1
Де
A1fS.g5-10
A2fs a- 25-30
63.6
64,5
9,6
9,2
18,5
14,9
1,8
0,8
8,6
17.5
16,3
13.4
11,8
12.0
рново-сильноподзолистая глеевая, р. 93
9,9
10,2
19,0
19,4
1,7
0,8
9,0
21,1
17,4
18,9
11,8
13,1
* - железо, извлекаемое дитионитовой вытяжкой по методу Мера-
Джексона;
** - то же, оксалатной вытяжкой по методу Тамма
Следует подчеркнуть, что на карбонатных породах в умеренном
поясе или на иных породах в других климатических зонах, может
происходить одновременное накопление и железа, и марганца в
конкрециях с нарастанием степени заболоченности почв. Такая
тенденция была обнаружена для условий лесостепи Западной
Сибири Н.И. Богдановым и З.И. Воропаевой (1969), C.W. Chailds and
DM Leslie (1977) для катены желто-серых почв на лессах Новой
42
Зеландии, А.Д. Старцевым (1989) для дерново-карбонатных почв
на пермском красноцветном элювии и др. Это связано с тем, что
подвижность железа и марганца зависит не только от
окислительно-восстановительных условий, но и от реакции среды (Краускопф,
1963; Goton, Patrick, 1974; Duchaufour, 1982; Орлов, 1985 и др.).
Кроме того, по-видимому, нейтральным и слабощелочным
значениям рН и гидротермическим условиям, отличным от
Нечерноземной зоны Европейской части России, свойственно другое
соотношение микроорганизмов, как восстанавливающих, так и
окисляющих железо и марганец. Как указывает Т.В. Аристовская (1980),
количественные соотношения между Fe и Мп «в ортштейнах
зависят от видового состава участвующей в формировании конкреций
микрофлоры и господствующего в данных условиях
физиологического механизма осаждения железа и марганца в микробных
клетках» (с. 118).
Таблица 5
Коэффициенты накопления* (КН) элементов в конкрециях по
сравнению с вмещающим мелкоземом дерново-подзолистых почв на
маломощных двучленных отложениях. Почвенно-гидрологический
стационар «Веригино», Московская область
Горизонт,
глубина, см
Si
AI
Fe
Мп
Ti
Са
Мд
Р
Дерново-сильноподзолистая, р. 90
А1 5-12
А2к 40-45
Де
А1 5-9
A2k.fs 30-36
0,8
0,8
1.1
1.1
рново-сильнопод
0,8
0.9
0,8
1.2
6.9
8.2
130.0
90.5
1,2
1,2
2,5
1,0
0.5
0.5
6,0
13,0 |
золистая глубокооглеенная, р. 91
5.9
5.5
30.0
14,6
1,0
0,7
1,1
1.0
0.7
1.6
9,0
8,0
Дерново-сильноподзолистая глееватая, р. 92 I
A1fs.tf7-16
A2fsa-18-28
0,8
0.8
1.3
1.2
10.5
9.9
19.2
37.5
1.1
1.8
2,2
1.3
2.9
1.9
18.0 I
16,0 I
Дерново-сильноподзолистая глеевая, р. 93 I
А1А2а-5-10
A2fSa- 25-30
0.8
0,8
1.1
1.2
11.9
11,3
18.7
13,5
1.3
1,6
1.4
1.0
1.9
0,8
5,3 I
7,0 I
* - коэффициенты накопления - отношение содержания элемента в
ортштейнах к его содержанию в мелкоземе вмещающего горизонта
Что касается фосфора, то его накопление выявлено во всех
исследуемых образцах ортштейнов за исключением конкреций из
глееватой почвы на ленточных глинах. Здесь наблюдается та же
тенденция, что и в накоплении Fe и Мп - чем беднее субстрат, тем
или иным элементом, тем больше его коэффициент накопления в
ортштейнах. Некоторое увеличение содержания AI и Ti в
отдельных конкрециях, по-видимому, связано с минералогическим соста-
43
л
н
о
>бла
о
(Г
1ВСКЭ!
о
ъс
о
о
5
онар,
s
3"
о
со
Ф
с;
Ф
ф
о
X
03
лик
Неси
состав
овои
Вал
сЯ
О
Fe2<
со
о
см
ф
LL
С
5 | Fe/Mi
О
см
а.
О
О)
CaO
со
о
см
ф
LL
О
С
2
О
см
<
см
о
СУ)
j
ф
со
со
Q.
Ю
о
т—
CL
стая,
-подзоли
о
со
о
X
Q.
Ф
СС
ю
о
о
о"
16,6
т~
о
О)
о
о>
00
со"
см
о"
о
о"
00
О)
h-
s
IT
ф
CL
x
2
со
Ф
Ю
2
Ф
1ЛК03
Ш
Is
о
со"
ю
CD"
4
1.2
^
о"
oo
о"
00
CD
О)
со
к
о
о>"
h-
ю"
CD
со
ю
о
О.
1=
о:
о;
X
ct
ф
О.
о
s"
-г
нкре!
о
£
о
СМ"
т—
см
к
о
ча-
СТ)
о
0,9
ю
см"
ю
со"
со
о>
о"
00
о
*
X
ОС
ф
о.
^
X
о
^
ш
ф
X
ф
копл
со
X
ю
ая, р
1-
со
глеев
:тая 1
0ЛИ(
со
с£
о
с
ново-
CL
ф
00
о"
со
10,5
^-
о
о
^
00
со
со"
со
о"
со
о"
см
о"
00
ZT
ф
CL
х
о
ы
со
ф
ю
5
ф
!ЛК03
ш
!2
ю
о"
со
о"
3,6
о>
о
О)
о"
О)
о
со"
со
со"
т—
о"
со
со"
со
со
ю
о
О.
с
о:
о;
X
ее
ф
о.
о
s"
-г
нкре!
о
£
Т—
со"
т—
оо"
о
О)
о>
о"
т"ч
со
со"
о
^
о
*"
00
о"
S j
3"
ф
^
X
о
^
ш
ф
S
X
ф
копл
со
х
со
X
Ъ
I
ф
S
3"
-а
-8-
о
о
ф
со
2
S
s
^
со
ф
m
о
2
s
X
ф
X
СО
СО
о.
о
о
с
X
ее
S
ф
Q.
X
2
CD
Ф
S
X
ф
с;
с
2
СО
X
44
h- 00
« л
?8
ю о
(0 Н
н г
$
Е
>S
о
н
о
S
-ПОДЗОЛ
о
ш
о
X
о.
2£
Ч
S
>s
о
о
S
5
о
со
5
о
с
рново
Ф
еций
а
х
X
о
*
1
S
ш
а.
СО
X
о
S
1?
о
>s
S
X
о
ологиче
а.
ct
S
и
о
т
X
ф
т
X
о
с
О
ф
m
(0
X
энную
с;
со
прок
со
X
55
* X
(О СО
СО .
О О.
S£
Ф ^
5 S i
ш z
Р g £
о Е С
8 a g
0ч
СО
X
О
ее
о
CL
О
М
S X
х 3
о ф й
m X 2
о к -1-
£ ь *
со х х
03
со
СОСТ
о
со
OU
IV)
Ш
ю
о
а.
см
о
р
о
2
о
(О
О
со
о
ф
LL
О
2
со
О
см
<
см
о
СО
зец
Обра
т—
О
т—
истая, р
S
-подз
ово
X
Дер
см
о
00
о
со
т—
00
о
г
со
т—
о
h-
см
'С—
СО
»s
креци
кон
Ьез
лкозег/
ф
ю
о
о
тГ
см
о
т-
1^
см
т—
*~
а>
см
о>
ю
2
5
СМ
т~"
^
креци
т
5
ю
о
о
о
со
1
о
5Г-
ТГ
о
см
т—
V
"*
со
со
со
ю
5
см
л
X
реция
конк
со
ф
S
оплен
*£
со
I
ю
см
см
00
т—
см
т—
со
со
h-
ю
о
^-
00
о
-2 мм
т-
ю
см
см
со
см
см
*-
со
со
h*
ю
о
оо
о
5
5
см
л
103
О.
о:
в
леева
о:
5
г>
ОЛИ
одз
с
рново-
ф
см
о
о
т-
▼-
т—
со
▼"
см
ю
*-
о
V
00
ю
т—
00
£
>ч:
креци
кон
со
ф
ю
лкозем
ф
2
см
о
о>
о
О)
см
г^
о
см
00
см
ю
о
см
со
о>
О)
-2 мм
*—
чг
креци
X
о
см
о
О)
о
о
со
г^
о
00
со
см
ю
о
см
СО
<*—
<*
ю
5
см
л
X
реция
конк
00
ф
S
оплен
ъс
со
о
О)
о
со
см
ю
о
ч*
ю
г^
со
00
о
h-
о
-2 мм
г—
о
о>
о
м
см
ю
о
см
ю"
н
со
00
°1
Is-
о
5
см
л
45
вом ядра, вокруг которого образовалась та или иная конкреция. Во
всяком случае накопление этих металлов, а также Са и Мд не
находится в прямой связи с изменением степени оглеения почв.
Ортштейны аккумулируют не только макро-, но и
микроэлементы, особенно Со, Pb, Cd (табл.8). Оксиды марганца обычно имеют
нулевую точку заряда при низких значениях рН (2,0-4,5) и
являются отрицательно заряженными при значениях рН, свойственных
большинству почв. Поэтому они притягивают катионы. По нашим
данным значения рН самих ортштейнов (водная суспензия)
составляют 4,5 -5,5. Оксиды железа обычно имеют нулевую точку
заряда при рН 6,8-8,0, поэтому в большинстве почв они или
положительно заряжены или нейтральны и притягивают анионы, в
частности, как указывалось выше - фосфаты (Vogt, 1906; Behrend, 1924;
Чухров, 1936, 1955; В.В. Добровольский, 1957; Мс Kenzie, 1967,
1972, 1975 и др.).
Таблица 8
Валовое содержание микроэлементов в конкрециях и вмещающем
мелкоземе дерново-подзолистой и дерново-подзолистой глееватой
почв на покровных лессовидных кислых легких глинах, гор. А пах
(мкг/г). Рузский почвенно-гидрологический стационар, Московская
область
Образец I Си I Pb I Cd I Co I Ni I Zn I
Дег
Мелкозем без конкреций
Конкреции 1-2 мм
> 2 мм
Накопление в конкрециях
1-2 мм
> 2 мм
зново-подзолистая, р. 1 |
8.3
29.6
12,4
3,6
1,5
11.0
60.8
54,4
5,5
4.9
0.4
7.9
8,1
22.6
23.1
15.6
144.9
135.8
9.3
8.7
не опр.
123
149
231
199
не опр.
не опр.
Дерново-подзолистая глееватая, р.5
I Мелкозем без конкреций
Конкреции 1-2 мм
2-3 мм
>3 мм
I Накопление в конкрециях
1-2 мм
2-3 мм
[ >3 мм
11,1
14,3
14,1
14,8
1.3
1.3
1.3
12,5
52.0
53.1
39,5
4.2
6.3
3.2
0.2
1.4
2.3
0.7
8.2
13.1
3,6
4.0
86.0
120.0
93.0
21,5
30,0
23.3
не опр.
51
52
36
85
92
81
не опр.
не опр.
не опр.
Видимо поэтому в ортштейнах дерново-подзолистой почвы,
содержащих больше марганца, накопление микроэлементов-
металлов значительнее, чем в новообразованиях дерново-
подзолистой глееватой почвы. Свинец и кадмий в большей
степени накапливается в мелких конкрециях. Что касается кобальта, то
хотя абсолютное его содержание больше в конкрециях дерново-
подзолистой почвы, коэффициенты накопления этого элемента
46
выше в ортштейнах дерново-подзолистой глееватой почвы,
мелкозем которой беднее Со.
Из этого следует, что содержание микроэлементов
определяется степенью заболоченности почв и генезисом конкреционных
новообразований.
Накопление микроэлементов в конкрециях по сравнению с
вмещающим мелкоземом было обнаружено А.Н. Поляковым и Л.В.
Алещукиным (1969) в железистых новообразованиях дерново-
подзолистых почв на аллювиальном наносе; C.W. Childs a. D.M.
Leslie (1977) в желто-серых почвах на лессах Новой Зеландии; В.Н.
Орешкиным и др.(1990) в новообразованиях пойменных почв.
Исходя из наших и литературных данных можно признать, что в
составе самой почвы аккумулятором тяжелых металлов являются
марганцево-железистые конкреции, особенно в поверхностно
заболоченных почвах. Этот процесс в известном смысле можно
рассматривать как своеобразный механизм защиты и очищения
мелкозема почв от тяжелых металлов, в частности, от свинца, кадмия
и других.
2.1.1.3.5 Подвижные формы железа в ортштейнах и
особенности их минералогического состава
По нашим и литературным данным (Горбунов и др., 1961;
Arshad, Arnaud,1980; Зонн,1982; Никифорова, 1990 и др.)
количество железа, извлекаемое разными вытяжками из конкреций,
различно и зависит от генезиса почв, почвообразующих пород,
размера конкреций и глубины их залегания. В вытяжку Мера-Джексона
переходит 43-100% валового железа, в вытяжку Тамма - 16-100%
(табл.4 и 6).
Р.Н. Полтева и Т.А. Соколова (1967); С.А. Шоба и П.Н. Балабко
(1983) и др. показали, что ортштейны рентгено- и термоаморфны.
Наши попытки установить наличие окристаллизованных
соединений железа и марганца с помощью рентгендифрактометрии также
не дали результатов. Как видно из рис. 6 кристаллические
соединения Fe. и Мп на дифрактограммах не обнаружены, основные
рефлексы принадлежат кварцу (4,22; 3,32; 2,44; 2,11; 1,96; 1,81;
1,65; 1,53) и полевым шпатам (3,20-3,18; 2,90).
Ф.В. Чухровым с соавторами (1980) показано, что отдельные
минералы железа и марганца в ортштейнах можно обнаружить
только с помощью метода микрорентгендифрактометрии. В.Ф,
Бабанин, Л.О. Карпачевский и др.(1976; 1995) методом ЯГР
установили, что среди соединений железа в ортштейнах преобладает
тонкодисперсный гетит (до 90%). U. Schwertmann и D.S Fanning
47
ffi
о
ортштейн
го
5
ограм
й
го
о.
•9-
s
СГ
тен,
г-
I
О.
О.
О
|_
со
S
ГО
ю
о
Q.
С
гс
ОС
X
ct
ф
CL
^
X
к
S
X
ф
*
о
q
н
о
X
3
X
X
0)
5
00
ее
X
2
X
?~
О О)
2 ел
88
5 о.
ГО О
х 1-
го S
GO S
У ГО
О Ю
с о
истая
няяпр
SS
юподэ
ая (ср
3 &
с; оэ
S ф
о JB
о Б
m L-
о.*
se
1 1
<о го ю
48
(1976) также указывают на то, что единственным кристаллическим
окислом, который можно обнаружить в Mn-Fe конкрециях является
гетит. Это относится к ортштейнам умеренного пояса. Что касается
подобных новообразований тропических широт и Дальнего
Востока России, то их минералогический состав более разнообразен.
Установлено (Gallaher et al, 1973; Костенков, 1984 и др.), что в них
преобладают сильномагнитные оксиды железа - магнетит Fe304 и
маггемит a Fe203 В конкрециях, образовавшихся в нижних
горизонтах подзолисто-желтоземных почв Западной Грузии, магнитная
восприимчивость достигает уровня 300010"6 СГСМ см3/г, что
связано с высоким содержанием сильномагнитных оксидов железа:
более 10% от массы конкреций (Водяницкий, 1992 ). R.M. Taylor a.
U. Schwertmann (1974) при изучении сильно выветрелых почв
Австралии обнаружили крупные частицы оксидов железа, что
позволило применить метод рентгендифрактометрии. В конкрециях
выявили гетит, гематит и маггемит. Проявилась важная зависимость:
содержание маггемита в конкрециях прямо пропорционально
содержанию гематита и обратно пропорционально содержанию гети-
та.
Рентгеноаморфный характер железистых соединений
конкреционных новообразований почв не исключает, однако,
высокой степени их окристаллизованности, которая проявляется
с помощью других методов исследований (электронной
микроскопии, дисперсного термомагнитного анализа). Минералогический
состав железистых соединений конкреционных новообразований
в значительной мере детерминирован двумя факторами -
составом минералов материнской породы и степенью оглеения
почв. Предпринятые исследования (Водяницкий, Зайдельман,
2000) позволяют следующим образом ситематизировать
известные данные (табл. 9). Как следует из этой таблицы в
конкрециях почв на породах с низким содержанием железистых
минералов обнаружены только гидроксиды железа, а не оксиды.
Магнитная восприимчивость этих конкреций низкая и не
превышает ЗОЮ"6. В этих конкрециях центрами образования служат слабо-
магнитные минералы, видимо кварц и полевые шпаты.
Напротив, на породах с высоким содержанием оксидов железа
и титана, эти минералы наряду с гидроксидами железа входят в
состав почвенных конкреций. Магнитная восприимчивость этих
конкреций велика и достигает значений (200-300) 10"6 у мелких
новообразований.
Обратную зависимость мы наблюдали ранее для конкреций
дерново-подзолистых почв на разных материнских породах. Ис-
49
ключение составляли только конкреции пойменных почв, у которых
варьирование восприимчивости конкреций не зависело от их
диаметра (Водяницкий, Никифорова, Зайдельман, 1997).
Таблица 9
Состав минералов железа, марганца, титана и магнитная
восприимчивость конкреций на разных материнских породах
Почвы на породах с высоким содержанием железа
Порода
Ленточные
глины
Пермские
отложения
Оксиды
Ильменит,
магнетит, гематит
Анатаз, рутил,
ильменит,
магнетит, титаномагне-
тит
Гидрооксиды
Мп-фероксигит,вернадит,
гетит, электронноаморф-
ная Fe-фаза
Mn-фероксигит, алюмоге-
тит, ферригидрит
ХЮ"6
21-195
27-310
Почвы на породах с низким содержанием железа
Порода
Покровные
суглинки
Покровные
легкие
глины
Оксиды
Не обнаружены
Не обнаружены
Гидрооксиды
Mn-фероксигит, алюмоге-
тит, лепидокрокит,
ферригидрит
Фероксигит, лепидокрокит,
гетит, ферригидрит
ХЮ"6
1-39
15-29
В мелких конкрециях вместе с гидроксидами железа образуются
и гидроксиды марганца, в первую очередь - вернадит. В
автоморфных почвах на ленточных глинах вернадит -
5Мп02 пН20 образуется совместно с гидроксидом железа ферокси-
гитом - 6FeOOH при низком содержании в конкрециях оксидов
железа. Этот результат согласуется с данными Н.М. Костенкова
(1987), согласно которым марганец накапливается в конкрециях,
обогащенных гидроксидами железа, тогда как в тех конкрециях,
где преобладают оксиды железа (гематит и магнетит) содержание
Мп гораздо ниже. Это указывает на сингенетичность гидроксидов
железа и марганца, в то время как оксиды - гематит и магнетит -
образуют свои отдельные парагенезы.
Рассмотрим влияние степени оглеения почв на состав
железистых и марганцевых минералов в ортштейнах. В конкрециях почв
на ленточных глинах в автоморфных условиях доминируют мало
50
стабильные и мало упорядоченные гидроксиды железа - ферокси-
гит и марганца - вернадит. В конкрециях из глееватой почвы набор
минералов железа выше, но доминируют среди них более
стабильные и более упорядоченные гидроксиды - гетит и алюмогетит.
В конкрециях почв на лессовидных бескарбонатных глинах в
автоморфных условиях образуются также главным образом
нестабильные гидроксиды железа: Мп-фероксигит, ферригидрит, а
также колломорфный гидрогетит. Присутствие остатков бактерий и
наличие фосфора указывают на биогенную природу многих из этих
частиц. Видимо, в автоморфных почвах в синтезе гидроксидов
конкреций главную роль играет биогенный фактор. Напротив, в
конкрециях оглеенных почв доминируют частицы гетита и лепидокро-
кита. Очевидно, при развитии оглеения возрастает роль хемоген-
ного фактора в образовании частиц гидроксидов железа.
Таблица 10
Состав минералов железа, марганца и титана в конкрециях почв
разной степени оглеения
Порода
Ленточные
глины
Лессовидные
бескарбонатные глины
Неоглеенная почва
Мп-фероксигит,
вернадит
Мп-фероксигит,
ферригидрит, колломорфный
гидрогетит
Оглеенная почва
Гетит, Al-гетит, Мп-
фероксигит, электронно-
аморфная Fe-фаза,
ильменит
Гетит, лепидокрокит
В конкрециях почв на лессовидных бескарбонатных глинах в
автоморфных условиях образуются также главным образом
нестабильные гидроксиды железа: Мп-фероксигит, ферригидрит, а
также колломорфный гидрогетит. Присутствие остатков бактерий и
наличие фосфора указывают на биогенную природу многих из этих
частиц. Видимо, в автоморфных почвах в синтезе гидроксидов
конкреций главную роль играет биогенный фактор. Напротив, в
конкрециях оглеенных почв доминируют частицы гетита и лепидокро-
кита. Очевидно, при развитии оглеения возрастает роль хемоген-
ного фактора в образовании частиц гидроксидов железа (табл. 10).
Таким образом наблюдается определенная закономерность:
преобладание в конкрециях неоглеенной почвы сильно гидратиро-
ванных и плохо окристаллизованх гидроксидов железа (Мп-
фероксигит, ферригидрит, колломорфный гидрогетит), а в
конкрециях глееватой почвы, наоборот, мало гидратированных и хорошо
51
окристаллизованных (лепидокрокит, гетит). Можно считать, что
вместе с ростом гидроморфизма почвы и с накоплением гидрокси-
дов в конкрециях в них синтезируются более упорядоченные
частицы этих соединений железа.
Различия в минералогическом составе марганцево-железистых
почвенных новообразований таежной зоны и других климатических
поясов сказываются и на магнитных свойствах ортштейнов.
2.1.1.3.6. Магнитная восприимчивость почв и
ортштейнов
Магнитная восприимчивость конкреций из почв на лессовидных,
моренных, ленточных и других породах таежной зоны варьирует в
широком диапазоне значений: от очень низких 710"6 до умеренно
высоких 240'10"6СГСМ см3/г (Водяницкий, Никифорова, Зайдель-
ман, 1997). При этом минимальные значения магнитной
восприимчивости были обнаружены у конкреций в почвах на маломощном
супесчано-суглинистом двучлене и в пойменных почвах на
аллювиальных глинистых отложениях, максимальная - в почвах на
ленточных глинах. Наиболее высокая магнитная восприимчивость
обычно свойственна мелким фракциям ортштейнов: 1-2; 2-3 мм и,
значительно реже, фракции 3-5 мм. В крупных фракциях
ортштейнов (>5 мм), как правило, наблюдается снижение значений
магнитной восприимчивости (табл. 11, 12). Найденная обратная
зависимость магнитной восприимчивости от диаметра конкреций, по-
видимому, характерна для почв Европейской таежной зоны. Ранее
такая зависимость установлена Ю.Н. Водяницким и А.А.
Васильевым (1994) для конкреций поверхностно оглеенных дерново-
подзолистых почв на пермских отложениях.
Низкие значения магнитной восприимчивости для
исследованных новообразований позволяют предполагать, что в конкрециях
почв лесной зоны на ледниковых и постледниковых породах
преобладают гидроксиды железа.
Последнее подтверждают и ограниченные данные, полученные
нами (Водяницкий, Никифорова, Зайдельман, 1997) при изучении
конкреций с помощью электронномикроскопического анализа,
совмещенного с дифракцией электронов и энергодисперсным
анализом. Магнитная восприимчивость конкреций из гор. А2 дерново-
слабоподзолистой глееватой почвы на покровных суглинках
Московской области очень низкая - 1010"6. Содержание валового
Fe203=14,3% и Мп02=1,3%. Отношение Fe/Mn=17. Обнаружено,
что в исследованных конкрециях оксиды железа наиболее широко
представлены тонкочешуйчатыми агрегатами марганцевого фе-
52
роксигита - 6FeOOH. В меньшем количестве найдены
тонкодисперсные агрегаты гетита aFeOOH. В них отмечено присутствие AI.
Изредка встречаются частицы лепидокрокита yFeOOH и ферри-
гидрита 5Fe203 9Н20. Частицы гематита не обнаружены. Этим же
методом были проанализированы описанные выше конкреции в
почвах на ленточных глинах. В мелких конкрециях из неоглеенной
почвы обнаружен фероксигит SFeOOH в тонкой ассоциации со
слоистыми силикатами. Содержание Мп в агрегатах частиц
колеблется от 5-10% до 50-65%, в последнем случае имеют место
срастания фероксигита с вернадитом. В мелких и крупных конкрециях
из глеевой почвы ситуация иная: здесь преобладают гетит и алю-
могетит. Фероксигит и ферригидрит встречаются реже.
Известно, что дисперсный термодинамически нестабильный
фероксигит микробного происхождения доминирует в конкрециях,
образовавшихся при низком содержании гумуса и железа в
растворе (Чухров и др., 1989). При высоком содержании
двухвалентного Fe в растворе в почве образуется более стабильный гидро-
ксид - гетит (Водяницкий,1992).
Из растертых мелких конкреций (дерново-подзолистая глеевая
почва на ленточных глинах) было извлечено магнитом небольшое
количество сильномагнитных частиц (менее 1%). С помощью
аналитической электронной микроскопии в них обнаружены кристаллы
магнетита и гематита. Очевидно включения магнетита
ответственны за повышенную магнитную восприимчивость этих мелких
конкреций (1-2мм). Повышенная магнитная восприимчивость всех
конкреций из почв на ленточных глинах, вероятно, обусловлена
тем, что сами ленточные глины содержат гематит и магнетит.
Вместе с тем для всех групп исследованных нами почв на
основных почвообразующих породах Нечерноземья каких-либо
четких закономерностей по изменению магнитной восприимчивости в
зависимости от степени оглеения почв выявить не удалось (рис. 7).
Поэтому использование этого критерия для диагностических
целей, по-видимому, может иметь весьма ограниченное значение.
Таким образом, можно признать существование ряда общих
закономерностей конкрециеобразования и изменения свойств Mn-Fe
конкреций в зависимости от генезиса и состава почвообразующих
пород и почв, а также от особенностей их гидрологического
режима и степени заболоченности. Они сводятся к следующему.
Интенсивность конкрециеобразования в почвах на всех
исследованных почвообразующих породах определяется степенью
заболоченности почв и находится в тесной связи с их
гидрологическим режимом. Независимо от генезиса и состава почвообразую-
53
Ч100аИЫЛ1ИИС1и008 ЬВН1ИШВ|/\|
54
Таблица 11
Магнитная восприимчивость конкреций (х'10"6СГСМ см3/г) гор. А пах
(0-10см) дерново-подзолистых почв разной степени оглеения на
тяжелых тонкослоистых ленточных глинах
Содержание
конкреций,
%
Неосушенн
3,8
4,3
1.7
0,9
1.6
2,1
I 0,2
0,2
г конкреции
Фракции, мм
1-2 I 2-3 I 3-5 I >5
Средние* х
конкреций
ые почвы, примыкающие к дренированному полю
Дерново-подзолистая
90
75 | 195 | 104
Дерново-подзолистая слабооглеенная
106
196 |" 33 | 48
Дерново-подзолистая глееватая
121
105 | 59 | 15
Дерново-подзолистая глеевая
82
117 | 210 | 21
Дренированные почвы (Е 10 м)
Дерново-подзолистая
240
181 | 39 | 32
Дерново-подзолистая слабооглеенная
171
124 | 210 | 49
Дерново-подзолистая глееватая
не определяли
Дерново-подзолистая глеевая
не определяли
Почвообразующая порода у =12
115
125
95
112
192
167
223
99
'Средневзвешенные значения х для ортштейнов
щих пород (лессовидные суглинки и глины, ленточные глины,
аллювиальные глинистые отложения, маломощные двучлены и др.)
всегда в ряду почв дерново-подзолистые-дерново-подзолистые
глееватые (на покровных породах дерново-подзолистые глеевые)
почвы наблюдается увеличение общего содержания ортштейнов.
Дальнейшее усиление заболачивания сопровождается
постепенным уменьшением количества Mn-Fe ортштейнов. В торфянисто-
глеевых почвах ортштейны обычно отсутствуют, а максимум кон-
крециеобразования имеет место, преимущественно, в глееватых
почвах.
В дерново-подзолистых почвах, не несущих четких морфо-
хроматических признаков оглеения в виде холодных тонов, а также
в дерново-подзолистых глеевых почвах преобладают мелкие Mn-
Fe ортштейны (< 2 мм). Вместе с тем при нарастании степени
оглеения почв в ряду дерново-подзолистая-дерново-подзолистая
55
глееватая происходит закономерное накопление крупных фракций
ортштейнов, диаметр которых составляет 2-3 и более 3 мм.
Распределение конкреций по фракциям для каждого вида
почв по степени заболоченности отличается высокой
стабильностью в многолетнем погодном ряду лет в условиях естественного
водного режима.
Основная тенденция аккумуляции металлов в ортштейнах
имеет весьма общий характер. Наиболее интенсивно в этих
новообразованиях накапливаются железо и марганец, причем с
нарастанием степени оглеения в ряду почв
дерново-подзолистые-дерново-подзолистые глеевые существенно снижается содержание
марганца и повышается железа.
Таблица 12
Магнитная восприимчивость (% 10'6СГСМ cmV ) конкреций из
дерново-подзолистых и дерново-подзолистых оглеенных почв на разных
почвообразующих породах
Горизонт,
глубина,
см
X
почвы
Содержание
конреций, %
у конкреций*
Фракции, мм
1-2 I 2-3 I 3-5 I >5
Легкие лессовидные глины. Лес, Московская обл.
Дерново-подзолистая
А1 5-10
А2 18-24
А1 3-9
А2 20-23
А1 5-8
А1А2 9-16
А2 16-22
А2 20-30
С 160-170
Маломс
А1 6-12
А2 38-45
А1 11-18
А2 30-36
А1 8-16
A2fsa18-28
I А1А2 5-10
I A2fs.a 25-30
9
10
0.2
0.2
19
23
нет
нет
Нет
Нет
нет
нет
Дерново-подзолистая глубокооглеенная
не опр.
6
X
не опр.
не опр.
6
0.4
0,5
10
25
11
41
Нет
Нет
нет
нет
1ерново-подзолистая глееватая
0,2
8.1
13,4
21
77
16
не опр.
79
11
60
11
нет
39
11
Дерново-подзолистая глеевая
не опр.
11
Не опр. I 12 I 12 I не опр.
Нет
эщные двучленные отложения. Лес, Московская
Дерново-сильноподзолистая
10
3
1.1
2L2
41
17
32
15
20
20
нет
нет
Дерново-сильноподзолистая глубокооглеенная
3
3
1.2
2.2
Дерново-сильнопол
3
3
Де
3
3
1.4
10.2
66
15
17
17
18
18
нет
нет
ролистая глееватая
72
13
100
11
13
10
13
10
рново-сильноподзолистая глеевая
1,5
5,8
18
7
20
10
16
9
15
7
Средние %
конкреций
16
20
14
25
44
67
13
12
обл.
34
17
39
16
56
11
18
9
56
Ортштейны аккумулируют многие микроэлементы, причем
максимум накопления наблюдается в конкрециях дерново-
подзолистых почв, в наибольшей степени обогащенных
марганцем. Оксиды марганца в ортштейнах обладают отрицательным
зарядом и определяют хемосорбцию Со, Pb, Cd и других катионов. В
конкрециях с низким содержанием марганца (например, в рудяках),
аккумуляция микроэлементов не установлена.
Конкреции практически всех почв лесной зоны Русской
равнины обогащены рентгеноаморфными формами железа,
представленными в основном тонкокристаллическим гетитом. Они
отличаются низкой магнитной восприимчивостью, как правило не
зависящей от степени заболоченности почв. Исключение в этом
отношении представляют конкреционные новообразования
относительно небольшой группы почв, приуроченных к тонкослоистым
лимногляциальным глинистым отложениям Русской платформы.
Полученные данные показывают, в частности, необходимость и
вероятную возможность разработки количественной диагностики
почв по химическому составу ортштейнов.
Особое значение при оценке степени заболоченности
приобретает разработка способов аналитической количественной
характеристики этой величины. Полученные данные, однако, показывают,
что использование по аналогии с засоленными почвами
абсолютного содержания тех или иных элементов (железа, марганца и
др.)не решает этой задачи.
Поэтому необходимы иные критерии количественной оценки
степени заболоченности почв.
2.1.1.3.7. Ортштейны как индикаторы степени
заболоченности почв и критерии их агроэко-
логического состояния
До недавнего времени оценка степени заболоченности
минеральных почв осуществлялась на основе морфохроматического
анализа горизонтов почвенного профиля. Это обстоятельство
всегда оказывалось причиной ее субъективной оценки. Вместе с тем
рассмотренные данные показывают, что между химическими
свойствами ортштейнов, водным режимом почв и их агроэкологически-
ми особенностями существует весьма тесная взаимосвязь. Она
была установлена для разных групп почв в результате
многолетнего изучения их водного режима и исследования урожая
районированных сельскохозяйственных культур в годы разной влажности
(Зайдельман, 1985, 1992). Поскольку каждая группа почв
характеризовалась четкими различиями химического состава ортштейнов
57
в зависимости от степени их заболоченности возникла
возможность использования в диагностических целях этого
аналитического параметра.
Обнаружено (Зайдельман, Оглезнев, 1971; Zeidelman, 1974),
что с нарастанием степени заболоченности почв, образованных на
кислых покровных породах, в их конкрециях снижается содержание
марганца, увеличивается соотношение Fe/Mn. Показано, что
химический состав конкреционных новообразований находится в тесной
взаимосвязи с режимом влажности почв. В прикладном отношении
актуально то, что такая информация может быть использована для
количественной диагностики степени заболоченности почв. В
качестве такого диагностического критерия был предложен
коэффициент заболоченности почв (K3=Fe/Mn, извлекаемых 1н H2S04 из
стандартной навески ортштейнов), который закономерно меняется
при изменении степени переувлажнения почв. Для почв на
покровных лессовидных кислых глинах (рис.4) были установлены
следующие значения коэффициентов заболоченности (Кз): <3 - для
дерново-подзолистых, 3-7 - для дерново-подзолистых глубокоог-
леенных, 7-30 - для дерново-подзолистых глееватых и > 30 - для
дерново-подзолистых глеевых и дерново-глеевых почв.
Позднее А.С. Никифоровой (1989) на территории Рузского поч-
венно-гидрологического стационара, где впервые были
установлены эти зависимости, почти 20 лет спустя было показано, что
значения коэффициентов заболоченности для дерново-подзолистых и
дерново-подзолистых оглеенных почв на тяжелых лессовидных
отложениях оставались стабильными и имели те же значения.
Рекомендуемая методика определения коэффициента
заболоченности почв весьма несложна и сводится к выполнению
комплекса следующих операций:
1) выделение ортштейнов из почвы. При определении
коэффициента заболоченности используют образцы ортштейнов из верхнего
(0-10 см) слоя пахотнрго или аккумулятивного горизонта разреза
или прикопки. Ортштейны извлекают из образца воздушно-сухой
почвы массой 0,5 кг, промывая его водой на сите с диаметром
отверстий 1мм. В основном весь мелкозем проходит сквозь сито. На
сите остаются ортштейны равные или крупнее 1 мм. Полученный
образец ортштейнов высушивают, освобождают от примесей
(электромагнит) и взвешивают;
2) подготовка образца ортштейнов к анализу. Для аналитического
исследования ортштейнов образец растирают в фарфоровой
ступке и просеивают сквозь сито с отверстиями 0,25 мм; 1 г растертого
образца ортштейнов взбалтывают на ротаторе в 100 мл 1н
раствора H2S04 в течение двух часов. Вытяжку фильтруют, в фильтрате
58
определяют железо и марганец;
3) определение железа. В плоскодонную эрленмейеровскую колбу
емкостью 250-300 мл помещают 5-10 мл вытяжки, доливают
дистиллированной водой до общего объема 25 мл, прибавляют 7
капель концентрированной азотной кислоты и нагревают до кипения.
Затем раствор нейтрализуют 10% раствором аммиака до
появления желтой мути, приливают 10 мл 1н HCI и дистиллированную
воду до общего объема 100 мл. Раствор нагревают до 55-70° С,
приливают 1 мл 10% раствора сульфосалициловой кислоты. При
наличии железа раствор окрашивается в вишневый цвет. Раствор
титруют 0,01м раствором трилона Б до обесцвечивания.
Содержание железа рассчитывают в мг на ЮОг ортштейнов;
4) определение марганца. В стакан емкостью 100мл помещают 5-10
мл вытяжки, приливают 1 мл концентрированной ортофосфорной
кислоты и 2 мл 1% раствора азотнокислого серебра. Прибавляют
200-300 мг сухой соли персульфата аммония или калия и
нагревают до начала кипения. При наличии марганца раствор
окрашивается в розовый цвет (цвет раствора перманганата калия). Снова
прибавляют персульфат аммония и доводят раствор до кипения. Эту
операцию повторяют до тех пор, пока интенсивность окраски не
перестает возрастать. Раствор охлаздают переносят в мерную
колбу на 50-100 мл доводят до метки 1н раствором H2S04,
перемешивают и колориметрируют с зеленым светофильтром.
Рассчитывают содержание марганца в мг на 100 г ортштейнов.
Коэффициент заболоченности (Кз - Fe/Mn) определяют путем деления
значений содержания подвижного железа на содержание подвижного
марганца, извлекаемых 1н H2S04H3 100 г ортштейнов.
Отношение кислоторастворимых форм железа к марганцу,
извлекаемых из ортштейнов - чувствительный и стабильный
количественный индикатор степени заболоченности почв. Этот
показатель не зависит от погодных условий, влажности почвы, не
меняется при ее обработке и незначительном изменении
гранулометрического состава. Вместе с тем абсолютные значения этого
показателя существенно меняются в зависимости от генезиса почвооб-
разующих пород и почв, их экологических особенностей.
Рассмотрим эти особенности на примере четырех групп почв разной
степени заболоченности, развитых на широко распространенных в
центре Нечерноземной зоны России почвообразующих породах -
тяжелых и легких лессовидных суглинках, маломощных двучленах
(песчано-супесчаный нанос на карбонатной суглинистой морене)и
кислых тонкослоистых глинах (табл. 13-16). Более полно эти
сведения для зоны избыточного увлажнения Европейской территории
России были опубликованы ранее (Зайдельман, 1987)
59
Таким образом, коэффициенты заболоченности дают
возможность количественно оценить степень гидроморфизма почвенного
профиля в целом и используя несложные аналитические методы
объективно судить о целесообразности осушения почв. Наконец,
появляется возможность количественно определить степень ог-
леения почв и идентифицировать минеральные гидроморфные
почвы на основе аналитических данных. Следует подчеркнуть и
еще одну методическую особенность предлагаемого способа
определения коэффициента заболоченности. При его оценке всегда
используется вся сумма фракций, поскольку каждая из них
заметно отличается по значениям Кз. Увеличение размера фракций
ортштейнов сопровождается определенной тенденцией
уменьшения содержания железа, увеличением марганца (табл. 17) и
соответственным уменьшением коэффициентов заболоченности (табл.
18).
Изложенное показывает, что на основе данных по морфологии
и химическому составу Mn-Fe конкреций в сочетании с морфогене-
тическим анализом горизонтов почвенного профиля можно
дифференцировать почвы рассматриваемого ряда по степени
заболоченности при проведении почвенно-землеустроительных, почвен-
но-мелиоративных, почвенно-географических и иных видов
почвенных картографических описаний и исследований. Особое
значение такая характеристика приобретает на фоне агроэкологиче-
ской оценки условий, свойственных почвам разной степени
заболоченности. С этой целью нами был проведен анализ водного
режима исследуемого ряда почв с одновременной оценкой
продуктивности сельскохозяйственных культур в годы разной влажности
(Зайдельман, 1985).
В заключение необходимо обратить внимание на следующую
важную общую закономерность изменения Кз в почвах Русской
равнины. В тех случаях, когда поверхностные горизонты почв
разной степени заболоченности находятся в условиях практически
тождественного водного режима, абсолютные различия их Кз
оказываются не значимыми. Это следует из материалов
исследований на почвах, приуроченных к маломощным двучленам. В равной
мере такое замечание подтверждают наблюдения Ф.Р. Зайдель-
мана, А.И. Санжарова и др. (1982), выполненные на почвах,
образованных на тяжелых ленточных глинах. Здесь выявлены иные
значения коэффициентов заболоченности: в дерново-подзолистых
и дерново-подзолистых слабооглеенных почвах <30, для глеева-
тых 30-140 и для глеевых >140 . Однако обращает внимание тот
факт (рис. 8, 9), что в этом случае, как и в почвах на маломощных
60
CO S
т- S
s S
С A
Ю Ц
CO Ф
«
о
00
ш
AH
CO з
8 | о £ v
A 6 ° о) 2
со ct x
с uo'5
sPsg
x s
0) X
<D ~
0) 5
Есч
О т-
ф
x|i
СО Л JJ
СО X Ш
т со ^
О S 2
СОФ
„
1
£
К
СО
ват
о
О.
А
о
ист
8-
о
к
лта
%
к
Ф S
3 ?
х <1>
5 ф
Верти
пятна
о
00
IS
(1)
ю
Е
Ti
гт
о
U.
ф
3
к
со
С.
со
ф
л
X
л
с
тде
о
$
*
ю
>»
ь
| пятна
s
J5L
61
ф
s
I
Св
X
I
o\
OJ
s
С
ю
га
H
C0
m
c;
Ф
ct
Г0
m
о о
i 5
X
Ф
e> x и M
1Ш
CO ф
ш x
5 о § ю
-a 2 ш
JO О
X С
CD
CO
Q.
S 8 X
* С i)
m S> Ш
8 g.S
со >; >ч
CD |
°4
H
TO
CO
Ф
I e'
g
s
c:
о
n.
5"
с
о
I col
o|
з:
Q-
Ф
о cL
OL CO
>4 . -
Ю CD
X °
G X
1 P
Ф
2
*i
§s
I"
о i_
5 с
s
Q.
С
ГО
Q.
Ф
О
ф
о
X
m
генси
X
г^-
о"
ф
§8*
Ф Ю Ю
о с о
Ю X
8 8
О £0
Ф
И*
О.
.0 X
ц, ф
<*> о
О о
со
ф
Ю
О Q-
? £
СО 3*
° X
|8
X со
3> 2> о.
JQ Ч -0
Si i
ш g-ю
3 Ь Si
« X СО
*> с г
3 о о
Л 9 fc
х о S
ф S со
3 Я Ф
0 ЗЕ с;
1 й С
S
fc ос" со
И
О о
СО
СО
Ф
-8-
о
о.
X
$ 2
Е 8 к
о ш с
62
** s
*- s
J CO
s S
vg ц
(О О
W
О
ffl
s
Q.
С
ш
т
о
X
3
U^s
Z
CO 3
Q. Z
Ф О
Z CO
5 о
к 5
s *
S P
I. °
о о
5 ?
ю 2
о I
g a
si
s&
о s
If
i 5.
ф *
С X
* 1
i s
° 5
i= °
(0 >S
d q.
FT -•- ^t >P
<J> g к Р 2
с; о § a) £
a> х i ю h
О ?D
CD
I?
О CD
<D Ю
О
Ф
T
s
1_
о
с;
о
■е-
CL
о
5 *
3
si
о
Ш
CD t-
Ш CD
&
s СО со
&р а
3 о g к
О го а
5 ct
8*
CD £
CD о
£fl CO
s о s
s о G 2
-R.IO О ^
l2 « * <l>
1 О I- CD v>
b£ CD
О
CO
CD
1
CD
э-
О
I
со
CO
§?
I
E ^
о ,§
"' 5
1
CD CO
3 c;
о
со
о
I
•8 3
§?
? I
8i
*i
CD
CD
&
О
со
С
6
&s
CD
э-
о
с:
ю
о
8°
CD
X
s 9-
x ^
el
CD x
ct CD
5 со
|8
Pi
Si
со Q-
О О
О. *
ш
I il 2
CDO<J
* .9 s
5 ^E m"
S x о
2 8§
° 2 I
$ 2 S S
О Q.O
т- CM
CO (П
CD
4°
Q. С _
со ^
S ф
со
л
S3
5 ьо о
$ «- х|
63
Продолжение)
блица 14
го
К-
о>
00
h-
со
ю
со
CNJ
-
гс
ТО
X
X
ф
ф
Е
о
о
ю
го
5
ГС
ТО
б
с;
о
со
С
X
.0
с;
i
о
ш
о
X
Q.
Ф
i
Q.
Ф
СО
X
.0
S
со
О
Ц
М.
Ф
s
X
то
00
л
с:
ф
СО
О
Ш
i
п
ф
со
О
Ш
i
5
Ф
X
с;
ф
5
е
о
X
ф
о
s я
сою
о
ТО
°з
CD О
О ТО
I С
>» о
ы
ф
X 2
Ф О
о о.
ш *
X
8
О.
Ф ^
i|
2 >»
СО *£
?>*
1"
X
-0
ф ^
6 ф
X LL
то
Q.
ф
h- О
ш
(Я
счГ
<
(1)
о
X
ш
S
о
X
ф
1-
X
Jb».
о
1
Ъ)
со
6
ю
i
О
ф
Ф Н
s о
X О
Ф X
Q) X
с: CL
Ь ф
о ш
ушения - все
о
о
S
X
п
ш
о
X
а
о)
со
1
с
ф
S
q
S
ю
о
со"
о
X
с
о
о
О.
>*
О.
о
ф
JJ
со
ф
§
с
ф
л
со
о
О.
К
i
Ф
X
л
со
о
о
с
с
О
со
ТО
5
X
ф
с;
о
со
О
5
со
о"
1
о"
6
X
8
Л
Q.
г?
л
5.
*
Е
о
CD
Ф
СО
Ф
.0
о
о
^
>s
о
CD
Ф
X
О.
о
>s
о
^
о
CLIO
Ф
X
6
то
о.
1
ю
о
ф
то
со
S
Q.
X
о
л
X
(1)
о
>1
о
2
о
S
о
то
X
1-
с
ф
л
о
а:
то
ш
ф
ф
Е
а:
то
s
о
со
с*
О
С
1
о
т
о
X
Q.
Ф
а:
X
3
л
ц,
о
ю
гс
с,
М.
ф
S
X
то
со
.0
с;
ф
со
О
Ш
,
ТО
ш
J3
ц
ф
со
О
т
S
X
с;
ф
5
е
о
X
о:
то
о.
ф
О
Ё
т
ъ>
от
счГ
<
0)
о
X
со
S
о
X
ф
X
ib
со
CN
1
о
х"
л
со
о
X
а.
ф
со
то
т
\-
о
X
л
00
S
ю
2
с;
о
то
с;
со
X
ф
о
ао
ф
S
X
X
л
CL
ю
X
-0
X
с
а.
i
о
с
ф
S
X
ф
ф
Е
о
1
о.
о
х"
л
X
3
о
со
о
с;
X
со
о
о.
к
Q.
1
Ю
О
со"
о
X
р
3
Q.
О
>s
ф
h-
о
о
X
X
о.
ф
со
а.
л
1
X
л
со
о
:>
X
ф
Т
о:
3"
со
о
1
1
2ь
со
О
Ф
О
Q.
О
СО
ТО
Q.
С
Ф
с;
о
Q.
Q.
О
^
О
то
с
со
о
то
о
Q.
_г
г
то
^
1
о
X
а.
Ф
со
X
JQ
2
О
5
ю
со
о
со
о
1
ф
3
о
о
со
ф
L0
3
S
ю
6
со
8"
С
ф
X
X
л
со
ю
Е
о
1
X
ф
CD
е
Ф
1
ОС
S
X
о
ф
о
>*»
о
X
ее
о
со
о
1
X
к
ф
о
о
то
о.
ф
*
fl
1
о
S
S
ф
л
X
т
то
е-
X
со
г
>»
с;
ф
а.
X
о
ф
X
иные луга с
аголюбивыми
авами
Ф С CL \
со со н- |
ТО
X
с
64
о
s
X
ев
т
О)
5
S
(О
m
о
х,
СО
й*
и ^ -J г
Q Й Я «
* о о о
*3
со
И
Я ^ *
а.
2 §
(О СО
g я
а> _- а> _.-
1 1 2 I
s О
О)
£ § х 8
с; £ с х
I ££&
eo
CO
прим
а>
n
X
2
P
i-
0)
s
мелк
1
T—
<
n
О
L.
0)
2
CO
<D
s
X
s
5
|i,
I*
CO rr .У CL
lit?
о 81 e
m о
Ф
о
i s s
u x ю
MS
s о о
65
га £
ю ц
га ф
со
О
ю
S
а
m
т
о
с
X
z
JD
(О 3
а z
ф о
Z со
2 о
к i
ф га
о о
ю §
о 1
m то
s &
3 в)
« а-
о s
II
° z
|1
I °
U
!&
р 1
1 s
* 1
1= °
го >s
Л- га
ct о-
U э
S3 >»
о. о
ю о
о
о
До
U х
, 2
о 2
9 S
ф О
о
о; ф
S Ю г-
X О О V
3*
р
1 s
о >s
CD К
со
§
со
X
^1
со
ф
00
с е
к Ь
s о
X О
о
ф
У
S
|_
о
с:
о
■в-
о.
о
ф
л
X
го
с; _
2f
s 3
• I
If
ф
m о
со ю
PS
S 8
Ф
О 5
го,
S QJ
ГО
о ^
■в"
о х
ы ф
?£
g^
О)
оо
со
I
°*
о
о
а:
31 §
1 *
:9 'О
I §
о э
а 5
? s
31 Е
??
|1
>:з о
со Ф
||
« S
5 g:
§ § !
а- ф :
CD 5 I
CO ,
a: op (
со ^ :
о -< i
с: о <
=з а: с
с ф
о о^
СО 5
О ^
§1
с; Е
о со
I <•> а;
*о о
о vo
о2
I О О
*о 5
S |
is
§»
I со СО
('go-
С:
со
э-
о
с:
ф
с;
ф
$, го
о
X
Q_
г?
с;
го
ш
л
с;
О oQ
CQ
В?
3
ь
Q.
О
Ф
J3
о.
ф
о
ГО Q.
Q. >,
со
CN ГО 3
ш 5
CN
О Ф
О ш |-
ф
го о
с
Q. s со
S Ф
s з: £ =Г
с 3^ ^ю
с;]
I
с^1
i
Ф
00
го
CL
I-
Р S
ф га
| 5
с 3
|8
s а. ф
о. х
о. ф 2
о ас го
5 £ 5
ф t о.
ь а с
2 £
о. о
ф ?
сз-e-s
т- СМ
со со
$
Л Ф
X Ф
ё 5
го о 5
И!
со с о
66
Окончание
ю
га
з-
S
с;
ю
го
о>
00
н
СО
ю
и
со
см
ч
я глееватая
эново-подзолиста
ф
1
всех куль-
без осу-
ия - злако-
Для
тур,
шен
00
со
Q.
шание
овых т
л ^
с; со
ф с;
с£ со
8 о
СО л
ТОЛ
S X
X Q.
S >»
^ ю
ие ме
1ЫХ
теинов
Обил
крупн
ортш
Сероватая; серая
с сизым
с»
£
00
ъ>
(А
верхно-
р в суг-
оризон-
п
ение
стру
стых
Ф >S S
Р 0) X
6 & i
j >12
луга
вые
оттенком
?
,5-0,6
о
о
Ш
X
SS
6
СО
со
ЯТН
с
ф
S
*
ц
ф
2
2
i
<\
птах
о
со
S
се
m
зя глее
Дерново-подзолист*
Целесообразно
при
возделывании всех
культур
о о;
k s
S i
* ф
ствен
осуш
ют
5 ф s
gio s
Сельскох
значения
не
йнь
S
еортш
Буры
Серовато-
сизая
О)
m О
ъ
<д 1
3
i СО 1
ф Я
огле
изонтс
Ф О.
§ 2
енсив
всех
филя
t ф о
I S О.
S х с
>12
67
s *
га ф
H Ч
Г)
О
СО
а
с
ш
т
о
с
><
Z
JQ ^
га 3
о. х
ф о
1 со
2 о
si
S
н
о
о
X
го
га
о.
ю
о
о
о
Ф СО
S е-
я» J
О s
*- сг
° X
II
Si
s »-
« -D
s с;
х >»
ф *
F х
"1
^ °
га >£
СС а.
JQ О
£ о
а i
о: ф
х Ф
2 ^
& 5
ZT о
s
5
га
з
о
о
Р о
2
о
х
х
ф
со
&
ф
& а)
ф в
CD S
м
с g
к о
s о
X О
5
S
о
ф
т
S
о
о
■в-
Q.
о
ф
II
X
s x £
£ ^ S
О q. »-
m °
. со
I?
-г" °
JQ со
>s а
ф о
о со
о 1
Ю
О
О ГС
й s
о х
х га
>* Si
О. Q-
8 S
га
х
I1
С ф
ф а>
2 5
со о
CD
zr
и о о £
s ю о 1>
-Й- m
I"
ф
5*
CN
9
о
I
со
со
:з
§
ф
а>
I
i
><
со
§
S
><
I
о
е
а:
х со
3*8
со
ГС
=* 2
со
О
I
Q.
Ф Ф
S
X
ф
3
5*
о S
со
X
л
ф
?£
с; >ч
ф *
S х
СО ф
5 °
GO 0Q
О. Ф
со
• X
3
С аз
ф
СО S
° m
со g
о.
с;
а) _
LL .0
„> X
Ct О
Ф X
Ф
Ф
га о
о ^
га гс
со га
о а.
х >»
о ю
m
2
si
>ч О
Ш Q.
о S
ГС
р
га
ш
ф
ф
Е
о
ю
га
5
ГС
Q-i 2
О
S
с;
о
ГС X
ф
о р
1 гИ*
со f-ra ^
о л с
о. с;
ГС >ч
^ -О
£ о о . '
!£.&.!«
со ф га s s
о со ъс ю х
$ х.
х -°
m СО
S о
^ о
S
о
со
О X
0)
«о s ь
со
га
а.
й- а)
° 5
CQ Я
Ш СО
О.
I
о о.
х >»
ф s
л
81
г* ф
^ а.
2 Ф
ф га
I S
Q. 2
О
с s
si
а> ю
U- О
X
•в- о
о со
>< р
Л ГС
ш
со
$
ш Q. ™
«2 i
F 2 *
к х t:
о ч аЗ
а S s
Р 8.Ю
£8 3!
S в> а>
Si?
g p-s
X >S <D
ф ф X
ф X X
С О. О.
Ь о а>
О ^ СО
68
ф
Окончани
(О
га
с;
Таб
о>
со
г^
со
m
^г
со
см
*~
глееватая
подзолистая
Дерново-
<ь * « а
X 5 О -°
е для зер
щных, кор|
ьтур, сад
культурк
Осушени
вых, ово
вых кул
пастбищ
з 8 i s
о £ 8 я
m л s п;
ОЖНО
icex кул
ия (за
влаго
Невозм
вание е
осушен
нием
S £ ю га
О ^ -0
Мелкие,
щественн<
ортштейн!
лие теми
,
о
1-
га
8 к к
§_ га га
if со со
® s s
О о о
Ъ> ср
Ё Ё
т- СМ
Ш Ш
ъ>
(А
СМ
< .
i а с ^
t < £ °
О - ас
Сизоватый
нок гор. А1
А2 и А2В;
ные пятна
о
30-14
i»
о
в. Без о
енокосо
о
грав)
X
злаковь
о
с
пятен
ганцевых
i
о.
ф
со
о
с
леения
X
<|>
- естеств
шения -
филю
всему про
ф
е-
5
л
тикальн
ф
л
улучшенн
S
ф
л
Z
о
о.
с
о
с
енокось
О
щинам
филю
золистая глеевая
средне)-под
-слабо(
оао
Дерн
V
со
ом исполь
ри люб
ании.
L_ со
-L со
Л Ф
С Ю
возде
ьтур
о*
§ 8
Невозм
вание е
ре-
е, п
енно,
Единичны
имуществ
130-
рая
о о
"о>
6" 6
m О
Ъ>
«2
5!
О
8
Ф СО
Интенсивно
оглеение
>140
осушен
Ф Ш
3
о.
>»
ю
"7%
мелкие
ортштейн»
к
профил
X 1 ■
2 £ 2
ризон
ны ко
бонат
нижних го
- В03М0Ж1
чатые кар
ре-
1 КОНК
глинистые
ции
2
х
х
0)
ш
Е
о
CD
&
о
о
с;
о
ю
со
о
о
ф
0)
2
а.
х
со
X
о
а>
0)
с;
i_
о
ф
X
ее
с;
ct
s
s
IT
СП
менд
ф
а.
3
еден
со
S
Q.
С
о
бразн
есоо
с;
=г
ф
X
m
ГГ
о
с
69
Таблица 17
Содержание Мп и Fe, извлекаемых 1н сернокислой вытяжкой из
конкреций разного размера дерново-подзолистых и дерново-
подзолистых оглеенных почв на маломощных двучленных
отложениях (мг/100г конкреций, среднее из двух повторностей). Почвенно-
гидрологический стационар «Веригино», Московская обл.
Горизонт, I
глубина, I
см |
Размер фракций,мм |
1-2
Fe | Мп
2-3 I
Fe | Мп |
3-5 I
Fe | Мп |
5-7 I
Fe | Мп |
7-10
Fe | Мп
I >ю I
Fe | Мп |
Дерново-сильноподзолистая, р.90 I
А1 5-12
А2к 40-45
6472
5866
596
453
59001708 |5302| 688
7339|673|5471
503
нет*
нет
нет
нет
нет
нет |
Дерново-сильноподзолистая глубокооглеенная, р. 91 |
А1 11-18
|A2ms 30-36
6784
6632
579
387
6573
6565
762
449
5285
5221
689
488
нет
нет
Дерново-сильноподзолистая глееватая
A1fs.a-8-16
A2fs.a-18-28
7390
6548
307
203
6902
6868
263
295
7305
7061
333
319
6582
6051
294
нет
нет
нет
нет |
Р. 92 |
нет
нет
273139901263136531337 |
Дерново-сильноподзолистая глеевая, р. 93
A1fs.a-5-10
I A2fS.a» 25-30
7962
6296
267
321
6094
6026
355
|267
5689
15723
464
224
4932
[5218
321
321
нет
неопр.
нет
нет
* - нет конкреций такого размера
Таблица 18
Значения коэффициентов заболоченности для Mn-Fe конкреций
разного размера из дерново-подзолистых и дерново-подзолистых
оглеенных почв на маломощных двучленных отложениях (среднее из
двух повторностей). Почвенно-гидрологический стационар
«Веригино», Московская обл.
Горизонт,
глубина, см
А1 5-12
А2к 40-45
Д<
]А1 11-18
A2k.fs 30-36
A1fs.a'8-16
A2fsa'18-28
A1fsa'5-10
[A2f_s,g"25-30
Размер фракций,мм
1-2 I
2-3
3-5
5-7 | 7-10 |
Дерново-сильноподзолистая, р.90
10.9
13.0
8.4
11.7
7.9
10.5
нет*
нет
нет
нет
зрново-сильноподзолистая глубокооглеенная, р. 91
11.0
17.1
8.6
14,6
7.8
11.3
нет
нет
нет
нет
Дерново-сильноподзолистая глееватая, р. 92
24.5
32,2
26.2
26.6
21,6
22.6
26.3
22.1
нет
15,2
Дерново-сильноподзолистая глеевая, р. 93
30.1
19.6
17.1
22,6
12.5
25,6
8.0
16,3
нет
не опр.
>10
нет
нет
нет
нет
нет
10.8
нет
нет
* - нет конкреций такого размера
70
двучленных отложениях, распределение отдельных значений
коэффициентов заболоченности в дерново-подзолистых и в
дерново-подзолистых глубокооглеенных (слабооглеенных) почвах
близки к среднему и мало отличаются между собой, что обусловлено
близким водным режимом пахотных горизонтов дерново-
подзолистых и дерново-подзолистых слабооглеенных почв (Зай-
дельман, Якименко, 1983).
280 J
240
200 J
160 J
120 J
80 J
40 J
*£*г$*
£
T^-JjT**
*^*Ssr**ft*4A
# №*VJ
* ft ft *
ft V * A
I*
Л * A
* * *
ft
ft * *
ft * ft *
101
102
103
104
Рис. 8. Коэффициенты заболочености почв на ленточных глинах.
Конкреции слоя 0-10 см, пашня. Почвы: 101 -дерново-подзолистая; 102 -
то же слабооглеенная; 103 - то же глееватая; 104 - то же глеевая; * -
отдельные значения Кз; "Г - средние значения и доверительные
границы среднего (данные А.И. Санжарова, 1983).
71
41 А
о
о
X
I
ш
т
о
с;
О
L0
<
СО
н
X
ш
zr
е
е
о
о
37
33
20
25
21
17
13 J
кГ.Г-4
Я^
• • •
«I* #М
• •
*
тЛга
*•
* •
•t1
А-1-
I
• -1;
* - 2;
II
-f
III
-3;
- 4.
IV
Рис. 9. Коэффициенты заболоченности дерново-сильноподзолистых
почв на маломощных двучленных отложениях. Конкреции слоя 0-10
см, пашня. Почвы: I -дерново-сильноподзолистая; II - то же глубоко-
оглеенная; III - то же глееватая; IV - то же глеевая;
1 - образцы отобраны в лесу; 2 - образцы отобраны на пашне;
средние значения и доверительные границы среднего для образцов,
отобранных 3 - в лесу, 4 - на пашне.
72
Таким образом предпринятые нами исследования позволяют
утверждать, что конкреционные новообразования являются
важным источником информации о состоянии весьма
распространенных дерново-подзолистых и болотно-подзолистых почв зоны
избыточного увлажнения. Полученные данные показывают, что в
сочетании с анализом гидрологического режима, продуктивности
культур в годы разной влажности и морфологии почв свойства Mn-Fe
позволяют количественно диагностировать степень
заболоченности почв, раскрыть их агроэкологические особенности, оценить
возможность использования в естественном состоянии и
целесообразность осушения.
2.1.2. Примазки
Примазки - гладкие конкреционные железистые
новообразования иллювиальных горизонтов суглинистых и глинистых
подзолистых и болотно-подзолистых почв. Эти горизонты обладают низкой
аэрацией и водопроницаемостью. Примазки - непременный
элемент нижних горизонтов почв с элювиально-иллювиальным
строением профиля. Независимо от степени заболоченности они
обычно характеризуются близкими размерами и составом. Примазки
имеют темно-бурый цвет. Их размер обычно колеблется в
интервале от 5 до 15 мм. Размер примазок несущественно
увеличивается с нарастанием заболоченности почв. В почвенном разрезе при
повреждении этих новообразований лопатой возникают темноок-
рашенные следы в виде темных вертикальных штрихов, узких
продолговатых пятен и др. Таким образом проявляются«примазки».
Они редко встречаются в неоглеенных почвах, обычно
представлены в глубокооглеенных и глееватых и почти отсутствуют в глее-
вых почвах, преимущественно, переувлажненных или
заболоченных поверхностными - атмосферными, намывными склоновыми и
русловыми водами.
Примазки имеют подчиненное диагностическое значение и
остаются слабо изученной группой конкреционных новообразований.
2.2. Овальные плоские крупные раковистые
железистые конкреции
2.2.1. Общие положения
Род овальных плоских крупных раковистых Fe конкреций
объединяет новообразования, возникающие в почвах при близком
залегании ожелезненных грунтовых вод с весьма высокой концен-
73
трацией двухвалентного железа (как правило от 20-25 до 100 и
более мг/литр). В состав этого рода входят три вида конкреций -
дерновая руда, рудяк и железистые коры. Род не имеет широкого
распространения и приурочен, как правило, к локальным
территориям, в грунтовых водах которых значительно содержание закисно-
го железа.
Эти конкреции в прикладном отношении являются надежным и
четким индикатором вероятной возможности закупорки закрытого
дренажа гидроокисью железа (особенно пластмассовых дрен). Они
также свидетельствуют о возможном ожелезнении почв и
негативном влиянии железистых аккумуляций на рост, развитие и урожай
растений. Эти новообразования обычно формируются в профиле
ожелезненных оглеенных почв, образуя хорошо выраженные
горизонты скопления крупных конкреций. Овальные плоские крупные
раковистые Fe конкреции присутствуют в профилях дерново-
подзолистых оруденелых, дерновых коровых, дерновых
ожелезненных глееватых и, реже, глеевых почв.
После изменения естественного водного режима в результате
осушения, крупного гидротехнического строительства и других
причин дерновая руда, рудяк и, особенно, железистые коры
подвергаются активному выветриванию. Поверхностные горизонты
таких почв обогащены гидрооксидными соединениями
трехвалентного железа. Высокие концентрации железа отрицательно влияют
на плодородие почв1.
2.2.2. Дерновая руда.
Дерновая руда (син. «жерства») - округло-плоские ржаво-
бурые плотные конкреционные новообразования по наибольшей
протяженности 1-4 см. (рис.10). Приурочена, преимущественно, к
поверхностному (дерновому) горизонту. Это положение в профиле
почв определило название. Она встречается в глеевых почвах
легкого (песчано-супесчаного) гранулометрического состава в
приболотном поясе полесских, пойменных и моренных ландшафтов
зоны избыточного увлажнения. Внешняя поверхность шероховатая
или раковистая. Дерновая руда образуется в условиях близкого
залегания ожелезненных грунтовых вод. Содержание таких
конкреций от массы вмещающего горизонта достигает 5-12%.
Влияние различных концентраций железа, а также извести и гипса на
урожай сельскохозяйственных культур рассматривается в монографии
Ф.Р. Зайдельмана «Эколого-мелиоративное почвоведение гумидных
ландшафтов» (1991)
74
Дерновая руда в полевых условиях легко диагностируется
визуально. При проходке почвенных выработок лопатой возникает
характерный скрипящий звук. Это определило второе название
новообразования - жерства. Образуется в условиях близкого
залегания грунтовых вод с повышенным содержанием Fe (8-20 мг/л).
Рис. 10. Дерновая руда из дерново-подзолистой глеевой почвы супесчано-
суглинистого состава, заболоченной ожелезненными грунтовыми
водами.
2.2.3. Рудяк
Рудяк - округло-плоское ржаво-бурое плотное конкреционное
лимонитовое новообразование по наибольшему диаметру 5-30 см.
Высота отдельностей рудяка достигает 10-15 см. Внешняя
поверхность неровная раковистая (рис.11). В редких случаях рудяковые
отдельности достигают значительных размеров (до 30-40 см по
максимальной протяженности). Встречается в минеральных
сильнозаболоченных (глеевых) почвах легкосуглинистого, супесчаного
и песчаного состава, главным образом, в полесьях. Рудяк в
полевых условиях легко диагностируется визуально. Не разрушается
лопатой при проходке почвенных выработок, шурфов, траншей.
Абсолютный индикатор на сильноожелезненные грунтовые воды
(содержание Fe в воде 20-50 мг/л). Почвы с рудяковыми
новообразованиями обычно приурочены к локальным выходам грунтовых
вод с повышенным содержанием железа.
75
Рис. 11. а. Рудяк (рудяковая отдельность) из дерново-сильноподзолистой
оруденелой глеевой супесчано-суглинистой почвы, заболоченной
сильноожелезненными грунтовыми водами. Почва близко
подстилается юрскими глинами, обогащенными пиритом. Московская Мещера, б.
на поверхности рудяковой почвы после ее осушения и распашки
обилие мелких фрагментов разрушенного рудяка.
Ниже приведено описание почвы с рудяковым горизонтом.
Разрез № 2. Почва - дерново-сильноподзолистая орудене-
лая глеевая. Средняя часть пологой гривы. Посев тимофеевки.
Состояние всходов удовлетворительное. Павлово-Посадский
район Московской области.
Ад 0-8 см Дернина серая влажная, плотная.
А1 8-22 см Светло-серый, влажный, супесчаный, много корней. По
корням - бурая ржавчина.
А2 22-40 см Белесый песок, частые пятна ржавчины, включения
мелких камней, переход четкий.
F 40-60 см Плита из рудяковых отдельностей. С глубины 55 см
плита рудяка постепенно переходит в мелкозем
красно-бурого цвета, переход четкий.
Gor 60-90 см Сизый, суглинистый, пылеватый, пластичный, сырой,
вязкий, вкрапления ржавчины, переход четкий.
Gor 90-150 см Песок буровато-сизоватый, среднезернистый, сырой,
переход постепенный.
Gr 150-185 см Песок сизый, мокрый. С глубины 165см вода, со 185 см
76
- включения тонких прослоек мелкой гальки. Горизонт
быстро оплывает.
Рудяковые почвы занимают вполне определенные
геохимические позиции. Они, как правило, приурочены к супераквальным
ландшафтам. В комплексе с рудяковыми расположены ортзандо-
вые почвы, которые приурочены к территориям с
распространением грунтовых вод с относительно небольшим содержанием железа
(табл. 19).
Таблица 19
Содержание железа и марганца в грунтовой воде из дерново-
сильноподзолистой оруденелой почвы. Московская Мещера.
Глубина
отбора, см
190
FeO
20,80
мг/л
Fe203
0,44
МпО
0,28
Рудяковые горизонты, возникающие таким образом, отличаются
не только высоким содержанием общего железа, но и повышешен-
ными (по сравнению с другими горизонтами профиля)
концентрациями титана, фосфора, щелочноземельных металлов и, часто,
марганца (табл. 20). Рудяковые горизонты этих почв содержат от
30 до 40% Fe203, в то время как в выше и нижележащих горизонтах
концентрация Fe203 не превышает 0,30-1,60%. Эти особенности
распределения валового железа по профилю дерново-
сильноподзолистой оруденелой глеевой почвы отражают и
результаты исследований их химического состава с помощью 1н.
сернокислой вытяжки (табл. 21)
Таблица 20
Валовой химический состав рудяковой глеевой почвы, р. 2, (%на
прокаленную навеску). Московская Мещера
Горизонт,
глубина, см
А1 10-20
А2 25-35
F 45-55
Go 70-80
Gr 150-170
ППП
%
7.06
0.73
9.68
2,55
1,04
Si02
90.52
90.93
46,48
80,19
92,28
А120з
3,07
3,55
6,76
9,34
2,95
Fe203
0,84
0,30
36,14
2,89
0,40
Ti02
0,44
0,38
1,23
0,78
0,10
МпО
0,007
нет
0,070
0,002
следы
CaO
2,27
1,67
6,08
3,39
3,17
MgO
0,45
0,47
0,74
0,41
0,43
P2O5
0,10
0,07
0,72
0,12
0.18
Почвы, содержащие рудяковые новообразования, привлекают
особое внимание как объект мелиорации. Рудяковые
новообразования являются строгим индикатором несомненной угрозы
закупорки дренажа гидроокисью железа. Строительство закрытого
дренажа здесь возможно только в том случае, если
предусматриваются повышенные уклоны дренажных линий (больше 0,005) и
77
коллекторов, применение дрен крупного диаметра (7,5-1 Осм),
ингибиторов железобактерий и другие мероприятия (Зайдельман,
1991;Kuntze, 1984).
Таблица 21
Содержание окислов железа, алюминия и марганца в 1 н
сернокислой вытяжке из почв с рудяковым горизонтом, р.2 . Московская Ме-
щера.
Горизонт,
глубина, см
Ад 0-8
А1 10-20
А2 25-35
F 45-55
Gor 70-80
Gor 100-110
Gor 150-170
% на прокаленную
Fe203
2,08
0,37
0,12
21,71
0,82
0,31
0,32
Al203
0,36
0,21
0,10
1,51
0,09
0,27
0,21
навеску
МпО
0,020
0,004
0,001
0,045
0,001
Следы
и
% от валового содержания
Fe203
-
44,0
40,0
60,1
28,4
-
80,0
AI2O3
-
6,8
2,8
22,3
1,0
-
7,1
МпО
-
57,1
100,0
31,7
40,0
-
-
2.2.4. Железистые коры
Железистые коры - железистый мощный горизонт,
образованный множеством крупных несцементированных рудяковых отдель-
ностей. Железистые коры залегают непосредственно на
поверхности и распространяются вглубь почвы на несколько дециметров
(рис. 12). Обычно мощность железистых кор составляет 30-60 см.
Этот железистый панцирь не пробивается лопатой при проходке
почвенных разрезов. О положении железистых кор в почвенном
профиле можно судить по описанию следующего разреза.
Разрез № 37. Почва - рудяковая коровая глеевая.
Микроповышение приболотного пояса. Павлово-Посадский район
Московской области.
F 0-52 см Мощный железистый коровый горизонт.
Образован несцементированными крупными рудяковы-
ми темно-бурыми отдельностями. Легко
разбирается вручную. Отдельности шероховатые,
раковистые с поверхности. В изломе - темноокра-
шенные с металлическим блеском.
Поверхностные слои обогащены мелкоземом (до 10% по
весу), единичные корни растений.
Go 52-82 см Светло-серый с желтым оттенком песок.
Вертикальные темноокрашенные полосы.
GV 82-130 см То же, что и предыдущий, но с включением
суглинистых сизых прослоек.
Gr 150-170 см Сизый легкий суглинок, сырой, плотный.
78
D 200-270 см Черная супесь. Слабо обводнена.
Jimii 270-310 см Плотная черная юрская глина
Рис. 12. Железистая кора рудяковой глеевой почвы, заболоченной силь-
ноожелезненными грунтовыми водами. Почва близко подстилается
юрскими глинами, обогащенными пиритом. Московская Мещера.
Рудяковые коровые аккумуляции строго приурочены к зонам
особо высокой концентрации железа в грунтовых водах в условиях
супераквальных ландшафтов (табл.22). Преобладающими
анионами в грунтовых водах являются: НС03" - 30 , S042" - 441, СГ - 29
мг/л; рНвод - 6,6. Обращает внимание то, что воды под рудяковы-
ми почвами отличаются высоким содержанием сульфатов и что в
рудяковых коровых почвах близко к дневной поверхности залегают
глины верхней и средней юры. Черные и темно-серые юрские
глины, региональные водоупорные горизонты рассматриваемой
территории, отличаются высоким содержанием пирита - источника
засоления грунтовых вод железом и серой. Экстрагирование этих
элементов грунтовыми водами из юрских отложений происходит
79
повсеместно на всей территории бассейна, но там, где юра ближе
всего поднимается к дневной поверхности, концентрация железа в
верхних слоях грунтовых вод оказывается максимальной. При
поступлении грунтовых вод в зону аэрации происходит быстрое
окисление закисных соединений железа и их выпадение в осадок в
виде гидроокиси.
Таблица 22
Содержание железа и марганца в грунтовой воде из рудяковых коро-
вых глеевых почв. Московская Мещера.
Разрез
Р. 22
Р. 37
Глубина
отбора, см
160
250
мг/л
FeO
290,0
193,0
Fe203
22,0
7,8
MnO
1,0
0,7
Следует отметить важную особенность, отличающую рудяко-
вые коровью почвы - железистые солончаки таежной зоны - от
солончаков аридных районов, засоленных легководорастворимыми
солями. Миграция хлоридов и сульфатов происходит непрерывно
по капиллярам к испаряющей поверхности. В этом случае солевые
аккумуляции формируются, преимущественно, в верхней части
капиллярной каймы. При «засолении» почв железом активная
миграция растворов, обогащенных закисными солями этого элемента по
почвенным капиллярам, ограничена зоной устойчивого
анаэробиоза. В легких почвах, где по нашим данным (Зайдельман, 1974)
непосредственно выше горизонта грунтовых вод господствуют
аэробные условия, формирование рудяковых горизонтов
приурочено к уровню максимального подъема грунтовых вод, который
обычно наблюдается в этих условиях в ранневесенний период.
Рудяковые коровью почвы отличаются экстремально высокой
аккумуляцией в гор. F железа (почти 61% Fe203 в слое 0-10 см),
повышенным содержанием фосфора, кальция, магния, марганца и
низким - кремнезема и алюминия (табл.23).
Таблица 23
Валовой химический состав рудяковой коровой глеевой почвы, р. 37
(%на прокаленную навеску). Московская Мещера
Горизонт,
глубина, см
F0-10
F 30-40
Go 60-70
Gr 150-170
■Jnii 280-300
ППП
%
17,78
9,96
0,88
1,20
27,24
Si02
24,10
38,83
91,77
89,25
47,91
Al203
3,56
3,08
3,49
5,19
11,83
Fe203
60.93
48.78
0.81
1.63
37,30
Ti02
0,73
0,41
0,30
0.38
1.39
MnO
0.15
0.06
следы
0,03
CaO
6,96
5,58
1,92
2,14
2,55
MgO
1,77
1.01
0.44
0,42
0,88
P2O5
1,13
0,91
0.09
0,12
1,20
80
Появление таких эндемичных лочв обусловлено прежде всего
особенностями геологического строения региона, близким
залеганием (около 3-х м) к дневной поверхности юрских глин,
обогащенных пиритом. Содержание Fe203 в этой породе достигает 37%. Они
отличаются высоким содержанием фосфора и титана.
Особенности валового химического состава рудяковых коровых почв
повторяют и вытяжки, извлекающие наиболее подвижные формы
железа, марганца, алюминия. В 1н. сернокислую вытяжку максимальное
абсолютное и относительное (к валовому содержанию) количество
железа, марганца и алюминия перешло из рудяковых горизонтов.
Из юрской глины сернокислая вытяжка извлекала весьма
значительные абсолютные количества железа и алюминия. Однако их
относительная экстракция из глин, в отличие от конкреций, не
превышала 16-18% от валовых запасов (табл. 24).
При оценке рудяковых коровых почв как объекта земледелия
следует учитывать, что их основная корнеобитаемая толща
окажется обогащенной гидроокисью железа. Ранее (Зайдельман,
Нарокова, 1973) было показано, что при содержании Fe203 равном и
более 35% в пахотных горизонтах происходит угнетение или
гибель бобовых и сложноцветных культур. В таких почвах
складывается неблагоприятный для растений азотный и фосфатный режим,
Поэтому рудяковые коровые почвы при таком содержании Fe203 в
поверхностном пахотном слое нецелесообразно вовлекать в
сельскохозяйственное использование. Это оправдано еще и потому,
что в ареале рудяковых почв необходимы сложные и весьма
дорогостоящие работы по защите дренажа от закупорки гидроокисью
железа.
Таблица 24
Содержание окислов железа, алюминия и марганца в 1 н
сернокислой вытяжке из рудяковых коровых глеевых почв (р. 37).
Московская Мещера.
Горизонт,
глубина, см
F0-10
F 30-40
Go 60-70
G'o 100-110
Gr 150-170
D 220-250
Jii-iii 280-300
% на прокаленную навеску
Fe203
25,20
16,29
0,19
0,55
0,51
1,14
6,63
AI2O3
1,79
1,54
0,14
0,31
0,28
0,37
1,93
MnO
0,066
0,031
Следы
!• ••
И II
0,002
0,005
% от валового содержания
Fe203
41,4
33,4
23,5
31,3
17,8
AI2O3
50,3
50,0
4,0
5,4
16,3
MnO
44,0
51,7
16,7
Таким образом территории .занятые этими почвами, в
настоящее время правильнее исключать из интенсивного освоения. Они
81
могут быть использованы как естественные выгоны низкой
продуктивности. При содержании Fe203 менее 35% различные группы
сельскохозяйственных культур (зерновые, бобовые, овощные,
преимущественно, сложноцветные) по-разному реагируют на
различное содержание железа в пахотном горизонте. Если рудяковые
горизонты после обработки будут вовлекаться в пахотный
горизонт, то следует заранее прогнозировать возможное максимальное
содержание железа в этом слое по средневзвешенному
содержанию Fe203 после перепашки и соответствующим образом
корректировать состав культур.
2.3. Трубчатые конкреции
2.3.1. Общие положения
Трубчатые конкреции (роренштейны от нем. Rohr - труба,
трубка; педотубулы по R. Brewer) - один из наиболее широко рас-
Рис. 13. Бурые крупные трубчатые конкреции из профиля
дерново-глеевых глинистых почв долины р. Сусунай, о-в
Сахалин. Корень тростника обогащенного аэренхимой,
вокруг которого происходит осаждение гидроокиси
железа и образование крупных трубчатых конкреций.
пространенных типов новообразований автоморфных и гидро-
морфных почв гумидных ландшафтов. Несмотря на значительное
разнообразие, обусловленное, прежде всего, генезисом и
составом почвообразующих пород, эти новообразования имеют ряд об-
82
щих признаков. Все они обладают вытянутой формой,
характерным сквозным каналом и повторяют форму корней, вокруг которых
возникают сцементированные цилиндрические отложения
трехвалентной гидроокиси железа (рис. 13). Этим определяется их
характерная форма, буро-охристая, ржаво-бурая и охристая окраска.
Встречаются три вида почвенных трубчатых конкреций - крупные,
мелкие и корневые чехлики. В профиле почв трубчатые конкреции
(крупные и мелкие) формируются, как правило, глубже гумус-
аккумулятивного и элювиального горизонтов (т.е. ниже верхних 30-
40 см). Корневые охристые железистые чехлики образуются на
поверхности живых корней, сосредоточенных в гумусовом или в
пахотном горизонтах.
2.3.2. Крупные трубчатые конкреции
Крупные трубчатые конкреции формируются в
крупнопористых глееватых и глеевых почвах различного генезиса. Обычно
они распространены в тяжелых пойменных, в оглеенных подзолис-
Рис. 14. Бурая крупная
трубчатая конкреция из
профиля глееватой супесча-
но-суглинистой почвы,
заболоченной сильно-
ожелезненными
грунтовыми водами. Московская
Мещера.
О 1 2см
lllllJ 1
тых легкосуглинистых почвах поверхностного и в песчано-
супесчаных почвах грунтового заболачивания. Часто встречаются
в полесьях в зонах распространения ожелезненных грунтовых вод.
В этом случае формируются плотные крупные трубчатые
конкреции с шероховатой поверхностью буровато-серого цвета (рис. 14).
Их длина обычно равна 30-70, диаметр 5-20, 25 мм.
Крупные трубчатые конкреции структурных хорошо
агрегированных пойменных почв обычно имеют меньшую длину - 30-50 мм
и ровный ржаво-бурый цвет (рис.15).
83
I
О 1 2см
I----J 1
Рис. 15. Бурые крупные трубчатые конкреции из профиля дерновой
зернистой пойменной глееватой глинистой почвы. Раменская пойма р.
Москвы.
Крупные трубчатые конкреции по сравнению с вмещающим
горизонтом характеризуются значительным накоплением фосфора и
железа, часто - марганца (обычно в почвах начальных стадий ог-
леения) и несущественным - алюминия. По сравнению с
вмещающим мелкоземом в трубчатых конкрециях резко возрастает
соотношение Fe/Mn (табл. 25).
2.3.3. Мелкие трубчатые конкреции
Мелкие трубчатые конкреции отличаются тем, что
образуются не только в профиле оглеенных, но и автоморфных почв. Как
Рис. 16. Ржаво-бурые мелкие
трубчатые конкреции из
иллювиального горизонта дерново-
подзолистых глубокооглеенных
тяжелосуглинистых почв. Клин-
ско-Дмитровская моренная
гряда, запад Московской области.
84
правило, это новообразования иллювиальных горизонтов
суглинистых и глинистых почв. Их возникновение в профиле автоморфных
почв связано с локальным застоем влаги и поступлением в
почвенный раствор двухвалентного железа с его последующим
осаждением в виде трехвалентной гидроокиси железа вокруг некрупных
корней растений (рис.16). Ржаво-бурые мелкие трубчатые
конкреции имеют длину не более 1-12 мм. В их средней части как и в
крупных ророртштейнах проходит сплошной канал.
2.3.4. Железистые корневые чехлики
Железистые корневые чехлики - свежие отложения яркокра-
шенной гидроокиси железа на мелких корнях травянистой
растительности. Они возникают на корнях растений при высыхании
верхних горизонтов глееватых и, особенно, глеевых суглинистых и
глинистых почв разного генезиса. Их наличие можно легко
обнаружить, если резко вырвать корни травянистой растительности из
почвенного мелкозема гумусаккумулятивного или пахотного
горизонта.
2.4. Овалоиды - группа округлых железистых
конкреций проблематичного генезиса.
В ходе исследования новообразований почв гумидных
ландшафтов была описана группа новых, ранее неизвестных в
литературе обогащенных железом округлых конкреций проблематичного
генезиса. Они напоминают по размерам, форме и цвету крупные
ортштейны, но отличаются от них тем, что имеют отчетливые
концентрические слои, легко наблюдаемые на тангентальном срезе.
Овалоидные конкреции представлены двумя видами. Они
условно названы округлыми железистыми черно-бурыми и
округлыми ржаво-охристыми. Их генезис пока неизвестен, а
диагностическое значение нераскрыто. Вместе с тем полученные данные
позволяют дать им следующую предварительную характеристику.
Округлые черно-бурые конкреции по максимальной длине
имеют протяженность 5-8 мм (рис. 17). На сколе видны два или три
концентрических слоя темного цвета (возможно - кристаллы
пирита) с отчетливым металлическим блеском. Их поверхностный слой
обогащен органическим веществом и относительно легко
стирается с поверхности конкреции. Конкреции формируются в толще
торфяных почв, заболоченных ожелезненными грунтовыми
водами. Поэтому к их черному цвету примешан слабый буроватый
оттенок (рис. 17). Этот вид новообразований впервые обнаружен в
Карелии А.Ф. Володиным.
85
IA X
О» 3
Si
S Ф
.2 о
X
3
i-
o
s
X
a
ф
CO
X
3
ш
о
X
a
s
X °
J) h-
X О
X Ф
5 ф
>s oq
c о
« x
>S Ф
i 5
(0 £
CO О
О OL
о с
vo x
§^
о -я
§ £
?i
M
к 8.
ii
с о
>* со
a a
* ф
m о
e s
о x
О Ф
о 2
5 i
X X
>s 3
о
ffi
о
ii
TO f-
£11
in
о
CL
О
О)
s !
со
О
MnO
CM
о
i-
co
о
CM
Ф
III
CO
о
CM
<
CM
о
CO
F vp
<■>
^nP
5 cS
-0
о
»- я
о c
^
CO
X
t §
^
1 L.
бъект ис-
едования
ii
о
6.
со
СО
У
о
с
ос
р
со
со
ф
ф
ю
СМ
СО
т—
N-
т- •
,-
СМ
N
О
О)
О
о
со
т—
СО
т-
00
ю
CSJ
о
со
^
со
со
о"
о
см
о
т-
ф
«
у
1-
о. <о
go
т—
ю
со"
^
"
о
см"
^
▼""
О)
о"
о
оо"
см
со
Tf
т—
со
со"
"fr
N
00
^
CM
CM
т—
X—
о 2
CO ^
fc 3" 5
? Ф О
ю g-ю
>» x <«-"
£2 a
CM
Q.
CO
CO
У
о
с
0ч
со
ш
Л)
ф
см
со
т—
см
"
со
*"*
со
о
оо
о
n-
см"
см
00
со
т-
о>
со"
<*-
т
о
ю
Tf
см
О)
о
о
см
о
т—
ф
-0
1-
со
У
ю
s" ^
Q. СО
о о"
см
со
'*
о
см
"■
со
,г"
см
о
см
т—
00
со"
т—
тГ
т—
см*
N-
см
N
ю
см
1
о
см
о
т—
S
^
со
ф
2
ш
X
о
со
s
a
s
1
^"
r" 1
со
CM
^
ю
т"
со
со
о"
со
со"
О)
"*"""- 1
т- !
ю
со
о
00
т—
ф"
х
ф '
i -
о с;
^ "б
86
Несмотря на то, что
такие конкреции
исследованы пока весьма неполно,
несомненно, что они
образуются в торфяных почвах,
приуроченных к зонам
влияния ожелезненных
грунтовых вод с
повышенным содержанием
сульфатов.
Округлые
ржаво-охристые конкреции имеют
длину от 2 до 6 мм (рис.
18). На тангентальном
срезе прослеживается
плотная поверхностная
оболочка несколько более
светлого цвета, чем
основная буровато-охристая
масса, занимающая все
внутреннее пространство
этих конкреционных
новообразований.
Округлые ржаво-
охристые конкреции
обнаружены на повышенных
элементах центральной
поймы р. Оки в зоне
распространения темно-бурых
дерновых зернистых глее-
ватых почв. Не исключена
тесная связь этих
новообразований с деятельностью почвенной мезофауны, поскольку
округлые ржаво-охристые конкреции часто встречаются в
непосредственной близости от муравейников на относительно
дренированных территориях пойм.
87
•t
л
0
О 1 2см
!■■■■ J —I
Рис. 17. Черные округлые железистые
конкреции из профиля ожелезненных
торфяных почв на слабоожелезненных
грунтовых водах.
1 2см
А 1
Рис. 18. Округлые ржаво-охристые
конкреции
3.
ГУМУСОВЫЕ КОНКРЕЦИОННЫЕ
НОВООБРАЗОВАНИЯ
3.1. Общие положения
Гумусовые конкреции - новообразования гидроморфных почв
с высоким содержанием органического вещества. Они встречаются
в верхних горизонтах дерново-глеевых и более заболоченных
(торфянисто-глеевых, торфяно-глеевых) почв поверхностного и
грунтового заболачивания. Как правило, они имеют глубокий
черный цвет, обладают значительной механической прочностью,
невысокой плотностью сложения (<1,0г/см3).
Черные гумусовые конкреции - устойчивые индикаторы
интенсивного переувлажнения почв. Вероятно, их формирование
связано с необратимой коагуляцией органических и минеральных
коллоидов трехвалентными металлами - железом и алюминием.
В настоящее время в этом типе обнаружен только один вид
новообразований - плоские черные угловатые гумус-алюминиевые
конкреции.
3.2. Плоские черные угловатые гумус-
алюминиевые конкреции
Плоские черные угловатые гумус-алюминиевые конкреции
были обнаружены в минеральных сильнозаболоченных и в
торфяных почвах. В минеральных дерново-глеевых и более
заболоченных почвах они сосредоточены в поверхностном гумусовом
горизонте. Здесь эти конкреции обычно невелики. Их размер не
превышает 5-30 мм. Такие же легкие прочные конкреции
неправильной ребристой формы в торфяных почвах имеют более крупный
размер - от 20 до 50 мм и более (рис.19). Плоские черные
угловатые гумус-алюминиевые конкреции обладают одной весьма
существенной особенностью - только в таких конкрециях почв гумидных
ландшафтов обнаружено значительное накопление алюминия
(табл. 26). По отношению к вмещающему горизонту оно составило
30, а к почвообразующей породе 45%. Вместе с тем в этих
конкрециях происходит значительное накопление фосфора
(соответственно в 5 и 10 раз) и железа (в 2,7 раза). Эти конкреции
практически не накапливают марганец и магний. Их присутствие всегда
указывает на очень длительное, а во влажные годы - на постоянное
88
со х
см з
<б со
3" ф
s о
4*
« о
ь ю
о
а
ф
а:
т- d
< (О
!1
S ?
>s °
s >s
IT S
ф *
а о
2" ф
о S
* *
* с:
л о
ш о.
ф q;
И
с ©
m CD
о о
s с
С S
£ о
JQ £0
•" ,?*
(О О-
ю
F *
^» ф
X СО
is
&£
у I
X X
S Ф
* ц
О (О
о *
* 2
с о.
ш с
Л ГС
§5
О —'
i 5
О С
ф х
х х
>s s
s I
g§
(О ф
CO c;
о
CM
0-
MgO
CaO
MnO
CO
о
CM
Li.
CO
о
CM
<
CM
о
CO
Гумус no
Кноппу,
%
Содержание
конкреций, % от массы
почвы
Объект
исследования
ю
со
1.0
Y—
1.6
0,2
13,9
20,4
57,3
9,4
2,5
Черные.гумус-
алюминиевые
конкреции
я
0.2
-
0.2
4,9
15,8
73.7
5.9
1
Вмещающий
горизонт А1 дерново-
глеевой почвы
О
1.1
1.2
0,1
4,7
14,0
75,3
•
i
Почвообразующая
порода, горизонт С.
Легкая лессовидная
глина
89
переувлажнение почв и возможность их использования в
естественном состоянии только в качестве низкопродуктивных осоково-
злаковых лугов.
Рис. 19. Черные плоские угловатые гумус-алюминиевые конкреции из гор.
А1д" дерново-глеевой глинистой почвы. Запад Московской области
90
4
ИЗВЕСТКОВЫЕ КОНКРЕЦИИ
4.1.Общие положения
Известковые новообразования, свойственные почвам
лесостепной, степной и более засушливых зон, ранее были подробно
изучены многими исследователями (Афанасьева, 1947; Валиахме-
дов, 1977; Добровольский, 1956, 1961; Македонов, 1966; Набоких,
1911; Сидоренко, 1956; Nikiforoff, 1937, и др.). Значительно менее
известны известковые конкреции почв лесной зоны и севера
лесостепи. Вместе с тем генезис этих новообразований тесно связан с
гидрохимическими условиями, происхождением и составом почво-
образующих пород, степенью гидроморфизма почв. Они являются,
таким образом, источником актуальной информации
непосредственно в полевых условиях, если известны особенности их
происхождения и формирования. В гумидных ландшафтах этих зон
причины возникновения в профиле пбчв карбонатных конкреционных
новообразований связаны с двумя факторами - гидрогенной
аккумуляцией извести при неглубоком залегании жестких гидрокарбо-
натно-кальциевых грунтовых вод или с наличием карбонатов
кальция (и магния) в почвообразующих породах и горизонтах почв. По-
видимому, в рассматриваемом ареале имеют место три группы
почв, в профиле которых возникают такого рода новообразования.
К ним относятся, во-первых, тяжелые в разной степени оглеенные
дерново-подзолистые и подзолистые почвы на ленточных глинах в
бассейнах Великих озер Русской платформы. Во-вторых, черно-
земно-луговые почвы равнинных пространств лесостепи и серые
лесные почвы южной тайги на слабокарбонатных лессовидных
суглинках. В-третьих, почвы пойм рек лесостепной зоны в условиях
активного влияния на почвообразование гидрокарбонатно-
кальциевых грунтовых вод. Именно к таким территориям были
приурочены наши исследования, цель которых заключалась в
изучении макроморфологии, генезиса, химического состава
карбонатных конкреционных новообразований и оценке их
диагностического значения.
Непосредственными объектами исследования послужили кар-
бонатно-глинистые кольчатые вскипающие конкреции из почв на
карбонатных ленточных глинах («иматровые камни») Новгородской
области, известковые вскипающие конкреции («журавчики») из
91
черноземно-луговой и других почв на карбонатных покровных
суглинках Рязанской области (Михайловский стационар) и
Владимирского ополья, железо-известковые и известковые конкреции из
сопряженного ряда почв, приуроченных к пойме р. Дон (Тульская
область). На территории Верхне-Донского стационара исследовались
новообразования дерново-насыщенной неоглеенной (р. 17),
луговых насыщенных глубокооглеенной (р. 16), слабооглеенной (р. 15),
глееватой (р. 10), карбонатной глеевой (р.4) и лугово-болотной
карбонатной (р.4) почв, увлажненных и заболоченных
слабоминерализованными жесткими грунтовыми водами: рН 7,3-7,8;
Са2++Мд2+=10,4-30,0 мг-экв/л, НС03" - 260-472 и SO4 " - 417-1319
мг/л. Черноземно-луговые почвы Михайловского стационара
заболочены как пресными поверхностными, так и грунтовыми
слабоминерализованными водами (рН 8,14-8,40; Са2++Мд2+=88-96мг/л;
НС03" - 3,8-4,0 мг-экв/л и S042' - 39-41 мг/л).
4.2. Известково-глинистые кольчатые вскипающие
конкреции
4.2.1. Коричневато-серые известково-глинистые
кольчатые конкреции
По-видимому, впервые известково-глинистые кольчатые
конкреции или иматровые камни были описаны Хофманом (цит.
по Венюкову, 1881) в почвах на ленточных глинах в районе
водопада Иматра, откуда они и получили свое название (рис. 20). Такие
новообразования почв на карбонатных ленточных глинах широко
распространены и в ряде других мест Карелии, а также в почвах на
ленточных глинах Ленинградской (Дзенс-Литовский, 1942) и
Новгородской областей (Зайдельман, 1981). Таким образом, эти
конкреции приурочены к почвам лесной зоны, развитым на эндемичных
отложениях перигляциальных водоемов.
Формы иматровых камней весьма разнообразны - от округлых,
овальных плоских до причудливых неправильных. Подробный
обзор взглядов на генезис этих своеобразных новообразований
приведен в работе П.Н. Венюкова (1881) и, позднее, в монографии
А.В. Македонова (1966). Последний рассматривает их как
«субсовременные четвертичные образования». По-видимому, следует
признать справедливой точку зрения Венюкова на их генезис:
«Вода, содержащая углекислоту и постоянно проходящая по
трещинам, заимствует и, так сказать, выщелачивает часть углекислой
извести из глины. Она уносит ее и затем, встречая какой-нибудь
кусочек гранита, песчинку, или же, наконец, просто доходя до
конца трещины, она начинает отлагать углекислую известь...». По-
92
Рис. 20. Коричневато-серые известково-глинистые кольчатые конкреции
из профиля дерново-подзолистой глееватой глинистой почвы на
ленточных тонкослоистых глинах (иматровые камни). Бассейн оз.
Ильмень. Новгородская область.
скольку все ленточные глины слоисты, пропитывание мелкозема
известью в отдельных слоях происходит неравномерно, но так как
в основном слои глины идут совершенно горизонтально,
преобладают правильные закругленные формы иматровых камней. «Если
слои глины неправильны, изогнуты, то и конкреции, образующиеся
в них, не имеют уже своей правильной закругленной формы» (с.
127). Кроме того, по нашим наблюдениям (Зайдельман, 1981) эти
новообразования часто могут иметь сквозные округлые отверстия
различного диаметра. Это свидетельствует о том, что отложение
извести могло идти в данном случае вокруг корней древесной или
кустарниковой растительности. Именно такие кольчатые
известковые конкреции, приуроченные к глееватым и глеевым почвам на
слабокарбонатных ленточных глинах Новгородской области,
послужили непосредственным объектом наших исследований.
Подобные новообразования, поданным П.Н. Венюкова (1881),
состоят из глинистой породы, пропитанной карбонатной массой. Нами
были обнаружены, описаны и изучены карбонатно-глинистые
кольчатые новообразования в почвах на ленточных глинах бассейна
93
оз. Ильмень/ Кольчатые карбонатно-глинистые конкреции -
овальные плоские образования, их длина по наибольшему
диаметру 1,5-3,0 см, а высота - 3-7 мм. Обычно в центре они имеют
одно сквозное отверстие. Цвет - теплый, бежевый. Кольчатые
конкреции содержат около 68% СаС03| 32% Si02, 10% AI203 и 5%
Fe203 ,MgO - 2,8% (табл. 27).
4.2.2. Спайно-кольчатые известково-глинистые
конкреции
Светло-серые спайно-кольчатые известково-глинистые
конкреции - крупные новообразования (рис. 21). Их максимальная
длина 5-12, а высота 2-Зсм. Они могут иметь одно или более
одного сквозных отверстий. Цвет серовато-бежевый или серый. Вместе
с тем по химическому составу они слабо отличаются от кольчатых
новообразований пониженным содержанием извести 40-55%,
более высоким - Si02 - 32-42%, Al203 - 10-13%, Fe203 - 4-5% и MgO
- 3,3-4%. На изломе спайно-кольчатых известково-глинистых
конкреций можно легко обнаружить два слоя: наружный более
светлого и внутренний - темного цвета и очень твердый, которые
несколько отличаются по химическому составу (табл.27). Внутренняя
часть крупной спайно-кольчатой конкреции содержит больше
СаС03и меньше кремния, алюминия и железа.
Таблица 27
Содержание извести (% на абсолютно сухую почву [а.с.п.]) и валовой
химический состав кольчатых и спайно-кольчатых конкреций (%на
прокаленную навеску) из дерново-подзолистых глееватых почв на
ленточных глинах. Новгородская область
Образец
Общая
масса
Общая
масса
Верхний
слой
I Внутр.
[слой
СаСОз
68,4
50,2
40,8
54,9
I ППП | Si02 IА1203 |Fe203|Ti02| MnO
Мелкая кольчатая конкреция
28,81 32,02 10,20 4,99 1,45 0,36
Большая спайно-кольчатая конкреция
25,02 37,40 13,47 4,27 1,28 0,31
23,29 41,53 13,32 5,64 1,18 0,18
28,14 32,77 10,57 4,06 1,39 0,37
I CaO I
46,9
36,60
31,19
42,05
MgO
2,76
3,81
3,97
3,25
Р2О5]
0,22
0,10;
0,14
0,12
Все эти новообразования формируются на глубине 70-100см в
ленточных (преимущественно тонкослоистых) карбонатных глинах
*Образцы таких конкреций были переданы авторам почвоведом института
Новгородгипроводхоз А.А. Жировым.
94
и приурочены к оглеенным (глееватым и глеевым) почвам.
Нередко эти конкреции можно встретить на обнажениях, откосах, а также
на бортах дренажных каналов. Они возникают в условиях
увлажнения и заболачивания поверхностными - атмосферными и
намывными склоновыми водами. Диагностическое значение этих
конкреций заключается в том, что они четко отражают генезис,
химизм почвообразующих пород (тонкослоистые карбонатные
ленточные глины), а также факторы увлажнения, заболачивания почв
и их гидрохимию (верховодка, связанная с поступлением
атмосферных или /и/ намывных пресных склоновых вод).
Рис. 21. Светло-серые известково-глинистые спайно-кольчатые конкреции
из профиля дерново-слабоподзолистой остаточно-карбонатной глее-
ватой глинистой почвы на ленточных тонкослоистых глинах. Бассейн
оз. Ильмень. Новгородская область.
4.3. Известковые вскипающие конкреции
4.3.1. Общие положения
Известковые конкреции в почвах лесостепи имеют
гидрогенное происхождение, связанное с влиянием жестких гидрокарбо-
натно-кальциевых вод. Водораздельные и пойменные виды таких
новообразований характеризуются близким механизмом
образования. Среди гидрогенных новообразований наибольший интерес
представляют крупные и мелкие твердые карбонатные конкреции,
95
легко различимые в профиле почв при его визуальном изучении.
Их образование тесно связано с режимом грунтовых вод. Такие
новообразования возникают на контакте с зоной аэрации в
основном в результате привноса в почвенную толщу грунтовыми водами
щелочноземельных элементов (преимущественно Са).
«Выпадения конкрециеобразователя приурочены к зоне эпизодического
насыщения и наиболее резкого изменения условий химического
равновесия» (Македонов, 1966, с. 180). В исследуемых почвах эта
зона фиксирует наиболее высокий уровень грунтовых вод. Эти
слои грунтовых вод обладают наиболее высокими температурами
и низким парциальным давлением С02. Поэтому здесь
растворимые бикарбонаты переходят в нормальные карбонаты и выпадают
в осадок.
Значительный интерес представляет еще не раскрытый до
конца вопрос о происхождении твердых карбонатных конкреций.
Многие исследователи (Добровольский, 1956; Македонов, 1966;
Сидоренко, 1956 и др.) полагают, что твердые конкреции образуются не
непосредственно из почвенных растворов и грунтовых вод, а при
дальнейшем преобразовании рыхлого первоначально выпавшего
из грунтовых вод глинисто-известкового вещества. Другие авторы
(Сендерс, Фридмен, 1970) отмечают, что в процессе образования
карбонатных конкреций наряду с перекристаллизацией первичных
структур большую роль играет селективное растворение с
образованием пор и осаждением карбонатного цемента в последних.
Образование карбонатного цемента вызвано перекристаллизацией
арагонита в кальцит. Осаждение кальцита в виде друз
осуществляется в пересыщенных растворах.
В целом, однако, процесс образования карбонатных конкреций
остается малоизученным. Можно лишь предполагать, что их
образование происходит при частой смене обводнения и иссушения
почвенных горизонтов. Обводнение жесткими водами
сопровождается накоплением рыхлых осадков. Иссушение - их дегидратацией
и кристаллизацией.
В карбонатных конкрециях черноземов (ЦЧО) В.В.
Добровольский (1956) обнаружил три компонента, образующих твердую
фракцию этих отдельностей - собственно карбонатный материал;
акклюдированный материал, не входящий в химическую структуру
карбонатов, и кластический материал, представляющий включения
окружающей породы, захваченной карбонатной массой при ее
образовании.
В общей группе карбонатных конкреций были выделены
следующие виды оформленных новообразований.
96
4.3.2. Белесые известковые крупные овальные
конкреции (журавчики)
Белесые известковые крупные овальные конкреции
(журавчики) получили распространение в лугово-черноземных и чер-
ноземно-луговых почвах лесостепи (рис. 22). Преимущественно,
они встречаются в почвах, приуроченных к покровным
отложениям, увлажнение и заболачивание которых связано с поступлением
жестких гидрокарбонатно-кальциевых вод. Эти конкреции имеют
овальную или округлую форму, белесовато-серую окраску, ровную
поверхность. Их длина равна 2-4 см, высота 2-3 см. Химические
свойства таких новообразований существенно не изменяются в
зависимости от степени избыточного увлажнения почв. Однако при
усилении переувлажнения повышается их верхняя граница
распространения. Все они отличаются значительным содержанием
извести (около 70%), относительно небольшим присутствием Si02
(28%), А1203 (5%), Fe203 (2,7%), MgO (2,3%). На сколе можно
отчетливо различить два слоя - поверхностный и внутренний.
Поверхностный заметно отличается по химическому составу от
внутреннего. Так, содержание СаС03 во внешнем и внутреннем слоях
равно соответственно 57 и 79%, Si02 36 и 20, А1203 7,5 и 2,0; Fe203
3,2 и 2,5% (табл.28). Можно предполагать, что различия
химического состава разных слоев карбонатных конкреций связано с
различными фазами их формирования. В этой связи необходимо
обратить внимание на то, что строение крупных спайно-кольчатых
конкреций почв лесной зоны, имеющих существенно иной генезис,
также характеризуется аналогичными изменениями химического
состава поверхностного и внутреннего слоев (табл. 27).
Несмотря на то, что по своим макроморфологическим
особенностям и химическому составу журавчики существенно не
различаются в почвах разной степени переувлажнения, тем не менее их
следует рассматривать как весьма перспективные индикаторы
переувлажнения. Это обусловлено тем, что их верхняя граница
распространения совпадает с высотой максимального подъема вод.
Этот признак может быть использован при характеристике степени
гидроморфизма черноземно-луговых почв. Последнее позволяет
обратить внимание и еще на одно следующее важное
обстоятельство. Нередко высказывается вполне оправданное
предположение, что известковые конкреции в почвах лесостепной и степной
зон являются реликтами некогда господствующих здесь гидро-
морфных условий (Ковда, Самойлова, 1966). Однако, такая
трактовка справедлива лишь тогда, когда полностью исчерпана
аргументация в пользу их современного (рецентного) происхождения.
97
Вместе с тем нами обнаружена тесная связь новообразований с
особенностями современного гидрологического режима. В
частности, глубина залегания конкреций в профиле изученных почв
всегда коррелировала с положением уровней грунтовых вод или
верховодки. Так, в исследованном нами ряду почв - темно-серые
лесные, черноземно-луговые и луговые с максимальным подъемом
верховодки в летний период влажных лет соответственно до 120,
100 и 70 см верхняя граница распространения журавчиков
находилась на 122, 114 и 82 см.
Рис. 22. Белесые
известковые
крупные
овальные
конкреции (журавчи-
ки).
а. лугово-черно-
земная глеева-
тая почва на
карбонатных
лессовидных
суглинках. Юг
Рязанской
области.
б. серая лесная
глубокооглеен-
ная почва
Владимирского
Ополья. Юрьев-
Польский
район.
98
Практически тождественную морфологию и близкий состав
имеют журавчики из темно-серых лесных почв ополий южной тайги
(рис. 23).
Таблица 28
Содержание СаСОз (% на а.с.п.) и валовой химический состав
белесых известковых овальных конкреций /журавчиков/, % на
прокаленную навеску. Черноземно-луговая почва на покровных карбонатных
лессовидных суглинках. Рязанская область
Образец
Общая
масса
Поверхн.
слой
Внутр.
слой
СаСОз
71,3
56,9
78,7
ППП
33,13
29,81
35,64
SiO?
28,56
36,20
19,84
AI2O3
4,99
7,45
1,99
Fe203
2,67
3,17
2,52
Ti02
следы
н м
.....
MnO
0,32
0,40
0,32
CaO
58,20
49,43
66,09
MgOl P2O5
2,30
2,30
2,25
0,21
0,16
0,34
Приведенные данные по характеристике валового химического
состава журавчиков северной лесостепи совпадают с
результатами изучения этих новообразований в других природных зонах (в
зоне широколиственных лесов, в степной и сухостепной зонах),
полученными Д.И. Попазовым (1956) и затем М.Н. Черепановой
(1959). В этих конкрециях независимо от зональной
приуроченности почв, содержание извести оказывается весьма стабильным.
Это позволяет высказать предположение о едином происхождении
рассматриваемых конкреционных новообразований.
4.3.3. Известковые крупные угловатые раковистые
конкреции
Белесые известковые крупные угловатые раковистые
конкреции (рис.23) почв пойменных террас рек севера лесостепи
имеют светло-серую окраску и натечную раковистую текстуру. Это
- вытянутые конкреции длиной 4-6 см и шириной 1,0-1,5 см. Они
встречаются во всех почвах центральной и притеррасной части
пойм. Нами были предприняты исследования их
микроморфологического строения с помощью электронного растрового микроскопа.
Установлено гетерогенное строение крупных светло-серых
карбонатных новообразований лугово-болотных почв. В целом стяжения
имеют компактное сложение с тонкими щелями между
минеральными зернами и редкими крупными каналами. Выделяются зоны с
явной концентрацией ромбоэдров кальцита, которые приурочены к
полостям перекристаллизации, с отчетливо выраженными
трещинами спаянности по граням. Выделяются три типа кристаллов
кальцита: 1) ромбоэдры удлиненной формы; 2) ромбоэдры изо-
99
метрической формы, близкой к форме многогранника; 3)
игольчатая форма (люблинит).
В отдельных кристаллах обнаруживается рост и развитие
кальцита. Среди формирующихся новых кристаллов часто выделяется
люблинит. Местами отчетливо выделяются соединения марганца
ажурной (сетчатой) формы, тонкой пленкой обволакивающие
кристаллы кальцита. Четко отмечается отдельная локализация
соединений Мп от соединений Fe. В зонах сопряженного скопления
соединений Fe и Мп образуют шарообразные формы компактного
сложения. По происхождению они вторичны по отношению к
кристаллам кальцита и не входят в состав карбонатов. При этом
стяжения соединений Мп и Fe в карбонатных конкрециях имеют
формы, характерные для физико-химических условий осаждения.
Биогенные соединения железа и марганца в этих конкрециях не
обнаружены.
Рис. 23. Белесые известковые крупные угловатые раковистые конкреции
из профиля лугово-болотной карбонатной глинистой почвы на жестких
грунтовых водах. Пойма р. Дон. Тульская область.
В шлифах светло-серые крупные карбонатные
новообразования также имеют компактное сложение с единичными округлыми
пустотами, стенки которых устланы крупными кристаллами мелко
зернистого кальцита. Основная масса состоит из мелкозернистого
кальцита с примесью глинистого материала. В этой массе
встречаются отдельные корродированные зерна первичных минералов,
преимущественно кварца (около 5%). Поверхность зерен окаймле-
100
на крупными кристаллами кальцита. Встречаются тяжи (зоны
перекристаллизации), полностью заполненные крупными кристаллами
мелкозернистого кальцита. Соединения Fe и Мп имеют островное
распределение по поверхности тонких пустот и карбонатных зерен.
Эти новообразования в глеевых почвах отличаются большим
количеством пустот преимущественно округлой формы (вероятно,
сохранены в основе почвенного материала). Стенки пор выстланы
перекристаллизованным кальцитом. Отдельные зоны конкреций
имеют крайне локальные диффузные (расплывчатые) пятна
выделения соединений Fe и Мп.
Валовой химический анализ белесых известковых крупных
угловатых светло-серых конкреций был исследован для всех почв
катены Верхне-Донского стационара. Полученные данные
свидетельствуют о том, что широкий диапазон почв разной степени
заболоченности (от дерновой насыщенной неоглеенной до луговой
глеевой) характеризуется близким химическим составом.
Содержание СаС03> Si02, А1203, Ti02l MgO остаются весьма
стабильными независимо от степени оглеения почв. Исключением в этом
отношении является марганец, концентрация которого в крупных
светло-серых карбонатных конкрециях нарастает почти
пропорционально возрастанию степени заболоченности почв, а также
железа, содержание которого заметно возрастает в конкрециях из
лугово-болотной почвы (табл. 29). Следует отметить и то
обстоятельство, что общее соотношение Fe/Mn в известковых конкрециях
закономерно уменьшается с нарастанием заболоченности
рассматриваемых почв (с 17 до 5). Здесь наблюдается диаметрально
противоположная закономерность изменения Fe/Mn по сравнению
с марганцево-железистыми конкрециями (ортштейнами) кислых
почв лесной зоны, в которых это соотношение всегда
увеличивается при усилении заболоченности почв в пространстве (Зайдель-
ман,1985). Это различие определяется прежде всего
особенностями миграционной активности Мп в кислой и слабощелочной
средах, его способностью к накоплению в карбонатных образованиях.
Этот признак, несомненно, может быть использован при
аналитической диагностике степени гидроморфизма и заболоченности
рассматриваемых почв. Кроме того важное диагностическое
значение этих новообразований заключается и в том, что их верхняя
граница распространения, так же как и журавчиков в черноземно-
луговых почвах, как показали выполненные нами эколого-
гидрологические исследования в почвах пойм верхнего течения р.
Дон (Зайдельман, Селищев, 1980, 1981), совпадает с отметками
наиболее частого подъема грунтовых вод в первой половине
теплого периода. В частности, им соответствовала верхняя граница
101
1 Г
ф
Z
х
в.
ф
ш 1
ш |
у
о
'ИНЫХ Г
W
2
о
с [
>s
s
а*
ф
Q.
*
X
о
х
X
в известке
ную навес
2 S
К Ф
о го
О X
_ о
1 CL
X *-
о го
Ф Z
is?
id
х го
* z
*5 2
о s
§е
на а.с.п.) i
рологичесн
£5
6 6
о z
ие Са<
очвен
z с
ft о
9- *
ф о
d х
о о
О ct
с
2
ф
и_1
ю
О
(£1
о
m
2
о
О
О
с
2
О
СО
О
СМ
ф
О
<
см
о
СО
с:
с
с:
со
о
о
О
1 го"
he.
Я
со
Q,
СО
ТО
а.
О
2]
СО
2J
s
-Г
ф
Q.
Ь£
I
О
(1)
Л
X
с
>s
О.
Ф
Л
ш
о
ф
со
СО
S
0)
-0
ф
ф
ш
N.
*—
LOI
т—
о
"*
т—
т—
со
ю"
со
О)
о
о
со
СМ
о"
со
со
"
ч-
со
СО
N.
ел
ю
см
со
СО
со
ю
N.
ю
см
v~
ю
т—
;*"
N.
т-
^
т—
см
т—1
о
ю
т~ I
со
со
3]
т—
т~
О
т-
со
о"
со
со
т—
ю
см
^г
со
тг
ю
см
ч*
см
Ч-"
со
со
г*
N-
о
о
о
СО
со
т*~
м
V
т—1
т-
о
о
о
со
ч-
со"
со
СО
о
о
о
со
о"
о
г^
т"
со
со
чГ
о
ю
со
см
со"
со
т—
о>
со
о
!С0
о
00
ю
■с-
т—
о
т-
о
т—
т~*
ю
см
со"
ю
см
см
о
со
со
о*
N.
ю
см
ч*
Со
ч*
N.
СО
т-
со
**
со
см
к4-"
со
ю
N-
ю
со
о
т—
со
^-1
т-|
о
со
^-*
со
СО
со"
со
м
со
о
ю
см
о"
Со
со
^~
см
со
со
ч*
СО
см
см
|о
со
ю"
СО
СО
I4*
N-
со
гг
со
со
Ur
ю
щ
о
т-
т—
^
со
со"
ю
СО
ю
о
ч*
со
о
со
см
со
СО
со
ч*
о
СО
со
см
ч*
см
см"
СО
СО
Со
со
ю
1"
ю
со
V
.*—V
(0
ш
СМ
щ
S
ф
о.
X
о
ф
S
ф
J3
ф
ш
СО
ф
о
ф
с:
ф
L0
f^-
см
t4-
о
о
о
со
со
см
ю
ю
со
о
о
см
со
о"
со
СО
т—
ю
ю
о
Со
со
со
т_
со
СО
ю
(О
ю
см
^Г"
1
ю
т-
N-
т~
о
со
о
т—
о
о
N-
со
о
со"
ю
N-
о
о
ю
со
о"
ю
^~
см
со
т—
со
о
тГ
!а
О)
г1"
о"
со
СО
г"
о
о
^7
о
о>
со
I Т~
со
со
о
о
о
^~
^~
о
ю"
со
о
со
о
со
см
о"
см
со
т""
ю
см
со
СО
о
ю
см
со
со"
со
N-
ю"
N-
со
hf
со
со
ht
N-
СО
т-
о
о
ю
СО
N.
ySl
ю
со
ю
о
со
со
о"
ю
см
ч*
со
со
'^f
^t
CM
со
со
со
т-
СО
ю
см"
со
ю
И"
ю
со
т~
о
(Г>
5
о
ш
а.
о
L.
S
=г
ф
Q.
X
о
*:
ф
л
X
с
Q.
ф
si
ш
о
о
ф
CQ
со
0)
л
h
о
о.
х
о
1
m
о
ф
с;
ф
ш
со
чН
см
см
о
со
^г- 1
^
N-
т—
чГ
ю
о
о
со
о"
N-
^1-
см
см
▼—
со
см
N-
Г5*"
\^
со
см
со"
см
см
со"
ю
8
см
1
о>
N-
т—
ю
^
со
см
о
^
'«—
ю
"^
СО
со
со
о
см
ю
о"
со
о
со
СО
о
со
со
N.
СО
тГ
со
о
ю"
см
Tf
т~
ю
о
г*
1 т—
1 1
со
ю
т~*
^
т-
со
т-
о
о
см
со
со
со]
ю
со
о
ф
со
о"
со
чаем
ю
тГ
ю
см
ю
со
со
со
со
со
о
ю
со
т-
т—
1
о
К>
т-
о
т-
СО
т-
т-|
см
о
со
т~
ю
см
со"
ю
ю
т-
о
о"
ю
см
со
S
ю
ю
Со
см
со
о
см"
со
т_
Со"
со
о
Со
о
со
\*
*\
Т"
^
т—
о
о
со
о"
Со
см
•^
со
СО
т—
о
со
см
о"
щ
см"
см
со
со"
со
^
см
см
щ
п
г*
со"
N-
о
о
▼"
о
О)
г-
ф
ф
с;
L.
о
го
5
К
го
X
X
ф
ь
ё
го
X
ОС
го
ю
о
L.
>»
с;
1
ю
Q.
. .
К
го
X
X
ф
ф
ц
JOOH0
Ц
1_
щенная
п
о
го
X
го
ю
у
>ч
с;
со
т~
о.
К
енна
гле
о
ф
X
№
го
X
X
ф
3
т?
о
го
X
а:
го
со
о
X
Q.
ф
«=г
1
N
а.
2
ю
г
с
К
го
X
н
го
X
о
ю
Q.
го
ы
К
го
g
о
ц
о
«?
о -
ш
о
>ч
с;
1
о.
о:
го
ю
ф
ф
ь
с:
го
X
1-
го
X
о
ю
Q.
го
itf
К
го
р
>ч
е;
1
часа
К
is
го
ю
ф
ф
о:
го
X
X
ф.
d
л
о
го
X
о:
го
ш
у
>ч
с;
1
о
т—
о.
. -
К
го
го
ш
залегания конкреций в профиле почв исследованной нами катены
- дерновая насыщенная неоглеенная; луговые насыщенные глубо-
кооглеенная, слабооглеенная, глееватая и глеевая; лугово-
болотная - на глубинах 110, 95, 83, 73, 40 и 30 см.
4.3.4. Известковые мелкие угловатые конкреции
В пойменных почвах севера лесостепи при неглубоком уровне
залегания жестких грунтовых вод наряду с белесыми крупными
известковыми формируются мелкие белесые конкреции, размер
которых не превышает 0,5-1,0 см (рис. 24). Их химические
свойства весьма близки к свойствам крупных белесых известковых
конкреций (табл.29). Возможно, в процессе эволюции почв они
постепенно увеличиваются в размере за счет ежегодного гидрогенного
поступления бикарбоната кальция и его перехода в зоне аэрации в
нерастворимый карбонат. В пользу этого предположения
свидетельствует не только близкий химический состав мелких и крупных
белесых известковых конкреционных новообразований, но и
приуроченность таких мелких конкреций к тем же генетическим
горизонтам (Bkgca), в которых формируются крупные новообразования.
Рис. 24. Белесые известковые мелкие угловатые конкреции из профиля
черноземовидной луговой глееватой глинистой почвы поймы р.
Дон. Тульская область.
4.3.5. Белесовато-охристые известковые крупные
овально-угловатые конкреции
Отметим дополнительно, что в профилях всех
рассматриваемых почв ниже горизонтов распространения светло-серых конкре-
103
ционных новообразований залегает горизонт крупных (3-4см)
белесовато-охристых конкреций с неровной поверхностью.
Обычно они приурочены к более оглеенному горизонту G0, обладают
овально-угловатой формой и могут быть дифференцированы по
химическому составу на две группы. В почвах неоглеенных и
начальных стадий оглеения они содержат меньше, чем светло-серые
конкреции, извести (51-65%), значительно больше Si02 (34-35%),
А1203 (5-8%).В интенсивно оглеенных почвах концентрация этих
компонентов не отличается от их содержания в светло-серых
конкрециях (СаСОз - 70-76%, Si02 - 22-29%). Однако в отличие от
светло-серых карбонатных конкреций содержание железа и
марганца в белесовато-охристых конкрециях всей группы оглеенных
почв остается практически тождественным (табл.29). Последнее
обстоятельство объясняется, по-видимому, тем, что эти
новообразования формируются в горизонтах окисленного глея и, в отличие
от карбонатных белесо-серых конкреций, находятся в условиях,
преимущественно, застойного водного режима.
4.3.6. Бурые железисто-известковые конкреции
В горизонтах распространения крупных карбонатных
белесовато-серых конкреций (BkgCa) или несколько выше зоны их основной
аккумуляции получили распространение весьма эндемичные
новообразования, сочетающие признаки железисто-марганцевых орт-
штейнов и известковых (карбонатных) конкреций. В дальнейшем
мы будем называть их бурыми эллипсовидными железисто-
известковыми (Fe-Ca) конкрециями (рис.25). Эти
новообразования имеют бурый (до серовато-коричневого) цвет. Встречаются в
пойменных почвах, заболоченных жесткими грунтовыми водами.
Такие конкреции обычно представлены крупными (>3мм) и
мелкими (<3мм) отдельностями. Их максимальный диаметр достигает
10-12 мм. Они характеризуются следующими химическими
особенностями. Бурые железо-известковые конкреции размером >3
мм изменяют свой валовой химический состав с нарастанием
степени заболоченности. Так, в ряду дерновые насыщенные неогле-
енные-луговые глеевые почвы содержание извести изменяется от
8 до 15-19%, Si02 от 66 до 43%; А1203 от 10 до 7,7%; Fe203 от 8,6 до
22,5%; МпО от 3,8 до 5,5% (табл.30).
Бурые железо-известковые конкреции менее 3 мм обладают
приблизительно таким же содержанием основных элементов и
солей, однако в них по сравнению с крупными бурыми железо-
известковыми конкрециями почти в два раза меньше марганца, а
104
накопление извести строго соответствует степени заболоченности
почв.
О 1 2см
!■■■■ J I
Рис. 25. Бурые железисто-известковые конкреции из профиля
пойменной луговой насыщенной слабоглееватой тяжелосуглинистой почвы
поймы р. Дон на жестких грунтовых водах. Тульская область
Полученные данные свидетельствуют о том, что в профилях
почв на карбонатных породах или в почвах, заболоченных
жесткими грунтовыми водами, формируются различные виды
конкреционных новообразований. Они различаются цветом, формой,
химическим составом и являются источником важной информации об
условиях почвообразования (генезисе и составе почвообразующих
пород, степени оглеения почв, химическом составе поверхностных
и грунтовых вод, динамике их уровней, ландшафтной
приуроченности почв). Идентифицированные нами карбонатные
конкреционные новообразования - бурые вскипающие Fe-Ca ортштейны,
белесые известковые угловатые раковистые конкреции, овальные
конкреции (журавчики), коричневато-серые известково-глинистые
кольчатые и спайно-кольчатые конкреции легко фиксируются в
полевых условиях в горизонтах почвенного профиля. Обнаружена
тесная взаимосвязь между карбонатными конкреционными
новообразованиями и современным водным режимом почв (рис. 26). В
частности, это проявляется в том, что верхняя граница
распространения конкреций обычно маркирует наиболее высокое
положение грунтовых вод или верховодки. Поэтому исследованные
известковые конкреции являются современными
новообразованиями. Они могут рассматриваться как устойчивый и важный критерий
эколого-гидрологического состояния почв и ландшафтов лесной и
лесостепной зон Русской равнины.
«>
105
с
:>
"35
LL
1 Q_
О
о
hE
со
О
о
с
2
см
н-
со
о
см
Ф
LL
см
<
о
СУ)
с
с
1С
со
О
о
со
и
со"
X
S
ю
с;
L.
со
а>
о.
со
го
i Q.
"S
о
2
СО
о.
р
5
со
л
^
S
3
ф
о.
X
2
а)
о.
о
см"
со
см
о
о
со
см
см
со
о
со
со
о>
со
о
о>
00
ю
О)
О)
о
^"
со
со
со
со
оо
см
со
ю
см
Т*"
ю
т—
'*"
h-
*"
тг
см*
I4-
со
о
h".
со
h-
со
т-
т-
00
со
чГ
со
о
со
со
о
▼"•
h-
со
0)
со
О)
со
ю
00
СО
со
т—
со
О)"
т—
о
о
т-
о
со
со
т~
00
г
h-
тг
о
со
г^
о
IO
т—
т—
см
со
ч*
со
со
о
со
см
О)
тГ
со
со
см
О)
00
ю
тГ
см
см
*~
со
ю"
о
О)
о
00
ю
т—
т—
см
со
о
см
00
см
см
о
^
ч-
см
^
со
со
о
о
о
о
т—
т—
00
О)
со
см
о>
ю
со
ч-
т—
^
со
СО"
ю
г^
ю
со
о
*~
со
т—
см
о
00
h-
00
h-
о
V
00
h-
т—
ю
о
8
СО
т—
^
h-
00
h-
CM
CM
ю
Ю
CO
CM
T~
CO
4fr
CO
T
CO
CO
41-
h-
CO
00
CO
о
CM
CO
о
CM
h-
r—
CM
Ю
Ю
00
M-
о
CO
Ю
CM
CM
о
r^-
h-
r^.
CM
CO
4*
o>
CM
r^
T"
Q.
с
о
(1)
X
ю
ч*
ю
со
"*"
$
CD
со
Q.
2
5
s
со
V
s
s
zs
Ф
X
о
ф
J)
u.
LfJ
о
"*
CO
CM
о
00
Ю
CM
CO
1^.
CM
CO
CO
CO
о
s>
CO
cu
о
о"
Tj-
со
CO
CO
00
4-
oo"
If)
Ю
T—
Ю
^t
h-
t—
CO
CO
CO
т—
о
CO
CO
00
CO
x—
00
4 .
со
CO
Ю
о
о
o
т—
о
CO
CO
CO
Ю
1^
Ю
-*•
^
со"
X"
со"
Ю
r^.
LO
CD
о
т—
4-
CO
CM
CM
о
о
ю
ю
т—
т~
ю
чг-
г^
ю
о
со
со
со
*—
00
<*
со
со
ч*
ю
ю
со
ю
со
т-
со
ю"
со
^
со
со
^г
со
о
со
ч*
о
ю
^t
со
^г
^г
т—
со
^1
со
*\
о
°1
т—
см
со
**
со"
щ
м
ТГ
°
со
ю"
т—
см
см
ю
^
ю
со
^~
X
о;
со
m
о
L.
>»
с;
ю
т—
Q.
. .
0ч
со
X
X
кооглее
о
\о
>ч
Е
(X
со
т
X
(1)
JQ
о
со
X
к
со
со
о
|_
>s
с;
со
^
Q.
(Г
со
т
X
глее
о
а>
X
со
X
X
со
3
л
о
со
X
со
со
о
X
Q.
си
ее
1
г^
т—
а.
2
ш
Поч
1
о
ffl
о
|_
>ч
q
V-
Q.
ы
со
m
О)
а)
с;
iZ
со
X
н
со
X
о
ю
U.
со
к
со
ш
р
с;
1
тГ
о.
. »
о:
s°
ь
(U
ш
со
со
с;
U.
о:
со
X
X
со
ц
о
со
X
ГС
со
со
р
>%
с;
о
чр—
Q.
и:
со
ш
со
со
со
Е
о
ю
со
с;
о
о:
со
±
со
3
о:
со
со
X
о
ю
Q.
со
о;
со
SE
о
ю
X
ф
п;
го
^
о
а
с
го
X
^
^
ш
т
о
с
X
JD
X
X
ф
2
>s
о
с
>s
S
=г
ф
а
*
X
о
*
X
JQ
m
о
^
ь
о
ф
ш
го
S
о
ь
о
S
со
ф
с
ф
^
X
л
а
>»
ю
ю
р
о
о
о
>s
S
*
о
ф
У
S
5
S
X
>s
о
m
о
q
го
ffl
а
го
X
о
S
3"
го
н
о
>s
S
X
о
ф
т
S
L.
о
с;
о
а
се
S
U
о
енн
ш
У
о
с
>s
о
X
о
X
о
сг
ф
X
X
а
ф
со
ку)
106
В классификационном отношении полученные данные
заслуживают внимания еще и потому, что они позволяют предложить
объективный и надежный критерий дифференциации черноземов и
черноземно-луговых почв. Эта сложная классификационная
задача для полевых изысканий и исследований из-за близкого
строения их поверхностных горизонтов может получить простое
решение. Оно заключается в том, что черноземно-луговые почвы как
правило содержат в своем профиле карбонатные конкреционные
новообразования (журавчики), тогда как в черноземах они обычно
отсутствуют и, если появляются, то на значительных глубинах.
Отметим в этой связи, что ранее Е.М. Самойлова (1985), обобщая
данные ряда исследователей (Вернандер, 1951; Гринь, 1967) и
собственные наблюдения, сделала вывод о том, что наличие жу-
равчиков можно считать одним из диагностических признаков
лугового процесса почвообразования. Наши данные подчеркивают
справедливость этой точки зрения и позволяют использовать
присутствие в профиле почв журавчиков для идентификации
черноземно-луговых почв.
см
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1::::::::::И' I
а
-
▼ ▼▼▼
"о о
тттт
■\"*\
-▼ в
• I
• •*
▼ • • I
ттт
*«*.*.!
t
f I
">. I
6
V.'J
VoTo
• ■ »•»•[
» » »
и tt tt|
• . .i
t
1
Г
о.
в
▼ ОТО*
▼ ▼отт
• ▼ • 1
• • ▼
tttttt
tt tt tt
tt » 1
"ПГП
о о о ol
Л- 1
г
1
и»м
▼o*o*
■ • • • •
• ▼!▼•
• • •• •
tt tt
%мам
att«%
n tt
Gr
••••••
)
c.
д
▼•▼•▼
• 9. *
• • •
tt
tt
tt
tt
Gr
.. a „ »
i
n. 1
e
TOToTO
Ьтвтоу
▼ ото
OTOT |
▼ »▼ ▼
tt
tt
tt
Gr
Г.г 1
>»U. LUL-U^- i о о о i-r. If ttttl^. l« "-J". I w> I
Рис. 26. Изменение границ распространения различных новообразований
в профиле пойменных почв, заболоченных жесткими грунтовыми
водами, с усилением степени гидроморфизма.
Почва: а - дерновая насыщенная тяжелосуглинистая неоглеенная; б -
луговая насыщенная тяжелосуглинистая глубокооглеенная; в - то же, слабо-
глееватая; г - то же, глееватая; д - луговая карбонатная тяжелосуглинистая
глеевая; е - лугово-болотная карбонатная.
1 - скопление темноокрашенных Fe, Мп-ортштейнов; 2 - скопление
поверхностно-вскипающих Fe, Мп-ортштейнов; 3 - скопление известковых крупных
раковистых вскипающих конкреций; 4 - скопление бурых Са, Fe-конкреций;
5 - скопление темно-бурых Са, Fe-конкреций; 6 - Gro (скопление
гидроокислов железа); 7 - глей редуцированный; 8 - зона колебания фунтовых вод.
107
5
ЖЕЛЕЗИСТЫЕ ЦЕМЕНТАЦИОННЫЕ, ГЛИНИСТЫЕ
НАТЕЧНЫЕ, НЕКОНКРЕЦИОННЫЕ АМОРФНЫЕ И
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ
5.1. Плоские горизонтальные железистые и гумус-
Fe-AI цементационные новообразования
5.1.1. Псевдофибры
5.1.1.1. Общие положения
Впервые термин «псевдофибры» был предложен Г.Н.
Высоцким (1911) для обозначения буроватых, цементационных железо-
гидроксидных жил, расположенных непосредственно под гор. А2.
Позже под псевдофибрами стали понимать все сцементированные
гидроксидом железа тонкие (0,5-Зсм) прослои в профиле легких
почв, преимущественно, горизонтального простирания,
формирующиеся без участия грунтовых вод в результате иллювиальных
явлений (Зайдельман, 1981).
Новообразования такого типа под различными названиями были
описаны в песчаных почвах многих биоклиматических зон - от
северной тайги (Тонконогов, 1970 - железистые желваки) до тропиков
(Гаель, Воронков, 1965; Морозова, 1978; Schwarts, 1988; Stefano-
vits, 1971 и др.). Почвы, имеющие хорошо выраженные
псевдофибровые горизонты были выделены в отдельный тип коварванных
почв. Как отмечено в ряде работ (Орлов, Кошельков, 1971; Орлов,
Абатуров, Богатырев, 1980), такого вида новообразования могут
играть существенную роль в обеспечении влагой и питательными
элементами сосновых лесов, произрастающих на почвах, имеющих
в своем составе псевдофибры.
Детально свойства псевдофибр, их генезис, диагностическое
значение и роль во влагообеспеченности лесов были изучены на
территории Окско-Мещерского полесья (Зайдельман, Банников,
Шваров, 1994; Зайдельман, Банников, 1996, 1997).
5.1.1.2. Морфология
Наиболее отчетливо псевдофибры - тонкие ожелезненные
цементационные новообразования - проявляются в профиле авто-
морфных неоглеенных или глубокооглеенных почв,
преимущественно, в условиях полесских ландшафтов. Их положение в профи-
108
ле почв и особенности морфологии отражает следующее описание
светло-бурой оподзоленной неоглеенной псевдофибровой
песчаной почвы.
Разрез 1. Вершина холма. Сосновый (Pinus silvestris L.) бор 2 -
3-го бонитета. Редкие куртины папоротника (Pteridium aguilinum
Kuhn). Напочвенный покров фрагментарный. Рязанская Мещера.
АО 0-1(2) см слаборазложившийся опад.
А1А2 1(2)-4(5) см сухой светло-серый слабослоеватый песок, много
мелких корней, переход резкий.
А2В 4(5)-35 см свежий, уплотненные желтовато-палевый песок с
редкими белесоватыми пятнами, переход
постепенный по цвету и плотности.
В1 35-44 см свежий палевый песок, менее плотный, чем гор. А2В.
B2fi 44-76 см свежий желтый рыхловатый песок с тонкими (3 - 5
мм) красно-бурыми псевдофибрами.
B3fj 76-173 см чередование плотных красно-бурых псевдофибр
толщиной 1-5 см и свежего желтого песка с
белесыми пятнами над псевдофибрами.
С 173-200 см свежий желтый песок.
Характерной чертой этих почв является наличие хорошо
выраженных псевдофибр. Все обнаруженные псевдофибры были
отнесены нами (Зайдельман, Шваров, Банников, 1994) к двум группам,
исходя лишь из их внешнего строения (мощности). Первая группа -
маломощные (толщина <1 мм) псевдофибры (рис. 27). Вторая -
мощные (толщина >1 см) псевдофибры (рис. 28). Следует
отметить, что мощные псевдофибры описаны лишь в автоморфных
светло-бурых почвах. Они расположены в почвенном профиле
ниже свиты маломощных псевдофибр.
Нарастание степени гидроморфизма, вызванное приближением
уровня грунтовых вод к поверхности, оказывает заметное влияние
на морфологию новообразований. При этом наблюдается
изменение цвета псевдофибр от красно-бурого в неоглеенной до
буровато-серого - в глубокооглеенной и серо-сизого в глееватой почвах. В
том же направлении - с усилением гидроморфизма - происходит
уменьшение количества псевдофибр в почвенном профиле (рис.
29).
Вместе с тем ряд свойств псевдофибр почв разной степени
заболоченности остаются общими.
Прежде всего, маломощные псевдофибры приурочены в
различных по степени гидроморфизма почвах к одинаковой глубине
(40-80 см) и расположены в более светлых слоях по сравнению с
вышележащими горизонтами. Нередко над псевдофибрами
имеются небольшие осветленные прослои. Маломощные псевдофибры
всех исследованных почв имеют сквозные мелкие отверстия диа-
109
метром до 3 мм, которые сохраняются, по-видимому, в местах
ранее существовавших корневых ходов.
I.m.J d
Рис. 27. Псевдофибры маломощные из иллювиальных горизонтов светло-
бурой оподзоленной и подзолистых оглеенных почв на флювиогляци-
альных песках (фрагменты).
Псевдофибры: 1 - светло-бурой оподзоленной неоглеенной; 2 -
подзолистой глубокооглеенной; 3 - подзолистой глееватой почв, (фото М.В.
Банникова)
Рис. 28. Псевдофибры мощные из иллювиальных горизонтов светло-
бурой неоглеенной почвы на флювиогляциальных песках (поперечное
сечение): а - верхний осветленный слой псевдофибра; б - нижний
темный красно-бурый слой псевдофибра; в - темноокрашенный слой
псевдофибра, обогащенный корнями, (фото М.В. Банникова)
В псевдофибрах из неоглеенных, глубокооглеенных и глееватых
почв обнаружена явная вертикальная дифференциация по
гранулометрическому составу и по окраске. В псевдофибрах разной
мощности это проявляется в различной степени. В маломощных
НО
псевдофибрах дифференциация проявляется лишь в том, что их
верхняя поверхность более гладкая без острых углов и крупных
минеральных зерен по сравнению с нижней поверхностью. В
мощных псевдофибрах легко выделяется верхний более плотный
белесый слой с достаточно гладкой поверхностью. Мощность этого
слоя составляет верхние 2-4 мм псевдофибра. Второй слой
мощных псевдофибр - красно-бурый с включением крупных
минеральных зерен. Хорошо просматривается горизонтальная слоистость
красно-бурого слоя с местными фрагментарными белесыми
прослоями, подобными верхним 2-4 мм.
Or
0
20
40
60
1 80
X
* 100
120
140
160
180
ГА1А2
I А2В
I B1
J B2fi
B3fi
с
Ш^|Ш
A1A2
A2g'
Bg-fi
h
A1A2
A2
Bg
BCg
Gr
ШШЩЩ
?;;#?•:(*'-•'•"
Gr
Разрез 1 Разрез 2 Разрез 3 Разрез 4
Рис. 29. Схема морфологического строения профилей легких почв на
флювиогляциальных песках.
Почвы: разрез 1 - светло-бурые оподзоленные неоглеенные
псевдофибровые; разрез 2 - подзолистые глубокооглеенные псевдофибровые; разрез 3
- подзолистые глееватые псевдофибровые; разрез 4 - дерново-
подзолистые глеевые гумус-железисто-иллювиальные.
В мощных псевдофибрах не обнаружены сквозные отверстия,
свойственные маломощным псевдофибрам. Можно предполагать,
что подобные образования существовали ранее, однако по мере
отмирания и разложения корней отверстия заполнялись тем же
материалом, который формирует и сам псевдофибр. Это
предположение подтверждает тот факт, что в мощных псевдофибрах нами
были обнаружены включения отмерших корней. Особенностью
мощных псевдофибр является горизонтальное простирание в их
толще и по их поверхности корней растений.
Нарастание степени гидроморфизма, вызванное приближением
уровня грунтовых вод к поверхности оказывает заметное влияние
на окраску псевдофибр. Они приобретают серую, ржаво-серую ок-
III
раску. Их число в профиле почв и мощность резко сокращаются. В
глеевых почвах легкого состава псевдофибры отсутствуют.
5.1.1.3. Гранулометрический состав и физические
свойства
По сравнению с вмещающими горизонтами в псевдофибрах
обнаруживается заметное накопление фракции физической глины и,
особенно, -илистой фракции (табл. 31.).
В различных почвах это накопление на порядок и более
превышает содержание ила вмещающих горизонтов. По содержанию
илистой фракции псевдофибры из почв разной степени
заболоченности существенно не отличаются друг от друга. Максимальные
значения этого показателя укладываются для неоглеенных, глубо-
кооглеенных и глееватых почв в следующий ряд 7.9-7.4-5.8%.
Содержание песчаных фракций в составе псевдофибр во всех почвах
незначительно отличалось от содержания песчаных фракций во
вмещающих горизонтах.
Таблица 31
Гранулометрический состав светло-бурой оподзоленной неоглеен-
ной псевдофибровой песчаной почвы и псевдофибр (разрез 1).
Рязанская Мещера.
Горизонт
А1А2
А2В
!В1
B2fi*
PF**
B3fi
PF
PF
с
Глубина,
см
1 -3
3-35
35-44
44-76
76-173
173-201
Содержание фракций (мм), %
1-
-0.25
11.58
13.81
16.36
21.81
20,78
21.81
23.98
23.51
23.30
0.25-
-0.05
77.03
72.68
65.39
68.96
70.18
75.01
66.09
66.45
65.62
0.05-
-0.01
2.37
3.83
8.54
4.85
0.21
0.11
1.73
2.70
6.92
0.01-
- 0.005
2.51
4.01
4.07
0.41
. 1.41
0.20
0.21
1.52
1.31
0.005-
-0.001
3.19
3.48
3.83
0.55
0.23
0.93
0.78
0.35
1.02
<0.001
3.32
2.19
1.81
0.52
7.19
1.91
7.91
5.47
1.83
<0.01 I
9.02
9.86
9.71
1.48
8.83
3.07
8.20
7.34
4.13
Содержание во вмещающем мелкоземе; **в псевдофибрах
Исследование плотности сложения псевдофибр показало, что
их максимальные значения свойственны псевдофибрам из неогле-
енной почвы - около 2 г/см3. С нарастанием степени гидроморфиз-
ма отмечается закономерное'уменьшение плотности сложения
псевдофибр и снижение разницы между плотностями сложения
псевдофибр и вмещающих их горизонтов (2.00-1.72-1.69 г/см3
соответственно в неоглеенных, глубокооглеенных и глееватых почвах).
112
Высокая плотность сложения новообразований обусловила
низкие значения их общей пористости (около 25% в псевдофибрах
светло-бурой почвы). Общая пористость псевдофибр в ряду почв
неоглеенная-глубокооглеенная-глееватая была равна
соответственно 25.0-34.8-36.2%. Разница между общей пористостью
псевдофибр и вмещающих горизонтов в том же ряду составила 17.8-
6.3-6.6%.
Анализ водно-физических свойств выявил значительные
различия между псевдофибрами и вмещающими их горизонтами (табл.
32).
Псевдофибрам свойственна существенно большая водоудер-
живающая способность. Оценка роли псевдофибр в водном
балансе показала, что в профиле неоглеенной почвы за счет каждого
сантиметра мощности псевдофибр, обладающей повышенной вла-
гоемкостью, может удерживаться в почвенном профиле
дополнительно 0.8 мм влаги по сравнению с вмещающим горизонтом той
же мощности.
Таблица 32
Физические свойства светло-бурой оподзоленной неоглеенной
псевдофибровой песчаной почвы и псевдофибр (разрез 1). Рязанская
Мещера. ,_, _^_1
Горизонт
А1А2
А2В
В1
B2fi
PF
B3fi
PF
PF
С
Глубина, см
1 -3
3-35
35-44
44-76
»
76-173
»
»
173-201
Плотность, г/см3
8-2
2.5
2.6
2.6
2.6
2.6
2.6
2.6
2.6
2.6
3
X
о
5
1.4
1.5
1.5
1.5
1.9
1.6
2.0
2.0
1.5
Пористость,
% I
42.1
40.4
39.3
42.8
25.0
39.6
25.4
25.3
40.2
Гигроскопическая влага ,%
0.7
0.3
0.3
0.1
1.2
0.4
1.1
1.2
0.2
категории влаги, %
со
С
С
h-
о
7.9
7.6
7.9
3.4
4.1
14.2
4.4
00
11.3
10.9
11.4
6.7
8.8
16.6
9.9
со
п.
42.1
40.4
39.3
42.8
25.0
39.6
25.4
25.3
40.2
Кф, м/сут
0.8
0.7
2.0
5.0
4.6
0.1
3.1
К водоотдачи
0.3
0.3
0.3
0.4
0.3
0.1
0.3 j
Исследования водопроницаемости показали, что мощные
псевдофибры (>1 см) обладают очень низкими коэффициентами
фильтрации. Их абсолютные значения оказались равными 0,06
м/сут, то есть эти новообразования обладают свойствами
локальных водоупоров. Можно предполагать, что повсеместно
встречающееся осветление верхнего контактного слоя вмещающего гори-
113
зонта, а также поверхности псевдофибра связана с периодическим
застоем здесь гравитационной влаги и локальным глееобразовани-
ем в условиях застойно-промывного водного режима.
Таким образом, гидрологическое значение псевдофибр
определяется, во-первых, тем, что, обладая повышенной концентрацией
глинистых и коллоидных частиц, они отличаются от вмещающих
горизонтов повышенной влагоемкостью и могут аккумулировать
больший объем капиллярной влаги. Во-вторых, они являются во-
доупорами и поэтому могут устойчиво и длительно фиксировать
верховодку в почвенном профиле.
5.1.1.4. Химические свойства, физиологическое и
диагностическое значение
Полученные данные показывают, что псевдофибры разной
мощности всегда более кислые (на 0.3-0.6 единиц рН), чем
мелкозем вмещающего горизонта (табл. 33) Они обогащены обменным
алюминием. В ряду рассматриваемых почв наблюдается снижение
разницы некоторых показателей (обменной кислотности и
обменного алюминия) в системе маломощный псевдофибр - вмещающий
горизонт по мере усиления гидроморфизма почв.
Таблица 33
Кислотность и содержание органического углерода в светло-бурой
оподзоленной неоглеенной псевдофибровой песчаной почве и
псевдофибрах (разрез 1). Рязанская Мещера.
Горизонт
А1А2
А2В
В1
B2fi
PF
B3fi
PF
PF
С
Глубина,
см
1 -3
3-35
35-44
44-76
»
76-176
»
»
173-201
РН
Н20
4.08
4.61
4.65
6.08
5.48
6.02
5.77
5.69
6.15
KCI
3.70
4.48
4.50
5.07
4.43
4.92
4.48
4.54
4.98
Гидролитическая
кислотность
Обменная
кислотность
Обменный
AI (по
Соколову)
мг-экв/100 г почвы
3.48
1.23
1.23
0.39
1.43
0.39
1.16
1.02
0.42
2.65
0.98
1.08
0.12
1.15
0.10
0.48
0.34
0.25
2.58
0.95
1.06
0.08
1.09
0.09
0.41
0.28
0.22
С орг.
% |
1.48
0.14
0.06
0.01
0.38
0.00
0.67
0.04
0.00
С нарастанием степени гидроморфизма закономерно
увеличивается содержание органического углерода в поверхностном
горизонте почв. При этом наблюдается неодинаковое распределение
114
органического углерода по профилю разных почв. Так, в глубокоог-
леенной почве обнаружен второй максимум содержания
органического материала в гор. Bfjj а в автоморфной и глееватой - его
содержание постепенно уменьшается вниз по профилю.
Установлено заметное накопление в псевдофибрах
органического углерода. Такое накопление хорошо просматривается на
примере маломощных псевдофибр и верхнего мощного
псевдофибра в профиле светло-бурых почв. Значительное уменьшение
содержания органического углерода во втором псевдофибре
относительно первого, по-видимому, связано с особенностями
фильтрации почвенной влаги через первый псевдофибр и осаждением в
его толще и на поверхности основной массы органо-минеральных
соединений.
В валовом химическом составе (табл. 34) почвенных горизонтов
абсолютно преобладает Si02. Максимальное содержание Si02 в
глеевых горизонтах (97%). Содержание Fe203 не превышает 0.4%,
а А1203- 4%. Мало содержание Р205 (только в поверхностных
горизонтах); Мп - следы. В оглеенных почвах - следы
щелочноземельных металлов.
Таблица 34
Валовой химический состав светло-бурой оподзоленной неоглеен-
ной псевдофибровой песчаной почвы и псевдофибр (разрез 1). Ря-
занская Мещера.
Горизонт
А1А2
' А2В
В1
B2fi
PF
ВЗя
PF
PF
С
Глубина,
см
1 -3
3-35
35-44
44-76
»
76-173
»
»
173-201
ППП,%
3.89
0.89
1.09
0.75
1.15
1.06
1.63
1.74
0,67
см
О
92.57
96.72
94.98
96.09
94.27
95.65
93.47
93.70
95.46
ГО
О
СМ
(D
LL
0.25
0.24
0.24
0.22
0.41
0.19
0.44
0.44
0.23
со
о
см
<
2.52
1.87
3.03
1.89
3.42
2.31
3.50
3.36
2.71
О
см
0.03
Следы
0.05
Следы
0.25
Следы
»
0.06
Следы
МпО
Следы
0.01
Следы
см
о
I-
0.09
0.08
0.09
0.08
0.10
0.09
0.10
0.10
0.09
СаО
0.17
0.09
0.12
0.11
0.16
0.10
0.18
0.17
0.15
MgO
0.09
0.06
0.11
0.08
0.09
0.07
0.09
0.10
0.09
Установлено уменьшение содержания несиликатных форм
железа в исследуемых почвах при нарастании степени гидроморфиз-
ма (табл. 35). Псевдофибры всех почв характеризуются более
высоким содержанием несиликатного железа по сравнению с
вмещающими их горизонтами. По мере усиления степени гидромор-
115
физма эти различия сглаживаются. Тем не менее они сохраняются
даже в глееватой почве. Иная картина характеризует содержание
«аморфных» форм железа. Отношение содержания «аморфного»
железа в псевдофибре к «аморфному» железу вмещающего
горизонта в ряду почв неоглеенная-глубокооглеенная-глееватая равны
2-5-1 соответственно.
Таким образом, в ходе почвообразования на мощных
отложениях кварцевых песков в автоморфных условиях, исключающих
влияние грунтовых вод на формирование почв, происходит
обогащение верхней части профиля почвы подвижными формами
биогенного железа, алюминия, то есть здесь идет процесс буроземо-
образования. Являясь доминантным в автоморфных и автономных
условиях полесского ландшафта, он определяет особенности
профиля светло-бурой почвы.
Таблица 35
Формы соединений железа в светло-бурой оподзоленной неоглеен-
ной псевдофибровой песчаной почве и псевдофибрах (разрез 1).
Рязанская Мещера.
Горизонт
А1А2
А2В
В1
B2fi
PF
B3fi
PF
PF
С
Глубина,
см
1-3
3-35
35-44
44-76
»
76-176
»
»
173-201
Fe, мг/ЮОг
Fe0*
55.0
67.5
58.6
24.5
46.5
35.0
37,9
39.0
40.2
Fed**
84.5
67.5
82.4
33.4
120.2
47.4
120.2
141.3
55.8
«e вал.
249.9
138.5
242.3
222.3
414.3
187.2
435.1
436.2
229.1
Cp ***
1С СИЛ.
165.4
71.0
159.9
188.9
294.1
139.8
314.9
294.9
173.3
Feo
Fed
0.65
1.00
0.71
0.73
0.39
0.74
0.32
0.28
0.72
Fe2
Fe вал.
0.22
0.49
0.24
0.11
0.11
0.19
0.09
0.09
0.18
Fe вал.
0.34
0.49
0.34
0.15
0.29
0.25 '
0.28
0.32
0.24
* Fe0 - железо , извлекаемое оксалатной вытяжкой Тамма; ** Fed- железо,
извлекаемое дитионитовой вытяжкой Мера-Джексона; *** Fec™ - железо
силикатное (FeBan-Fed)
Из приведенных данных следует, что псевдофибры заметно
отличаются от вмещающих горизонтов. Их свойства зависят от
степени гидроморфизма. При этом они сами могут оказывать
определенное влияние на многие процессы, протекающие в почвенном
профиле. Эти новообразования заметно отличаются от
вмещающих горизонтов высоким содержанием илистой фракции, высокими
значениями плотности сложения и низкой пористостью.
Псевдофибры по сравнению с вмещающими горизонтами являются более
кислыми образованиями. Они обогащены подвижным алюминием,
П6
несиликатными формами железа, органическим углеродом.
Псевдофибры оказывают значительное положительное влияние на во-
дообеспеченность растений с глубокой корневой системой на этих
почвах. Роль псевдофибр в этом случае особенно существенна
еще потому, что они наиболее интенсивно формируются на
наименее обеспеченных влагой водораздельных почвах. На этих
позициях ландшафта вклад новообразований псевдофибровой группы в
гидрологический режим почв оказывается особенно значимым.
Присутствие в почвенном профиле псевдофибровых
новообразований свидетельствует об отсутствии или непродолжительности
влияния грунтовых вод на почвообразование. Их отсутствие в
глеевой почве показывает, что длительное или постоянное
обводнение является препятствием для формирования псевдофибр.
Подтверждением этой закономерности является уменьшение
количества псевдофибр и выравнивание их свойств со свойствами
вмещающих горизонтов по мере приближения уровня грунтовых
вод к дневной поверхности. Эта особенность псевдофибровых
новообразований, несомненно, имеет важное диагностическое
значение.
5.1.2. Темные иллювиальные гумус -Fe-AI
цементационные горизонты
Темные иллювиальные гумус-Fe-AI цементационные
образования формируются в профилях легких почв при неглубоком
залегании грунтовых вод (0-1,2 м) от дневной поверхности (рис. 30).
Как правило это уплотненные иллювиальные горизонты в профиле
дерново-подзолистых почв, а также подзолов. Все эти почвы
интенсивно оглеены (глеевые почвы). Появление таких горизонтов
свидетельствует об интенсивной заболоченности почв, которые
отличаются не только неглубоким залеганием грунтовых вод, но
наличием обильных поселений мха на их поверхности. Обычно это
зеленые или (и) белые сфагнумы. В сосновых лесах на таких
почвах обильно участие ели. На западе Европейского континента
такие гумус-железисто-алюминиевые подзолы нередко формируются
под покровом буковых лесов.
5.1.3. Ортзанд
5.1.3.1. Общие положения
Ортзанд - железистое гидрогенное цементационное
новообразование возникающее в зонах аэрации легких (песчано-
супесчаных) почв разного генезиса при близком залегании слабо-
ожелезненных (до 10-12 мг/л) грунтовых вод (рис. 31). Н.М.
117
Рис. 30. Темный иллювиальный гумус-Fe-AI цементационный горизонт в
профиле подзола на флювиогляциальных песках в районе г. Росток
(Восточная Германия)
Сибирцев (цит. по 1951) считал, что песок ортзандов (по его
терминологии - ортштейнов) «есть обыкновенный почвенный или
подпочвенный песок, сцементированный примесями». В
возникновении этих новообразований принимают «участие две группы
явлений: 1) простое осаждение или выпад солей из растворов, без
изменения их состава, и 2) осаждение, связанное с изменением
состава растворенных веществ» (с.254). Ю.А. Ливеровский (1933,
1948), И.С. Кауричев и B.C. Шишова (1966) и др., также как и Н.М.
Сибирцев, связывали появление ортзандов с подзолообразова-
тельным процессом. По М.М. Филатову (1922) непременным
условием образования ортзанда является неоднородность
механического состава почвообразующей породы. Е.В. Аринушкина (1939)
пришла к выводу, что «ортзанды являются своеобразными
иллювиальными горизонтами песчаных и супесчаных почв и по своему
генезису и составу ближе к структурным корочкам глинистых почв,
чем к округлым ортштейновым конкрециям.» (с.204). В отличие от
118
Е.В. Аринушкиной Г.Ф. Морозов (1901, 1930); Высоцкий Г.Н. (1911);
С.С. Неуструев (1911, 1930); А.А. Завалишин (1951) и др. указывали
на гидрогенное происхождение этих новообразований. Ф.Р. Зай-
дельманом (1969, 1974) приведены доказательства в пользу
гидрогенной теории образования ортзандов и показана их
диагностическая роль. Установлено, что с нарастанием степени
заболоченности легких почв происходит закономерное увеличение мощности
ортзандового горизонта и уменьшение содержания общего железа
в цементированном слое.
Рис. 31. Фрагмент ортзандового горизонта
5.1.3.2. Морфология, гранулометрический состав,
водопроницаемость
Положение ортзандового горизонта в профиле легких почв, его
морфологические особенности и условия образования отражает
следующее описание характерного почвенного профиля (рис. 32).
Разрез 42. Дерново-слабоподзолистая ортзандовая глубо-
кооглеенная супесчаная почва. Пологий склон. Сосновый лес,
полнота древостоя 0.8-0.9. Состав - 7С2Е1Б. Сосна (Pinus silvestris
L), ель (Picea excelsa Link.), береза (Betula verrucosa Ehrh.). В
подлеске - можжевельник (Juniperus communis L). Наземный покров -
кустарнички черники и брусники (Vaccinium myrtillus L, V. vitis idaea
L), куртины папоротника (Pteridium aquilinum Kuhn.). Московская
Мещера.
АО 0-3 см Темно-бурая слаборазложившаяся подстилка.
А1 3-8 см Сухой, белесовато-серый, супесчаный. Крупные
корни. Переход четкий.
А1А2 8-21 см Сухой, серовато-палевый, супесчаный-легкосуглини-
119
А2В 21-25 см
стый. Единичные темные углистые точки. Переход
четкий.
Сухой, коричневатый с отдельными белесыми
пятнами, супесчаный. Переход четкий.
81 25-64 см Сухой, светло-коричневый, супесчаный. Тонкие
буроватые прослойки псевдофибр, плотный, переход
постепенный.
82 64-109 см Сухой, светло-желтый песок, по фону - единичные
белесые пятна, плотный, переход четкий
Ort1 109-120 см Влажный, ожелезненный, бурый, супесчаный, по
фону крупные белесоватые пятна оглеения. Рыхловат,
переход четкий по плотности и цвету.
Ort2 120-140 см Влажный, сильноожелезненный, темно- бурый,
супесчаный. Весьма неровный, отдельные сильносце-
ментированные участки приподняты в вертикальном
направлении и тогда верхняя граница горизонта
приподнимается до 90-100 см от дневной поверхности.
Gr 140-180 см Влажный белесовато-сизый однородно окрашенный
песок
Как следует из приведенных
данных ортзандовый горизонт
всегда формируется непосредственно
над глеевым. При этом, чем
интенсивнее заболоченность почв на
открытых территориях, тем
ближе к дневной поверхности и, часто,
тем мощнее ортзандовый горизонт.
На открытых участках почвенно-
гидрологического стационара в
пределах Московской Мещеры в
незаболоченных, глубокооглеен-
ных, глееватых и глеевых почвах
его верхняя граница находится
соответственно на глубинах 100-110,
85-95, 55-60 и 40-50 см.
Менее отчетливо эта
зависимость проявляется в лесу. Глее-
ватые и глеевые почвы в лесу по
сравнению с аналогичными
почвами открытых территорий
отличаются более глубоким залеганием
ортзанда при сопоставимых
гипсометрических уровнях. Это явление
имеет, по-видимому, вторичный
Рис. 32. Ортзандовый горизонт в
профиле светло-бурой опод-
золенной почвы. Московская
Мещера.
120
характер и объясняется относительно стабильным положением
грунтовых вод и меньшей мощностью капиллярной каймы в почвах
под лесом.
Ортзандовые горизонты всегда отличаются более тяжелым
гранулометрическим составом по сравнению с контактными слоями
почвенного профиля и повышенным содержанием илистой
фракции (табл. 36)
При оценке легких почв важное значение имеют сведения об
общих закономерностях водопроницаемости ортзанда. В целом по
профилю легких почв ниже поверхностного гумусового горизонта
минимальная фильтрация была свойственна сцементированным
слоям (1,6-1,7 м/сутки). Глубже в непосредственно примыкающем к
ортзанду горизонте оглеенного песка водопроницаемость
увеличивается почти в четыре раза и в исследованном случае достигала
5,8 м/сутки. Таким образом, очевидно значение ортзанда как
относительного водоупора.
Таблица 36
Гранулометрический состав дерново-слабоподзолистой глубокоог-
леенной, ортзандовой почвы (р. 42), заболоченной слабоожелезнен-
ными грунтовыми водами. Метод Н.А. Качинского. Московская
Мещера, лес.
Горизонт,
глубина, см
А1 3-8
А1А2 6-12
А2В 21-25
В1 35-45
В2 70-80
0rt1 112-118
0И2 120-130
Gr 150-160
Гигро-
скопич.
влага,
%
0,61
0,55
0,40
0,32
0,27
0,69
1,32
0,11
Потеря
otHCI.
%
0.33
0.40
0.74
0,70
0.29
0.86
0.56
0.04
Размер частиц мм (%)
1-
-0.25
40,2
41,9
43.8
42.2
49,9
52,0
56,8
44,7
0,25-
-0,05
30,2
26,9
26,5
41,9
34,2
29,1
20,3
50,1
! 0,05-
-0,01
14,4
10,4
11,7
4,7
7,1
5,7
5,2
0,2 |
0,01-
-0,005
3,4
3,6
4,7
3,6
0,1
0,2
1,7
0,2
0,005-
-0,001
4,4
8,5
5,9
1,6
3,9
2,1
5,0
1,2 |
0.001
7,4
8,7
7,4
6,4
4,8
10,9
11,0
3,6 j
<0,01
15,2
20,8
18,0
11,8
8,8
13,2
17,7
5,0 I
Эти данные были получены при глубоком залегании грунтовых
вод методом инфильтрации. Учитывая анизотропность слоистых
почвогрунтов следует подчеркнуть, что такое соотношение
фильтрационных свойств ортзандового горизонта и нижележащего
оглеенного песка сохраняется и при боковом движении гравитационной
влаги. С этой целью в дерново-подзолистых глеевых почвах весной
в период их полного обводнения были проведены определения
боковой фильтрации в горизонтах как ожелезненного, так и
плывунного песка (табл. 37). Полученные данные показывают, что и в этих
121
условиях ортзандовый песчаный горизонт сохраняет минимальные
значения водопроницаемости.
Таблица 37
Боковая фильтрация песчаных горизонтов дерново-подзолистых ор-
тзандовых глеевых почв. Московская Мещера. Метод
восстановления воды в скважине после однократного понижения, разрез 34.
Гранулометрический состав
исследуемого слоя
Песок ожелезненный
сцементированный (ортзанд)
Песок оглеенный плывунный
Глубина
скважины,
см
75
130
Мощность
исследуемого
слоя, см
50
50
Коэффициент
фильтрации,
м/сутки
1.57±0,14
5.79± 0,30
5.1.3.3. Химические свойства и баланс железа
Ортзандовые горизонты отличаются рядом характерных
особенностей химического состава. В них по сравнению с вмещающей
толщей мелкоземистых почвенных горизонтов выше содержание
железа, алюминия, фосфора и марганца и ниже - кремнезема
(табл. 38). Эти свойства отчетливо проявляются как в валовом
химическом составе ортзанда, так и в его илистой фракции (табл. 39).
Таблица 38
Валовой химический состав дерново-слабоподзолистой глубокоог-
леенной ортзандовой супесчаной почвы, разрез 42 (% на
прокаленную навеску). Московская Мещера, лес.
Горизонт,
глубина,
см
IA1 3-8
■ А1А2 8-12
А2В 21-25
81 35-45
82 70-80
Ort1 112-118
ОП2 120-130
Gr 150-160
ППП
%
2,38
1,77
1,30
1,23
0,82
1,20
2,64
0,49
Si02
92,43
92,74
92,06
92,09
92,06
90,26
87,63
96,05
AI2O3
2,89
2,67
2,80
2,85
2,85
4,24
4,25
1.51
Fe203
1,26
1,13
1.74
2,10
2,24
2,32
4,24
0,64
Ti02
0,39
0,33
0,33
0,16
0,27
0,23
0,25
0,21
MnO
0,10
0,06
0,06
0,05
0,06
0,09
0,14
0,05
CaO
0,72
0,66
0,78
0,57
0,57
0,65
0,92
0,73
MgO
0,28
0,28
0,58
0,46
0,47
0,56
0,58
0,42
P2O5
0,04
0,09
0,18
0,04
0,03
0,40
0,35
0,03
Ранее было показано, что ортзанд строго связан с положением
глеевых горизонтов, образует их верхнюю кровлю и формируется в
ареалах слабоминерализованных железом грунтовых вод. Все это
позволяет признать его первичное гидрогенное происхождение.
Это подтверждает и баланс общего железа, элювиированного из
122
горизонта А2 и аккумулированного в ортзандовых светло-бурых и
дерново-подзолистых оглеенных почвах, (табл. 40).
Таблица 39
Валовой химический состав илистой фракции
дерново-слабоподзолистой глубокооглеенной ортзандовой супесчаной почвы, разрез
42 (% на прокаленную навеску). Московская Мещера, лес
Горизонт,
глубина,
см
А1 3-8
А1А2 8-12
А2В 21-25
81 35-45
82 70-80
ОгП 112-118
Ort2 120-130
Gr 150-160
ППП,
%
16,53
14,72
10,05
11,55
9,24
10,65
11,63
10,63_J
Si02
60,23
61,75
60,16
58,85
59,70
54,19
46,57
59,16 j
Al203
22,21
23,17
23,27
23,47
23,25
24,25
24,66
22,85
Fe203
10,34
5,29
9,93
11,89
10,59
14,92
22,19
11.16
ТЮ2
1,01
0.84
1,09
0,87
0,79
0,87
1,00
0,91 I
MnO
следы
и
0,05
следы
0,09
0,05
CaO
1,07
0,35
0,84
0,34
0,75
0,65
1,42
0,93 j
[MgO
2,28
2,03
0,77
1,94
1,67
1,69
1,75
1,84
P205
0,25
0.33
0.27
0,35
0,33
0,28
0,24
0,22 I
Как следует из этих данных, объем выноса железа из оподзо-
ленных горизонтов в количественном отношении не сопоставим с
аккумуляцией этого элемента в ортзанде даже при условии, что все
элювиированное железо будет сосредоточено в этом слое.
Концентрация железа в гидрогенном ортзанде в несколько раз превышает
вынос этого элемента из элювиальных горизонтов толщи профиля
А1-А2-В-Оп:(Зайдельман, Нарокова, 1974; Зайдельман, 1998).
Таблица 40
Общий баланс Fe203 (кг/м2 ) в светло-бурых и дерново-подзолистых
оглеенных ортзандовых супесчаных почвах (в толще горизонтовА1-
A2-B-Ort)*. Московская Мещера, лес.
Почва, разрез
Светло-бурая оподзолен-
ная, р.41
Дерново-слабоподзолистая
глубокооглеенная, р.42
Дерново-подзолистая
глееватая, р.43
Дерново-сильноподзолистая глеевая, р.44
Вынос из
гор.
А1-А1А2-А2
-0,3
-0.6
-1,1
-1,1
Аккумуляция
и вынос в
гор. В
+3,8
+10,4
+2.5
-0.9
Ort
+1,3
+7.0
+7,0
+5,1
Общий баланс
по профилю
A1-A2-B-Ort
+4.8
+16,8
+8.4
+3,1
+ накопление; - вынос
123
В этой связи необходимо обратить внимание и еще на одно
обстоятельство. Очевидно, накопление железа в горизонтах В
светло-бурой, дерново-слабоподзолистой глубокооглеенной и дерново-
подзолистой глееватой почв, резко превышающее его вынос из
элювиальной (А1-А1А2-А2) толщи, свидетельствует о том, что и в
этом случае имеет место его гидрогенная аккумуляция. Поэтому, в
частности, использование символа гор. В (т.е. иллювиального
горизонта) при описании этих разрезов является весьма условным.
Можно допустить, что ортзандовые горизонты после
возникновения в результате вторичных явлений улавливают некоторое
количество органического вещества и отдельных элементов из ин-
фильтрующихся в вертикальном направлении почвенных
растворов. Именно с этим может быть связана химическая
неоднородность поверхностных и глубинных слоев ортзанда, на что ранее
обратила внимание Е.В. Аринушкина (1939).
Результаты расчетов показывают, таким образом,
несопоставимые различия между элювиальным выносом железа и его
гидрогенным накоплением в профиле почв. Это накопление элемента
превышает вынос в 3-17 раз. Таким образом приведенные
балансовые расчеты позволяют признать, что ортзандовые горизонты в
профиле легких почв возникают в результате непрерывной
гидрогенной аккумуляции огромных масс железа, транспортируемых к
зоне аэрации грунтовыми водами.
5.1.3.4. Генетические особенности, диагностическое
и физиологическое значение
Балансовые подсчеты показывают, во-первых, что образование
ортзандовых горизонтов происходит не только в подзолистых, но и
в-бурых почвах, в профиле которых вообще отсутствуют
самостоятельные подзолистые горизонты; во-вторых, что независимо от
генезиса аккумуляция железа в профиле ортзандовых почв имеет
гидрогенный характер; в-третьих, что гидрогенная аккумуляция
железа происходит не только в ортзандовых, плотно
сцементированных горизонтах, но и над ними; в-четвертых, что абсолютная
концентрация железа в ортзандовом горизонте зависит от степени
заболоченности почв и концентрации железа в грунтовых водах.
На начальных этапах заболачивания (глубокооглеенная почва)
складываются благоприятные условия для быстрого перехода
подвижного закисного железа в окисное. Продолжительный
засушливый период, свойственный этим почвам, способствует тому, что в
зоне аэрации происходит не только активное «высаливание»
гидроокиси железа, но и ее длительная дегидратация. В результате в
ортзандовых горизонтах относительно быстро образуются слабо-
124
растворимые гидроокисные минералы типа гетита. В стадии
интенсивного заболачивания (глееватые и, особенно, глеевые почвы)
резко сокращаются продолжительность периода аэрации
почвенного профиля и возможности перехода закисного железа из
грунтовых вод в окисные соединения в зоне ортзанда. В этом случае
оказываются менее благоприятными и условия кристаллизации
аморфной гидроокиси железа по сравнению со
слабозаболоченными почвами. Поэтому часто наблюдаются относительно высокая
аккумуляция железа в ортзандовых горизонтах на начальных
этапах заболачивания почв и заметное снижение содержания железа
в ортзанде в интенсивно заболоченных почвах.
Так, в ряду исследованных незаболоченных, глубокооглеенных,
глееватых и глеевых почв при выносе общего железа из
аккумулятивно-элювиальной толщи, равном соответственно -0,3, -0,6, -1,1 и
-1,1, аккумуляция железа в гор. В и ортзанде составила
соответственно +4,8; +16,8; +8,4; +3,1, а в самом ортзанде +1,3; +7,0; +7,0;
+5,1. При этом, однако, несмотря на уменьшение концентрации
железа в ортзанде при усилении заболачивания, его мощность
обычно возрастает, а верхняя граница поднимается к поверхности.
Поскольку в условиях прогрессирующего гидроморфизма на
определенном этапе (в данном случае в ряду незаболоченные -
глеевые почвы) наблюдается увеличение мощности подзолистых и
ортзандовых горизонтов, создается впечатление, основанное на
визуальных наблюдениях, что с интенсивностью оподзоливания
увеличивается концентрация железа в мощном ортзанде. Однако
оно не соответствует количественным данным.
Все это позволяет утверждать, что ортзанды - мощные буро-
охристые слои песка, сцементированного гидроокисью железа,
преимущественно горизонтального простирания - имеют
гидрогенное происхождение. Они тесно связаны с грунтовыми в различной
мере минерализованными водами. По нашим наблюдениям,
основанным на комплексной крупномасштабной почвенной и
гидрохимической съемке, ортзанды являются индикаторами концентрации
железа в грунтовых водах обычно до 5-10 мг/л.
Таким образом наличие ортзандовых горизонтов в профиле
легких почв служит указанием на возможную неблагоприятную
концентрацию железа в грунтовых водах, способную вызвать закупорку
дренажа.
Ортзанды - обязательные элементы профиля легких почв в
зонах близкого залегания ожелезненных грунтовых вод - интересны
и как субстрат, в котором развиваются корневые системы растений.
Их физиологическое значение остается неясным. Однако следует
подчеркнуть двоякую возможность воздействия ортзанда на расте-
125
ние. Во-первых, можно предполагать, что высокая концентрация
железа в ортзандовых горизонтах будет оказывать отрицательное
воздействие на растения. Однако установлено, что абсолютное
содержание железа в ортзандовых горизонтах не превышает обычно
3-7%. Вегетационные исследования, проведенные с различными
растениями, показали, что на песчаных и супесчаных почвах
увеличение содержания железа в корнеобитаемых горизонтах до
таких значений не приводит к угнетению культур, а, напротив,
благоприятно отражается на их развитии и урожае. Во-вторых, плотное
сложение ортзанда является преградой для нормального развития
корней. Поэтому при близком залегании этого горизонта к дневной
поверхности (на глубинах 40-60см) целесообразно
предусматривать интенсивное механическое разрушение ортзандов (Зайдель-
ман, 1975).
Таким образом, ортзандовые горизонты встречаются в профиле
разных в генетическом отношении почв на различных глубинах, но
всегда непосредственно на глеевом редуцированном горизонте. Их
положения, как показали наши гидрологические наблюдения (Зай-
дельман, 1985), определяются колебаниями уровня грунтовых вод
и обычно отвечает их максимально высокому стоянию весной в
конце 2-3 декады после завершения снеготаяния.
5.2. Глинистые натечные новообразования
5.2.1. Кутаны
5.2.1.1. Общие положения
Кутаны - натечные глинистые новообразования свойственные
почвам, в профиле которых выражен иллювиальный процесс,
издавна привлекали внимание многих исследователей. По-видимому,
впервые эти новообразования были изучены В.В. Геммерлингом в
1922г., а затем в 1938г. С.С. Морозовым. В трудах этих авторов они
получили название «корочек»; в работах других - «полынита»
(Ярилова, Парфенова, 1959), «глинистых натеков» (Минашина,
1958; Veneman at al, 1976); «текущей плазмы» /Fliessplasma/
(Kubiena, 1953) и др. R. Brewer (1964) предложил для них удачное
название - «кутаны». Он классифицировал их по вещественному
составу- «скелетаны», «аржилланы», «манганы», «ферраны» и др.
Несмотря на значительное внимание к этим новообразованиям,
тем не менее их исследования были связаны, преимущественно, с
микроморфологическим анализом (Герасимова и др., 1992; Мина-
шина, 1958; Русанова, 1983; Таргульян, Целищева, 1983; Ярилова,
Парфенова, 1959; Brewer, 1964). Значительно слабее решены во-
126
просы, связанные с оценкой химического состава кутан в почвах на
разных почвообразующих породах и их изменений под влиянием
почвообразования (Русанова, 1976; Таргульян, Соколова и др.,
1974; Veneman at al, 1976). Интерес к широко распространенным
глинистым натечным новообразованиям определяется не только
стремлением изучить их природу, но и оценить особенности
формирования, а также понять причины разнообразия и
диагностическое значение. Наконец, исследования глинистых кутан позволяют
решить весьма конкретные вопросы классификации, в частности,
установить соотношение и взаимосвязь дерново-подзолистых
(бурых лессивированных), подзолисто-глеевых почв и глоссисолей
(Word Reference Base, 1994). Исследования глинистых натечных
новообразований (кутан) интересны еще и потому, что они
приурочены к таким участкам иллювиальных горизонтов почвенного
профиля, в которых происходит наиболее напряженное
почвообразование в современных условиях. Это обстоятельство имеет
следующие гидрологические объяснения. Глинистые кутаны
выстилают поверхности почвенных отдельностей (педов) и образуют
стенки трещин. По этим трещинам в теплый период осуществляется
регулярная миграция гравитационной влаги, в них прежде всего
наблюдается застой воды. Это явление может иметь место и тогда,
когда верхние горизонты профиля обладают определенной
аккумулирующей способностью и имеют влажность ниже предельной
полевой влагоемкости (<ППВ). Вода попадает в трещины в том
случае, если на поверхности почвы формируется сток. Трещины почв
оказываются таким образом водопроводящими каналами, по
которым систематически, в том числе и в засушливый летний период
после ливневых осадков, мигрирует гравитационная вода (Зай-
дельман, 1974; 1985). В трещины активно проникают корни
растений, обогащая мелкозем кутан органическим веществом. В
результате локального переувлажнения, наличия органики и анаэробной
гетеротрофной микрофлоры возникают условия для развития
современного глееобразования на поверхности структур. В целом
зоны трещин формируют те локальные ареалы, где
почвообразовательные процессы реализуются с наибольшей интенсивностью.
Именно в этих зонах в суглинистых и глинистых подзолистых
почвах прежде всего появляются морфохроматические признаки ог-
леения.
Нашими исследованиями (Зайдельман, 1974; Зайдельман и др.
1979, 1982, 1987,1992) было положено начало изучению глинистых
новообразований почв катен, приуроченных к разнообразным поч-
вообразующим породам и отличающихся разной степенью гидро-
морфизма.
127
Рассмотрим особенности химического состава глинистых
натечных кутан (аржиллан) в почвах разных типов на ледниковых,
постледниковых и дочетвертичных материнских породах, а также их
изменения под влиянием глееобразования.
Непосредственным объектом исследований являлись глинистые
кутаны почв, приуроченных к пяти катенам на покровных,
моренных, лимногляциальных и пермских отложениях. Почвенный покров
каждой катены был образован рядом почв, включающим все виды
отличные по степени оглеения. Внутри каждой катены
гранулометрический состав почв был близок по содержанию «физической
глины» (частицы < 0,01мм) и ила (<0,001мм). Исследовались
глинистые натечные новообразования - кутаны - в подзолистых, болот-
но-подзолистых, серых лесных, серых лесных глеевых, дерново-
карбонатных и дерново-глеевых типах почв. Каждая из катен была
расположена в границах почвенно-гидрологического стационара,
где в многолетнем цикле изучали свойства и гидрологический
режим всех перечисленных почв.
Почвы на моренных отложениях приурочены к территории Вери-
гинского почвенно-гидрологического стационара. Они образованы
на маломощных двучленных отложениях. Здесь кислые легкие
(песчано-супесчаные) флювиогляциальные отложения мощностью
40-60 см подстилают карбонатные моренные слабокаменистые
средние суглинки. Почвы на покровных отложениях были
исследованы на территории Рузского и Коломенского стационаров. На
Рузском стационаре были изучены дерново-подзолистые и болотно-
подзолистые почвы на покровных кислых легких глинах. На
Коломенском - объектом исследования являлись серые лесные и
серые л/эсные глеевые почвы, сформированные на лессовидных
бескарбонатных тяжелосуглинистых-легкоглинистых отложениях.
Все три стационара расположены соответственно на северо-
западе, западе и юго-востоке Московской области.
Почвы на лимногляциальных породах изучены на территории
Новгородского почвенно-гидрологического стационара
(Новгородская область). Эти породы представлены тяжелыми
тонкослоистыми бескарбонатными кислыми ленточными глинами.
Кутаны в карбонатных почвах исследовались нами на востоке
Русской равнины на территории Котельнического стационара в
Кировской области. Здесь дерново-карбонатные и дерново-глеевые
почвы приурочены к карбонатным глинам на элюво-делювии
пермских красноцветных сланцев.
Сведения о физических свойствах исследованных почв и
результаты многолетнего изучения их водного режима опубликованы
(Зайдельман, 1974, 1985).
128
5.2.1.2. Морфология кутан
Морфология кутан детерминирована тремя факторами -
приуроченностью почв к почвообразующим породам определенного
генезиса и состава, интенсивностью их оглеения и характером
водного режима, генетическими особенностями.
Кутаны наиболее отчетливо проявляются в почвах с
элювиально-иллювиальной дифференциацией профиля на кислых породах с
выраженным оглеением (рис.33). Почвам не несущим морфохро-
матических признаков оглеения свойственна теплая окраска кутан
- светло-бурая, розоватая, коричневато-красная. С появлением
цветовых признаков оглеения она приобретает холодный оттенок.
Так, в глубокооглеенных (слабооглеенных) почвах кутаны
сероватые или сизовато-бурые; в глееватых почвах - сизовато-серые; в
глеевых и торфянисто-глеевых почвах кутаны всегда имеют
интенсивный сизый или сизо-голубой цвет. Представляют интерес и
сведения о количественном распространении кутан. В.В. Геммерлинг
(1922) отметил, что степень развития корочек зависит от степени
оподзоленности почвы - «чем сильнее оподзолена почва, тем
лучше, обычно, выражена и корочка» (с. 24). Наши наблюдения (Зай-
дельман, 1974; Зайдельман, Никифорова, Санжаров, 1979; Зай-
дельман, Санжаров, Полонская, 1982) показывают, что кутаны
наименее развиты в почвах, не несущих морфохроматических
признаков оглеения. При их проявлении мощность натеков и их раз-
ветвленность увеличиваются до тех пор, пока почва не
оказывается в условиях застойного режима.
Рис. 33. Глинистые кутаны на поверхности структурных отдельностей
иллювиального горизонта по ходу трещин. Дерново-подзолистая глубо-
кооглеенная суглинистая почва. Запад Московской области.
Само формирование глинистых корочек В.В. Геммерлинг (1922)
связывал с «вмыванием в иллювиальные горизонты продуктов
почвенного процесса двух верхних подгоризонтов» (с. 24). С.С.
Морозов (1.938) считал, что помимо вмываемых продуктов почвообра-
129
зования из верхних горизонтов материалом для корочек является и
глинистое вещество самих структурных отдельностей
иллювиальных горизонтов почв, концентрирующееся при переувлажнении на
их поверхности. При исследовании кутан в почвах на карбонатном
глинистом элюво-делювии пермских красноцветных отложений
были установлены иные особенности их морфологии. В
иллювиальных горизонтах дерново-карбонатных выщелоченных и сильно-
выщелоченных неоглеенных почв кутаны представляют собой
сплошные темно-бурые глянцевые глинистые пленки, целиком
покрывающие поверхность педов. Максимальной толщины (0,5мм)
кутаны достигают в гор. В2 над границей вскипания от HCI. В
карбонатных горизонтах ВЗСа и ВССа по стенкам крупных трещин
сравнительно редко встречаются тонкие прерывистые красноватые
глинистые натеки. Подобные образования наблюдаются и в
гор.В2Са дерново-глееватой почвы. Однако, в нижних горизонтах
этих почв и в гор. В2Са глееватой почвы кутаны представляют
собой настолько тонкие пленки, что их отделение и отбор
невозможны. Кутаны практически не формируются или представлены
локальными слабовыраженными фрагментами в дерново-глеевых
почвах, а также в карбонатных горизонтах практически всех почв
катены.
5.2.1.3. Органическое вещество кутан.
Содержание общего углерода в кутанах в 2-3 и более раз
превышает содержание углерода во вмещающих горизонтах (Зай-
дельман, 1974; Зайдельман, Данилова, 1992). Рассмотрим
подробнее содержание и состав органического вещества кутан на примере
почв Рузского стационара (табл. 41). В кутанах горизонтов В1 и В2
исследуемого ряда почв содержание общего углерода меняется
незначительно и составляет 0,39-0,50%. Лишь в кутанах гор. В2д-
оно возрастает до 0,72% (в гор.В2 почвы - 0,18% С). Нарастание
оглеения почв не приводит к существенному изменению состава
гумуса кутан гор. В1. Здесь фульвокислоты значительно
преобладают над гуминовыми (Сгк/Сфк= 0,3). В кутанах из гор. В2 неоглеен-
ной и глубокооглеенной почв состав гумуса почти не отличается от
гумуса кутан гор. В1. Таким образом, первый иллювиальный
горизонт как оглеенных, так и неоглеенных дерново-подзолистых почв,
а также второй иллювиальный горизонт неоглеенных и глубокоог-
леенных дерново-подзолистых почв в зонах наиболее активного
современного почвообразования - трещинах - формируется под
влиянием наиболее агрессивной и подвижной части гумуса. В
гумусе кутан гор. В2 глеевой почвы (горизонты с застойным режимом)
гуминовые кислоты (в % от содержания С) преобладают над фуль-
130
вокислотами, гумус приобретает фульватно-гуматный характер
(Сгк/Сфк=1,1). Обращает внимание значительно большая величина
негидролизуемого остатка в гумусе кутан по сравнению с
вмещающими горизонтами. Это свидетельствует о том, что в кутанах,
вследствие большего содержания в них илистой фракции,
значительная часть органического вещества находится в прочносвязан-
ном состоянии. Сравнение состава гумуса кутан и почв в целом
позволяет признать, что характер его изменения в кутанах второго
иллювиального горизонта почти совпадает с изменением состава
гумуса верхнего гумус-аккумулятивного горизонта А1. Это
свидетельствует, в частности, и о том, что образование кутан тесно
связано с лессиважем. При этом, как следует из полученных данных,
перенесенный материал выстилает стенки трещин между педами
как первого, так и, особенно, второго иллювиального горизонта.
Содержание общего азота в гумусе кутан в несколько раз
превышает его содержание во вмещающих горизонтах. Отношение C/N в
кутанах первого и второго иллювиального горизонтов растет при
усилении оглеения, что свидетельствует о меньшей обогащенности
азотом кутан более оглеенных почв (Зайдельман, Данилова, 1992).
Несмотря на то, что органическое вещество кутан в глеевой
почве приобретает фульватно-гуматный состав, роль фульватной
фракции оказывается весьма значительной. Это подтверждают
следующие данные. Во-первых в мелкоземе кутан (в % от массы)
содержание всех фракций фульвокислот в два и более раз выше,
чем в мелкоземе вмещающих горизонтов почв. Во-вторых,
абсолютное содержание фульвокислот в кутанах оглеенных почв
несколько выше, чем в аналогичных новообразованиях почв, не
несущих морфохроматических признаков оглеения. Действительно, в
кутанах горизонтов В1 и В2 дерново-подзолистых и дерново-
подзолистых глубокооглеенных, глееватых и глеевых почв общее
содержание фульвокислот составило 0,19-0,21-0,21 и 0,15-0,21-
0,17-0,21%. Близкая ситуация свойственна и гор. А2 - 0,17-0,09-
0,13-0,38%. Это позволяет еще раз подчеркнуть, что
преобразование - биохимический процесс, которому свойственно кислотное
воздействие на минеральный субстрат. Определяющая роль
фульвокислот при глееобразовании оказывается достаточно очевидной.
Особенно интенсивное воздействие горизонты почвенного
профиля испытывают в зонах трещин, выстланных кутанами. С этим
связано появление оподзоленных затеков, кремнеземистой присыпки,
увеличение мощности подзолистого горизонта в почвах,
формирующихся в условиях застойно-промывного водного режима.
131
ТОО.
Табли
углинках
и
X
2
X
п
£
ю
о
о
их ле
*
на ле
0Q
X
СТЫХ ПО
S
О
со
5
С
1
о
m
о
о.
ан де
5.
то J
о н
5 2
QQ О
Я о
О Ш
>s о
л о
J о
ё*
то ^
О. -Г
So.
тг то
*5
о =г
m то
gS
OS
>*s
CL*
L. О
z
о
I?
ю 5
О *o
TO
о
о
£°
Ф о
X О
в
s
s
со
a
e
Ь£
1
s
3"
TO
e
го
2
?
о
со
СМ
+
ТО
то
>>
()
со
CSJ
+
_
>s
о
о
Ф
со
то
Q.
Ю
О
о то
СО I
^ s
О-Ю
1° ^
u E]
ОС
то
S
с;
о
со
ct
О
С
1
о
со
о
X
a
Ф
CI
C4JCO
см
часе <g
°о"
т-О
4fr Ю
оо
NCO
оо
оо
nco
г-О
оо
СМт-
оо
о" о"
О) СО
оо
оо
СО^-
оо
оо
оо
оо
Ро
р8
°о
*-СО
СОт-
оо
то то
CQ Ш
т т
о о
с с
СМ0
<?со
см со
CM^f
™^
< CD
о со
СО СМ
N- О
о о
о о
СМ СО
о о
о
со
СМ
о
СОт-
*о
ю
о
ю
со
00
о
р?
С7)ч-
Ло
CNJ
со
со
ю
о
о"
N
coco
о>°.
о
ю
О)"
со
О)
о
о
со
о
о
оо
™о1
т-СО
о"Р
о
N.
О)"
о
о)"
ю
о
о
S3
^о
со
*~
о
СМ
о
о"
*
со
о
о"
СОч-
о
CNJC0
N-"P
о
со
со"
N
N
N- О)
ч* со
о о
3 3
X X
то то
N
о
1
СМ
со
CN
со
ОС
то
X
X
Ф
ф
Е
о
о
о
ю
>ч
Е
ОС
то
ь
о
с;
о
со
о
1_
6
то
о
X
a
ф
N-COCM О
CNIOCO СО
CON-Ч- N
сосою ю
ООт- т-
ооо о
£сОЮ N
g^-co см
о°° °
Tf COlI
PP.cn
оо0-
,-ГО
^>o
со см
^d
CM
CO
4-
gooo
Роем
°oo
CM?
CM CM
*o
N
Tf
4-
CNCNg
PPo
oo0-
Tin
x-O
'"d
N
Poo
°oo
со смЙ
PPo
0 0c5
Ot-
wol
CO™
oo
'"d
O)
CM
-.
v-
gcON
Poo
°o"o1
м-о
""d
cm"
T"
CM J2
Poo
°od
-J.IOCO
АСМЮ
Poo
°o"o
со
CDt-
coP
о
«8
oo
'"d
со
CO
со
CO
0)000) 00
Т-Т-Ч- ТГ
ooo о
го то 3 3
CO CO I X
т т то то
ggfe, S.
*- *- ы ^
(MO N
cooo о
смео Т
емч- см
°o
JT. cr-
CMt- CN
<m m
к
TO
»-
TO
m
Ф
П)
E
ОС
TO
&
s
о
1
1=
1
о
со
о
X
n
О) COCO 00
ююго со
юсм$2 $2
°°d d
О) О О) О)
CO ЮСМ чГ
о оо о
N.*>§
РРСМ
оо0-
оосм
'♦о
ч-
СО
ч-
со со II
^.Рсм
оо0-
о{2
55
со
а
СО СМ^
PPo
оо0-
00$
т-О
""о
со
О)
CO CNjfe
PPo
00о1
PPo
00dl
оо
™о1
смо
^ol
00
т-
о
о"
^
О) С0£
РРо
°°о1
1 -оо
смо
*"о1
о
N
т-
ч-см™
РРо
оо0-
p°S
о do
см
coco
^"Р
о
со
оэР
о
ч-
со"
со
о
О) чГ СО О
СМ т- тГ Ю
о оо о
то то 3 3
со со х х
т т fo fo
^?§ §
я^ s
a °°
•2 о» :^
ОС
го
со
ф
ф
Е
ОС
е
§
со
а
с
о
со
о
X
о
ф
^О)
^ю
2.2
°о
соо
От-
^~ т~
0)00100
^.^Joo
oolco
со?
°d
CM
O)
CM
«о
CO
со"
^.1
°o1
CM
со"
T_
odl0»
x.cm|cm
<=>o1rt
8§
Od
°"d
O)
со"
r-
00
CO CM
0)N
oo
ro
m
т
о
см см
c?i-
ЙО)
см oo
o>
4J? i
CM ^7
ro
u
CL
Ф
r
L'
2
Ф
Ю
о
o
т
ф
ZT
о
Q.
с
1
5
го
X
ф
го
X
со
со
7
о
с
3
о
о
го
1-
о
1-
X
ф
IT
о
U.
1
с;
ф
с;
о
S
т
*
132
5.2.1.4. Валовой химический состав кутан
По-видимому, впервые валовой состав кутан (корочек) был
исследован В.В. Геммерлингом (1922). Он отметил, что в корочках
значительно меньше кремнезема и больше полуторных окислов,
чем в структурных отдельностях почвы. Рассмотрим особенности
валового химического состава кутан почв подзолистого и болотно-
подзолистого типов на маломощных двучленных отложениях Вери-
гинского (Зайдельман, Никифорова, Санжаров, 1979), серых
лесных и серых лесных глеевых почв на кислых покровных
лессовидных суглинках Коломенского (Зайдельман, Рыдкин, Земскова, 1987)
почвенно-гидрологических стационаров. Полученные нами данные
(Зайдельман, Никифорова, 1999)в целом подтверждают
закономерности формирования химического состава кутан,
установленные Геммерлингом. Но, кроме того, они позволяют сопоставить
изменения валового состава мелкозема в системе «вмещающие
горизонты почвы - кутаны», оценить происходящие в этой системе
трансформации при усилении степени оглеения (в пространстве),
установить различия валового состава кутан в зависимости от
генезиса почв и степени их дифференциации (табл. 42). Следует
подчеркнуть, что валовой состав кутан всех подзолистых и болот-
но-подзолистых почв отличается от вмещающих горизонтов
существенно меньшим содержанием кремнезема и резким увеличением
- железа и алюминия. При этом, однако, если в кутанах почв
разной степени оглеения абсолютное содержание кремнезема и
алюминия относительно стабильно, то общее содержание железа в
этих новообразованиях с усилением признаков гидроморфизма в
рассматриваемом ряду (табл. 42) закономерно уменьшается
(соответственно содержание общего железа в дерново-подзолистых,
дерново-подзолистых глубокооглеенных, глееватых, глеевых
почвах во вмещающем горизонте и в кутанах гор. В1 и В2 - 6,0-10,5 и
3,6-11,2; 4,2-8,1 и 4,3-8,1; 3,9-7,9 и 3,8-7,8; 4,6-7,9 и 4,2-7,6). Таким
образом в ряду рассматриваемых почв идет интенсивное обезже-
лезнение как всех вмещающих горизонтов, так и натечных
глинистых новообразований - кутан. Этот процесс несколько ослабевает
лишь в глеевых почвах с застойным режимом.
В целом различия между содержанием Si02, Fe203 и AI203 в
мелкоземе горизонтов и в кутанах имеют четкую тенденцию к их
уменьшению с нарастанием степени оглеения. Для дерново-подзолистой и
дерново-подзолистой глеевой они соответственно равны +17,9;
-4,58; -8,21 и +13,6; -3,32; -6,34. Это объясняется ослаблением про-
точности и постепенным формированием застойного типа водного
133
режима в трещинах сильнооглеенных почв. В светло-серых и серых
лесных оглеенных почвах с относительно ослабленной
дифференциацией почвенного профиля различия кутан и вмещающего
мелкозема по общему (валовому) содержанию кремнезема, железа и
алюминия весьма слабы. Так в светло-серых и светло-серых глеевых
почвах эта разница составила соответственно для гор. В1 +2,46;
-1,43; -4,15 и -2,02; -0,76; -0,47.
Впервые Е.А. Ярилова и Е.И. Парфенова (1959) обратили
внимание на близкий (по содержанию Si02 и R203) валовой состав
коллоидной фракции «глинистых минералов», выделенных из
иллювиальных горизонтов почв разного генезиса. По нашим данным валовое
содержание Si, AI и Fe в иле кутан дерново-подзолистых почв на
разных почвообразующих породах также существенно не отличается
от состава ила почвы вмещающих горизонтов (табл.43).
Соответственно близки и молекулярные отношения Si02/Al203. Такой
химический состав ила можно объяснить прежде всего тем, что в качестве
материала для образования кутан послужила тонкодисперсная часть
материнской породы, пептизированная и перемещенная в процессе
почвообразования без заметного изменения химического состава.
Об одном и том же происхождении ила кутан и почвы
свидетельствует и его одинаковый минералогический состав (Зайдельман, 1974).
Следует также отметить совпадение химического состава ила кутан
тяжелых дерново-подзолистых почв на кислых покровных породах и
дерново-подзолистых почв на двучленных отложениях (кислый
легкий суглинок-супесь на суглинистой карбонатной морене). В иле
кутан дерново-подзолистых почв на ленточных глинах содержится
несколько больше кремнезема, меньше алюминия и железа
(Зайдельман, Санжаров, Полонская, 1982).
Особый интерес представляет сопоставление химического
состава илистой фракции кутан по степени их оглеения, отчетливо
выявляющее наиболее специфический признак глеевого процесса
- несбалансированный вынос несиликатного железа из мелкозема
или из его плазмы (табл. 43). В верхних иллювиальных горизонтах
почв, не имеющих явных признаков гидроморфизма, железо
малоподвижно. Его содержание в илистой фракции кутан остается на
уровне, близком к исходному содержанию в иле почвообразующей
породы. Появление заметных морфохроматических признаков
оглеения почв сопровождается уменьшением содержания Fe203 в
иле кутан адекватно увеличению степени гидроморфизма. Следует
подчеркнуть, что уменьшение содержания железа в илистой
фракции кутан при оглеении происходит преимущественно за счет его
гидроокисных форм.
134
№
col,»
со|<
со
о
см
Ф
Li.
Валовое содержание
со
о
см
<
со
о
см
Ф
см
о
СО
Образец
Горизонт,
глубина, см
Почва
°
г—
о>
00
h"
со
ю
тГ
СО
СМ
-
о
Z
S
о.
ф
ю
Q.
ГО
I
О
S
3"
р
о
X
ф
с;
т
>N
>s
2
X
3
о
5
О
5
s
о
со"
**
ю"
со
о>
00
о>
т—
Is-
со
т—
^
00
о>
ю"
ю
О)
со"
h-
го
со
У
о
О) оо оо
см" хг" см"
Ю 1^- h~
ю" со" ч*-"
т- Щ т-
CNI «Я СМ
ю £! ю"
Q. ^ О.
с £2 с
о о о
0) СМ 0)
X X
00 О СО
СО СМ СМ
О)" т-" О"
▼- т- СМ
со _,. о
Чсо <Ч
о со-
со ^ о
О О т-
т-" О" СМ"
со со со
х « £
го ¥ го
С ЪС"С &
ю
оо
ю
г^-
т~
ш
6
ш
о
X
О.
ф
ст.
ю
т—
1Г)
о
▼"•
см
ш
о:
ь
о
5 1
о
со
5
с
СМ N СМ О
Т" СО" ^" "ч*"
О) СМ О) О)
т-" т-" т-" О"
ю см ю см
«Я тг °Я со
£ ю" ™ ю"
^ О. _ CL
N С? с
<Я о ^ о
СМ <ю т- 0)
X X
О О Г- т-
h- т- |v. Tf
т-" О" т-" О"
т- СМ т- СМ
ю со ю со
х-_ CO CN О
Tf" ОО" Tf" СО*
ONTfr-
о> со со со
о" со" о" со"
со со со со
го £ го £
9 а S е
о £ о ^
с: i^cz 1?
ю
о
р "
^ 6
О О)
со
О)
т- СМ
ш со
о:
- 6 5
ф * X
5* О Х
О >, Ф
ь ц с: ]
ё
1
ю г-, ю f-
ч* CO м" Tf"
Nt со со CD
Ю* т-" Ю" х-"
Ю СМ Ю СМ
Ч ю ю- ю
£ ю 2 ю"
^ О. Л CL
N С© С
N о N О
СМ* ф СМ <1)
X X
ю ^t ю со
оо оо оо оо
о" аГ о" о>
Т"~ Т"" Т~ Т"
CO TJ- О О
оо о> оо оо
со" К со" К
т- h- О) СО
^Г чГ СО СО
о>" Tt" о" тг"
I4- СО 00 СО
го £ го £
ш i ш i
т 2 ™ 2
о 5, о &
с: ь?с ь?
оо ю
Ю Ор
со ю
*г IV.
Ъ> О)
х- СМ
со со
о:
- ГО
со iz
^ ГО
^ СО |
О Ф
1- ф
Е
СО О) СО О
ч*" СО" 4t" ТГ
СО О) О СО
со" т»" о" см"
N" СМ Ю CN
- со °°- г--
2 ю" £ ю"
ЛЛ Q. . CL
СО с CN с
ю о «Ч о
▼" ф СМ" ф
X X
Nr-TfO
см со ю со
со" О)" см" О)"
т— т~ <^* ^^
со оо со со
Ю 00 СМ СО
ч" г-" тг" К
со ^ со см
СО О О) чГ
ОО" Ю" N" ю"
h- СО I4- СО
го £ го £
? го $ го
С !?С i?
00 Ю
ю ор
об ю
5t Is-
"о> *сз>
т- СМ
со со
. к
ф 2
¥ со
О Ф
н ц
|_
т—
г**
0"
г—
О)
со
со"
г-
ю
СТ)"
N"
го
•="
о
ci
о
с
135
ф
s
Z j
го
7
X
о
CM
го
S
с
ю
го
о>
со
>нар
поменскии стацис
о
совидные суглинки.
яжелые лес
к-
со ю см г^-
тг" тГ тГ тГ
ю. р. р. *-.
со" см" а> тг"
12,7
9.2
11,7
9,2
не опр.
2,38
не опр.
1,46
(MNOO
СО Tj" CD 00
о ^г" т-" со"
CD О) Г^ Ю
т a *t m
со" Tt" -*■" чг"
00 СМ т- т-
00 тГ ч- СМ
о" со" h-" ю"
00 Г^ Г^ h-
Почва
Кутаны
Почва
Кутаны
81 29-60
82 60-84
Светло-серая
со ю см Is»
^■" тг" -*" м-"
ЮО(От-
со" см" о* rf
УГ) *t Ъ *t
12,7
9,2
11.7
9,2
не опр.
2,38
не опр.
1,46
CMSOO
СО Tf СО 00
О" -«•" ч-" СО"
СО О) Is» Ю
ю о> *t ю
со" тг" ^ тг"
00 СМ т- т-
00 чГ т- СМ
о" со" г*-" ю"
оо Is- Is» Is-
Почва
Кутаны
Почва
Кутаны
81 29-60
82 60-84
Светло-серая
оподзоленная
СО СМ 00 TJ"
со" ^" со" ^-"
О СО h- СЭ
ю ю" ю" ю"
СО ч* \Г тГ
ю со со см
о" о" Т-" о"
не опр.
1,44
не опр.
1.27
т- Ю CD СМ
т- т- СО СО
см" со" т-" со"
Is» СО у- Ю
СО_СО Is» CD
Ю" чГ ч*~ т*-"
Ю О) ч* СО
со тг со о
Ю" О)" CD" N-"
Г^ Гч. i^ гч.
Почва
Кутаны
Почва
Кутаны
81 29-60
82 60-84
То же,
сильнооподзо-
ленная, слабо-
глееватая
со см со тг
СО" ч*" СО" 4fr"
CN СО С> l4^
■^ со со" со
о со i4^ со <q т-_ т-^ со
ю" ю" ю" ю" аГ о" со" о>"
СО ч* ^ ^ Tj-'-st^CO
Ю CD CD CM
о" о" *-" о"
не опр.
1,44
не опр.
1.27
12.11
13.15
11,36
13,32
Is- СО ч- Ю
СО 00 h- СО
Ю ^t Tf" Tf"
юо^-со
СО тГ СО_ О
ю" о" со" Is-"
1^ f^ IV» ^
Почва
Кутаны
Почва
Кутаны
В1д35-63
В2д 63-90
То же,
сильнооподзо-
ленная,
глееватая
11,7
11.1
11.7
10,3
не опр.
1.24
не опр.
1,21
11,84
12,31
11,39
13,18
1Г) т- т- О)
см о со тг
тГ iff тГ Ю
СО 00 О О)
см см со см
Is»" о>" Is»* о
Is» г». Is» оо
Почва
Кутаны
Почва
Кутаны
В1д 60-83
В2д 83-100
То же,
СИЛЬНООПОДЗО-
ленная,
глеевая
о
4,69
78,40
порода
!36
о.
CD
X
О
ф
ю
S
2
>»
X
X
але
*
о
о.
с
CD
X
>£
©^
СО
т
о
с
X
л
1-
о
S
с
о
го
с[
о
с
1
о
00
о
дерн
со
о
к
X
о
го
S
а
2
S
5Г
кута
s
s
CD
а
■8-
>s
о
ь
°
S
5
S
ш
CD
ь-
8 Ц
о 0
>s 2
s S
iC CQ
О I
? 2
s !H
; Щ
s ro
X x
_
л o:
i s
ф * ~
с Ф ^5
ф ф °
*- ^
°
со
О °
<l U.
— Л
о19,
гл Ф
СО| ^
со
о]о
col <
"О
со
о
см
ф
LL
Ф
S
О.
Ф
8
ф
о
m
о
5
СО
со
О
<
со
о
см
ф
и_
о
со
О
5 j
1?
3"
Ф
со
CD
Ю
О
- 5
I- О
з: -
О CD
о I
■- ^
L.
CD
СО
7
О
С
см
т—
О
т-
о>
00
h-
СО
ю
"*
со
гм
^~
вская область
>. Моско
ационар
ины. Рузский ст
цные гл
лессови,
Легкие
о °°-
Lr°o> о
т- XT
СО Ю_ СО СО
СО СО СО 4fr
kt^i^o)
^- т— t— СО
СЭ СО СЧ СМ_
со со со со
СМ СО О СМ
ю h- оо ч-
ч*-" ^t" со" см"
^f СМ СО О
О) Ю 00 т-
оо" N К со"
см см см см
ю со о со
°°, °?. Р. СЯ
т-" СМ" СМ" О"
т— т— т- т-
со см см со
г^ о> in со
т-" см" см" со"
1Г> Ш Ш Ш
От-NCM
Г*"- СО О) СО
СМ" <«-" т-" т-~
почва
почва
кутаны»
кутаны!
А2 29-35
81 70-80
82 120-140
Дерново-
подзолистая
О О 0> ч*
о" о" со" К
Ю т- 00 00
чГ со" ч* 5f"
о> со со ю
5t" *-" Ю" СО"
со ^со ^
со со со со
т- О) СМ О)
СО т- СО Ю
см" ч* о* о"
28 07
26.92
28,06
27,77
9.82
12,20
9.40
8,92
54,75
53,07
54,81
55,23
h* Ю СО т-
Ю О) N^OOl
СО О т- т-
почва
почва
кутаны!
кутаны!
С^ 00 т-
Я ° °
CM rv. СМ
42 го> Ъ>
СМ т- СМ
< со со
Тоже,
глееватая
СМ 00 О) 00
К со" h-" со"
N» СМ 00 00
О) СО т- СМ^
ч* со" ю" ю"
00 Ю 00 СО
ю" см" со" г*-"
см_ ю со со
СО СО СО СО
h» 00 h*. CM
о ю ю со
т-" СО" О О"
о тг со со
Г^ СМ О) СЭ
оо" со" г-." оо"
см см см см
9,17
11,45
8,68
8,41
ю см ю оо
чоюсо
ю ю ю 3
От-^СМ
00 ОЭ N. 0_
со" о" см" со"
почва
почва
кутаны»
кутаны!
ю о
со о см
d)°? V
см о о
$ Ъ) Ъ>
СМ т- СМ
< со со
То же,
глеевая
4.7
26,97
12,16
53.33
Ил породы!
o
го
с,
ю
о
:кая
ш
о
*
о
о
s
о
X
S
S
п
нар Ве|
ацио!
ь-
и
ф
U
т
00
>s
>щны
2Е
Мало
Q.
С , i i
°s. «. s.
Ф
Z
О Ю О) Ю
тг со см со
СО 00 О) Ю
Ю т- -г- <«-
о со ^ со
т* СО М- СО
_ ci
t с , ,
ю °s! г!
СО" CD
Z
■^ 00 О) СО
ч* CD О) СО
^- h- со 1^-
см см см см
^ СМ ч* т-
5} см со со
о>™ £ Ji
о со см тг
CM CD h- Ч"
г>- со со со
тютю
о.
с , , ,
°s, s, s,
ф
Z
очва
/тань
очва
/тань
с £: с ы
т ко ю
СО СО т-
о) ю Т
СМ 1^ Ю
о
т—
JC
СМ -г- СМ
< m m
0ч
1 ГО
о ь
ш о
Si
d О
Ss
с:
о. о.
С 1 — С
о =; JI о
ф ф
Z Z
СО CO CM h-
Ч" т|- СО чГ
со со со г^.
оюсм ю
Ю rt О) *t
Xf СО СО СО
^ ci_ о.
т~ о <о о
^ о Ю ф
Z Z
см ▼- h- -«-
h- CO *- N-
со h- ч- h-
см см см см
5§°.S
о> о> £! аГ
О) О ч* т-
о о со со
о ю со ю
со ю ю ю
Q.
С , | ,
О s, s, s,
ф
Z
очва
/тань
очва
/тань
с^с ^
со о ю
СО 1^ О
схЬ^
со со о
О)
.* О)
СМ г- СМ
< CD СО
1
ф
. Е
0) о 5S
Us
£3*
Е
О. Q.
!§•: я о
ф ф
Z Z
t-N CO N
чГ чГ СО ^
(DO N Ю
Г*- СО СО СО
со тг см ю
^ со" <*- со"
,~ cL Л о.
со с о с
*-. о о) о
СО (D ^ CD
Z Z
ЮОООт-
т- Г- О СО
^- h* со h-
см см см см
SS~s
о> о> £ а>"
т-СО N т-
tiO(DO
т-Ю N (О
СО Ю Ю Ю
Q.
с= , , ,
О 't =, =,
ф
Z
очва
/тань
очва
/тань
Ci с £:
со со ю
со ю со
о со ю
СО ч* h-
*Я
л: О) о>
СМ т- СМ
< со со
го
со
ф
ф
F *
«~ го
„с ь
%
£
о.
с
о
ф
Z
см
ч-
см
h-
т-
^г
СО
г^
см
со
см
<*
см
О)
о
О)
со
О)
ю
Q.
с
о
ф
Z
очва
с:
о
со
ю
см
.*'
см
<
ее
го
со
(1)
(1)
Е
„
s
о
6.
• см £
ф
Z
0)^0
^ СОЮ
СМ чГ h-
h- СО" h-"
Ю О) CD
со со со
ci ^ о.
с £2 с
о о, о
ф СО CD
Z Z
^юо
СО О т-
h- ч* h-
см см см
СО § т-
со ~ ю
со" JI со*
со о со
ч* О) CD
со со со
т т vo
1 1 1
s s s
/тань
очва
/тань
Ы С Ъ£
со ю
ю со
со ю
<tf h*
• !
*?tf
Ъ>00 СО
т-
со
со
см
о
Ч"
см
я
см"
*
со
ю
5
Й
о
ci
о
с:
U
з:
а. Новгородская область
Стационар Витк
глины.
енточные
с;
£-010 00
СО СМ О СО 00
^" ч* м* ^" со"
С*) СМ СОт СО 0_
со* со" ч* ю* "**
т- *— v т— ▼-
т- -г- С0_ СМ_ Г^
со со со со со
СО О СО СО СО
СО 1^ СО 00_ 00
со со со со со
О ^ ч£ ^ 1^
со, "^ со х- ^f
со* со" со* со" ю"
см см см см см
10,63
11,53
10,29
9,54
8,45
О) Ш ^ СМ СО
О) h- т- О 0_
см* см* ю" ю" <*•"
т т т т in
не опр.
1.35
0,75
не опр.
почва
почва
кутаны
кутаны
кутаны
A2fs 29-35
82 40-50
60-70
83 80-90
Дерново-
подзолистая
см ,_ см
«со* 5°
00 т- Щ ЧГ
тг" ч|* чГ* тГ*
СО СМ СМ ЧГ
|чГ CO* СО" СО"
MP- Т— Т— Т-
h-e СМ_ CO_ N-_
со со со со
О СО О Ю
т-_ СО ▼-_ СО
со со со со
О CM h» CM
о> со ю ч-
ю* ю* со* ю"
см см см см
8,45
11,54
9,20
9,02
О) xt" 00 т-
со о_ со г^
ю" со* ю" ю"
in m *n m
0,98
не опр.
0,98
не опр.
кутаны
почва
кутаны
кутаны
81 40-50
82 60-70
83 80-90
То же, глубоко-
оглеенная
СО 00 00 СО
о" см" о о>* о*
CM N- СО I4»
cosr юю
^t* со* *f со* со"
со_ ю см_ о хг
со" т-" со* «г-" см"
т- СМ т- СМ СМ
СО СМ_ СМ_ С0_ Ю
со со со со со
N OCD ^t г-
О) т— 00_ т-_ т-^
СО "г- СО v- т—
о> см со оо xf
°°. ч. °. °ч ч.
со о>" со о" оо"
см см см см см
10,79
6.94
11,25
7,11
6,77
52,79
56.08
52.20
56.21
56.92
не опр.
2,48
не опр.
0,96
не опр.
почва
кутаны
почва
кутаны
кутаны
сЗоо о
ч; ю h- о>
^ <«• со оо
§ Ь Ъ
СМ "г- СМ
< со m
То же, глеева-
тая
со хг оо
pssss
СО h* l^ xf
чГ СО* СО* I4-"
СО СО т-и IO
со" см* со" ю*
ч- СМ СМ СМ
СО Tf Ю_ т*
СО СО СО СО
О СО О) О
т- О 00 СО
тГ* О* О* О*
26,98
28,34
27,92
28,16
11,02
6,64
6,57
5,95
со см т со
h- Ю О О)
см* со* К со*
т т т т
не опр.
2,07
1.25
не опр.
почва
кутаны
почва
кутаны
О о
• О i
* б00
ь <о V»
см со
00 00
То же, глеевая
_3,78_
^26,21
11,36
52,75
Ил породы |
Таблица 44
Валовой химический состав илистой фракции кутан светло-серых
лесных почв на бескарбонатных тяжелых лессовидных суглинках (%
на прокаленную навеску). Коломенский стационар. Московская
область
Почва
Светло-серая
То же, оподзо-
ленная
То же, сильно-
оподзоленная,
глееватая
То же, сильно-
оподзоленная,
глеевая
Горизонт,
глубина, см
81 29-60
82 60-84
81 29-60
82 60-84
Blmr'g" 35-63
B2mr-g" 63-90
B1g« 60-83
B2g- 83-100
Ил породы
Si02
53,3
54.8
56,2
56.0
56,9
55.0
56.0
56,7
53,3
Fe203
12,2
13,0
11,7
10,9
10,0
10,3
9,2
9,5
12,1
Al203
25,0
23.9
27,1
24,0
25,1
22,0
24,0
23,8
26,5
SiQ2
AI2O3
3,6
3,9
3,6
4,0
3,8
4,1
4,0
4,0
SiO?
Fe203
11,7
11.3
12,9
13,7
15,2
14,2
16,2
15,9
AI2Q3
Fe203
3,0
2,9
3,6
3,4
4,0
3,4
4,0
3,9
Таким образом мелкозем кутан характеризуется значительно
большим, чем вмещающий горизонт, содержанием железа и
алюминия. При этом в илистой фракции кутан содержание алюминия с
нарастанием степени оглеения остается стабильным и высоким, а
железо (главным образом его несиликатная фракция) подвержено
прогрессивному выносу. Это явление закономерно прослеживается
в катенах, почвенный покров которых образован подзолистыми,
болотно-подзолистыми, серыми лесными и серыми лесными глее-
выми почвами (табл. 44). Обращает внимание и то, что если общее
содержание железа в иле гор. В1 и В2 находится на уровне
содержания этого элемента в иле породы, то в почвах на кислых породах
не формируются подзолистые горизонты. Так, содержание Fe203 в
иле кутан гор. В1 и В2 серых лесных неоглеенных и
недифференцированных почв равно соответственно 12,2 и 13,0; в иле породы -
12,1. Однако, появление слабых признаков оподзоливания
сопровождается заметным снижением валового Fe203 в гор. В1 и B2 -
11,7 и 10,9 и появлением оглеения как в кутанах, так и в оподзо-
ленном горизонте в целом.
Поскольку относительный вынос несиликатного железа
отражает степень проявления оглеения (Зайдельман,1974), то именно
кутаны в почвах с элювиально-иллювиальном строением профиля
оказываются зонами его наиболее интенсивного развития. При
этом химические признаки оглеения, как следует из табл. 42, могут
развиваться в кутанах горизонтов, не несущих цветовых признаков
оглеения вообще или в условиях его слабого проявления.
Наиболее отчетливо это явление можно проследить на тяжелых
слабоводопроницаемых породах. В частности, это наблюдалось нами на
140
тяжелых ленточных глинах (содержание частиц <0,01мм - 92%;
ила - < 0,001мм -43%; Кф <0,001м/сутки).
Поскольку глееобразование - это, прежде всего, процесс обез-
железнение почвенного мелкозема или плазмы мелкозема (т.е.
илистой фракции, частиц <0,001мм) (Зайдельман, 1998), то
рассмотренные данные позволяют применить достаточно простой
метод количественной диагностики степени оглеения. Его сущность
заключается в оценке степени обезжелезнения илистой фракции
исследуемого горизонта относительно илистой фракции почвооб-
разующей породы. Степень обезжелезнения (или оглеения DG -
degree of gleyezation) в этом случае может быть выражена в % и
рассчитана по следующей формуле: DG=[(Fedp-Fedh)/Fedp] 100, где
Fed - содержание несиликатного железа, извлекаемого дитионито-
вой вытяжкой Мера и Джексона из материнской породы (Fedp) и из
илистой фракции исследуемого горизонта (Fedh).
В карбонатных глинистых почвах на элюво-делювии красно-
цветных пермских сланцев кутаны приобретают признаки «фер-
ран» (табл. 45). При этом они отличаются повышенным
содержанием в илистой фракции несиликатного железа (5,1-5,2%).
Последнее можно объяснить, прежде всего, тем, что материалом для
образования кутан послужила тонкодисперсная часть почвообразую-
щего субстрата, пептизированная и перемещенная в процессе
почвообразования без заметного изменения химического состава.
5.2.1.5. Диагностическое значение кутан
Натечные глинистые новообразования - кутаны (корочки)
являются ареалами наиболее активного современного
почвообразования. С усилением оглеения подзолистых, болотно-подзолистых,
серых лесных и серых лесных глеевых типов почв на разных поч-
вообразующих породах закономерно меняются распределение и
окраска кутан. В гор. В1 неоглеенных почв корочки покрывают
стенки пор, трещин, а также поверхности слабо выраженных
структурных отдельностей (в виде тонких пленок). Глубже по профилю они
обнаруживаются лишь по ходам корней и по крупным трещинам. В
глееватой и глеевой почвах кутаны приурочены главным образом к
поверхностям крупных трещин. В почвах, не несущих морфохрома-
тических признаков оглеения, кутаны близки по окраске к исходной
неоглеенной почвообразующей породе; в глубокооглеенных (сла-
бооглеенных) почвах они приобретают сероватый или сизовато-
бурый оттенок; в глееватых почвах кутаны - сизовато- серые; в
глеевых почвах кутаны всегда имеют интенсивный сизый или сизо-
голубой (зеленоватый) цвет.
141
со 1
of°
S3 я
_£л Ф
<|ll
с/5 в>
<
[я
о
СМ
Ф
LL J
одержание
о
ф
m
о
с,
со
ш
MgO |
о
со
О
со
о
см
<
о
см
ф
LL
см
о
СО
Гумус
3"
ф
со
со
Обр
. 5
К О
X .
о со
м
Й-*о
Р >*
LTJ
СО
CD
зг
°
с:
СО
СМ
см"
со
**
О
со"
т-
ч*
ч*
4,78
со
0,3
ю
2,6
см
со
О)
о>"
со
со
ч*
ю
3,19
Почва
со
т—
О
О-
<
ная
ф
у
о
с:
Выще
ю
СО
см"
*—
со"
ю
0>
со"
4,36
см
0,3
со
см
тГ
О
О)"
т»
СЛ
^
ю
0,76
_
л
X
О)
с0-
см"
со
ю"
т—
со"
N.
т—
ю"
4,46
~
со
со
2.8
см
h-
ю
О)"
см
О)
чг"
ю
0,45
_
л
X
Кута
Кута
ю
со
со
т—
ш
см
ю
ю
со
см
со
О)
т—
см"
ю
*""
см
см
со"
^
т- 1
ю"
4,64
О)
0.5
чГ
1,7
см
^
О)
О)"
о>
о>
со"
ю
0,44
-0
X
со
Кут
со
*?
со
чаем
m
ная |
o£
^ ?
£ о1
5 с
о |
со
142
Данные по групповому и фракционному составу гумуса почв
и кутан позволяют признать, что первый иллювиальный горизонт
как оглеенных, так и неоглеенных дерново-подзолистых почв в
зонах наиболее активного современного почвообразования -
трещинах - формируется под влиянием наиболее агрессивной и
подвижной части гумуса. Значительно большая величина негидро-
лизуемого остатка в гумусе кутан по сравнению с вмещающими
горизонтами свидетельствует о том, что в этих новообразованиях
часть органического вещества находится в прочносвязанном
состоянии.
Несмотря на то, что кутаны приурочены к зонам наиболее
активного современного почвообразования они, как правило,
характеризуются стабильным содержанием алюминия и кремнезема, а
также практически тождественными соотношениями Si02/Al203.
Вместе с тем в оглеенных почвах ил кутан, как правило, отличается
от ила пород и вмещающих горизонтов более высоким
содержанием А1203 (обычно на 1,5-2%). По-видимому, это закономерно
повторяющееся явление связано с увеличением суммы гуминовых,
фульвокислот и негидролизуемого органического вещества в кута-
нах глееватых и глеевых почв и аккумуляцией AI в форме металл-
органических соединений.
Важным диагностическим показателем степени гидроморфизма
почв является содержание железа в натечных глинистых
образованиях, особенно, в их илистой фракции. В иле кутан верхних
иллювиальных горизонтов всех исследованных почв наблюдается
общая закономерность: увеличение соотношения Si02/Fe203 с
нарастанием степени гидроморфизма. Данные по определению
несиликатных форм железа показывают, что выносятся именно эти
соединения.
Таким образом, определяющим процессом в превращении
состава кутан всех почв с дифференцированным профилем является
обезжелезнение мелкозема и его плазмы, т.е. глееобразование.
5.3. Аморфные новообразования
5.3.1. Ржаво-охристые пятна аморфной гидроокиси
железа
Ржаво-охристые пятна аморфной гидроокиси железа
присутствуют во всех минеральных почвах, испытывающих
периодическое переувлажнение. Ее появление свидетельствует о том, что
в анаэробный период часть несиликатного железа переходит в
подвижную и растворимую закись, а затем - в аэробной фазе -
выпадает в виде нерастворимой гидроокиси трехвалентного железа.
ИЗ
В условиях поверхностного заболачивания такие скопления
гидроокиси железа незначительны и они не влияют на развитие
сельскохозяйственных растений. Морфологически они проявляются в виде
незначительных отдельных охристых пятен, приуроченных обычно
к крупным порам. Накопление аморфной гидроокиси железа на
фоне одновременного уменьшения содержания общего несиликатного
железа и его окристаллизованных форм оказывается причиной
увеличения соотношения железа, извлекаемого оксалатной
вытяжкой Тамма (Fe0) к железу, извлекаемому вытяжкой Мера и
Джексона (Fed). U. Schwertmann (Blume, Schwertmann, 1969) предложил
использовать соотношение FeJFe^ для комплексной
характеристики степени гидроморфизма почв. Более отчетливые проявления
этой зависимости были получены при использовании
модифицированного соотношения Швертмана Feo/(Fed-Fe0), т.е. отношения
«аморфного» железа к «окристаллизованному». На примере
дерново-подзолистых неоглеенных и дерново-подзолистых слабоогле-
енных, глееватых и глеевых почв на среднемощных двучленных
отложениях нами (Зайдельман, Никифорова, 1986) была показана
четкая связь отношений FeJFe^ и Feo/(Fed-Fe0) со степенью
заболоченности почв. Следует подчеркнуть, что наиболее
информативные данные были получены при анализе контактного суглинистого
горизонта морены, находящегося непосредственно под слоем
песчаной толщи, поскольку именно этот слой является водоупорным
горизонтом, на котором застаивается верховодка (рис. 34).
Интенсивность оглеения верхнего суглинистого контактного горизонта
морены отражает, таким образом, длительность застоя верховодки
в профиле каждой почвенной разновидности. Поэтому именно этот
контактный слой для почв на среднемощных двучленных
отложениях (горизонты моренных, ленточных, пермских и других
суглинков и глин, перекрытые толщей флювиогляциального песка
мощностью 60-120 см) является диагностическим горизонтом.
Эти критерии могут быть использованы и для диагностики
песчаных почв. Здесь соотношения Fe0/Fed и Fe0/(Fed-Fe0),
определяемые содержанием аморфного и общего несиликатного железа,
оказываются единственным источником количественной
информации о степени их заболоченности, поскольку в их профиле
отсутствуют ортштейны.
Предпринятые исследования (Зайдельман, Банников, 1997)
показывают, что эти соотношения могут быть эффективно
использованы и для количественной диагностики однородных песчаных
(супесчаных) почв, а также для характеристики их лесохозяйственных
и экологических условий. Так, в Окско-Мещерском полесье была
установлена следующая взаимосвязь между степенью заболочен-
144
ности песчаных почв, их лесорастительными условиями (табл. 46)
и соотношениями FeJFed и Feo/(Fed-Fe0).
1
2
9 з
5
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4
Рис. 34. Изменение значений критерия Швертмана (1) и его модификации
(2) в контактных моренных горизонтах почв на среднемощном
двучлене с усилением степени гидроморфизма.
Почвы: 1 - светло-бурая неоглеенная; 2 - светло-бурая глубокооглеенная;
3 - дерново-подзолистая слабоглееватая; 4 - то же, глееватая; 5 - то же,
глеевая.
5.3.2. Горизонты аккумуляции аморфной
гидроокиси железа
Самостоятельные горизонты аккумуляции аморфной
гидроокиси железа образуются на поверхности торфяных почв,
заболоченных ожелезненными грунтовыми водами. Как правило, в этом
случае содержание двухвалентного железа в грунтовой воде
весьма значительно (40-80 и более мг/л Fe2+).
Наиболее мощные скопления аморфной гидроокиси железа на
поверхности торфяных почв можно наблюдать там, где
водоупорные или водоносные горизонты обогащены минералами
несиликатного железа, главным образом, пиритом. В частности, такой
породой являются пиритовые юрские глины - региональный водоупор
Московской синеклизы. Это обстоятельство создает реальную
угрозу нормальному функционированию дренажа, а высокие
концентрации гидроксида железа в пахотном горизонте осушенных почв
вызывают определенные затруднения при их
сельскохозяйственном использовании.
145
s
t-
G
о
X
X
Ф
T
iOU
о
Ю
CD
CO
s
X
Ф
ф Э
E У
ерии с
по
s
Q.
:*
Ф
s
ъс
О
Ф
1МИЧ
s
X
со
О
я лес
S
X
ее
о
13
о
ели с
казат
о
с
очва
EZ
m
см
<
<
ф
U-
^
S
с;
см
<
о
ф
U.
oiU.
LL
СМ "О
<D Ф
•-М
&
1-
S
X
о
LQ
i
Ф
OQ CD
ф ^
Ого
ct 5
тт. „
5 з
CD 5
Ш °
СО
«0
со
Ф СО
о.^
0) J-
ct 3
Число
ев, i
т-
V
<2,3
о
0,7
V
=
*
^
о
ю
т—
00
CD
СМ
нная
в> ~
с 5
о 5
СО CQ
Я ОПОД
фибро
со о
О. ct
Ю Ф
• о
§н
Ё
ф
со
О
i
т—
,3-6,7
см
г^.
00
0-0
h-
о"
i
_
~"
CD
О
СМ
СО
т—
со
С со
о со
о о
* о.
о ю
1Я глуб
ЗДОфи!
листа
я ncei
о со
СО I
ct х
О ф
с:
■2.9
т-
7-14,0
со"
со
о>
7-0
00
о"
"7
_
~™
Г--
см
см
ю
CD
со
ее
со
ь-
со о;
со со
Ф Ш
Ф О
с; о.
и- Ю
со -8-
Is
2 о
§ё
О
С
О)
см"
Л
>14,0
со
0,9
Л
н-
адаю
с
з
со
8
ф
ф
со
ЮНО
о
О
гумус-
ьная
я- с;
Е со
золистг
ИЛЛЮВИ
эевая
о-под
ИСТО-I
ГЛ<
CQ со
О Ф
* 5 !
О. Ф
«*
146
5.3.3. Железистые конкреционные и
неконкреционные новообразования почв как критерии
степени ожелезнения грунтовых вод и опасности
закупорки дрен гидроокисью железа
Опасность закупорки дрен гидроксидом железа ранее была
рассмотрена Н. Kuntze (1982). В этой связи необходимо подчеркнуть,
что в целом обширная группа железистых новообразований -
конкреционных и неконкреционных цементационных - может быть
успешно использована при полевых исследованиях и прикладных
(агрономических, землеустроительных, мелиоративных,
гидрогеологических и др.) изысканиях с целью диагностики ареала ожелез-
ненных грунтовых вод с разной концентрацией железа. Основное
диагностическое значение в этом случае принадлежит следующим
рассмотренным выше конкреционным новообразованиям -
дерновой руде, рудяку, железистым корам, а из неконкреционных -
мощным (более 5-10 см) скоплениям аморфной гидроокиси на
поверхности почв (обычно, торфяных) и ортзандовым цементационным
горизонтам. Такая связь между характером новообразований и
гидрохимией ландшафта отчетливо прослеживается при
сопоставлении одновременно выполненных почвенных и гидрохимических
карт (рис. 35), составленных для экспериментального полигона в
Московской Мещере (Зайдельман, Нарокова, 1974). Обычно
железистые новообразования, возникающие в профиле легких
(песчаных и супесчаных) почв, а также в торфяных почвах на песках,
свидетельствуют о следующих концентрациях двухвалентного
железа в грунтовых водах и возможности возникновения угрозы
закупорки дрен его гидроокисью (табл.47).
5.3.4. Темноокрашенные пятна гидроокиси марганца
Появление темноокрашенных пятен гидроокиси марганца -
один из первых признаков развития переувлажнения. Обычно такие
небольшие темные пятна появляются в начальных стадиях
переувлажнения поверхностными атмосферными и склоновыми водами
суглинисто-глинистых почв. Пятна приурочены к горизонтам В1 и, в
большей мере, к В2. Эти признаки переувлажнения можно
обнаружить в слабоглееватых, глубокооглеенных и глееватых почвах.
Единично они могут формироваться в гор. В2 автоморфных почв. В
профиле глеевых, сильно переувлажненных почв,
темноокрашенные пятна гидроокиси марганца не возникают.
147
BBS!
Рис. 35. Карта содержания закисного железа (а) в грунтовых водах (мг/л) и
почвенная карта (б) Мещерского мелиоративного почвенно-
гидрологического стационара. Полевой участок. М 1:500.
Почвы: 1 - подзолистые ортзандовые; 2 - подзолистые ортзандовые с
прослоями суглинка; 3 - мощные ортзандовые; 4 - оруденелые
дерново-подзолистые глеевые; 5 - рудяковые; 6 - ожелезненные торфянисто-глеевые; 7 -
ожелезненные оторфованные дерново-глеевые.
148
Таблица 47
Диагностика содержания Fe2+ в грунтовых водах и опасности
закупорки дренажа гидроксидом железа по Fe -конкреционным и
неконкреционным новообразованиям почв.
Вид
образования
Размер по
наибольшему
диаметру или
мощность, см
Гранулометрический и
ботанический состав
вмещающего
горизонта
Ориентировочное содержание
Fe2*B грунтовой
воде, мг/л
Угроза
закупорки дрен |
гидрооксидом железа
Дерновая
; РУДа
Рудяк
Железистые коры
Конкреционш
1-3
5-30
5-30,
мощность кор 30-
50
Die новообразования
Легкосуглинистый, супесчано-
песчаный
Супесчано-
песчаный
Тоже
5-12
30-50
50-100 и
более
Слабая,
средняя
Сильная
Очень
сильная
Неконкреционные новообразования
Ортзанд
Аморфная
гидроокись
железа
10-40
Поверхностные
рыхлые
отложения мощностью
до 20-30
Преимущественно, песчаный
Поверхность
торфяных почв
2-12
30-80 и более
Слабая,
средняя
Сильная,
очень
сильная
5.4. Кристаллические новообразования
В условиях гумидных ландшафтов обнаружено три вида
свободных кристаллических новообразований - вивианит, гипс и
пирит.
5.4.1. Вивианит - фосфорнокислая закись железа.
Керчинит. Бераунит.
Вивианит - фосфорнокислая закись железа - Fe3(P04)2 Н20 -
минерал, широко распространенный в торфяных и заболоченных
минеральных пойменных почвах . В поймах встречается там, где
река размывает осадочные породы, обогащенные фосфатами
(например, р. Москва в верхнем течении эродирует залежи
фосфоритов и др.), а в почвах значительно содержание органического
вещества. Вивианит на стенке свежего почвенного разреза имеет
ярко белоснежный, светлый, реже серый цвет. Затем вивианит под-
149
вергается быстрому окислению и переходит в керченит,
фосфорнокислую окись железа - новый минерал, имеющий ярко синюю
окраску. При длительном окислении образуется бераунит - минерал,
обладающий ржаво-охристой окраской.
5.4.2. Гипс
Гипс - сульфат кальция (CaS042H20). Спорадически
встречается в сильнозаболоченных торфяных и минеральных почвах
некоторых небольших рек бассейна р. Волги - Кудьмы, Клязьмы, Теши
и др. Его появление в почвах, преимущественно, пойменной
террасы связано с поступлением грунтовых и напорных вод татарского и
келловейского ярусов, обогащенных водорастворимым гипсом. В
профиле почв он находится в виде скоплений желтовато-белых
кристаллов или характерного белесого налета на поверхности
осушенных торфяных почв. Как правило гипс не оказывает
токсического влияния на все культуры при весьма высоких
концентрациях в корнеобитаемой толще. Безвредными для всех
сельскохозяйственных растений оказываются его концентрации равные 15-20%
от массы пахотного горизонта (Зайдельман, 1991). Обычно
естественная концентрация гипса в почвах оказывается существенно
ниже этих критических значений.
5.4.3. Пирит
Пирит - сульфид железа (FeS2). Его соломенно-желтые обычно
мелкие кристаллы могут быть обнаружены в почвах на юрских
глинах или на других сульфидсодержащих породах, находящихся в
условиях постоянного переувлажнения и анаэробиоза. После
осушения в аэробной среде происходит быстрое окисление пирита с
образованием ярозита К F^S04) (ОН)6 (кристаллы золотисто-
желтого цвета) и затем бурых гидроокислов железа и серной
кислоты. В карбонатных горизонтах возможна фиксация сульфатов в
виде гипса.
150
6.
НЕКОНКРЕЦИОННЫЕ КАРБОНАТНЫЕ
НОВООБРАЗОВАНИЯ
6.1. Общие положения
Неконкреционные карбонатные новообразования имеют ряд
важных общих особенностей. Все они формируются в профиле
сильно заболоченных, преимущественно, органогенных почв. Как
правило, неконкреционные карбонатные новообразования
распространены в ареалах жестких грунтовых вод. Нередки случаи их
тесной связи с напорными жесткими водами. Таким образом эти
новообразования можно рассматривать как индикатор
своеобразных и, нередко, достаточно сложных гидрогеологических условий
для выполнения гидротехнического строительства.
Следует подчеркнуть, что высокая концентрация карбонатов
кальция неглубоко от дневной поверхности может оказаться
причиной образования после осушения неблагоприятной среды для
роста и развития сельскохозяйственных растений, прежде всего -
зерновых и сложноцветных, а также при особо высоких концентрациях
извести - бобовых и пасленовых. Высокая концентрация извести в
пахотном слое может оказаться причиной возникновения весьма
неблагоприятных условий для земледелия или полностью
исключит саму возможность его применения. Так, например, постепенное
накопление извести в профиле осушенных легких дерново-глеевых
почв в бассейне р. Припять в последние десятилетия в результате
непрерывного поступления к поверхности капиллярной влаги от
зеркала жестких грунтовых вод резко понизило их плодородие, а
местами сделало эти почвы непригодными для земледелия в
результате их эволюции после осушения в песчаные дерново-
карбонатные.
Тип неконкреционных карбонатных новообразований получил
весьма широкое распространение. Он представлен рыхлыми
кальциевыми (луговая известь, луговой мергель), плотными
кальциевыми (туф) новообразованиями и разнообразными по составу са-
пропелями.
151
6.2. Рыхлые кальциевые новообразования (луговая
известь, луговой мергель)
Рыхлые кальциевые новообразования - луговая известь и
луговой мергель образуют в профиле торфяных почв относительно
мощные сплошные белесые горизонты солевых аккумуляций
(обычно 1-4 дм). Эти новообразования залегают на контакте между
минеральным дном болота и нижней кровлей торфяной залежи
(рис. 36). Их возникновение всегда обусловлено влиянием
гидрогенного фактора. Поэтому луговая известь и луговой мергель -
абсолютные индикаторы наличия жестких грунтовых или напорных
вод и продолжительного (постоянного) заболачивания почв. Они
формируются в ареалах, где грунтовые (напорные) воды карбона
не перекрыты водоупорными горизонтами (например, юрским
глинами) или там, где существуют открытые «окна» в водоупоре,
перекрывающем отложения карбона (мела).
Рис. 36. Белесый горизонт лугового мергеля в профиле осушенной тор-
фяно-глеевой почвы на жестких грунтовых водах. Откос осушительного
канала. Припятское полесье. Белоруссия.
6.3. Плотные кальциевые новообразования
(луговой туф)
Плотные кальциевые новообразования представлены одним
видом - луговым туфом (рис. 37). Это гидрогенное
новообразование отличается от осадочного туфа дочетвертичных отложений по-
152
вышенной прочностью и низкой плотностью сложения. Нередко
луговой туф сохраняет пронизывающие его толщу крупные корни
гидрофильных растений. Луговый туф - индикатор на заболачивание
почв жесткими напорными водами. После осушения прослои
лугового туфа могут выполнять функцию локального водоупора.
Поэтому целесообразно механическое разрушение таких уплотненных
новообразований после осушения почв болотных массивов.
Рис. 37. Известковый луговой туф. Пойма р. Яхромы, Московская область.
6.4. Рыхлые органоминеральные аккумуляции
(сапропель)
Сапропель - рыхлые органоминеральные аккумуляции,
возникающие на дне заболачивающихся пресных водоемов. Сапропель
- собирательное понятие. Оно включает весьма разнообразные по
составу и свойствам аккумуляции. Это понятие включает пять
следующих основных разновидностей сапропеля - известкового, дет-
ритового, диатомового, песчаного и глинистого. Рассмотрение
сапропеля в качестве почвенного новообразования, в известном
смысле, условно. Однако после осушения сапропелевые слои
оказываются горизонтами почвенного профиля, отражающими
историю его формирования. Это обстоятельство позволяет условно
включить сапропель в состав почвенных новообразований.
153
Сапропель несет важную диагностическую информацию о
безусловном происхождении органогенных почв в результате
зарастания водоемов. Его присутствие на контакте минерального дна
болота и нижней кровли торфяной залежи всегда свидетельствует о
своеобразии возникновения болотного массива и, часто, о
неблагоприятных физических свойствах почв (низкой плотности, высокой
влагоемкости и др.) для гидротехнического строительства и
сельскохозяйственного использования таких органогенных почв.
6.5. Методы количественной диагностики степени
заболоченности минеральных почв по
новообразованиям
Различные формы новообразований заслуживают внимания,
прежде всего, потому, что они отражают важнейшие особенности
современного почвообразования, направленного изменения
свойств почвообразующих пород в условиях актуального гиперге-
неза. Не менее существенно их диагностическое значение при
определении степени заболоченности минеральных почв. На основе
химического анализа их свойств впервые оказалось возможным
количественно и инструментально определять степень
заболоченности почв. На этих вопросах мы останавливались выше. Теперь
попытаемся обобщить накопленные данные. Необходимо
подчеркнуть, что в каждом случае, для каждой группы почв, т.е.
однородных по генезису и составу почв развитых на одних и тех же по
генезису и составу почвообразующих породах, оказывается
необходимым и целесообразным применение различных методологических
подходов и использование разных критериев оценки степени
заболоченности. Как следует из изложенного объектом изучения в этом
случае могут оказаться ортштейны, кутаны, несиликатные формы
железа, контактные суглинистые и глинистые горизонты. Очевидно
поэтому, что не только состав образцов и особенности их отбора
для количественной характеристики степени заболоченности, но и
сами методы таких исследований также окажутся весьма
различными. Попытаемся, однако, систематизировать уже разработанные
и пригодные для использования приемы такой диагностики. Сводка
этих данных приведена в табл. 48. Она отражает взаимосвязь
между генезисом и составом почв, почвообразующих пород и
методами количественной диагностики степени заболоченности почв,
основанными на химическом анализе свойств мелкозема,
конкреционных и неконкреционных новообразований. Не исключено, что
для известных групп почв ранее разработанные приемы
количественной диагностики степени заболоченности будут в дальнейшем
154
00
IS
"'i
CO
о
о
ф
7
s
2
s
X
со
7
о
с
X
3
z
л
с
го
Q.
ф
z
s
2 х
О (0
Z OQ
z о
Ф CO
T 5
О Q-
о 2
ю 2
го ш
со О
s зс
Z X
II
S ф
I
II
СО 5
Я X
х 3
>s z
§§
s§
CO Ф
H Q.
о *
Ф Z
J °
s *
о со*
* 2
JJ. CO
& S
s s
ОСТИ
X
X
Ф
5
5
о
ю
(0
CO
1
Ф
2
(0
с
ный
X
ф
ств
ф
^
г
иза
нал
СО
и
Объе
су -о
Ф| Ф
Illill
*~о
Ф
rt?/U-
Ф| i
"-' Ф
U-j
Ol "D
Ф[ Ф
о
о
»«•>.
ф ф
LL. LL
Ф[
ll|
2 ю
ф 2
>
X
8
>» ф
М
£*
о .а
1 2
<§ о
1
-?
ф
LL
со *
с 2
i
О
со
О. S
ю 1
2 m
ш
о
X
н
X
о
со
8 5 ct
1 с о
та почв, строе
иля и свойства
бразующих пор
^-8-2
1— О. ш
с
100
г
со
ю
ч*
со
см
ч
1 '
1
•
1
+
+
3
X
р
Q.
о
62
•15
If
1 1
о 5
CQ
- с;
JQ CO
ffl s
У CO
ё%
. С
*- s
1
1
+
1
CO
If
1 *
ы
CM
m
m
*N
s i i
* X
x 2
X X О
Ф Q. С
ц н С
i
i
i
+
+
2
X
>s
Ф
Q.
О
6^
ъ<
If
< ?
Ф CO
£ ffl
M
3?
" 1
ё *
*- со
. s
CM CQ
|
1
1
+
1
CO
If
I *
^
Csi
CQ
t— 1
m
#1
Is
CO
5 *
? Ф 21
x £ о
2 5. О
ф ш"<°
с dv
•е- 8
о 2 x
Q. О СО
С X X
155
00
Is-
со
ю
-*
со
CN
-
"
+
+
1
'
Аморфные
соединения
железа
(мелкозем)
Верхняя
кровля суглини-
сто-глинистых
отложений
i 4. Почвы легкие с
элювиально-иллювиальным
профилем на средне-
мощном двучлене
(легкий нанос 60-120 см)
i
+
+
i
i
Аморфные
соединения
железа(мелкозем)
А1А2
5. Почвы легкие с
недифференцированным и
элювиально-
иллювиальным
профилем на однородных пес-
чано-супесчаных
отложениях
+
i
i
i
i
Аморфные
соединения
железа
(мелкозем)
Выщелоченный
поверхностный слой
подпахотного
горизонта или
гор.В1
(верхний слой
мощностью
0-5 см)
6. Почвы суглинистые и
глинистые с
недифференцированным
профилем на глинистом
элювии карбонатных пород
156
заменяться другими более совершенными или менее трудоемкими.
Однако существующие в настоящее время методы такой
диагностики обладают определенными преимуществами. Все они, во-
первых, основаны на многолетнем анализе эколого-
гидрологических особенностей почв разной степени
заболоченности и, во-вторых, достаточно просты в методическом отношении.
Некоторые из них могут быть реализованы в условиях полевых
лабораторий и обеспечивать массовые определения этих важных
характеристик.
В заключении следует еще раз подчеркнуть, что эколого-
гидрологическая характеристика почв и ее количественная оценка
возможна только в том случае, если классификационные выделы
отдельных видов почв по степени заболоченности будут основаны
на результатах многолетнего изучения водного режима почв и
продуктивности сельскохозяйственной (или лесной) растительности в
годы разной влажности, т.е. на основе эколого-гидрологической
оценки почв. Подробно это положение было обосновано ранее
одним из авторов (Зайдельман, 1985).
157
7.
МОДЕЛИРОВАНИЕ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ И
ИЗМЕНЕНИЯ КОНКРЕЦИЙ
Наряду с исследованием общих закономерностей
распространения и свойств железистых новообразований и разработкой
концепции их диагностической роли, нами было уделено большое
внимание изучению важнейших вопросов генезиса и вторичной
трансформации конкреций в условиях лабораторного и полевого
моделирования природных почвообразовательных процессов. В
этой связи мы попытались моделировать условия формирования
конкреций, сроки их возникновения, эволюцию при изменении
водного режима.
7.1. Общие положения
В теоретическом и прикладном отношениях особый интерес
вызывает вопрос о скорости образования марганцево-железистых
конкреций в почвах гумидных ландшафтов. По литературным
данным срок возникновения конкреций разными авторами
оценивается интервалами от 4-5 до нескольких тысяч лет (Македонов, 1966;
Шевцов, Балабко, 1980; Зайдельман, 1981 и др.).
Учитывая сложность исследования явления возникновения
конкреций в естественных условиях, мы попытались изучить
вероятность и темпы возникновения ортштейнов (размером более 1 мм) в
условиях лабораторного эксперимента (Зайдельман, Никифорова,
1997), имитирующего основные факторы образования конкреций.
В естественных условиях почвообразование протекает под
влиянием многих взаимосвязанных факторов, что затрудняет или
исключает возможность анализа роли отдельных компонентов
среды. Преимуществом модельного лабораторного эксперимента
является то, что в этих условиях исследуется не только тот или
иной почвообразовательный процесс, но и оценивается скорость
его влияния.
Отметим в этой связи, что один из наиболее ярких почвоведов
нашего времени А.А. Роде в основополагающей работе «Система
методов исследования в почвоведении» (1971) настоятельно
подчеркивал, что «моделирование ... должно сделаться наряду со
стационарными исследованиями, одним из самых основных
методов изучения сущности почвообразования» (с.79). В настоящее
158
бремя существует актуальная необходимость «широкого развития
метода моделирования, который уже неоднократно с успехом
использовался в почвоведении для разработки ряда частных, но
очень важных вопросов» (с.78).
Поскольку процесс конкрециеобразования непосредственно
связан с процессом оглеения при постановке наших модельных
экспериментов мы опирались на накопленный опыт
предшествующих работ в области моделирования глееобразования. Одна из
первых работ в этом направлении была предпринята I. Wityn
(1934), который обнаружил резкое увеличение кислотности
суспензии в результате длительной инкубации моренного суглинка с
углеводами в анаэробных условиях. Позднее В.Г. Касаткин (1947)
при промывании образца моренной глины водой в анаэробных
условиях и соляной кислотой (0,02 и 0,05н) в аэробных условиях
установил, что максимальный вынос железа происходит на фоне
глубокого анаэробиоза. Причем при промывке водой железо
находилось в закисной форме, а в подкисленной среде железо элю-
виировалось в виде окиси. С. Bloomfield (1951, 1954 и др.) показал,
что оглеение может быть вызвано ферментативным разложением
Сахаров и органического материала. И.С. Кауричев и Е.М. Ноздру-
нова (1964) установили, что в условиях длительного избыточного
увлажнения возможно превращение относительно стабильных гу-
миновых соединений в более подвижные и агрессивные фульво-
кислоты.
На основании модельных исследований был сделан вывод о
том, что анаэробиоз в условиях избыточного увлажнения при
наличии органического вещества вызывает резкое подкисление
породы, ее декальцирование и переход в раствор закисного железа.
Большой интерес в области моделирования представляет
работа Я. Сюты (1962), который подробно изучил действие
различных факторов на почвообразующую породу, обратив особое
внимание на роль восстановительных условий. Я. Сюта показал, что
подкисление среды связано с выносом щелочноземельных
металлов, железа и алюминия. Кроме того он сравнил влияние двух
факторов - кислой среды и восстановительных условий - на вынос
этих элементов и пришел к выводу, что активные формы
органического вещества являются причиной восстановительных
процессов, а кислая среда - недостаточное условие для вымывания всех
минеральных соединений из почвы.
В дальнейшем было показано (Зайдельман, Нарокова, 1978;
Зайдельман, Санжаров, 1982; Зайдельман, Никифорова,
Давыдова, 1996, 1987; Зайдельман, 1992 и др.), что при оглеении
происходят различные изменения почвообразующих пород не только в
159
зависимости от их генезиса и состава, но и в значительной мере от
характера водного режима. При разработке схем наших
лабораторных экспериментов был использован этот опыт работ в области
моделирования почвообразования в условиях избыточного
увлажнения.
7.2. Модельные эксперименты в лабораторных
условиях.
7.2.1. Моделирование процесса образования Mn-Fe
конкреционных новообразований
Во второй главе настоящей работы на основе анализа
литературных данных были рассмотрены условия, необходимые для
формирования марганцево-железистых конкреций. Вместе с тем
информация о скорости возникновения этих новообразований в
почвах остается весьма ограниченной.
А.В. Македонов (1966) отмечал, что время формирования орт-
штейнов может отстоять от времени образования вмещающего
«осадка» или породы на тысячи лет, но не более 5-6 тысяч лет, а
некоторые ортштейны в гидроморфных пойменных почвах могут
образоваться в течение нескольких лет. Ф.Р. Зайдельман (1975)
обнаружил возникновение роренштейнов в гидроморфных почвах
пойм за весьма короткий период времени (20-30 лет). W. Ohle (цит.
по Чухрову, 1955) описал полые трубчатые железо-марганцевые
конкреции, образовавшиеся вокруг корней растений.
Выделявшийся корнями кислород способствовал окислению закисных форм
железа и марганца с последующим гидролизом образовавшихся
окисных соединений и их ритмическим отложением в окружающей
корни глине. Интересные наблюдения проведены Н.М. Шевцовым
и П.Н. Балабко (1980). Эти авторы обнаружили появление
марганцево-железистых новообразований вблизи увлажнителей при
внутрипочвенном орошении сточными водами дерново-
подзолистых почв за очень небольшой срок. Эти новообразования
появились через 4-5 лет после завершения строительства внутри-
почвенных оросителей. СВ. Зонн (1982) полагает, что
образование конкреций как следствие подзолообразования должно быть
существенно дифференцировано и детализировано с учетом их
реликтовости и рецентности. Конкреции «нередко могут быть
реликтовыми, подверженными растворению в современную стадию
почвообразования». В то же время максимум аморфных форм
железа, приуроченный к горизонту А2 как почвы в целом, так и
конкреций может указывать на их современное образование.
160
Таким образом, имеет место различная трактовка вопроса о
скорости возникновения Mn-Fe конкреционных новообразований
(ортштейнов). Учитывая сложность исследования этого явления в
полевых условиях мы попытались изучить возможности и темпы
возникновения ортштейнов в условиях лабораторного
эксперимента.
7.2.1.1. Методика моделирования
Схема выбранной нами экспериментальной модели была
достаточно проста, а постановка опыта учитывала ранее упомянутые
факторы образования марганцево-железистых конкреций в
природных условиях.
В эксперименте использовали мелкозем пахотного горизонта
дерново-подзолистой тяжелосуглинистой глееватой почвы
Рузского стационара, приуроченного к покровным лессовидным тяжелым
суглинкам и легким глинам. Следует, однако, отметить, что за
прошедшие 20 лет почвы подверглись глубокому окультуриванию,
в частности, известкованию.Значения рН водной вытяжки их
пахотных горизонтов возросли на 1,5-2 единицы. Такой мелкозем
освобождали от естественных конкреций путем тщательного мокрого
просеивания образца на сите 1 мм. Затем его высушивали,
растирали и засыпали в пластмассовый сосуд объемом 4л, дно которого
было покрыто слоем химически чистого кварцевого песка (рис. 37).
Песок выполнял роль фильтра. Общая масса мелкозема в каждом
сосуде была равна 1700г. его высота 10 см. Опыт включал 4
варианта:
1. Почва-«реципиент» - в этом сосуде, свободном от конкреций
более 1мм, затем исследовалось появление
новообразований.
1а. Почва-«донор» - в мелкозем этого сосуда вносили растертые
в фарфоровой ступке Mn-Fe новообразования, которые
послужили источником Fe и Мп для почвенных растворов,
поступающих с током воды после 10 суточного затопления и оглее-
ния из этого сосуда в сосуд-«реципиент». Растертые
конкреции в варианте почва-«донор» послойно (19 г в каждом слое)
равномерно размещались в мелкоземе с поверхности и на
глубинах 5 и 8,5см.
2. Почва-«реципиент» - отличается от варианта 1 посевом на
поверхности мелкозема мятлика лугового.
2а. Почва-«донор» - вариант аналогичен варианту 1а.
В сосудах-«донорах» производилось затопление почвенных
образцов 1 % раствором сахарозы в течение 10 суток(фаза оглее-
161
Мелкозем без
конкреций
Песчаный
фильтр
Прослойка по-
рошка конкреции
T-I-T-T-J Раствор саха-
"■"■"■"Н розы 1%
vr^
Мятлик
луговой
Рис. 38. Схема модельного
опыта «Моделирование процесса
образования конкреций».
А - модель без посева трав
(переувлажнение с
затоплением поверхности), Б - модель с
посевом трав (переувлажнение
без затопления поверхности);
1,2- реципиенты; 1а, 2а - до-.
норы.
ния), слой раствора над поверхностью почвы - 3 см. Это
обеспечивало значительное падение окислительно-восстановительного
потенциала, редукцию почвенного мелкозема и поступление в
раствор подвижных соединений двухвалентного железа и марганца.
Сосуды-«доноры» соединялись с сосудами-«реципиентами»
резиновыми шлангами и поступление полученных почвенных
растворов в почвы-реципиенты осуществлялось снизу (во избежание
окисления) по схеме сообщающихся сосудов (рис.38).
В вариантах «донор»-«реципиент» предусматривались
исследования в двух гидрологических сериях. В первой серии почва-
162
«реципиент» (1) затапливалась полностью лизиметрическим
раствором на 10 дней (слой раствора над поверхностью - 1,5-3 см).
Во второй серии опытов наблюдения велись в интервале
влажности - полная влагоемкость-ППВ без затопления поверхности (2).
Здесь сохранялись благоприятные условия для роста и развития
мятлика лугового. После достижения необходимого увлажнения,
резиновые шланги перекрывали зажимами, из сосудов-«доноров»
сбрасывали избыток оставшейся воды, почвы-«доноры»
просушивали под электролампами в течение 10 дней. Затем почвы-
«доноры» затапливали свежим 1% раствором сахарозы на 10
дней, а почвы-«реципиенты» в течение этого срока просушивали
после стекания раствора в приемники. Такой цикл подтопление-
просушка поддерживали в течение 12 месяцев. Затем перед
разборкой моделей все варианты просушивались в течение 1,5
месяца.
Как следует из изложенного, при постановке опыта были
соблюдены все условия, необходимые для формирования Mn-Fe
конкреционных новообразований (ортштейнов) в естественных
условиях. Так, почвенный раствор, как это всегда имеет место в
анаэробной среде в естественном состоянии, был обогащен железом
и марганцем. В условиях рассматриваемого эксперимента
источником Fe и Мп послужили растертые в порошок (менее 1мм)
конкреции. В этой связи следует отметить, что ранее нами (Зайдель-
ман, Никифорова, 1991) была показана возможность элювиирова-
ния значительных масс этих металлов в лизиметрические воды из
почв, содержащих Fe-Mn конкреции при 10 дневном застое 1%
раствора сахарозы в анаэробных условиях.
В эксперименте был обеспечен контрастный окислительно-
восстановительный и водный режим в результате переувлажнения
и просушивания мелкозема.
Очевидно, что во всех образцах существовали естественные
центры конкрециеобразования, а мелкозем модельных опытов был
обогащен микрофлорой, свойственной дерново-подзолистым ог-
леенным почвам.
При принятой постановке опыта в образцах имел место и
период длительного «геохимического покоя», на протяжении более
полутора месяцев, когда осуществлялось их просушивание.
7.2.1.2. Результаты исследований.
При 10 дневном застое раствора сахарозы при первом заливе
сосудов с почвой в вариантах 1а и 2а (почвы-«доноры»)
наблюдалось интенсивное брожение. После сброса влаги произошло рез-
163
кое снижение значений окислительно-восстановительного
потенциала (ОВП) до -250 мВ. После просушки значения ОВП
увеличились до +320мВ. В целом значения ОВП колебались в интервале
от +200 до +400мВ перед заливом и от +100 до +160 мВ после
слива. Это относится и к варианту почва-«реципиент» без
растений (1). В варианте с растениями (2) не было сплошного
затопления, только в первые 1-2 суток после залива влажность достигала
полной водовместимости, значения ОВП (в слое 0-1 см) снижались
до +160 - +250 мВ. Затем влажность уменьшалась до предельной
полевой влагоемкости (ППВ) и ниже. При такой влажности
значения ОВП в среднем составляли около +430 мВ (наименьшее
значение - +300 мВ, наибольшее - +500мВ), т.е. наблюдались
слабоокислительные условия.
По схеме опыта лизиметрические воды непосредственно
поступали из сосудов-«доноров» (1а, 2а) в сосуды-«реципиенты» (1, 2).
В серии 2 все лизиметрические воды полностью впитывались
«донором», поэтому выполнить их анализ оказалось невозможным.
Поскольку почвенные образцы были отобраны на пашне, где
вносилась известь, значения рН водной вытяжки для гор. Апах
глееватой почвы - 6,5 (табл.49). Поэтому и рН лизиметрических
вод в начале опыта равное 6, затем увеличилось до 7 (в
результате поступления Са). В конце опыта они были равны 6,5.
Вынос Са2+ и Мд2+был более интенсивным на начальной стадии
опыта. В вариантах почва-«реципиент» шло поглощение
Са2+ и Мд2* из лизиметрических вод «донора». В результате
значения рН водных и солевых вытяжек во всех слоях образцов-
«доноров» (1а, 2а) резко снизились по сравнению с контролем, а в
вариантах-«реципиентах» остались практически без изменения.
Значительная часть поглощенных Са2+ и Мд2+ сосредоточилась в
корке на поверхности почвы-«реципиента» (1). В целом в
мелкоземе «реципиентов» (1, 2) обменного Са2*стало больше, чем в
исходном образце. Содержание обменного Мд2+ повысилось
незначительно. В варианте почва-«донор» (1а) произошло резкое
перераспределение обменных катионов по слоям: вынос из
верхних (1-3 см) слоев и относительное накопление в средних и нижних
слоях.
Ранее нами было показано (Зайдельман, Никифорова, 1991),
что при застойно-промывном пульсирующем водном режиме,
наличии органического вещества (1% раствора сахарозы),
естественной почвенной микрофлоры происходит растворение Mn-Fe
конкреций. При этом наблюдается значительное поступление в
лизиметрические воды Fe2+ и Мп2+. В настоящем эксперименте
I64
о> о
^ с
| 15
S •—
со О
к
S
CD
о
с
о
>»
т
почв
X
2
о
S
юдз
с
6
ш
о
X
а
ф
Ч[
ф
2
Ф
со
О
Ф >S
5 Е
0Q ф
4- О-
s S
s с
* ^
« ф
О U.
X К
л 5
х х
я обмен
бразова
s о
X (0
5 о
о о.
о с
рНи
анию
я» Ю
ененш
елиро
25 Я-
со О
S 2
+
см
О)
2
+
см
(0
О
X
2
О
(0
х
S
•8.
е
8
>S
2
X
3
S
ь-
X
со
S
Q.
со
Ш
OI
2
л
m
7
О
С
о
о
(0
X
ffl
со
1
ll
2
>s
о
ffl
ф
ц,
8
л
X
5
ffl
со
2
ф
со
8
с;
ф
2
ffl
со
со
ffl
8
О
с
со
Ф
Ю
J3
ф
9
12
<
е
о
X
X
Q.
Ф
ffl
О
с
2
ф
S
X
ф
с;
с
о
fc
со
СО
О
ф
S
X
ф
m
Ц
ffl
ф
О.
Ф
С
h-
К
р.
Ю
CL
С
О
ф
X
Q.
С
О
ф
X
со
О.
О
Ь£
i
X
2
СО
ф
Ю
2
Ф
со
О
с;
ф
2
1-
X
ф
S
с
S
ф
Q.
т—
^
см"
^^
*
^
со
ю
со"
ю
о
N-"
GO
т!
ф
Q.
О
см"
со
N."
со
со
со"
со
ю"
со
т—
2
о
ю
о
2"
ф
со
о
ф
2
CL
о
X
о
ct
со
*-
см"
т-
см"
со
со
Ч-"
см
см
со"
ю
ю"
iA
Ч-"
2
g
3
о
Q.
о
с
>s
л
X
X
1
со
см"
со
о"
со
СО
ю
8
со"
со
1
ф
о.
X
о
2
ffl
со
3
ffl
8
о
с
о
JQ
S
ф
5
:>
LQ
1
о
1
ф
ffl
о
с
0ч
X
ф
с;
с
со
со
со
ф
ю
ф
S
X
ф
£
со
ф
Q.
ф
а>
см"
см
О)
о>
со
со"
о
о>
со"
со
т^
1
X
2
со
Ф >S
о *
*
§
2
ь
X
ф
S
с
S
ZS
ф
О.
см
а.
с
о
ф
X
о
ЧГ
чГ
h-
Ч1-"
со
1
2
о
■8
2"
ф
1
§
5
О.
о
X
о
ct
со
см
а.
с
о
ф
X
о
см
ю"
о
ю"
ю
ю"
1
чг"
2
2
3
S.
о
с
>s
л
X
X
ф
О-
с
о
ф
X
h»
h-
ю"
со
со
со"
00
1^.
S
ф
а.
X
о
*:
ffl
5
С
о
F
со
ffl
ф
ф
Е
е
S
й
1
с
6
ffl
о
X
а.
ф
X
со
с
<
л
§
1
m
со
см"
00
а>
о
о
со"
о
ю
со"
»s
S
х
9
со
ф
ю
2
ф
• со
2
с;
ф
165
«донор» (1а) с порошком конкреций - на начальной стадии опыта
и в конце, когда снизился вынос Са2+ и Мд2+ и произошло подкис-
ление мелкозема. В варианте почва-реципиент (1) шло
поглощение железа и марганца.
После 12-ти месячной экспозиции в условиях пульсирующего
водного режима (10 дневное обводнение - просушка и вновь 10
дневное обводнение) все варианты подвергались окончательной
сушке в сосудах течение 1,5 месяца при комнатной температуре.
Затем почвенные колонки были извлечены из пластмассовых
сосудов. В обеих колонках-«донорах» (1а и 2а) на поверхности
образовалась пористая корка почвенного мелкозема над слоем
порошка конкреций. Верхний слой (1-4см) почвы приобрел белесый
оттенок. В середине колонки - тонкий слой растертых конкреций как
бы сцементировался с мелкоземом, ниже цвет почвы не изменился
по сравнению с исходным образцом.
В варианте «реципиент»-1 на поверхности также образовалась
корка, но в отличие от варианта «донор», охристого цвета, цвет
почвенной колонки в целом не изменился, однако в нем появились
железистые и марганцовистые примазки. В варианте «реципиент»-
2 на поверхности корки не было, так как обилие корней мятлика
лимитировало ее образование. По трещинам в этом варианте
наблюдалось больше охристых пятен.
Половина массы мелкозема почвенных колонок всех вариантов
опыта была фракционирована на сите 1мм в условиях мокрого
просеивания. В почвах-«донорах» конкреций размером более
1 мм обнаружено не было. Эти почвы находились в условиях элю-
виирования на фоне возрастающей кислотности мелкозема
и характеризовались интенсивным выносом металлов. Можно
предполагать, что здесь условия для формирования конкреций
крупнее 1 мм отсутствовали вообще или, что менее вероятно, в
этом случае для возникновения крупных конкреций необходим
более длительный период. Вместе с тем в сосудах с почвой-
«реципиентом» (2) установлено возникновение вторичных
конкреционных новообразований. Они оказались небольшими по размеру
(1-2 мм) и обладали черным (темно-серым) цветом. Существенно
в этом случае и то, что наиболее активное образование конкреций
произошло в почвах с относительно ограниченным
переувлажнением, которое не сопровождалось застоем воды с поверхности.
Соответственно в почвах-«реципиентах» спустя год после начала
эксперимента были обнаружены вновь образованные конкреции
размером 1-2 мм массой 0,08 (вариант 1) и 0,22 (вариант 2) г/кг
почвы. Таким образом в этом модельном опыте удалось впервые
экспериментально показать, что в гидрологических условиях за-
166
стойно-промывного режима, свойственных почвам-реципиентам,
возможно быстрое и интенсивное образование железо-
марганцевых конкреций (ортштейнов). Относительное
непродолжительное переувлажнение почв при наличии травянистой
растительности способствует более интенсивному ортштейнообразова-
нию. Именно поэтому в условиях естественного режима
максимальное конкрециеобразование наблюдается в дерново-
подзолистых глееватых (относительно кратковременно
переувлажненных), а не в дерново-глеевых (почти постоянно
затопленных) почвах. Роль растительности в этом случае, по-видимому,
определяется тем, что за счет интенсивной эвапотранспирации
происходит более глубокое иссушение поверхностных слоев.
Именно здесь формируются наиболее контрастные условия
периодического переувлажнения и иссушения, способствующие
интенсивному конкрециеобразованию.
Установлено, что вновь образованные конкреции сильно
отличаются от исходных образцов конкреций-«доноров» (табл. 50)
прежде всего повышенным содержанием СаО (в 10 раз), МдО и
МпО (приблизительно в 2 раза), меньшим содержанием железа (в
1,5-2,5 раза). Это определяется разными условиями
формирования конкреций в модельном эксперименте и в естественных
условиях. Модель отличалась более нейтральными значениями рН,
повышенным одержанием Са и Мд в растворе.
Таблица 50
Валовой химический состав вновь образованных конкреций (вари-
анты-«реципиент») в условиях опыта по моделированию конкрецие-
образования и состав ортштейнов, использованных в вариантах
"донор", (% на прокаленную навеску)
Вариант опыта | П.П.П. | БЮг
Fe203 | AI2O3 | МпО
СаО | MgO |Fe/Mn
А. Модель без посева трав.
Переувлажнение с затоплением поверхности
1. «Реципиент»
17,32
61,23
9,43
10,97 | 4,49
10,58
2,72 | 1,9
Б. Модель с посевом трав.
Переувлажнение без затопления поверхности
2. «Реципиент»
1а, 2а. «Доноры»
15,65
6,22
58,94
66,45
6,63
15,45
13,05
11,02
3,36
2,19
12,01
1,07
2,65
0,87
1.8
6,4
По своему составу вторичные конкреционные новообразования,
таким образом, отражают те реальные изменения, которые могут
произойти в конкрециях дерново-подзолистых почв под влиянием
интенсивного окультуривания в естественных условиях, но за
более длительный срок. Очевидно в естественных условиях эти
изменения протекают не столь интенсивно как в модельном экспе-
167
рименте. Так, валовой состав конкреций из глееватой почвы
Рузского стационара через 5 лет после известкования практически не
изменился (Зайдельман, Никифорова, 1991). Тем не менее такие
изменения, несомненно, возможны в этих, казалось бы, весьма
стабильных по химическому составу почвенных новообразованиях.
Вновь полученные ортштейны по валовому составу оказались
близкими к конкрециям, описанным Ф.Р. Зайдельманом и А.А. Се-
лищевым (1980) в почвах, заболоченных жесткими грунтовыми
водами. Эти конкреции получили название железисто-кальциево-
марганцевые ортштейны. Они обычно широко представлены в
пойменных почвах зоны широколиственных лесов,
формирующихся в ареалах распространения карбонатно-кальциевых грунтовых
вод.
Результаты экспериментального моделирования процесса
образования марганцево-железистых конкреций впервые показали
возможность их возникновения в искусственной обстановке
лабораторных условий за относительно короткий срок. Предпринятые
нами исследования подтверждают ранее сформулированные
положения о том, что конкреционные новообразования формируются
при регулярной смене фаз глубокого переувлажнения,
анаэробиоза, оглеения и периодов интенсивного иссушения. Очевидно
поэтому само наличие в поверхностных горизонтах почв ортштейнов
является безусловным указанием на то, что в их профиле имеют
место такие условия.
Полученные данные позволяют признать, что для
возникновения ортштейнов необходим сравнительно короткий период, причем
их химический состав адекватно отражает состав поступающего
почвенного раствора и происходящие изменения во вмещающем
мелкоземе. Наконец, результаты эксперимента показывают, что до
тех пор, пока общая геохимическая и гидрологическая обстановка
стабильна конкреционные новообразования могут оставаться
весьма постоянными по своему составу на протяжении
неопределенно длительного периода. Однако любое (химическое,
гидрологическое, мелиоративное и др.) воздействие на свойства и режим
почв будет сопровождаться изменением их параметров.
Ортштейны, также как и почва, будут менять свой состав до тех пор, пока
он не окажется адекватным (соответствующим) новым природным
или хозяйственным условиям.
Вместе с тем сведения об общих закономерностях такого рода
остаются весьма ограниченными.
168
7.3. Модельные эксперименты в полевых
условиях
7.3.1. Моделирование изменений Mn-Fe конкреций
при вторичной трансформации водного
режима.
Полученные в условиях лабораторного моделирования
результаты показали, что свойства конкреций претерпевают
существенную трансформацию в результате изменения условий увлажнения:
уменьшается общее содержание ортштейнов, в первую очередь
содержание крупных фракций; снижаются значения Кз.
С целью выяснения общих закономерностей изменения
химического состава конкреций и скорости такой трансформации
при изменении гидрологического режима нами в полевых условиях
был поставлен следующий эксперимент. Навеска ортштейнов
массой 32,4 г с представительным соотношением всех фракций
этих новообразований, выделенная из гор. Апах глееватой
дерново-подзолистой почвы на тяжелых покровных суглинках
(Рузский стационар), была затем заложена на глубину 10см
в дерново-подзолистую почву на той же породе, отмытую от
конкреций >1 мм. Экспозиции конкреций - май 1991 г.- сентябрь
1992г.
Образец конкреций из заболоченной оглеенной почвы был
размещен в дерново-подзолистой почве с автоморфным водным
режимом. Исходная глееватая почва характеризуется длительным
полным насыщением влагой гор. А пах не только весной и осенью,
но и в летний период после выпадения интенсивных осадков. В
глееватых почвах в теплый период неглубоко от поверхности
обычно на глубине 0,7-0,9 м почти постоянно находится
верховодка. Во влажные периоды здесь возникает верховодка и в пахотном
горизонте. В дерново-подзолистых почвах, куда были помещены
ортштейны, верховодка во всех слоях почвенного профиля
практически отсутствует, а влажность горизонтов почвенного профиля
близка или ниже предельной полевой влагоемкости (Зайдельман,
1985).
Таким образом были созданы искусственные условия, когда
ортштейны дерново-подзолистых глееватых почв, со
свойственными им длительным ежегодным переувлажнением элювиальных
горизонтов, размещались в тех же горизонтах дерново-
подзолистых почв, которые испытывают лишь весьма
кратковременное переувлажнение. В условиях этого эксперимента таким
образом имитировали изменения гидрологических условий сущест-
169
вования ортштейнов после дренажа дерново-подзолистых глеева-
тых тяжелых почв.
7.3.2. Результаты исследований
Сравнительно короткая экспозиция (около 1,5 лет) ортштейнов
из дерново-подзолистой глееватой почвы в дерново-подзолистой,
тем не менее выявила определенную тенденцию их изменения в
условиях более ксероморфного режима. Она проявилась в
следующем. Во-первых, изменение условий увлажнения привело к
резкому уменьшению (в 2 раза) общей массы конкреций (табл. 51).
Во-вторых, фракция ортштейнов более 5 мм исчезла вообще, а
количество конкреций размером 3-5 мм уменьшилось почти в 1,5
раза. Значения коэффициента заболоченности уменьшились не
существенно. В-третьих, в конкрециях заметно возросло
содержание как железа, так и марганца.
Таблица 51
Изменение массы, фракционного состава и коэффициента
заболоченности при экспозиции конкреций из дерново-подзолистой
глееватой почвы в верхнем слое дерново-подзолистой почвы
Вариант
Контроль
Модельный опыт
Содержание
ортштейнов*
16
32,4
0,8
15,7
Фракционный состав, %;
(размер фракций, мм)
1-2
36,1
39,7
2-3
39,1
43,5
3-5
22,6
16,8
>5
2,2
нет
Вытяжка 1н
H2S04, мг/ЮОг
конкреций
Fe
3787
4287
Мп
363
441
Коэффициент
заболоченности,
Fe/Mn
10,4
9,7
*- числитель - % конкреций от массы воздушно-сухой почвы;
знаменатель - содержание конкреций в г.
Таким образом, результаты модельных экспериментов
показывают, что в почве одновременно может происходить как
растворение ортштейнов, так и их образование. В естественных условиях в
почвах со сложившимися режимами конкреции находятся в
равновесном состоянии, адекватно отражают почвообразовательный
процесс и, прежде всего, актуальные особенности водного режима.
При его сдвиге в ту или иную сторону происходит трансформация
170
ортштейнов, и, в частности, в них изменяются содержание и
соотношение железа и марганца.
Изложенное позволяет признать, что дренаж, другие
гидротехнические и агромелиоративные мероприятия, направленные на
осушение, могут вызвать глубокие изменения массы,
фракционного состава и содержания химических элементов конкреционных
новообразований, в результате чего возможно изменение
параметров, отражающих степень заболоченности почв.
Для оценки возможных вторичных изменений конкреций в
полевых условиях и их диагностического значения при изменении
водного режима нами были исследованы ортштейны из почв,
длительно осушенных закрытым систематическим дренажем, для
которых ранее до начала строительства дренажных систем в
условиях естественного режима был детально изучен состав
конкреционных новообразований.
171
8.
ИЗМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗИСТЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ В
РЕЗУЛЬТАТЕ ДРЕНАЖА
8.1. Общие положения
В результате мелиорации происходит глубокое изменение
сложившихся веками гидрологических условий, наступает новый этап
эволюции почв, обусловленный функционированием
мелиоративной системы. Эти изменения, очевидно, зависят от генезиса почв,
почвообразующих пород, причин заболачивания, химического
состава вод и других факторов. В настоящее время накоплены
значительные сведения о трансформации под влиянием дренажа
торфяных и минеральных оглеенных суглинистых и глинистых
почв. Общая сводка таких наблюдений была опубликована ранее
Ф.Р. Зайдельманом (1985, 1991). Однако сведения о вторичном
изменении в результате мелиорации состава и свойств почвенных
железистых новообразований и, в частности, марганцево-
железистых конкреций (ортштейнов) суглинистых и глинистых
почв, а также ортзандов в песчаных почвах остаются весьма
ограниченными или неизвестными. Вместе с тем с этими
новообразованиями связана объективная морфогенетическая оценка почв, их
диагностика, анализ гидрологического режима, а также
аккумуляции в почвах железа, алюминия, марганца, фосфора, других
важных элементов.
На основе предпринятых модельных экспериментов можно
сделать предварительное заключение о том, что до тех пор, пока
почва остается в условиях естественного водного режима, состав
и свойства конкреционных новообразований относительно
стабильны и адекватно отражают степень заболоченности почв.
Однако трансформация водного режима в результате
гидротехнического строительства, понижения базиса эрозии, мелиорации и
других причин может существенно изменять окислительно-
восстановительные условия, соотношение фаз анаэробиоза и
аэробиоза в поверхностных горизонтах профиля и, как следствие,
массу и состав конкреционных новообразований. Если это
положение справедливо, то конкреции в этих новых гидрологических
условиях могут утрачивать связь с первичным почвообразованием.
Можно предполагать, что в профиле почв будет происходить
смена исходной (первичной) генерации конкреций и возникать новые
172
образования, которые окажутся адекватными вторичным почвенно-
гидрологическим условиям. Наиболее существенные изменения
химического состава конкреционных новообразований можно
ожидать на массивах, осушенных закрытым систематическим
дренажем. Поэтому на современных объектах реконструкции
мелиоративных систем вероятно возникновение определенных
затруднений при диагностике степени заболоченности минеральных почв в
связи с изменением морфологии почвенного профиля и
трансформацией химического состава конкреций.
Вместе с тем сведения об общих закономерностях такого рода
изменений и их оценка в разных литолого-гидрологических
условиях остаются весьма ограниченными. Так, P. Menning, F.R.
Zaidelman (1980) показали, что под влиянием многовекового
дренажа произошло определенное выравнивание коэффициентов
заболоченности в исходно разных по степени гидроморфизма почвах
Северной Германии В.И. Росликовой (1988; 1996) отмечена
тенденция «уменьшения степени конкреционное™» под воздействием
осушения и выравнивания коэффициентов заболоченности в
почвах Приамурья по сравнению с контролем, т.е. с «идентичными»
неосушенными почвами.
8.2. Изменение Mn-Fe конкреций и
цементационных новообразований после осушения почв
на разных породах
8.2.1. Изменение конкреционных новообразований
С целью всесторонней оценки возможных изменений ортштей-
нов и их диагностического значения при изменении водного
режима нами были исследованы конкреции из почв, длительно
осушенных закрытым дренажем. Для решения этой задачи были выбраны
такие мелиоративные системы на разных почвообразующих
породах, где состав и содержание конкреций были детально изучены
ранее, до осушения. Исследовалось общая масса конкреций, их
фракционный состав, содержание железа и марганца,
извлекаемых однонормальной сернокислой вытяжкой, значения
коэффициентов заболоченности, валовой химический состав (Зайдельман,
Никифорова, 1993, 1995; Никифорова, 1995, 1996; Zaidelman,
Nikiforova, 1996).
Конкреции для анализа были отобраны из трех типов почв -
подзолистых, болотно-подзолистых и аллювиальных пойменных
оглеенных.
1. Конкреции дерново-подзолистых оглеенных почв на
следующих почвообразующих породах:
173
1.1. Легкосуглинистые покровные отложения
(Волоколамский стационар, Московская область). Дренажная система
построена в 1972г. Образцы конкреций отбирали в 1972 г. (6-
7 повторностей) до осушения и после осушения в 1989 г. (10
повторностей) в середине междренья.
1.2. Маломощные двучленные отложения: супесь-легкий
суглинок на глубине 40-60 см подстилается суглинистой
мореной (стационар «Веригино», Московская область).
Дренажная система построена в 1980 г. Образцы конкреций
отобраны в 1977 г. (по 20 повторностей) и после осушения в
1991г. (по 8 повторностей).
1.3. Ленточные глины ( стационар «Витка», Новгородская
область). Образцы до осушения взяты в 1978-1979г.г. До
начала мелиоративного строительства на участках глееватых и
глеевых почв была залежь. Дренажная система вокруг
участков, на которых отбирались образцы конкреций, строилась в
1978-1979 гг. Контрольные участки не осушали, на них было
проведено известкование пахотных горизонтов; однако, по-
видимому, осушительная сеть на окружающей территории
оказала существенное влияние на режим контрольных
участков. Повторно с этих участков образцы конкреций были
отобраны в 1989г. Одновременно извлекали образцы
конкреций из дренированных аналогичных почв, расположенных
в середине междренья (по 9 повторностей). На
дренированных участках было произведено известкование с
последующим рыхлением на глубину до 80 см.
2. В поймах конкреции были получены из дерновых зернистых
глубокооглеенной (слой 70-80 см), глееватой и глеевой (слой
10-20см) тяжелосуглинистых и глинистых почв в Раменском
расширении долины р. Москвы (Раменский стационар,
Московская область), сформированных на тяжелых аллювиальных
глинах. Конкреции из вышеуказанных слоев были изучены
ранее в 1961-1963 г.г.(3айдельман, 1975). На мелиорированном
массиве пойменных почв осуществляется двустороннее
регулирование водного режима (осушение гончарным дренажем и
орошение дождеванием). Повторные образцы конкреций были
отобраны нами через 30 лет после начала действия этой
мелиоративной системы (1992г.).
8.2.1.1. Изменение массы и фракционного состав
конкреций.
В пахотных горизонтах дерново-подзолистых почв (гор. Апах)
обычно содержание конкреций больше, чем в гумусовых горизон-
174
тах аналогичных почв под лесом, поскольку при обработке
происходит припахивание подзолистых горизонтов, в которых
содержание конкреций больше, чем в гор. А1 (Зайдельман, 1974). В
старопахотных почвах без дренажа количество конкреций остается
стабильным. По нашим данным в слое 0-10 см гор. Апах дерново-
подзолистой почвы Рузского стационара в 1985г. после
проведения известкования содержалось 0,22% конкреций >1мм от массы
почвы; в 1988 г. - 0,26%; в глееватой соответственно 2,1 и 2,2%.
Осушение вызывает резкое уменьшение общего содержания
конкреций. Так, в дренированных почвах на двучленных
отложениях (1991г.) количество конкреций уменьшилось более, чем в 2
раза (табл. 52) как в глееватых, так и в глеевых почвах по
сравнению с теми же участками в 1977 г. до осушения. Поскольку недре-
нированные почвы опытных участков на ленточных глинах
испытывают влияние окружающей дренажной сети, содержание
конкреций за 10 летний период в них заметно изменилось. Так, в
дерново-подзолистой слабооглеенной почве масса конкреций
уменьшилась в 2 раза на участке, сопряженном с дренажной системой, а
на дренированном - в 4; соответственно в глееватой почве масса
конкреций уменьшилась более, чем в 7 раз, а на дренаже - в 60
раз. В глеевой почве на сопряженном с дренажем участке масса
конкреций несколько увеличилась, а на дренаже - уменьшилась
более, чем в 2 раза. При этом изменился и фракционный состав
ортштейнов. На всех дренированных участках (дерново-
подзолистые слабооглеенные, глееватые и глеевые почвы)
произошло увеличение доли мелких (1-2мм) конкреций. В глеевой не-
дренированной (но испытывающей влияние дренажа) почве
появилась фракция >3мм, которая до строительства дренажа
отсутствовала вообще (табл. 52). В дерново-подзолистых слабооглеенных
и глееватых почвах, испытывающих косвенное влияние дренажа,
резких изменений во фракционном составе конкреций не
обнаружено.
Появление крупных (>3 мм) фракций ортштейнов в глеевых
почвах в результате осушения позволяет высказать
предположение, что дренаж не снял полностью застой влаги в поверхностных
горизонтах этих почв. Здесь, несмотря на наличие дренажа,
сохраняются периоды достаточно продолжительного избыточного
увлажнения в критические гидрологические фазы. Последнее
подтверждают и прямые наблюдения за изменением водного режима
(Зайдельман, 1985) глеевых почв на ленточных глинах после их
осушения.
В пойменных дерновых зернистых почвах через 30 лет
после начала действия мелиоративной системы произошло значи-
175
тельное уменьшение массы конкреций. Так, в глубокооглеенной
почве в слое максимального скопления конкреций (70-80см)
количество новообразований уменьшилось почти в 10 раз (с 37,8 до 3,9
г/л); в глееватой (слой 10-20 см) более, чем в 6 раз (с 6,3 до 1,0); в
глеевой (слой 10-20 см) - более, чем в 4 раза (с 9,2 до 2,0 г/л)
(табл. 53).
Таблица 52
Масса и фракционный состав конкреций в почвах на разных породах
до и после осушения. Слой - Апах, 0-10 см
Почвообра-
зующие
породы
Степень
оглеения
Дрениро-
ванность *
Конкреции,
% от массы
почвы
Фракционный состав, %;
размер фракций ,мм
1-2
2-3
>3
Почвенно-гидрологический стационар «Веригино», Московская
область, дерново-сильноподзолистые почвы
Маломощные
двучленные
отложения
Глееватая
Глеевая
1
3
1
3
1.7
0,59
1,30
0,45
Не определяли
и
и
••
Почвенно-гидрологический стационар «Витка», Новгородская
область, дерново-сильноподзолистые почвы
Ленточные глины
Без морфо-
хроматиче-
ских
признаков оглеения
Слабоогле-
енная
Глееватая
Глеевая
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
6,0
3,8
1.6
8,6
4,3
2,1
12,7
1.7
0.2
0,61
0,9
0,25
61,5
55,9
48,4
55,7
55,0
57,2
31.2
42.9
52.7
72,9
28,6
49,0
27,0
31,7
20,8
27.0
27,0
29.3
33,5
29.7
28.4
27.1
26,6
23,2
11,5
12,4
30,8
17,3
18,0
13,5
35,3
27.4
18,9
Нет
43,8
27,8
* 1 - до строительства дренажа; 2 - недренированные участки,
испытывающие влияние дренажной системы; 3- участки, осушенные
систематическим дренажем
Таким образом, под влиянием дренажа происходит резкое
уменьшение общего содержания конкреций в осушенных оглеен-
ных почвах в целом и, особенно, крупных фракций. Это явление
удалось проследить и в дерново-подзолистых почвах на разных
почвообразующих породах. Существенно и то, что дренажные
системы в этом случае оказывают заметное влияние и на конкрецион-
176
ные новообразования недренированных почв сопредельных
территорий.
Полученные данные показывают существенное изменение
массы конкреций под влиянием дренажа. Рассмотрим общие
закономерности изменения химических свойств конкреций в новых
гидрологических условиях, связанных с действием дренажа.
Таблица 53
Свойства и валовой химический состав конкреций из дерновых
зернистых недренированных (1963) и дренированных (1992) глинистых
пойменных почв. Раменский почвенно-гидрологический стационар
Глубина,
см
70-80
10-20
10-20
Содержание
конкреций,
г/л почвы
3LS!
3,4
&3
1.0
L2
2,0
П.П.П.,
%
Валовой состав, %
Si02
Fe203
AI2O3
MnO
Глубокооглеенная, р. 9
12.8
12,1
43,94
44,98
Глееватая
10.2
9,3
58.97
49,43
Глеевая,
10.4
11,0
46,94
52,65
32.45
22,92
1300
12.30
3.24
2,31
p. 10
12ЛЗ
18,23
14,03
0.65
2,56
p. 12
22ЛА
23,61
16.75
12,20
022
0,75
Fe/Mn
SLl
6.9
25.4
5.0
72.0
28,4
* в числителе данные 1963 г. - почвы недренированные;
в знаменателе - данные 1991 г.
8.2.1.2. Изменение химических свойств конкреций
Остановимся прежде всего на оценке трансформации
важнейшего диагностического критерия - коэффициента заболоченности
почв, приуроченных к разным по составу и генезису почвообра-
зующим породам Русской равнины. Для дерново-подзолистых почв
на легких лессовидных суглинках в 1972 г. (до осушения) были
установлены следующие значения коэффициентов заболоченности:
дерново-подзолистая глееватая 10-26; глеевая >26. После 18-
летнего действия дренажа коэффициенты заболоченности глеева-
тых и глеевых почв значимо не изменились, хотя и наблюдалось
определенное различие в содержании кислоторастворимых (1н
H2S04) соединений железа и марганца.
Для почв на маломощных двучленных отложениях в
естественных условиях (до дренажа) установлены следующие
коэффициенты заболоченности: дерново-сильноподзолистая и дерново-
сильноподзолистая глубокооглеенная - <12;
дерново-сильноподзолистые глееватая и глеевая - >12 (Зайдельман, Никифорова,
1982). Под влиянием дренажа значения коэффициентов заболо-
177
ченности значимо уменьшились как на глееватых, так и на глеевых
почвах. Однако при этом их абсолютные значения все же остались
в градации >12. Одновременно установлено увеличение Мп в
конкрециях дренированных почв.
Для дерново-подзолистых почв на ленточных глинах в условиях
естественного водного режима коэффициенты заболоченности
имели следующие значения - для дерново-подзолистых и
дерново-подзолистых слабооглеенных <30; дерново-подзолистых
глееватых 30-140; дерново-подзолистых глеевых >140 (Зайдельман,
Санжаров, Полонская, 1982). Влияние дренажа проявилось
различно. В дерново-подзолистых слабооглеенных почвах
коэффициенты заболоченности практически не изменились; в глееватых
почвах величины Кз значимо уменьшились, но их абсолютные
величины остались в пределах 30-140. Значения коэффициентов
заболоченности глеевых почв, непосредственно дренированных и
испытывающих интенсивное влияние дренажа, существенно
уменьшились и стали соответствовать интервалу глееватых почв.
Заметно выросло содержание кислоторастворимого марганца во
всех вариантах (кроме слабооглеенной почвы).
Изменение валового состава конкреций. До проведения работ
по интенсивному двустороннему регулированию водного режима в
Раменской пойме был изучен валовой состав конкреций дерновых
зернистых пойменных почв (Зайдельман, 1975). Спустя 28 лет
после начала работы мелиоративной системы повторно были
отобраны образцы конкреций в тех же пунктах из аналогичных почв и
сопоставимых слоев и проведен их валовой анализ. При близком
или почти неизменном валовом содержании железа во всех
образцах резко увеличилось содержание марганца и, соответственно,
уменьшилось отношение Fe/Mn - с 9,1 до 6,0 в глубокооглеенной
почве; с 25,4 до 5,0 в глееватой и с 72,0 до 28,4 в глеевой (табл.
53).
8.2.2. Изменение ортзандовых горизонтов легких
почв
Для диагностики степени оглеения легких песчаных и
супесчаных почв важное диагностическое значение имеют такие
новообразования как ортзанд. Поскольку данные о вторичном изменении
в результате осушения почв с ортзандовыми горизонтами
неизвестны нами была предпринята попытка проследить изменения
некоторых свойств легких ортзандовых неоглеенных и оглеенных
почв в результате более, чем 20-летнего осушения и
окультуривания (Зайдельман, Никифорова, 1995).
178
Непосредственным объектом исследований послужили супес-
чано-песчаные почвы зандровой равнины Клязьменско-
Москворецкого междуречья в Павловско-Посадском районе
Московской области. Все почвы увлажнены или заболочены слабо-
ожелезненными (FeO - 1-3 мг/л) грунтовыми водами.
На территории стационара в 1965 году были начаты
исследования ряда легких почв, отличающихся разной степенью оглеения и
приуроченных к единой в геохимическом отношении катене.
Исследованный ряд состоял из светло-бурой оподзоленной; дерново-
подзолистой глубокооглеенной; дерново-подзолистой глееватой и
дерново-сильноподзолистой глеевой ортзандовых почв. Верхняя
кровля ортзандовых горизонтов в ряду этих почв находилась
соответственно на глубинах 100-110, 85-95, 55-60 и 40-50см от дневной
поверхности. Положение ортзандовых горизонтов, их мощность,
глубина залегания в естественном (неосушенном) состоянии
интересны еще и потому, что они, как показано выше, маркируют
уровень наиболее высокого подъема грунтовых вод в весенний
период. Глеевые горизонты (Gr) в этих почвах залегали соответственно
глубже 1,3; 1,0; 0,8 и 0,6м. Глееватые и глеевые почвы были
осушены в начале 70-х годов открытыми каналами, которые позднее
были использованы в качестве коллекторов для гончарного
закрытого систематического самотечного дренажа. Светло-бурые почвы
непосредственно не подвергались дренажу. Однако высокая
водопроницаемость этих почв и их тесная гидрологическая связь в
целом с осушенным массивом оглеенных почв оказались причиной
существенного понижения уровня грунтовых вод в ландшафте и, в
частности, в ареале этих автоморфных в исходном состоянии
почв.
Летом 1993 года (т.е. спустя 23 года после начала осушения) в
пределах этой катены нами были заложены разрезы,
приуроченные соответственно к светло-бурой оподзоленной и дерново-
сильноподзолистой глеевой ортзандовым супесчаным почвам.
Сопоставление морфологии этих двух разрезов по описаниям
1965 (до осушения) и 1993 (после осушения) годов позволило
обнаружить ряд существенных изменений, обусловленных влиянием
дренажа. Так, в условиях вторичного более глубокого положения
грунтовых вод в светло-бурой оподзоленной почве сплошной ор-
тзандовый горизонт, в исходном состоянии залегавший на глубине
98-136 см, утратил прочность и распался на фрагменты в виде
ожелезненных отдельных цементации (железистых желваков).
Верхняя кровля такого эродированного ортзанда оказалась на
глубине 130 см, а его нижняя граница несколько опустилась и
прослеживалась фрагментарно до глубины 140-146 см (рис. 39). В
179
целом, исходный плотный сплошной ортзанд после длительного
действия дренажа трансформировался в скопление эродирован
А. Почва светло-бурая оподзоленная ортзандовая
1965 г. (до строительства
дренажа)
1993 г. (косвенное влияние
дренажа)
Б. Почва дерново-подзолистая ортзандовая глеевая
О /Л\ О
-A2g
*A2Bg
150
1965 г. (до строительства 1993 г. (после строительства
дренажа) дренажа)
Рис.39. Изменение морфологии легких ортзандовых почв под
влиянием осушения и окультуривания.
ных расчлененных рыхлых ожелезненных желваков, не связанных
в единый горизонт. Существенно, однако, то, что значительно
ниже этого исходного ортзандового горизонта, измененного в
результате трансформации водного режима, возник новый ортзандовый
горизонт, отражающий вторичное современное положение
грунтовых вод. Он маркирует вторичные максимально высокие уровни
I80
подъема слабоожелезненных грунтовых вод в весенний период.
Этот второй ортзандовый горизонт отделен от первого толщей
песка мощностью 30-40 см и залегает на глубине 170-180 см. Он
обладает тождественными или близкими свойствами с первичным
ортзандом в светло-бурых оподзоленных почвах до осушения, т.е.
это бурый или темно-бурый, хорошо сцементированный гидрокси-
дами железа песок. Вторичный ортзанд - сплошной плотный
горизонт. Его мощность около 10 см.
Под влиянием осушения и окультуривания в дерново-
сильноподзолистой ортзандовой глеевой почве, которая до
осушения представляла собой заболоченный разнотравно-злаковый луг,
появился хорошо сформированный пахотный горизонт (рис.38). В
этих почвах заметно сократилась общая мощность ортзандового
горизонта (с 0,5 до 0,3 м). Его верхняя кровля оказалась на
глубине 70-80 см от дневной поверхности, что соответствует новому
уровню стояния грунтовых вод в период их максимального
подъема. В результате осушения и понижения уровня грунтовых вод в
глеевых почвах также наблюдается уменьшение мощности
ортзандового горизонта при его одновременном уплотнении и
цементации. Верхняя кровля глеевого горизонта после осушения
подвергается аэрации. Здесь возникает новый окисленный глеевый
горизонт (G0) с характерными ржаво-охристыми пятнами. Изменения
затрагивают и оподзоленные горизонты. В профиле глеевых почв,
в отличие от неоглеенных, до осушения существовал
самостоятельный четко оформленный подзолистый горизонт А2д
(мощностью 10 см) и переходный горизонт А2Вд (мощностью 1-13 см).
После осушения в этих почвах наряду с возникновением хорошо гу-
мусированного пахотного слоя (Апах -18-20 см) произошло
увеличение мощности горизонтов А2 (до 16-18 см) и A2fSig (до 20-30см). В
горизонте A2fSg» содержится много железистых бобовин, валовой
состав которых резко отличается от вмещающего мелкозема
значительной аккумуляцией полуторных окислов (табл. 54).
Железистые бобовины по крайней мере частично являются, по-видимому,
фрагментами разрушенного ортзандового горизонта.
Окультуривание исследуемых почв (внесение извести,
удобрений и др.) привело к изменению их химических свойств, в
частности, содержания гумуса и кислотности. Так, в дерново-
сильноподзолистой глеевой почве содержание гумуса в верхнем
слое возросло более, чем в 2 раза. Вместе с тем в пахотном
горизонте светло-бурой почвы не обнаружено заметных изменений
содержания гумуса: спустя 23 года этот показатель практически не
изменился или имела место тенденция к снижению содержания
гумуса в условиях длительного использования почв без внесения
181
органических удобрений. Такое состояние соответствует условиям
формирования светло-бурых почв при глубоком залегании
грунтовых вод и интенсивной аэрации поверхностных горизонтов
профиля.
Таблица 54
Валовой химический состав и содержание подвижных соединений
железа в дренированных легких светло-бурой и дерново-
подзолистой глеевой ортзандовых почв. Мещерский стационар, Мос-
ковская область (% на прокаленную навеску)
Горизонт,
глубина, см
Валовой состав
SiQ2
Fe203
AI2O3
Подвижное железо
Fed
Fe0
А пах 0-23
АВ 23-39
Bfi 82-129
В1 39-82
ORT1 129-145
ORT2 170-180
Gr глубже 180
Светло-бу
89,9
90,3
92,1*
89,9
94,3
93,6
90,9
93,7
1,5
1.7
11
1,8
1,0
1,7
1,6
0,9
рая, р.31
4,0
5,2
3£
3,4
2,3
2,8
3,8
2,3
0,41
0,52
0.52
0,39
0,26
0,52
0,76
0,18
0,16
0,14
0.08
0,09
0,05
0,13
0,40
0,04
Дерново-сильнопрдзолистая глеевая, р. 34
А пах 0-20
А2д» 20-40
A2fs.g- 40-70
ORT 70-85
Gr глубже 120
91,6
94.7**
84,7
92.3
81,8
86,4
93,9
1,3
QJ.
5,9
16
7,5
6,6
0,9
3,2
2£
4,7
2J
4,2
3,4
3,1
0,41
0,21
2,79
0.32
3,36
3,76
0,25
0,17 I
0,04
2,16
0.18
2,74
3,30
0,06
* числитель - содержание во вмещающей массе; знаменатель - в
псевдофибрах;
** числитель - содержание во вмещающей массе; знаменатель - в бобо-
винах
В исходном состоянии (до осушения) исследуемые почвы
отличались кислой реакцией (в гор. Апах рНводн. 5,3-4,7). После
осушения дерново-сильноподзолистые глеевые почвы и автоморф-
ные светло-бурые приобрели нейтральную реакцию (в гор. Апах
рНводн. 7,9-7,6). В генетическом отношении интересен факт
заметного усиления признаков оподзоливания (увеличение
мощности горизонтов А2 и А2В) в глеевой почве на фоне резкого
возрастания значений рН и нейтрализации кислотности всех горизонтов
почвенного профиля в результате известкования. Это явление
может быть обусловлено двумя обстоятельствами. Во-первых,
вероятна интенсификация оподзоливания на начальном этапе
освоения этих осушенных почв еще в период до интенсивного
известкования. Во-вторых, можно предполагать, что эти новые особенности
182
рассматриваемых почв связаны с современными процессами,
приводящими в конечном итоге к выносу железа, относительному
накоплению кремнезема, увеличению мощности оподзоленных
горизонтов. Механизмом, приводящим к реализации этих явлений,
может оказаться смена застойного режима на застойно-промывной,
частое чередование, например, весной, фаз затопления,
анаэробиоза и затем аэрации при понижении уровня грунтовых вод.
В связи с разработкой системы диагностических критериев
нами были определены значения магнитной восприимчивости
железистых новообразований и вмещающего их песка светло-бурой и
дерново-сильноподзолистой глеевой ортзандовой почв (табл. 55).
Как видно из таблицы изученные новообразования (псевдофибры,
ортзанды, бобовины) имели очень низкие и близкие значения
магнитной восприимчивости, которые, по-видимому, не несут какой-
либо диагностической информации.
Таблица 55
Магнитная восприимчивость (х Ю"6 СГСМ см3/г) песчаных почв и их
новообразований. Мещерский почвенно-гидрологический стационар,
Павлов-Посадский район, Московская область, пашня
Почва, разрез
Светло-бурая опод-
золенная ортзандо-
вая неоглеенная,
р.31
Дерново-
сильноподзолистая
ортзандовая глее-
вая,
р. 34
Горизонт, глубина, см
В, 39-32 вмещающая масса
псевдофибры
ORT 1 129-145
ORT2 170-180
А2д- 20-40 вмещающая масса
бобовины
A2fStg" 40-70 вмещающая масса
бобовины
ORT 70-80
X
3
4
7
5
0,5
4
7
6
6
8.3. Диагностическое значение новообразований в
меняющихся гидрологических условиях
Таким образом, железистые новообразования почв с
элювиально-иллювиальной дифференциацией профиля и пойменных
недифференцированных почв не являются стабильными по массе
и составу. Они устойчивы в почвах с неизменным водным режимом
и весьма несущественно реагируют на изменение погодных
условий. Их содержание и состав на протяжении неопределенно
длительного периода остаются адекватными гидрологическому
режиму этих почв до тех пор, пока он сохраняет стабильность. Однако,
если гидрологический режим почв подвергается глубоким
изменениям в результате вторичных причин (например,
гидротехнического строительства, мелиорации, понижения базиса эрозии и др.), то
183
в этом случае происходят закономерные изменения состава и
свойств конкреционных новообразований. Они как бы стремятся к
соответствию с этими новыми гидрологическими условиями. Такой
процесс вторичной трансформации новообразований носит
постепенный характер. Поэтому возникают фазы, на протяжении
которых состав и свойства конкреций имеют нестабильный,
меняющийся характер, не соответствующий ни исходным естественным,
ни вторичным гидрологическим условиям. На протяжении этих фаз
свойства новообразований, по-видимому, утрачивают свое
диагностическое значение. Такая ситуация, в частности, может иметь
место на массивах реконструкции мелиоративных систем.
Полученные данные показывают, что дренаж, устраняющий периоды
избыточного увлажнения, вызывает уменьшение содержания или
полное исчезновение крупных конкреционных новообразований (>3
мм). Этот процесс, как правило, сопровождается увеличением
содержания в ортштейнах кислоторастворимого и валового марганца
и уменьшением их общей массы. Существенно, что общей
закономерностью в этом случае является уменьшение коэффициента
заболоченности почв (т.е. уменьшение соотношения Fe/Mn,
растворимых 1н сернокислой вытяжкой).
Что касается легких ортзандовых почв, то в них в результате
осушения и окультуривания происходят существенные изменения
морфологических и химических свойств, которые отражают
направленность современных почвообразовательных процессов и
влияние антропогенных факторов на формирование почвенных
профилей, адекватных вторичным, новым гидрологическим
условиям. Это влияние проявляется, главным образом, в изменениях
положения ортзандовых горизонтов в профиле рассматриваемых
почв.
Можно предполагать, что все перечисленные выше изменения
начинаются сразу, т.е. через 2-3 года после осушения почв и
продолжаются на протяжении 1-2 или более десятилетий, пока вновь
образованные (или изменившиеся) железистые новообразования
не окажутся адекватными по своей морфологии, массе, форме,
окраске, фракционному, химическому и минералогическому
составам тому новому вторичному водному режиму почв, который
возникает в результате антропогенной трансформации почвенного
покрова.
Таким образом рассматриваемые конкреционные и
цементационные новообразования приобретают новые свойства,
соответствующие вновь сложившемуся динамическому равновесию. Однако
между этими двумя состояниями существует определенный
переходный период, в течение которого свойства новообразований не
184
соответствуют реальному гидрологическому режиму почв. По-
видимому, для конкреционных и цементационных
новообразований он составляет от 10 до 20, 30 лет. В этот переходный период
новообразования утрачивают свое диагностическое значение. С
такими условиями можно столкнуться, например, на объектах
реконструкции мелиоративных систем и в других случаях, связанных
с глубоким изменением водного режима под влиянием
естественных и антропогенных факторов.
185
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Конкреционные и неконкреционные новообразования
горизонтов почвенного профиля являются естественным следствием
почвообразования. Именно поэтому они отражают основные факторы
почвообразования - особенности климата, почвообразующих
пород, гидрологический режим почв и гидрохимию грунтовых вод,
геоморфологическое и рельефное строение территории,
антропогенное влияние. Это определяет их разнообразие,
диагностическое и экологическое значения, влияние на рост и развитие
растений.
Однако до последнего времени почвенные новообразования,
особенно их макроформы, были исследованы весьма неполно.
Многие виды оставались неизвестными вообще, а их взаимосвязь
с генезисом почв и почвообразующих пород, гидрологическим
режимом и, особенно, со степенью почвенного гидроморфизма были
неизвестны вообще. Особенностью настоящего исследования
явилось то, что изучение конкреционных и неконкреционных
новообразований осуществлялось на породах разного генезиса и
состава, в рядах почв разной степени заболоченности и
тождественных по свойствам твердой фазы, приуроченных к разным
ландшафтам. В монографии обобщены такие данные для
новообразований, возникающих в почвах ополий, моренных, покровно-
моренных, покровных, пойменных, полесских, озерно-ледниковых
ландшафтов, а также подгорных ландшафтов Урала.
Новообразования почв этих ландшафтов были исследованы в таежной зоне,
зоне широколиственных лесов и в лесостепи. Эти работы
позволили раскрыть многообразный мир конкреционных и
неконкреционных новообразований и на этой основе разработать и
предложить их классификацию. Последняя построена с учетом
особенностей химического состава, формы, цвета и размера каждого вида
новообразований. Классификация является открытой системой
информации и может в дальнейшем пополняться новыми
данными. В настоящем виде она содержит основные сведения о
конкрециях и неконкреционных новообразованиях почв гумидных
ландшафтов Земли - марганцево-железистых округлых и овальных
ортштейнах, трубчатых, гумус-алюминиевых и железисто-
карбонатных, кольчатых и спайно-кольчатых карбонатно-глинистых
и карбонатных конкреционных новообразованиях.
Классификация отражает особенности морфологии и
химического состава обширного класса неконкреционных новообразова-
186
ний - цементационных железистых псевдофибровых, ортзандовых
и других горизонтов, натечных глинистых кутан, скоплений
кристаллических и других новообразований, а также аккумуляций
аморфного железа и марганца, мергеля, извести, туфа и др.
Для основной территории России, приуроченной к лесной зоне
и зоне широколиственных лесов, особое значение имеют округлые
и эллипсовидные новообразования (ортштейны), формирующиеся
в профиле водораздельных и пойменных суглинистых и глинистых
почв разной степени гидроморфизма, а также натечные глинистые
новообразования - кутаны. Для почв легкого состава в этом ареале
актуальны многие виды неконкреционных железистых
цементационных новообразований - псевдофибры и ортзанды. Наконец, в
зоне широколиственных лесов и в лесостепи доминирующее
значение принадлежит карбонатным конкрециям. Именно этим
новообразованиям в настоящей работе уделено особое внимание.
Исследования, однако, не были ограничены констатацией
классификационного положения, свойств и диагностического значения
новообразований. Не менее важным было раскрыть и
воспроизвести условия образования конкреций, получить их в модельном
эксперименте, оценить изменчивость при меняющемся
гидрологическом режиме.
Наряду с этим весьма актуальной задачей представлялась
оценка трансформации конкреционных и неконкреционных
новообразований при антропогенных нагрузках на почвы прежде всего
в результате гидротехнического и дорожного строительства,
осушения и орошения почв. Эти проблемы решались,
преимущественно, в полевых и модельных условиях.
Предпринятые исследования позволяют признать
существование ряда общих закономерностей конкрециеобразования и
изменения свойств Mn-Fe конкреций в зависимости от генезиса и
состава почвообразующих пород и почв, а также от особенностей их
гидрологического режима и степени заболоченности. Прежде всего
интенсивность конкрециеобразования в почвах на всех
исследованных почвообразующих породах определяется степенью
заболоченности почв и находится в тесной связи с гидрологическим
режимом. Независимо от генезиса и состава почвообразующих
пород Русской равнины (лессовидные суглинки и глины, ленточные
глины, аллювиальные глинистые отложения, маломощные
двучлены и др.) всегда в рядах дерново-подзолистые - дерново-
подзолистые глееватые (глеевые) почвы наблюдается увеличение
общего содержания ортштейнов. Дальнейшее усиление
заболачивания сопровождается постепенным уменьшением количества Mn-
Fe ортштейнов. В торфянисто-глеевых почвах ортштейны обычно
187
отсутствуют, а максимум конкрециеобразования имеет место,
преимущественно, в глееватых или в глеевых почвах.
Фракционный состав ортштейнов также зависит от степени гид-
роморфизма почв. В дерново-подзолистых почвах, не несущих
четких морфохроматических признаков оглеения в виде холодных
тонов, а также в дерново-подзолистых глеевых почвах
преобладают мелкие Mn-Fe ортштейны (<2 мм). При нарастании степени
оглеения почв в ряду дерново-подзолистая - дерново-подзолистая
глееватая почвы происходит закономерное накопление крупных
фракций ортштейнов, диаметр которых составляет 2-3 и более 3
мм. Распределение конкреций по фракциям для каждого вида почв
по степени заболоченности отличается высокой стабильностью в
многолетнем погодном ряду в условиях естественного водного
режима.
Химический состав Mn-Fe конкреций определяется многими
факторами. Однако основная тенденция аккумуляции металлов в
ортштейнах имеет весьма общий характер. Наиболее интенсивно
в этих новообразованиях накапливаются железо и марганец,
причем с нарастанием степени оглеения существенно снижается
содержание марганца и повышается - железа. Коэффициенты
накопления этих металлов в ортштейнах по сравнению с вмещающим
мелкоземом зависят от генезиса и состава почвообразующих
пород. Кроме железа и марганца конкреции аккумулируют многие
микроэлементы, причем максимум накопления наблюдается в
конкрециях в наибольшей степени обогащенных марганцем. Оксиды
марганца в ортштейнах обладают отрицательным зарядом и
определяют хемосорбцию Со, Pb, Cd и других катионов. Конкреции
практически всех почв лесной зоны Русской равнины обогащены
рентгеноаморфными формами железа, представленными в
основном тонкокристаллическим гетитом. Они отличаются низкой
магнитной восприимчивостью, как правило, не зависящей от степени
заболоченности почв. Исключение в этом отношении
представляют конкреционные новообразования относительно небольшой
группы почв, приуроченных к тонкослоистым лимногляциальным
глинистым отложениям в бассейнах крупных озер Русской
платформы.
Особое значение при оценке степени заболоченности
приобретает разработка способов аналитической количественной
характеристики этой величины. Полученные данные показывают, что в
этом случае перспективным оказывается критерий, основанный на
определении кислотнорастворимых форм Fe и Мп и получивший
название коэффициент заболоченности (Зайдельман и др., 1971).
188
На основе изучения морфохроматических особенностей
почвенного профиля и химического состава конкреционных
новообразований можно раскрыть особенности гидрологического режима
почв и их агроэкологические особенности, объективно
диагностировать почвы по степени заболоченности.
Предпринятые исследования показывают, что не только
конкреционные (ортштейны), но и многие неконкреционные
новообразования по особенностям химического состава тесно связаны со
степенью почвенного гидроморфизма. Было обнаружено четыре
формы такой связи. Во-первых, в конкрециях (ортштейнах) с
нарастанием степени заболоченности увеличивается абсолютная
величина соотношения общего и кислоторастворимого железа к
марганцу. В этом случае для количественной диагностики почв
может быть использован коэффициент заболоченности.
Во-вторых, в неконкреционных натечных новообразованиях
(глинистых кутанах иллювиальных горизонтов) происходит
адекватное степени оглеения обезжелезнение как всего мелкозема, так
и его илистой фракции. При этом обезжелезнение минерального
субстрата происходит, главным образом, за счет выноса
несиликатного железа. Для оценки степени оглеения удобно
воспользоваться определением относительной потери несиликатного железа
из илистой фракции мелкозема.
В-третьих, для песчаных почв и почв на среднемощных
двучленных отложениях, в которых не образуются ортштейны и
кутаны, для количественной оценки степени заболоченности
целесообразно использовать критерий Швертмана, отражающий
отношение железа, определяемого по методу Тамма, к окристаллизован-
ному [Feo/(Fed-Fe0)] (Зайдельман, Никифорова, 1986; Зайдельман,
Банников, 1996). Очевидно этим не исчерпываются возможности
количественной диагностики степени заболоченности и оглеения
по химическим свойствам новообразований. Возможны и иные
пути решения этого вопроса. В частности, положительные
результаты были получены при использовании в качестве количественного
критерия содержание органоминеральных форм железа.
Наконец, существует четвертая группа новообразований,
которая имеет важное значение для количественной (или, точнее,
полуколичественной) оценки степени почвенного гидроморфизма. Ее
образуют, преимущественно, цементационные новообразования -
ортзанды, псевдофибры, а также некоторые виды карбонатных
конкреционных и неконкреционных аккумуляций. В этом случае
нарастание степени гидроморфизма почв в случае их
заболачивания слабо ожелезненными грунтовыми водами всегда
сопровождается увеличением мощности ортзандового горизонта и умень-
189
шением содержания в нем как общего, так и несиликатного
железа. Близкие изменения испытывают новообразования почв,
заболоченных жесткими грунтовыми водами. Известковые и мергеле-
вые горизонты при нарастании степени гидроморфизма
приближаются к дневной поверхности и четко маркируют характерные
особенности гидрологического режима таких почв. Аналогичным
образом изменяется и положение горизонтов с карбонатными
округлыми и угловатыми конкрециями в почвах водоразделов и пойм
зоны широколиственных лесов и лесостепи. Вместе с тем
псевдофибры - новообразования, связанные с иллювиальными
процессами, - наиболее четко обозначены в профиле автоморфных
легких почв. Их проявление ослабевает с нарастанием признаков
гидроморфизма, а в условиях застойного водного режима (например,
в дерново-подзолистых глеевых и торфянисто-подзолистых глее-
вых почвах) они не формируются вообще.
Все эти особенности позволили авторам впервые предложить
систему методов количественной (и качественной) диагностики
степени гидроморфизма минеральных почв гумидных
ландшафтов, основанную на объективных изменениях морфологических и
химических свойств конкреционных и неконкреционных
новообразований. Эта система методов может быть использована в
процессе выполнения исследовательских работ при производстве
крупномасштабных агрономических, лесохозяйственных,
мелиоративных изысканиях, при почвенно-географических и иных видах поч-
венно-картографических съемок (Зайдельман, 1985, 1987).
Наши предложения по количественной диагностике степени
заболоченности почв нашли отражение в ряде производственных и
методических рекомендаций. Они позволяют диагностировать
экологические особенности почв, их гидрологический режим и
раскрывают условия сельскохозяйственного производства в годы
разной влажности, служат объективным количественным критерием
альтернативного использования почв и оценки целесообразности
их осушения.
Следует, однако, подчеркнуть, что количественная диагностика
степени заболоченности почв, их агроэкологическая
характеристика и оценка целесообразности осушения при различном
использовании не может быть единой для всех разновидностей. Она
должна разрабатываться всегда индивидуально для отдельных групп
почв, приуроченных к строго определенным по генезису и составу
почвообразующим породам, причинам увлажнения и
заболачивания, условиям конкретных почвенно-географических провинций.
Весьма актуальны и другие аспекты исследования
новообразований, которые определяют генезис почв и хозяйственную дея-
190
тельность человека. Конкреционные и неконкреционные
новообразования могут формировать горизонты с высоким содержанием
соединений, по разному влияющих на рост, развитие,
продуктивность и состав растений. В рассматриваемых зонах это прежде
всего гидроксидные соединения железа, аккумуляции известковых
и мергелевых новообразований (луговая известь, луговой мергель,
известковый туф), скопления гипса и др.
Не менее существенна роль новообразований при оценке
условий мелиоративного строительства. Многие из них (ортзандовые
цементационные, дерновая руда, рудяк, железистые коры)
безусловно свидетельствуют не только о реальной угрозе закупорки
дренажа гидроокисью железа, но и о уровне концентрации
двухвалентного железа в грунтовом потоке. Велико значение
новообразований в оценке общей гидрохимической и гидрогеологической
обстановки. Так, появление в почве ортштейнов, как правило,
указывает на увлажнение и заболачивание почв поверхностными и
склоновыми пресными водами, практически свободными от
соединений железа. Вместе с тем ортзанды, рудяки, коры и другие
новообразования несомненные индикаторы повышенной, высокой и,
нередко, экстремально высокой концентрации железа в грунтовом
потоке, безусловно исключающей использование пластмассового
и, нередко, керамического дренажа. Не менее существенна роль
известковых новообразований в оценке степени насыщенности вод
карбонатами щелочноземельных металлов. Так, глинисто-
карбонатные кольчатые и спайно-кольчатые новообразования
свидетельствуют о распространении верховодки с повышенным
содержанием бикарбоната кальция. Наличие известковых
вскипающих новообразований (конкреционных и неконкреционных)
свидетельствует не только об участии в формировании почв
жестких грунтовых вод, но и о весьма вероятной возможности
распространения на исследуемом массиве грунтово-напорных и
напорных вод. Наличие напорных жестких вод после осушения может
оказаться причиной интенсивного обогащения профиля
карбонатом кальция и резкого снижения плодородия почв.
Результаты экспериментального моделирования процесса
образования марганцево-железистых конкреций впервые показали
возможность имитации условий их формирования в лабораторной
обстановке за относительно короткий срок. Предпринятые нами
исследования подтверждают ранее сформулированные положения
о том, что конкреционные новообразования формируются при
регулярной смене фаз глубокого переувлажнения, анаэробиоза и ог-
леения и периодов интенсивного иссушения. Очевидно поэтому,
само наличие в поверхностных горизонтах почв ортштейнов явля-
191
ется безусловным указанием на то, что в профиле почв имеют
место такие условия.
Полученные данные позволяют признать, что для
возникновения ортштейнов необходим сравнительно короткий период, причем
их химический состав адекватно отражает состав поступающего
почвенного раствора и происходящие изменения во вмещающем
мелкоземе. Наконец, результаты эксперимента показывают, что до
тех пор, пока общая геохимическая и гидрологическая обстановка
стабильна конкреционные новообразования могут оставаться
весьма постоянными по своему составу на протяжении
неопределенно длительного периода.
Вместе с тем с помощью моделирования различных условий
увлажнения почв нами обнаружено, что любое гидрологическое
воздействие на свойства и режим почв сопровождается
изменением параметров марганцево-железистых конкреций. Ортштейны,
также как и почва, меняют свой состав до тех пор, пока он не
оказывается адекватным новым гидротермическим условиям.
Полученные в условиях лабораторного моделирования
результаты были проверены в условиях полевого эксперимента. В
естественных условиях в почвах со сложившимися режимами
конкреции находятся в равновесном состоянии и адекватно отражают
актуальные особенности водного режима. При сдвиге в ту или иную
сторону происходит трансформация ортштейнов, в частности,
изменяется соотношение железа и марганца.
Справедливость этого положения подтверждают результаты
наших исследований на осушительных системах с использованием
закрытого гончарного дренажа, где свойства марганцево-
железистых конкреций были подробно изучены до его
строительства. В этом случае осушение вызвало резкое уменьшение общего
содержания конкреций на всех изученных объектах (в оглеенных
почвах на маломощных двучленных отложениях, на ленточных и
аллювиальных глинах).
Осушение почв ведет к резкому уменьшению общего
количества конкреций, особенно их крупных фракций. Дренаж вызывает
повышение содержания кислоторастворимого Мп и снижение
значений коэффициентов заболоченности. Он также оказывает влияние
на конкреции почв сопредельных территорий, где под влиянием
мелиорации произошло изменение водного режима почв.
Вторичные изменения свойств конкреционных новообразований
происходят на протяжении длительного периода, Однако их первые
признаки можно обнаружить уже через 2-3 года после резкого
изменения гидрологического режима почв.
192
Мелиоративное воздействие оказывает влияние и на свойства
железистых новообразований легких ортзандовых почв, которые
отражают направленность современных почвообразовательных
процессов и влияние антропогенных факторов на формирование
новых почвенных профилей, адекватных вторичным
гидрологическим условиям. Это влияние проявляется, главным образом, в
изменении положения ортзандовых горизонтов в профиле
рассматриваемых почв.
Таким образом, в этой книге описаны и классифицированы
конкреционные и неконкреционные новообразования почв гумидных
ландшафтов; выявлены общие закономерности формирования и
изменения вещественного состава новообразований почв,
приуроченных к разным почвообразующим породам; показано их
диагностическое значение; разработаны количественные критерии
оценки степени заболоченности почв на основе исследования
химического состава железистых новообразований; рассмотрены
проблемы эволюции новообразований и их изменения в результате
активного антропогенного воздействия на почвенный покров.
Макроновообразования легко доступны для изучения почв в
поле и лаборатории. Независимо от целей исследований, важно
понимать значение той обширной информации, которую несут
конкреционные и неконкреционные новообразования. Эта актуальная
и фундаментальная проблема современного почвоведения,
несомненно, заслуживает самого внимательного рассмотрения и
дальнейшего изучения.
Благодарность
Авторы приносят глубокую признательность РФФИ за
финансовую поддержку экспериментальных работ, факультету
Почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова за частичную оплату расходов по
изданию книги и кандидату биологических наук с.н.с. М.В.
Банникову за подготовку компьютерного макета монографии
193
SUMMARY
Concretionary and non-concretionary neoformations discussed here
as identifiable bodies within the soil profile proved to be a natural
sequence of pedogenesis. That's why they reveal features of the major
soil-forming factors: climate, parent material, soil moisture regime, hy-
drochemistry of ground waters, geomorphology and relief as well as the
impact of human activities. All this determines a great variety of soil
neoformations, their diagnostic and ecological value and the effect upon
the growth and development of plants.
Nevertheless, the soil neoformations especially their macroforms
have been so far examined insufficiently. As a matter of fact, many
kinds of neoformations remained unknown and their interrelation with
genesis of soils and soil-forming rocks as well as with the hydrological
regime and hydromorphism degree in particular haven't been
comprehensively studied.
The principal objective of our research was to examine concretionary
and non-concretionary neoformations both in soils derived from parent
rocks of different origin and composition and in soils with various
waterlogging degrees in different landscapes. The authors have
summarized results of the latest studies on neoformations occurring in soils of
flat plains, so-called "opolie" and in soils of woodlands ("polessi") and
landscapes confined to moraine, mantle-moraine, alluvial, lacustrine-
glacial deposits, including the piedmont landscapes of the Ural. Thus,
the thorough examination of neoformations was made in soils of the
taiga zone, the zone of broad-leaved forests and the forest steppe. It
helped discovering a great variety of concretionary and non-
concretionary neoformations to offer their classification taking into
complete account specific chemical composition, form, color and size of
every kind. The classification is an open system of information to be
further supplemented by new data about soil neoformations. In the
classification presented in the book there is a detailed information about
concretions and non-concretionary neoformations in soils of humid
landscapes on the Earth: Mn-Fe concretions, nodular and oval ortsteins,
tubular, humus-aluminium and iron-carbonate, annulate and coherent-
annulate carbonate-clayey and carbonate concretionary neoformations.
The classification includes a large group of non-concretionary
neoformations distinguished according to their peculiar morphology and
chemical composition: iron cemented pseudofibrous, ortsand and other
horizons, clay cutans, clusters of crystalline and other neoformations,
accumulations of marl, lime, tuff, etc.
194
In regions of the forest zone and the zone of broad-leaved forests
nodular and ellipsoidal neoformations (ortsteins) and clay cutans are
usually abundant in alluvial loamy and clayey soils with different hydro-
morphism degree developed in watersheds and floodplains. The light-
textured soils in these regions are enriched with such kinds of iron
cemented non-concretionary neoformations as pseudofibres and ort-
sands. However, in soils within the zone of broad-leaved forests and
forest steppe dominants are carbonate concretions. Special attention is
paid exactly to these concretions.
Not only classification, properties and diagnostic value of soil
neoformations were at the head of studies, presented here. It was very
important to study and reproduce conditions suitable for concretion
formation in model trials with the view of determining their changes in
dependence on the alteration of the soil hydrological regime.
Besides, highly acute is also the problem relating to transformation
of concretionary and non-concretionary neoformations under the impact
of anthropogenic loads on soil, to begin with hydrotechnical and road
building, drainage and irrigation. The field and model experiments were
conducted to assess such changes in neoformations.
It has been established that both concretionary (ortsteins) and
several non-concretionary neoformations display specific chemical
composition depending on the soil waterlogging degree. 4 groups of
neoformations and their correlation with changing the soil conditions were
distinguished to show a high diagnostic value of neoformations.
- Concretions (ortsteins), in which the ratio between total and acid-
soluble iron and manganese is increased with increasing the
waterlogging degree. The coefficient of waterlogging may be applicable
for quantitative diagnostics of soils (Zaidelman, 1981).
- Non-concretionary neoformations (clay cutans of illuvial horizons), that
become sharply impoverished by iron in the fine earth and clay
fractions due to soil gleyization. In this case the mineral substrata is very
poor in iron due to leaching of non-silicate iron. To be able to assess
the gleying degree of soils it would be advisable to determine the
relative loss of non-silicate iron in the clay fraction (with respect to its
amount in the silt of soil-forming rocks).
- In sandy soils and in those derived from moderate thick two-layered
deposits, which reveal no ortsteins and cutans the waterlogging
degree must be assessed by using Schwertman's criterion based upon
the ratio between amorphous and crystalline iron /Feo:(Fed-Feo)/
(Zaidelman, Nikiforova, 1986; Zaidelman, Bannikov, 1996). It is
evident that the possibilities to diagnose the soil waterlogging and
gleying degree cannot be exhausted only by determining the
chemical properties of neoformations. Of course, there exist another ways
to solve this question. Particularly, good results were obtained when
195
organo-mineral compounds of iron, extracted from its amorphous
forms were applied as a quantitative criterion.
- Neoformations, that are of important value for quantitative assessment
of the soil hydromorphism degree. This group includes cemented
neoformations such as ortsands, pseudofibres and some kinds of
carbonate non-concretionary accumulations. The ever-increasing
hydromorphism of soils in case of their waterlogging with hard
ground waters is always accompanied by the increased thickness of
ortsand horizon and the decreased content of total and non-silicate
iron in it. Neoformations in soils waterlogged with hard ground
waters reveal similar changes. In the course of increasing the soil
hydromorphism the horizons rich in lime and marl accumulations
appear to be close to the surface, thus showing peculiar features of the
moisture regime in soils. One should draw an analogy to changes
taking place in nodular and angular carbonate concretions of soils
developed in watersheds and floodplains within the zone of broad-
leaved forests and in the forest steppe. At the same time,
pseudofibres as neoformations associated with illuvial processes are most
visible in light-textured automorphic soils. But their amount is sharply
declined with increasing the features of hydromorphism, they are
completely absent under conditions of stagnant water regime for
instance, in sod-podzolic and peaty-podzolic gley soils.
The data obtained permitted to propose a system of methods for
quantitative and qualitative assessment of the hydromorphism degree in
mineral soils of humid landscapes as based upon changes taking place
in morphology and chemical properties of concretionary and non-
concretionary neoformations. It may be widely applied in soil
investigations and in the survey for purposes of large-scaled mapping.
The results of experimental modeling aimed at studying the
formation of Mn-Fe concretions made it feasible first to show vast possibilities
of simulation of their formation in the laboratory for a short period of
time. The model trials testified the earlier formulated statement, that the
concretionary neoformations are usually formed resulting from regular
changing the phases of deep overmoistening, anaerobiosis, gleying and
intense drying. By this reason, the presence of ortsteins in soil surface
horizons may be considered as an indicator of such conditions in soil.
In conclusion, common regularities for the formation and changes in
concretionary and cemented neoformations of soils developed on
different parent rocks are identified to show their diagnostic value.
Quantitative criteria are presented to assess the waterlogging degree of soils
gs based upon the chemical composition of iron neoformations. The
problems concerning the evolution of neoformations and their changes
due to anthropogenic impacts on the soil cover are considered as well.
196
УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН
Аарнио Б. 25, 27
Абатуров Ю.Д. 108
Алещукин Л.В. 48
Аринушкина Е.В. 118, 119, 124
Аристовская Т.В. 13, 31, 43
Афанасьев Я.Н. 29, 35
Афанасьева Е.А. 91
Бабанин В.Ф. 31,47
Бабьева И.П. 29
БалабкоП.Н. 31, 47, 158,
160
Банников М.В. 108-110, 144,
189
Бганцев В.А. 36
Богатырев Ю.Г. 108
Богданов Н.И. 42
Болотина И.Н. 29, 35
Бушуева Е.Н. 30
Быстрое СВ. 30,35
ВалериусИ.Г. 13
Валиахмедов Б. 91
Васильев А.А. 32
ВенюковВ.П. 92/98
Вернадский В.И. 27
Вернандер Н.М. 107
Вильяме В.Р. 27
Виноградский С.Н. 27
Витынь Я. 25
Водяницкий Ю.Н. 32, 50
Володин А.Ф. 85
Воронков А.Н. 108
Воропаев З.Н. 42
Высоцкий Г.Н. 119
Высоцкий К.Л. 30
ГабеД.Р.
Гаель А. Г.
Гедройц К.К.
28
108
27
ГеммерлингВ.В. 26, 126, 129,
133
Герасимова М.И. 31,126
Глинка К.Д. 25, 37
Горбунов Н.И. 47
Гордягин А. 27
Гринь Г.С. 107
Губин СВ. 31
Давыдова И.Ю. 159
Данилова Г.А. 31, 130, 131
Дзенс-Литовский А.И. 92
Дмитриев Е.А. 32
Добровольский В.В. 13,47, 91
Добровольский Г.В. 31
Докучаев В.В. 23
Досманова О.П. 27, 29
Дуда В.Н. 29
Жевелева Е.М.
Жиров А.А.
Завалишин А.А.
Зайдельман Ф.Р.
Захаров С.А.
36,
108
133
32
94
119
16, 30, 31
38, 50, 52,
,109,
.140,
157-160,
168
187
Земскова Т.П.
Зенова Г.М.
Зонн С. В
,172,
,34-
60,
126-131,
144,
163,
175,
13, 24, 25
38
29
160
-
147,
164,
178,
I
Иванов А. В.
48
Калакуцкий Л.В. 29
Калиненко В.О. 28
Карпачевский Л.О. 31, 47
197
Касаткин В.Г. 159
КауричевИ.С. 118, 159
Кашанский А.Д. 30
КовдаВ.А. 13,97
Костенков Н.М. 32, 50
Кошельков СП. 108
Кравков СП. 30
Краускопф К. Б. 43
Кузьменкова B.C. 47
Ливеровский Ю.А. 118
Ломоносов М.В. 13
Македонов А.В. 13, 27, 41, 91,
160
Максюта В.Н. 38
Матинян Н.Н. 121
Минашина Н.Г. 126
МирчникТ.Г. 29
Морозов В. В. 31
Морозов Г.Ф. 24, 119
Морозов СС 126, 129, 130
Морозова Р.П. 108
НабокихА.И. 91
Нарокова Р.П. 91, 123, 147
НеуструевСС 119
Никифорова А.С. 30, 36, 50, 52,
58, 129, 133, 144,
158, 163, 164, 173,
178, 189
Ноздрунова Е.М. 159
ОглезневА.К. 38,58
Омельянский В.Л.27
Орельская Н.Г. 30
Орешкин В.Н. 47
Орлов А.Я. 108
Орлов Д.С 43
Павлинов Н. 24
Парфенова Е.И. 126, 134
Перфильев Б.В. 27
Полонская Л.Н. 36, 38, 129,
134, 178
198
Полтева Р.Н.
Польский Б.Н.
Поляков А.Н.
Попазов Д.И.
Попов Т.И.
Роде А.А.
Розанов Б.Г.
Росликова В.И.
Рубилина Н.Е.
Русанова Г. В.
Рыдкин Ю.И.
30,48
30
48
29,31,99
29
158
13
13, 32, 173
31
30, 127
38
Самойлова Е.М. 97, 107
Санжаров А.И. 36, 38, 60,
129, 134, 159,178,
СелищевА.А. 101, 168
СендерсДж.И. 96
Сибирцев Н.М. 23, 24, 28, 118
Сидоренко А.В. 91
Соколова Т.А. 30, 36, 48, 127
Старцев А.Д. 43
Страхов Н.М. 27
Стрельченко Н.Е. 31
Сукачев В.Н. 24
СютаЯ. 159
Таргульян В.О. 127
Терешина Т.В. 31
Тонконогов В.Д. 108
Трухин В.И. 47
Тумин Г.М. 25, 34
Ульяночкина Т.Н. 31, 47
Уразметова Р.А. 32
Филатов М.М. 13,118
ФридменДж.М. 96
ЦелищеваЛ.К. 126
Цыпанова А.Н. 31
Черепанова М.Н. 99
Черсова Г.Н. 36
ЧухровФ.В. 27,46,47
ШваровА.П.
Шевцов Н.М.
Шишова B.C.
Шоба С.А.
Якименко В.И.
Ярилова Е.А.
Archad M.A.
Arnaud R.J.
Bailey H.H.
Barnhisel R.J.
Behrend F.
Blevins R.L.
Bloomfield С
BlQme H.P.
BlOmel F.
Bouma J.
Brewer R.
Brydon J.E.
Childs C.W.
Clark J.S.
Drosdoff M.
Duchaufour Ph.
Ehrenberg K.
Fanning D.S.
Farstad L.
GallaherR.N.
Gartner G.
Goton S.
Greenslate J.
Halvorson И.О.
Hartel F.
Krauss G.
KubienaW.L
Kuntze H.
108, 109
158, 160
118
31,36,48
71
30, 126, 134
26,30
26,30
31
31
46
31
159
144
30
126
13,29,31,126
30
42
30
29,32
43
13
30,31,35,48
30
49
29
43
29
27
29
29
126
78, 147
Mayer A.
Mc. Kenzie R.M.
Menning P.
Muller K.
MuilerP.E.
NikiforoffC.C.
Nikiforova A.S.
Patrick H.
Percins H.F.
Phillippe W.R.
Racz Z.
Radsliffe D.
Raman E.
Randhawa N.S.
Robinson W.O.
Schwanz H.
Schwarts D.
Schwertmann U.
Sehgal J.L
Senft F.
Sidhu PS.
Sincha M.K.
Smith W.O.
Starkey R.L.
Stefanovitch P.
TanK.
Taylor R.M.
Veneman P.L.M.
Vepraskas M.J.
VogtJ.H.L
Winters E.
Wityn J.
24
46
23, 173
29
25
29, 32, 91
173
43
50
31
32
50
24,36
30
27
29
108
30-32,35,47,
144, 145
30
13,36
30
30
27
27
108
50
31,32,49
127
126
46
31,32
159
World Reference Base 127
Zaidelman F.R.
16,58, 173
Leslie D.M.
42,47
199
предметный указатель
Арагонит
Аржилланы
Баланс железа
Бераунит
96
126, 128
122
20, 149
Бобовины железистые 181, 183
Вернадит
Верховодка
Вещество
органическое почв
50,53
17
135
конкреций 135
кутан
Вивианит
Вид конкреций
- сапропеля
Воды атмосферные
грунтовые
карбонатные
(жесткие)
ожелезненные
135
20, 149
17-19
153
17,73
17
21,97,
104, 152
17,77
намывные русловые
19,73
склоновые
напорные
пресные
20,73
152
18
Восприимчивость магнитная
52
Вытяжка дитионитовая 42
оксалатная
сернокислая
52
58
Гематит 49
Гетит 47,51,57
Гидроокись железа
- марганца
Гипс
Глееобразование
143
147
150
29
Глей 62,67,
76,78
Глины аллювиальные 19, 174
ленточные 19,36,
128, 174
моренные 128, 144
пермские 128, 130,
144
покровные лессовидные
50,61, 174
юрские 145, 150
Глоссисоли 127
Горизонт глееватый 61, 65
глеевый 61,65
иллювиальный
62,65
подзолистый 22, 61, 65
ортзандовый 109
рудяковый 76
темный иллювиальный
цементационный 117
торфяный 145, 150
элювиальный 22
Донор
161
Желвак железистый 178
Железо несиликатное 116
окристаллизованное 144
Железобактерии 27,78
Жерства 74
Журавчики 91
Значение новообразований
адсорбционное 41
- диагностическое 57,
114, 124, 183
- физиологическое 114,
124
Известь луговая
21,152
200
Индикатор заболоченности
почв 57
Кальцит 100
Камни иматровые 91
Керченит 20, 149
Класс новообразований 17
Классификация
новообразований 17
Конкреции 15
Конкреции (вид) - гумус-алю
миниевые угловатые
18,88
трубчатые крупные
17, 82, 83
- мелкие
17, 82, 84
бурые железисто-
известковые 104
белесые известковые
крупные овальные
19,97
белесые известковые
крупные раковистые
19,99
белесые известковые
мелкие 19, 103
известково-глинистые
кольчатые 19,92
известково-глинистые
спайно-кольчатые
Корочки
Коры железистые
19,94
126, 141
78
Коэффициент заболоченности
Критерий Швертмана
Кутаны
Лепидокрокит
Люблинит
Маггемит
Магнетит
Манганы
71,58
144
62, 126
51,53
100
49
49
126
Мергель луговой 21,152
Микроэлементы в ортштейнах
41
Минералы гидроокисные
47
- железистые окисные
47,50
Натеки глинистые 126
Новообразования
неконкреционные 20
- аморфные 20
- - глинистые 20
- - зоны цементации (Fe, H-
Al-Fe) 20,117
Овалоиды 85
Ортзанд 20,24,117
Ортштейны 22
- вскипающие 19
- бурые крупные 17, 24
- бурые мелкие 17,23
- темно-серые
мелкие 17,23
Отложения двучленные
22,66, 174
Пирит 20, 145, 150
Плазма текущая 126
Полынит 126
Почвы автоморфные 61
болотно-подзолистые
гидроморфные
глееватые
глеевые
61,22
61
37
37,55
глубокооглеенные
37,56
дерново-глеевые
37,22
дерновые зернистые
177
дерновые зернистые ог-
леенные
174, 177
201
Почвы дерново-карбонатны
- дерново-подзолистые
- дерново-подзолистые
е
151
i
55,66
! КО-
ровые ожелезненные ог-
леенные
- лессивированные
- ортзандовые
- оруденелые
- псевдофибровые
- слабоглееватые
Псевдомицелий
Псевдофибры
Пятна гидроокиси марганца
Реципиент
Роренштейны
Руда дерновая
Рудяк
61
127
109
76
117
37
21
20, 108
20
161
17,82
17,74
17,75
Сапропель 21, 151
Секреции 15
Скелетаны 156
Состав ортштейнов
минералогический 47
- фракционный 35
- химический 42, 45
Степень оглеения 22, 61, 141
Туф луговой 21, 152
Фероксигит 51, 53
Ферраны 126, 141
Ферригидрит 51, 53
Фосфорит 149
Чехлики железистые 85
Ярозит 150
202
ЛИТЕРАТУРА
Аарнио Б. О выпадении окислов железа и алюминия в песчаных и щебенчатых
почвах Финляндии. //Почвоведение, 1915, №2, с. 1-50.
Аринушкина Е.В. Химическая природа и условия образования ортзандов.
//Ученые записки МГУ, 1939, вып.27, почвоведение. М., с. 169-208.
Аристовская Т.В. Микробиология подзолистых почв. - М.-Л. «Наука», 1965,
188 с.
Аристовская Т.В. Роль микроорганизмов в мобилизации и закреплении
железа в почвах. //Почвоведение, 1975, №4, с. 87-91.
Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. - Л., «Наука»,
1980, 187 с.
Афанасьев Я.Н. Из области анаэробных и болотных процессов.
//Почвоведение, 1930, №6, с. 5-45
Афанасьева Е.А. Происхождение, состав и свойства мощных черноземов
Стрелецкой степи. //Тр. Почв, ин-та им. Докучаева, 1947, т.25, с. 131-227.
Бабанин В.Ф. Формы соединений железа в твердой фазе почв. - Автореф.
докт. дисс, МГУ, 1986, 43 с.
Бабанин В.Ф., Карпачевский Л.О., Шоба С.А. О формах Fe-соединений в
конкрециях из разных почв. //Почвоведение, 1976, №5, с. 132-138.
Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпачевский Л.О., Иванов А.В., Морозов В.В.
Магнетизм почв. - Москва-Ярославль, 1995, 222 с.
Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. - М., Изд-во МГУ, 1989, 248 с.
Балабко П.Н., Терешина Т.В., Ульяночкина Т.Н. Сопряженный макро-, мезо- и
микроморфологический анализ новообразований в пойменных почвах
лесной зоны. //Бюл. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева, 1989, вып. 51, с.36.
Балабко П.Н. Микроморфология, диагностика и рациональное использование
пойменных почв Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин. -
Автореф. докт. дис. МГУ, 1991, 47 с.
Биогеотехнология металлов. - М., Центр междунар. проектов ГКНТ, 1989, 375
с.
Богданов Н.И., Воропаева З.И. Mn-Fe конкреции в Западно-Сибирских
черноземах как показатель их гидроморфности. //Почвоведение, 1969, № 11,с. 3-
16.
Болотина И.Н., Мирчник Т. Г. Распространение марганецокисляющих
микроорганизмов в почвах. //Почвоведение, 1975, №, 6, с. 64-68.
Болотина И.Н. Влияние условий среды обитания на развитие почвенных
микроорганизмов, отлагающих марганец. //Почвоведение, 1976, № 2, с. 55-60.
Быстрое СВ. Материалы к познанию подзолистого процесса. //Труды Почв,
ин-та им. В.В. Докучаева, 1936, т. XIII, с. 185-211.
203
Валиахмедов Б. Куколочные камеры почвообитающих беспозвоночных в
сероземах Таджикистана и влияние их на формирование почвенного покрова.
//Почвоведение, 1977, №4, с. 85-91.
Валлериус И.Г. Минералогия или описание всякого рода руд ископаемых из
земли вещей. -СПб., 1763.
Венюков П.Н. Иматра и иматровские камни. //Тр. С.-Петерб. об-ва
естествоиспытателей природы, 1881, т.ХИ, с. 103-129.
Вернадский В.И. Очерки геохимии. - Горгеонефтеиздат, 1934, 380с.
Вернандер Н.Б. и др. Почвы УССР. - Киев, Гос. изд-во с.-х. лит-ры, 1951, 327 с.
Вернадский В.И. Геохимия марганца в связи с учением о полезных
ископаемых. //Сб. «Труды конференции по генезису руд железа, марганца и
алюминия.» - М.-Л. АН СССР, 1937, с. 229-246.
Вильяме В.Р. Почвоведение. - Сельхозгиз, 1946, 456 с.
Виноградский С.Н. Микробиология почвы. Проблемы и методы. 50 лет
исследований. - М., АН СССР, 1952, 792 с.
Витынь Я. Исследование химического и механического состава почв сосновых
насаждений и анализ золы сосны Охтенской лесной дачи Петербургской
губернии. //Ж. Опытной агрономии, 1911, т. XII, кн. 2, с. 171-203.
Водяницкий Ю.Н. Образование оксидов железа в почве. - М., «Наука», 1992,
276 с.
Водяницкий Ю.Н., Васильев А.А. Влияние поверхностного оглеения на
соединения железа в дерново-подзолистых почвах на пермских отложениях.
//Почвоведение, 1994, №7, с. 62-71.
Водяницкий Ю.Н., Зайдельман Ф.Р. Железистые и марганцевые минералы в
конкрециях дерново-подзолистых почв разной степени оглеения на разных
материнских породах. //Вестник МГУ, сер. 17, почвоведение, 2000, № 3, с.
3-14.
Водяницкий Ю.Н., Никифорова А. С, Зайдельман Ф.Р. Магнитная
восприимчивость конкреций таежной зоны. //Почвоведение, 1997, №12, с. 1445-1453.
Высоцкий ГН. Почвообразовательные процессы в песках. //Известия Русск.
геогр. об-ва, 1911, т. 47, вып. 6, с.303-313.
Гаель А.Г., Воронков Н.А. Корневая система сосны Pinus silvestris L. на
песчаных почвах Казахстана и Дона. //Бот. журнал, 1965, в. 50, № 4, с. 503-516.
Гедройц К.К. Коллоидная химия и почвоведение. //Ж. Опытной агрономии,
1908, т. IX, с.272-293.
Геммерлинг В.В. Некоторые данные для характеристики подзолистых почв.
Русский почвовед, 1922, вып.4-5, с.20-27.
Герасимова М.И., Губин СВ., Шоба С.А. Микроморфология почв природных
зон СССР. - Пущино, 1992, 214 с.
Глинка К.Д. Почвоведение. - М.-Л. «Сельхозгиз», 1931, 612с.
Горбунов Н.И. Генезис и превращение минералов в почвах. //Почвоведение,
1969, №3, с. 106-117.
204
Гордягин А. Материалы для познания почв и растительности западной
Сибири. //Труды общ-ва естествоиспытателей при Казанском ун-те, 1900, т.
XXXIV, вып. 3, 528 с.
Гринь ГС. О карбонатности и адсорптивной насыщенности кальцием лессовых
пород Украины. //Записки Харьковского с-х ин-та им. В.В. Докучаева, 1967,
т.67(104э), с.3-17.
Дзенс-Литовский А.И. «Иматровские камни» в окрестностях Ленинграда.
//Природа , 1942, № 5-6 , с. 83.
Дмитриев Е.А., Шоба С.А., Романова А.А., Уразметова Р.А. Распределение и
свойства железисто-марганцевых новообразований почв. //В кн.: Генезис и
экология почв Центрально-лесного государственного заповедника. - М.,
«Наука», 1979, с. 130-148.
Дмитриев Е.А., Жевелева Е.М. Характер пространственной неоднородности
содержания ортштейнов в дерново-подзолистой почве. //Почвоведение,
1987, № 10, с. 147-152.
Добровольский ВВ. Карбонатные стяжения в почвах и почвообразующих
породах Центрально-Черноземной области. //Почвоведение, 1956, № 5, с. 31-
42.
Добровольский В.В. Минералогия и геохимия новообразований из
четвертичных отложений Центральной Русской лесостепи. //Автореф. канд. дис. М.,
1957,23 с.
Добровольский В.В. Карбонатные новообразования из реликтовых луговых
почв южной части лесной зоны. //Научн. докл. Высшей школы, Биол. науки,
1961, №3, с. 180-184.
Добровольский В. В. География и палеогеография кор выветривания СССР. -
М., «Мысль», 1969, 274 с.
Добровольский Г.В., Терешина Т.В. Марганцовисто-железистые
новообразования в почвах южной тайги. //Почвоведение, № 12, 1970, с. 16-25.
Добровольский Г.В., Терешина Т.В. О биологическом генезисе марганцевисто-
железистых новообразований в почвах южной тайги. //Вестник МГУ, сер.6,
1976, №3, с. 78-87.
Добровольский Г.В., Карпачевский Л,О. Микроморфология и минералогия
гидроокислов железа в почвах и почвенных новообразованиях //Докл. АН
СССР, 1982, т. 264, № 1, с.221-228.
Докучаев В.В. О зональности в минеральном царстве. Избранные труды. - М.,
1949 (1899), т. 3, с. 310-316.
Досманова О.П. Материалы к изучению процесса глееобразования. //Труды
почв, ин-та им. В.В. Докучаева, т.9, 1934, с. 161-188.
Дуда В.И., Калакуцкий Л.В. О роли микроорганизмов в процессе
восстановления железа в почвах. //Научн. докл. Высш. школы. Биол. науки, 1961, № 2,
с. 198-201.
205
Завалишин А.А. Почвообразование и генезис болотных и озерных железных
руд в таежной зоне севера Европейской части СССР. //Научн. бюл. ЛГУ,
1951, №27, с.41-44.
Зайдельман Ф.Р. Особенности режима и мелиорации заболоченных почв. - М.,
«Колос», 1969, с.
Зайдельман Ф.Р. Подзоло- и глееобразование. - М., «Наука», 1974, 208с.
Зайдельман Ф.Р. Режим и условия мелиорации заболоченных почв. - М.,
«Колос», 1975, 317 с.
Зайдельман Ф.Р. Мелиорация заболоченных почв Нечерноземной зоны
РСФСР. - М., «Колос», 1981, 168 с.
Зайдельман Ф.Р. Гидрологический режим почв Нечерноземной зоны. - Л.
«Гидрометеоиздат», 1985, 328 с.
Зайдельман Ф.Р. Эколого-мелиоративное почвоведение гумидных
ландшафтов. - М., «Агропромиздат», 1991, 320 с.
Зайдельман Ф.Р. Естественное и антропогенное переувлажнение почв. - СПб.,
«Гидрометиздат», 1992, 288 с.
Зайдельман Ф.Р. Процесс глееобразования и его роль в формировании почв. -
М.Изд-во МГУ, 1998, 300 с.
Зайдельман Ф.Р. Рекомендации по диагностике степени заболоченности
минеральных почв Нечерноземной зоны РСФСР и оценка целесообразности
их осушения (пособие к ВСН-33-2.1-84). - М., Изд. Главнечерноземводст-
рой ММВХ СССР, 1987, 95 с.
Зайдельман Ф.Р., Банников М.В., Шваров А/7. Псевдофибры легких почв
полесских ландшафтов разной степени гидроморфизма. //Почвоведение, №
10, 1994, с. 19-29.
Зайдельман Ф.Р., Банников М.В. Водный режим и генезис псевдофибровых и
оглеенных почв полесий. //Почвоведение, № 10, 1996, с. 1213-1231.
Зайдельман Ф.Р., Банников М.В. Диагностика степени заболоченности почв
флювиогляциальных низменностей и их мелиоративная оценка. //Вестник
МГУ, сер. 17, почвоведение, 1997, № 2, с. 19-20
Зайдельман Ф.Р., Гельцер В.Ю., Никифорова АС. Изменение микростроения и
минералогического состава дерново-подзолистых почв на карбонатной
морене под влиянием оглеения. //Бюллетень Почв, ин-та им. Докучаева, 1981,
вып. XXVIII, с.39.
Зайдельман Ф.Р., Данилова Г.А. Изменение органического вещества тяжелых
дерново-подзолистых почв под влиянием глееобразования. //Вестник МГУ
сер. почвовед., 1992, № 4., с. 25-36.
Зайдельман Ф.Р., Нарокова Р.П. Ортзанд - генезис и диагностическое
значение. //Научн. докл. Высш. школы. Биол. науки, 1974, № 3, с. 104-109.
Зайдельман Ф.Р., Нарокова Р.П. Генезис и использование рудяковых почв -
железистых солончаков таежной зоны. //Научн. докл. Высш. школы. Биол.
науки, 1974, № 12, с. 113-119.
206
Зайдельман Ф.Р., Нарокова Р.П. Глееобразование при застойном и
промывном режимах в условиях лабораторного моделирования. //Почвоведение,
1978, №3, с. 42-53.
Зайдельман Ф.Р., Никифорова АС, Давыдова И.Ю. Влияние глееобразования
на свойства типичного чернозема при различных режимах орошения. // II
дел. съезд почвоведов и агрохим. УССР. Тезисы докл. Харьков, 1986, с.
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С., Давыдова И.Ю. Влияние состава вод и
режима обводнения на свойства черноземных почв в условиях модельного
эксперимента. //Вестн. МГУ, сер. почвовед., 1987, № 4, с. 27-34.
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С., Санжаров А.И. Кутаны и ортштейны неог-
леенных и оглеенных почв на карбонатной морене и их диагностическое
значение. //Почвоведение, 1979, №1, с. 20-28.
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С., Жиров А.А. Гидрологический режим
дерново-подзолистых неоглеенных и оглеенных почв на двучленных
отложениях. //Вестн. МГУ, сер. почвовед., 1980, №2, с. 15-22.
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Диагностика и гидрологическая оценка
целесообразности дренажа дерново-подзолистых почв на двучленных
отложениях. //Почвоведение, 1982, № 10, с.81-89.
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Диагностика степени гидроморфизма
дерново-подзолистых почв на средне мощных двучленных отложениях.
//Почвоведение, 1986, №2, с. 5-14.
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Трансформация железисто-марганцевых
конкреций в результате изменения условий увлажнения (модельный опыт).
//Вестник МГУ, сер. почвовед., 1991, №4, 29-37
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С, Болатбекова КС, Рыдкин ЮМ. Влияние
дренажа на свойства железо-марганцевых конкреций дерново-подзолистых
почв на разных почвообразующих породах. //Вестн. МГУ, сер. почвовед.,
1993, №3, с. 14-20.
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Изменение свойств легких почв Окско-
Мещерского полесья под влиянием осушения и окультуривания. //Вестн.
МГУ, сер. почвоведение, 1995, № 2, с. 11-16.
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Влияние дренажа на свойства железо-
марганцевых конкреций. //Почвоведение, 1995, № 3, с. 337-343.
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Экспериментальное моделирование
процесса образования марганцево-железистых конкреций. //Вестн. МГУ, сер.
почвовед., 1997, № 1, с. 27-31
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Mn-Fe конкреции почв и их изменения под
влиянием оглеения на почвообразующих породах разного генезиса.
//Почвоведение, 1998, № 8, с. 901-909.
Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Глинистые кутаны и их изменение под
влиянием оглеения на почвообразующих породах разного генезиса.
//Почвоведение, 1999, № 6, с. 688-696
207
Зайдельман Ф.Р., Оглезнев А. К. Определение степени заболоченнности по
свойствам конкреций. //Почвоведение, 1971, № 10,с. 94-101.
Зайдельман Ф.Р., Рыбкин Ю.И., Земскова Т.П. Диагностическое значение
кутан и ортштейнов для оценки заболоченности серых лесных почв.
//Почвоведение, 1987, №4, с. 85-94.
Зайдельман Ф.Р., Санжаров А. И. Моделирование процесса глееобразования
на ленточной глине. //Вести. МГУ, сер. почвовед., 1982, № 2, с. 56-60.
Зайдельман Ф.Р., Санжаров А.И., Полонская Л.И. Кутаны и ортштейны
дерново-подзолистых неоглеенных и оглеенных почв на ленточных глинах и их
диагностическое значение. //Почвоведение, 1982, № 11, с. 17-25.
Зайдельман Ф.Р., Селищев А.А. Морфология новообразований пойменных
почв Европейской лесостепи и их диагностическое значение.
//Почвоведение, 1980, № 7, с. 12-33.
Зайдельмана Ф.Р., Селищев А.А., Никифорова А.С. Карбонатные конкреции
почв гумидных ландшафтов Европейской территории России и их
диагностическое значение. //Почвоведение, 2000, № 4, с. 405-415.
Захаров С.А. К вопросу о значении микро- и макрорельефа в подзолистой
области. //Почвоведение, 1911, №1, с. 49-72.
Захаров С.А. Курс почвоведения. - 1931, 550 с.
Зонн СВ. Железо в почвах. - М., «Наука», 1982, 208 с.
Калакуцкий Л.В. О роли микроорганизмов в процессах восстановления железа
в почве. //Научн. докл. Высш. школы. Виол, науки, 1959, № 1, с. 225-229.
Калиненко ВО. Роль бактерий в формировании железо-марганцевых
конкреций. //Микробиология, 1946, т. XV, вып. 5, с. 364-369.
Калиненко В.О. Происхождение железо-марганцевых конкреций.
//Микробиология, 1949, т. XVIII, вып.6, с. 528-532.
Калиненко В.О. Геохимическая деятельность бактериальной колонии. //Изв.
АН СССР, сер. геол., 1952, № 1, с. 145-150.
Касаткин В. Г. Подвижность железа и кальция и реакция среды при
анаэробных процессах в условиях лабораторного опыта. //Сб. научных трудов
Ивановского СХИ, 1947, вып.5. Иваново, с. 9-13.
Кауричее И.С, Ноздрунова Е.М. Общие черты генезиса почв временно
избыточного увлажнения. //В кн.: «Новое в теории оподзоливания и осолодения
почв» - М., Наука, 1964, с. 45-61.
Кауричее И.С, Орлов Д.С. Окислительно-восстановительные процессы и их
роль в генезисе и плодородии почв - М., «Колос», 1982, 248 с.
Кауричее И.С, Шишова B.C. Состав и свойства железистых образований в
почвах Московской Мещеры. //Изв. ТСХА, 1996, вып. 4, с. 74-87.
Кашанский А.Д., Высоцкий К.Л. Особенности распределения Mn-Fe
новообразований в связи с локальной неоднородностью горизонтов подзолистых
почв. //Изв. ТСХА, 1977, № 4, с. 108-115.
Келлерман В.В., Цюрупа И.Г. Источники подвижного железа в почве.
//Почвоведение, №10, 1965, с, 53-61.
208
Ковда В.А. Основы учения о почвах. Кн. 2. - М., «Наука», 1973, 468с.
Костенкое Н.М., Толкач A.M. Способ отбора и разделения железо-
марганцевых конкреций по магнитным фракциям. //Почвоведение, 1984, №
10, с. 113-115.
Костенкое Н.М. Окислительно-восстановительные режимы в почвах
периодического увлажнения. - М., «Наука», 1987, 192 с.
Краускопф К. Б. Разделение марганца и железа в осадочном процессе. //Сб.
«Геохимия литогенеза» - М., «И. Л.», 1963, с. 294-339.
Лиеероеский Ю.А. Почвы Печорского края. - М.-Л., 1933, 47с.
Лиеероеский Ю.А. К географии и генезису бурых лесных почв. //Труды Почв,
ин-та им. В.В. Докучаева, 1948, т.27, с. 109-132.
Ломоносов М.В. О слоях земных. (1763) - М., Изд-во АН СССР, 1949, 212 с.
Македоное А. В. Современные конкреции в осадках и почвах. //Труды Моск. об-
ва испыт. Природы, 1966, т. XIX. М. 283 с.
Максюта В.Н. К вопросу о диагностике элювиально-глеевых процессов и
классификации лиманных почв Волгоградского Заволжья. //В кн.:
«Орошение и мелиорация почв в Заволжье» 1982, с. 144-150.
Матинян Н.Н. О влиянии увлажнения на формы и химический состав
железистых новообразований в заболоченных почвах Новгородской области. //Сб.
«Дерново-подзолистые почвы.» ЛГУ, 1967, с.122-131.
Минашина Н.Г. Оптически ориентированные глины в почвах. //Почвоведение,
1958, №4, с.90-96.
Морозов В.В., Бабанин В.Ф., Шоба С.А. Микроморфология и формы
соединений железа конкреций пойменных почв по данным ядерного гамма-
резонанса и растровой электронной микроскопии. //Научн. докл. Высшей
школы, Биол. науки, 1984, №7, с.91-97.
Мороздв Г.Ф. К вопросу о влажности лесной почвы. Хреновский бор. Сложные
формы леса. //Почвоведение, № 1,1901, с.35-59.
Морозов Г.Ф. Очерки по лесокультурному делу. - М.-Л., «Сельхозгиз», 1930,
410 с.
Морозов С.С. Некоторые данные для характеристики корочек иллювиальных
горизонтов подзолистых почв. //Почвоведение, 1938, №3, с.436-443.
Морозова P.M. Подзолообразование на песчаных отложениях Карелии. //Сб.
«Почвы сосновых лесов Карелии», 1978, с. 4-49.
Набоких А. И. Состав и происхождение различных горизонтов некоторых
южнорусских почв и грунтов. //Сельское хоз-во и лесоводство, 1911, т. 235, №3,
с. 488-514.
Неуструев С.С. О почвообразовательных процессах в сыпучих песках.
//Известия Русск. геогр. об-ва, 1911, т. 47, вып. 6, с. 313-317.
Неуструев С.С. Элементы географии почв. М.-Л. «Сельхозгиз», 1930, 240 с.
Никифорова АС. Изменение свойств дерново-подзолистых почв на
карбонатной морене под влиянием оглеения. //Биол. науки, 1977, №5,с.123-128.
209
Никифорова А.С. Гидрологический режим и диагностика неоглеенных и огле-
енных дерново-подзолистых почв на двучленных отложениях. - Автореф.
канд. дис. М., 1979, 25 с.
Никифорова А.С. Аналитические методы определения степени
заболоченности минеральных почв на тяжелых покровных отложениях. //VI Всесоюзный
съезд почвоведов. Новосибирск, 1989, Тезисы докл., кн.5, с.225
Никифорова А.С. Растворимость железа ортштейнов в разных вытяжках.
//Вестн. МГУ, сер. почвовед., 1990, № 1, с. 53-54.
Никифорова А.С. Изменение свойств марганцево-железистых конкреций под
влиянием дренажа. //Материалы 1 съезда Белорус, об-ва почвоведов.
Минск-Гомель, 1995, с. 201.
Никифорова АС. Изменение свойств новообразований пойменных почв под
влиянием осушения. //II съезд об-ва почвоведов, С.-Пб., тез. докл., ВНИ-
ИЦлесресурс, 1996, кн.2, с.318
Никифорова А.С. Железистые новообразования почв южно-таежной подзоны
Европейской территории России - генезис, свойства, диагностическое
значение. -Автореф. дисс. доктора биол. наук, МГУ, 1997, 43 с.
Оглезнев А.К. Диагностическое значение ила корочек и почвы в связи с
оценкой подзоло- и глееобразования. //Почвоведение, 1971, № 12, с.12-23.
Омельянский В.Л. Избранные труды. 1953, т.1. 559 с.
Орельская Н.Г. Марганцево-железистые конкреции дерново-слабоподзолистых
глееватых почв. //Почвоведение, 1974, № 2, с. 11-18.
Орешкин В.Н., Ульяночкина Т.Н., Кузьменкова B.C., Балабко П.Н. Кадмий,
свинец и другие металлы в Fe-Mn конкрециях некоторых пойменных почв.
//Матер, конф. посвященной 90-летию со дня рождения акад. М.Н. Саба-
швили. Тбилиси, 1990, с. 33-34.
Орлов А.Я., Абатуров Ю.Д., Богатырев Ю.Г. Экспериментальное изучение
влияния недостатка влаги на жизнедеятельность культур сосны мшисто-
лишайниковых сосняков. //Сб. «Почвенно-экологические исследования в
сосновых лесах Мещеры». М., «Наука», 1980, с. 86-212.
Орлов А.Я., Кошельков СП. Почвенная экология сосны. - М., «Наука», 1971,
324 с.
Павлинов Н. Ортштейн. //Материалы по изучению русских почв, 1887, Вып. Ill,
с. 1-20.
Перфильев Б.В. Новые данные о роли микробов в рудообразовании. //Изв.
геол. Комитета, 1926, т.45, № 7, с. 796-817.
Перфильев Б.В., ГабеД.Р. Капиллярные методы изучения микроорганизмов. -
М.-Л., АНСССР, 1961,534 с.
Перфильев Б.В., Габе Д.Р. Изучение методом микробного пейзажа бактерий,
накопляющих марганец и железо в донных отложениях. //В кн.: «Роль
микроорганизмов в образовании железо-марганцевых озерных руд», М.-Л.,
1964, с. 16-53.
210
Полтева Р.Н., Соколова Т. А. Исследование конкреций из сильно-подзолистой
почвы. //Почвоведение, № 7, 1967, с. 37-48.
Польский Б.Н. К вопросу о химизме ортштейнов дерново-подзолистых почв.
//Почвоведение, № 2, 1961, с. 93-96.
Поляков А.Н., Алещукин Л. В. Изменение некоторых свойств дерново-
подзолистых почв под влиянием оглеения. //Бюл. Всесоюзн. НИИ
удобрений и агропочвовед. им. Д.Н. Прянишникова, 1969, № 7, с.73-81.
Попазов Д.И. Генезис известковых скоплений-журавчиков в различных почвах.
//Докл. ТСХА, 1956, вып. 22, с. 276-283.
Попазов Д.И. Некоторые данные о химическом составе марганцево-
железистых конкреций дерново-подзолистых и осолоделых почв. //Докл.
ТСХА, 1957, вып. XXIX, с. 208-213.
Попазов Д.И. О генезисе марганцево-железистых конкреций в дерново-
подзолистых почвах и солодях. //Докл. ТСХА, 1958, вып. XXIX, с. 161-168.
Попазов Д.И. Состав органического вещества в марганцево-железистых
конкрециях и почвах. //Докл. ТСХА, 1963, вып.94, с. 147-149.
Попов Т.Н. Происхождение и развитие осиновых кустов в пределах
Воронежской области. /Яруды Докучаевского почв, комитета, СПб., 1914, вып. 2.,
172 с.
Роде А.А. Система методов исследования в почвоведении. - Новосибирск,
«Наука», 1971, 92 с.
Росликова В.И. Марганцево-железистые конкреции в почвах Суйфуно-
Ханкайской низменности. //Почвоведение, 1961, № 4, с. 82-90.
Росликова В.И. Геохимические особенности новообразований в почвах Суй-
фуно-Ханкайской низменности. //Почвоведение, 1973, №10, с. 12-22.
Росликова В. И. Диагностика степени гидроморфности почв по составу железо-
марганцевых конкреций почв супераквальных ландшафтов. //В кн.:
«Повышение эффективности мелиорации и водного хозяйства на Дальнем
Востоке», Владивосток, 1987, часть 1, кн.2, с. 18.
Росликова В. И. Диагностика степени гидроморфизма почв Приамурья по
химическому составу марганцево-железистых конкреций. - Владивосток,
1988,42 с.
Росликова В.И. Марганцево-железистые новообразования в почвах равнинных
ландшафтов гумидной зоны. - Владивосток, «Дальнаука», 1996, 291 с.
Росликова В. И., Сохина Э.Н. Применение анализа конкреций для выяснения
реликтовых признаков современных почв. //Почвоведение, 1976, № 2,
с.131-136.
Русанова Г.В., Цыпанова А.Н., Бушуева Е.Н. Содержание и некоторые
свойства конкреций подзолистых почв среднетаежной подзоны Коми АССР.
//Почвоведение, 1975, № 6, с. 3-11.
Русанова Г. В. Морфогенетические особенности почв Северо-Востока Русской
равнины. //Автореф. докт. дис, Новосибирск, 1995.
Самойлова Е.М. Почвообразующие породы. - М., МГУ, 1983, 172 с.
211
Самойлова Е.М. Луговые почвы лесостепи. - М., МГУ, 1985, 284 с.
Сендерс Дж. И., Фридмен Дж. М. Происхождение и распространение
известняков. //В кн. «Карбонатные породы». М., 1970, т.1, с. 165-248.
Санжаров AM. Диагностика оглеенных почв на ленточных глинах и влияние
свойств почв на химический состав дренажных вод. //Автореф. канд. дис.
М., МГУ, 1982,25 с.
Сибирцев Н.М. Почвоведение. - Избр. соч., 1951 (1900), т.1. 472 с.
Сидоренко А.В. Основные черты минералообразования в пустыне. //В кн.
«Вопросы минералогии осадочных новообразований», Львов, 1956, кн. 3-4, с.
516-540.
Старцев А.Д. Ортштейны дерново-карбонатных выщелоченных и дерново-
глеевых карбонатных почв на пермском глинистом элювии.
//Почвоведение, 1989, № 8, с. 19-25.
Стрельченко Н.Е. Роль конкреций в формировании фосфатного режима почв
временного избыточного увлажнения. //Почвоведение, 1984, № 10, с. 28-33.
Сукачев В.Н. Несколько наблюдений над ортштейновыми образованиями на
юге России. //Почвоведение, 1903, т. 5, №2, с. 213-220.
Сюта Я. Влияние восстановительных процессов и подкисления на
растворимость минеральных соединений почвы. //Почвоведение, 1962, №5, с. 62-72.
Таргульян ВО., ЦелищеваЛ.К. Трещины и заполняющее их вещество как
особые морфологические элементы почв. //В кн. Микроморфологическая
диагностика почв и почвообразовательных процессов. М., «Наука», 1983, с. 33-
68.
Терешина Т.В. Марганцево-железистые новообразования в суглинистых
подзолистых и пойменных почвах центральных районов. //Автореф. канд. дис.
МГУ, 1972. 24 с.
Терешина Т.В. О составе гумуса марганцовисто-железистых новообразований.
//Научн. докл. Высш. школы. Биол. науки, 1972, №3, с. 105-108.
Тонконогов В.Д. О генезисе Mn-Fe новообразований в песчаных подзолах.
//Почвоведение, 1970, №3, с. 50-59.
Тумин Г.М. Материалы для оценки земель Смоленской губернии, t.IV,
Дорогобужский уезд. - Смоленск, 1909, 98 с.
Тумин Г.М. Подзолистость и выщелоченность. //Журнал опытной агрономии,
1911, т. XII, кн. 1.С.1-19.
Тумин Г.М. Обзор общего характера морфологии почв и ее изменения по
зонам. //Журнал опытной агрономии, 1912, т. XIII, кн.З, с. 321-353.
Филатов М.М. К вопросу о генезисе ортзанда. //Русский Почвовед, 1922, № 1-
3, с.22-24.
Черепанова М.Н. Химический состав карбонатных конкреций и их генезис.
//Докл. ТСХА, 1959, вып. 42, с. 153-158.
Чухров Ф.В. Коллоиды в земной коре. - М, АН СССР, 1955, 672 с.
212
Чухров Ф.В., Горшков AM., Березовская В.В., Тюрюканов А.Н., Сивцов А.В. К
геохимии и минералогии марганца и железа в молодых продуктах гиперге-
неза. //Изв. АН СССР, 1980, сер. геол., №7, с. 5-24.
Чухров Ф.В., Горшков AM., Дриц В.А. Гипергенные окислы марганца. - М.,
«Наука», 1989, 208 с.
Шевцов Н.М., Балабко П.Н. Окультуривание дерново-подзолистых почв путем
подпочвенного орошения сточно-бытовыми водами. //В кн. «Мелиорация,
использование и охрана почв Нечерноземной зоны». Тез. докл.
Всесоюзной конф. М., 1989, с.32.
Шоба С.А., Балабко П.Н. Микростроение и состав марганцево-железистых
новообразований почв лесной зоны. //В кн. «Микроморфологическая
диагностика почв и почвообразовательных процессов». М., «Наука», 1983, с.21-
23.
Ярилова Е.А., Парфенова ЕМ. Новообразованные минералы глин в почвах.
//Почвоведение, 1959, № 9, с. 37-48.
Ярилова Е.А., Рубилина Н.Е. Микроморфология дерново-подзолистых почв на
морене и покровных суглинках. //Почвоведение, 1975, № 6, с. 12-21.
Arshad M.A., St. Amaud R.J., Haung P.M. Dissolution of trioctahedral layer silicates
by ammonium oxalate, sodium dithionite-citrate-bicarbonate and potassium
pyrophosphate. //Can. J. Soil Sci.f 1972, v.52, № 1, p. 19-26.
Arshad M.A., St. Amaud R.J. Occurrences and characteristics of ferromanganifer-
rous concretions in some Saskatchewan soils. V/Canad. J. Soil Sci., 1980, v. 60,
№ 4, p.p. 685-695.
Behrend F. Cleber die Bildung von Eisen - und Manganerzen durch deren
Hydroxidsole auf Verwitterungslagerstatt. HZ. fur. Geol., 1924, B. 32, s.81-108.
Bloomfield C. Experiment on the mechanism of gley formation. //Soil Sci., 1951, v.2,
№12, p. 196-211
Bloomfield C. The study of podsolization. Part III. The mobilization of iron and
aluminium by aspect of ash leaves. //Soil Sci., 1953, v.5, №1, p. 39-45.
BIQme H.P., Schwertman U. Genetic evaluation of profile distribution of aluminium,
iron and manganese oxides. //Soil Sci., v.5, №1, p. 39-45.
Blumel F. Formen der Eisenoxydhydrat-Ausscheidungen in Gleyen und
Pseudogleyen. //Z. PflanzenemShr., Dung., Bodenkunde, 1962, Bd. 98, H. 3, s.
258-264.
Brewer R. Fabric and mineral analysis of soil. - N.Y.-London-Sydney, 1964, 470p.
Brewer R. at al. Microscopy and electron microprobe analysis of some iron-
manganese pans from Newfoundland. //Can. J. Soil. Sci., 1973, v.53, p. 349-
341.
Childs C.W. Composition of iron-manganese concretions from some New-Zealand
soils. //Geoderma, 1975, № 11, p.67-72.
Childs C.W., Leslie DM. Interelement relationship in iron-manganese concretions
from a catenary sequence of yellow-gray earth soils in loess. //Soil Sci., 1977,
v.123, №6, p.p. 369-376.
213
Clark J.S., Brydon I.E., Farstad L. Chemical and clay mineralogical properties of
concretionary broun soils of British Columbia, Canada. //Soil Sci., 1963, v. 95,
№ 5, p.p. 344-355.
DrosdoffM., Nikiforoff C.C. Iron-Manganese concretions in Dayton Soils. //Soil Sci.,
1940, v. 49, №5, p. 333-346.
Duchaufour P. Pedology: pedogenesis and classification. - London etc.: Allen and
Unwin., 1982,444р.
Ehrenberg К Untersuchungen uber morpholitische Bildungen zur Erkiarung der
Bildungsgesetze der Augen- und Brillensteine aus dem Kreidefelsen von Ober-
Sgipten. //Berichte uber die Bekanntmachung geeigneten Verhandl. K. Preufi.
Akad. Wiss., Berlin. 1840.
Gallaher R.N. , Percins H.F., Tan K., Radsliffe D. Soil concretions. I. X-ray spec-
trographie. //Soil Sci. Soc. Amer. Pros., 1973, v.37, p. 465-469.
Gallaher R.N, Percins H.F., Tan K, Radsliffe D. Soil concretions. II. Mineralogical
analysis. Soil Sci. Soc. Amer. Pros., 1973, v. 37, p. 469-472.
Greenslate J. Microorganisms partisipate in the construction of manganese nodules.
//Nature, 1974, v.249, № 5453, p. 181-183
Goton S., Patrick H. Transformation of iron in waterlogged soils as influensed by
redox potential and pH. //Soil Sci. Soc. Amer. Proa, 1974, v.38, № 1, p. 66-71.
Krauss G., Hartel F., Muller K, Gartner G., Schanz H. StandortgemSss
Durchfuhrung der Abkehr von der Fichtenwirtschaft im nordwestsachsishen
Niederiand. - Berlin, 1939, 235 s.
Kuntze H. Iron glogging in soils and pipes. Analysis and treatment. - Verlag Paul
Parey. 1982, 103 p.
Kubiena W.L. Bestimmungsbuch und Systematik der Buden Europas. - Stuttgart,
1953,392 s.
Mc. Kenzie R.M. The sorption of cobalt by manganese minerals in soils. //Aust. J.
Soil. Res., 1967, v.5, p. 235-246.
Mc. Kenzie R.M. The sorption of some heavy metals by the lower oxides of
manganese. //Geoderma, 1972, № 8, p. 29-35.
Mc. Kenzie R.M. An electron microprobe study of relationships between heavy
metals and manganese and iron in soils and ocean floor nodules. //Aust. J. Soil
Res., 1975, v.13, N 9, p.177-188.
Menning P., Soba S.A. Macro-und micromorphologische Untersuchungen auf fest
Fe-Mn Konkretionen vernasster Buden. //Arch.Acker- und Pflanzenbau und
Bodenkunde, 1980, Bd.24, H.10, s.625-637.
Menning P., ZaideTman F.R. Menge und Zusammensetzung von Konkretionen aus
Eisen- und Manganoxiden in B6den auf jungpleistozSnen Sedimenten im
Norden der DDR. //Arch. Acker- und Pflanzenbau und Bodenkunde, 1980,
Bd.24, H.10, s. 639-646.
Muller P.E. Studien uber die naturlichen Humusformen und deren Einwirkung auf
Vegetation und Buden. - Berlin, Springer, 1887, 324 s.
214
Nikiforoff С. General trends of the desert type of soil formation. //Soil Sci., 1937, v.
43, №2, p. 105-131.
Phillippe W.R., Blevins R.L Barnhisel R.J and Bailey H.H. Distribution of
concretions from selected soils of the inner blugrass region of Kentucky. //Soil Sci. Soc.
Amer. Pros., 1972, v. 36, № 1, p. 171-173.
Racz Z. A contribution to the micromorphological investigations of pseudogleys in
the northwestern part of Yugoslavia. Soil micromorphology. - Amsterdam-
London-New-York, 1964, p.241-251.
Raman E. Bodenkunde. - Berlin, Springer, 1905, 432 s.
Robinson W.O. Detectional and significance of manganese dioxide in the soil. //Soil
Sci., 1929, v.53, № 2, p.335-350.
Robinson W.O. Some chemical phases of submerged soil conditions. //Soil Sci.,
1930, v.30, №3, p.197-217.
Schwarts D. Some podsols on Batene sands and their origins. People's Republic of
Congo. //Geoderma, 1988, v. 43, № 213, h. 229-248
Schwertmann U. Differenzierung der Eisenoxide des Bodens durch Extraktion mit
Ammoniumoxalat-Losung. //Zeitschrift f. Planz., Dung. u. Bodenkunde, 1964, H.
105, s. 194-202.
Schwertmann U., Fanning D.S. Iron manganese concretions in hydrosequence of
soils in loess in Bavaria. //Soil Sci. Soc. Amer. J. 1976, №5, p.731-738.
Schwertmann U., Taylor R.M. Iron Oxides. In: Minerals in Soil Environment (2 Ed.).
//SSA Book Series, 1989, № 1, p. 379-478.
Senft F. Die Humus-March-Torf- und Limonitbildungen, als Erzeugungsmittel neuer
Erdrindelagen. - Leipzig, Engelmann, 1862, 226 s.
Sidhu P.S., Sehgal J.L, Sinha M.K., Randhawa N.S. Composition and mineralogy
of iron-manganese concretions from some soils of the Indio-Gangetic plain in
northwest India. Geoderma, 1977, v. 18, p.
Smith W.O. Sorption in an ideal soil. Soil Sci., 1936, v.41, p. 209-230.
Starkey R.L, Halvorson И.О. Stadion on the transformations of iron in nature. II.
Concerning the importance of microorganisms in the solution and precipitation of
iron. Soil Sci, 1927, v.24, № 6, p. 381-402.
Stefanovits P. Brown forest soil of Hungary. - Academia Kiado, 1971, Budapest.
296 p.
Taylor R.M., Schwertmann U. Maghemite in soils and its origin. LPropertis and
observations on soil maghemite. //Clay miner., 1974, v. 10, № 4, p.289-298.
Veneman P.L.M., Vepraskas M.J., Bouma J. The phisical significance of soil motting
in a Wisconsin toposequence. //Geoderma, 1976, v. 15, № 2, p. 103-118.
Vogt I.H.L. Ueber Manganweisenerzen und uber das Verhaitniss zwischen Eisen
und Mangan in den See-und Weisenerzen. HZ. f. prakt. Geol., 1906, B. XIV, s.
217-233.
Winters E. Ferromanganiferrous concretions from some podsolic soils. //Soil. Sci.
1938, v.46, №1, p. 33-40.
215
Wityn J. Der Bildungsprocess der Gleyboden. //Abhandlung des IX Agronomenkon-
gress in Latwija. Riga, 1934.
World Reference Base for Soil Resources. - ISSS-ISRIC-FAO. Wageningen-Rome.
1994, 161 p.
Zeidelman F.R. Neubildungen hydromorfer Mineralbuden der UdSSR, ihre
Klassification und diagnostische Bedeutung. //Geoderma, 1974, №12, s. 121-
135.
Zaidelman F.R., Nikiforova A.S. Changes in soil Mn-Fe concretions under human
impact. //Archives of Agronomy and Soil Science, 1996, v.40, № 3, p. 189-196.
Zaidelman F.R., Nikiforova A.S. On some general regularities on the formation and
changes in properties of Mn-Fe concretions in soils of humid landscapes.
//Archives of Agronomy and Soil Science, 1997, v.41, № 5, p. 367-382
Научное издание
Зайдельман Феликс Рувимович, Никифорова Алла Сергеевна
ГЕНЕЗИС И ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
НОВООБРАЗОВАНИЙ ПОЧВ ЛЕСНОЙ И ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОН
Подготовка компьютерного макета: Банников М.В.
ЛР № 040414 от 18.04.97 Подписано в печать 01.11.2000 Формат 60x90 Vie
Печать офсетная Бумага офсетная Уч.-изд. л. 13,5
Печ. л. 13,5 Тираж 400 экз. Заказ 6878
Ордена «Знак Почета» Издательство Московского Университета,
103009, Москва, ул. Б. Никитская, д. 5/7
Отпечатано в Производственно-издательском комбинате ВИНИТИ.
140010, г. Люберцы Московской обл., Октябрьский пр-т, 403.
Тел. 554-21-86
н4
Й
Н
К
н
о
Н
В
н
Рн
о
IX.
I
G
I
к
(D
О
Рн
[нах
5
чо
X
О
О
£
*
Bfi
S
878
VO
tt
8
00
9
н
л
т
U
Б
О
о
ив
ас
Я
v
т
о
Я
с*
го
о
9
н
5
F
(U
§
к
ей
«
О
IX,
I
с
X
Рн
<D
PQ
О
X
Рн
<и
«
о
X
Рн
<D
PQ
О
О
00
СО
К
о
0Q
PQ
X!
Рн
<L>
Я
О
СП
.г? cn ич со m oo
U с-- оо 1-н _« ^
издательство Московского университета