Подзолистые почвы Томь-Обского междуречья

Федеральное агентство по образованию ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ТГУ) Институт биологии, экологии, почвоведения, сельского и лесного хозяйства Кафедра почвоведения и экологии почв ВЫПУСКНАЯ РАБОТА ПОДЗОЛИСТЫЕ ПОЧВЫ ТОМЬ-ОБСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ Руководитель канд. биол. наук, доцент Т. П. Соловьева Автор работы Н. С. Студенкова Томск 2010

• Введение
• 1. Условия почвообразования
• 1.1 Геология и геоморфология
• 1.2 Климат
• 1.3 Растительность
• 1.4 Почвообразующие породы
• 1.5 Гидрографическая сеть
• 2. Объекты, методы и методики исследования
• 2.1 Морфологическое описание почв
• 2.2 Методы и методики исследования
• 3. Свойства почв
• 3.1 Гранулометрический состав
• 3.2 Химические свойства
• 3.3 Физико-химические свойства
• Выводы
• Список использованной литературы
• Приложения

Выпускная работа посвящена изучению свойств подзолистых почв Томь-Обского междуречья сформированных на слоистых песчано-супесчаных породах. По Классификации и диагностики почв России (2004) изучаемые почвы относятся к стволу постлитогенных, отделу текстурно-дифференцированных. Подзолистые почвы это исконно лесные почвы, которые обладают низким естественным плодородием и используются в лесном хозяйстве. Они обычно располагаются узкими лентами вдоль рек и отчасти на высоких гривах междуречий.

Объекты исследования расположены в Томском районе, Томской области на землях Моряковского сельского поселения, на мысу левого коренного берега Иштанской протоки р. Томи, в 0,5 км к западу от оз. Рюзаково и в 2,5 км вверх по течению от с. Нагорный Иштан. На данной территории располагается археологический памятник Городище Рюзаково (Духовое) обнаруженный в 1977 году. В полевой сезон 2009 года в составе археологической экспедиции Томского государственного педагогического университета проведены почвенные исследования и отобраны образцы. Разрез 4−09 заложен на месте Городища, разрез 5−09 на месте жилища, где были найдены археологические находки, свидетельствующие о человеческой жизнедеятельности.

Цель данной работы — изучить условия формирования и основные свойства почв археологического памятника кулайской эпохи. Для реализации данной цели поставлены следующие задачи:

1. Изучить условия формирования и закономерности распространения почв на территории памятника.

2. Выявить особенности морфологического строения почвенного профиля, гранулометрического состава и основных физико-химических свойств в почвах.

3. Проследить как изменяются свойства почв городища и жилища.

1. Условия почвообразования

1.1 Геология и геоморфология

На территории Западно-Сибирской низменности и Томской области, в третичное и четвертичное время, происходили сложные геологические события: наступление третичного моря, распадение его на ряд отдельных водоемов, оледенение севера, блуждание рек, размыв территории, перенос и аккумуляция мощных толщ морских и флювиогляциальных отложение и т. д. Под влиянием всех этих процессов происходило формирование рельефа, углубление русел рек, обособление озер, отложение четвертичных осадков, которые, слагая толщу рыхлых песчано-глинистых пород и скрывая под собой более древние породы, покрывают различной мощностью всю территорию Томской области (Непряхин Е.М., 1977).

Очень большую роль в формировании и развитии почв имеет рельеф.

Исследуемая территория находится на территории Томской области. По устройству поверхности территория области в целом представляет собой низменную аккумулятивную равнину, рассеченную реками и многочисленными притоками на ряд плоских, сильно заболоченных, междуречий с высотными отметками, не превышающими 200 м над уровнем моря. Максимальная абсолютная высота 258 м приурочена к юго-востоку области, куда входят отроги Кузнецкого Алатау. Эту часть территории области называют предалтайской расчлененной равниной. От этой наиболее возвышенной части равнина наклонена на северо-запад.

Обь, пересекая Томскую область в направлении с юго-востока на северо-запад, делит ее территорию на две почти равные части — на право — и левобережье. Более возвышенная — правобережная часть Оби — 193 м (Земцов А.А., 1966).

Территория исследования находится в Томь — Обском междуречье на левобережье относительно р. Томи и правобережье р. Оби.

Томь — Обское междуречье относиться к положительным морфоструктурам. Междуречье отличается крайне незначительным горизонтальным и вертикальным расчленением рельефа. Горизонтальное расчленение составляет 0,3 — 0,6 км/км². Глубина вертикального расчленения рельефа колеблется от 10 — 20 до 20 — 40 м. Средние углы наклона земной поверхности составляют от 1,0 — 3,0є до 5,0 — 11,0є.

В рельефе водораздельных равнин Томской области встречаются древние ложбины стока. Такие ложбины стока имеются на Томь — Обском междуречье. Они хорошо выделяются в рельефе и ориентированы с северо — востока на юго — запад и тянутся на 100-и км. Для этих ложбин характерны четко выраженные линейно вытянутые параллельно бортам песчаные гривы, поросшие сосновым бором. Ширина грив от 100 до 1000 м. Длина их обычно не превышает 0,5 — 1,0 км, лишь местами достигая 10 км.

Очертание грив разнообразно. Межгривные понижения имеют такую же ориентировку, заболочены или заняты озерами. В пределах ложбины встречаются эрозионные останцы высотой до 5 — 6 м. Наиболее крупная здесь Чернореченская ложбина, на дне которой широко распространены песчаные дюны с чистыми сосновыми борами среди болот и мелких озер (Земцов А.А., 1966).

1.2 Климат

Одним из существенных факторов в образовании и развитии почв и в их зональном размещении являются климатические условия. Они оказывают решающее влияние на произрастание, развитие и зональное распределение естественной и культурной растительности, которая является основным источником образования гумуса в почве (Непряхин Е.М., 1977).

Главным определяющим фактором климата Томской области и входящего в нее Томского района является глубокое континентальное расположение. Будучи далеко удаленной от влияния теплых морей, она характеризуется суровостью климата с резкими контрастами тепла и холода.

Томск расположен в умеренных широтах, климат его переходный от умеренно влажного, мягкого к резко континентальному. По классификации Б. П. Алисова (1947) Томск относится к континентальному Западно-Сибирскому климату лесной зоны.

Многие авторы считают, что в районе Томска климат умеренно теплый, умеренно увлажненный. Занимает подтаежную (южную часть области). Зима здесь продолжительная и суровая. Температура воздуха является одним из важнейших элементов климата, она обуславливает тепловые различия воздушных масс и связанные с ними воздушные течения, формирование облачности и осадков.

Среднегодовая температура воздуха в Томске и его окрестностях составляет — 0,6єС. Среднее квадратическое отклонение этой температуры составляет 0,9єС, это означает, что среднегодовая температура будет изменяться от — 1,5 до 0,3єС. В Томском районе хорошо выражен годовой ход температуры воздуха. Максимум температуры приходится на июль (18,1єС), минимум — на январь (-19,2єС). Годовая амплитуда температуры воздуха составляет 37,3єС. Самыми теплыми месяцами в течение зимы чаще всего могут быть ноябрь и март. Наиболее изменчива температура воздуха зимой и в переходные сезоны. Летом температурный режим более устойчив. Июль является самым теплым месяцем года.

Средняя продолжительность периода с температурами выше 0єС, по данным В. Б. Шестаковича (1931), для района Томска составляет 181день, с температурами 4єС — 184 дня, с температурами выше 10єС — 109 дней. Продолжительность периода со среднесуточной температурой выше 10єС составляет 117 дней. Сумма среднесуточных температур за этот периодов районе Томска составляет 1763єС, количество осадков за этот же период 180 — 240 мм, за год — 350 — 450, (Трифонова Л.И., 1988).

подзолистая почва междуречье обское Для климата этой территории характерны поздние весенние и ранние осенние заморозки.

Большое значение для почвообразования имеет годовое количество осадков. По количеству выпадающих осадков исследуемая территория относится к зоне умеренного увлажнения. В среднем за год выпадает 517 мм осадков. Наибольшее количество осадков выпадает летом, годовой максимум приходится на июль и составляет 76 мм за месяц. Избыток осадков над испарением составляет 170 мм. Этот избыток влаги над испарением обусловливает питание рек и грунтовых вод, а также процессы миграции веществ из почвенного профиля.

Очень большое влияние на почвообразование имеет снежный покров, сохраняющийся на поверхности почв в течение 170 — 175 дней в году, средняя из наибольших декадных высот снежного покрова на открытых участках составляет 35 — 55 см, на защищенных — 65 — 80 см. Безморозный период длится 105 — 125 дней. Снег, являясь одним из источников почвенной влаги и отличаясь малой теплопроводностью, способствует лучшему поглощению почвой весенних вод, улучшает влагообеспеченность растений и служит причиной половодья рек.

Существенное значение имеют ветры. В пределах этой территории преобладают ветры южных, юго-западных и западных румбов. С этими направлениями ветров связано выпадение осадков и повышение влажности воздуха, (Трифонова Л.И., 1988).

Отрицательным моментом климата является часто длительный период похолодания весной, продолжающийся в некоторые годы до половины июня, и избыточное количество осадков в отдельные годы в период августа-октября. Пониженные весенние температуры ослабляют активность микробиологических процессов, протекающих в почве (Непряхин Е.М., 1977).

В заключение можно сказать, что климатические условия благоприятны для роста и развития лесной растительности, представленной на этой территории, и обеспечивают их довольно высокую биомассу. Большое количество осадков создает, особенно в понижениях рельефа, избыточное увлажнение. Преобладание летних осадков, совпадающих с максимальными температурами воздуха, обеспечивает высокую интенсивность микробиологических процессов, что создает благоприятную обстановку для гумификации органических веществ.

1.3 Растительность

Разнообразные физико-географические условия Томской области обусловливают довольно сложную картину ее растительности. Пестрота растительного покрова особенно заметно выражена в южной части области, где наиболее разнообразны условия рельефа и почвенного покрова.

Преобладающая часть территории области входит в зону тайги, и лишь самые южные ее районы входят в подзону мелколиственных лесов. В зоне тайги выделяются две подзоны: средняя и южная (Шумилова Л.В., 1962).

В юго-восточной части Томской области, где наиболее разнообразны материнские породы, рельеф и почвы, а также длительное время сказывается влияние человека, растительный покров отличается наличием парковых лесов, еланей, березовых перелесков, обширными суходольными лугами. Здесь, среди этой созданной человеком «антропогенной лесостепи» (К.А. Кузнецов), еще сохранились острова темнохвойной тайги, сменяемые вторичными березовыми и осиновыми насаждениями с явными признаками своего «таежного» прошлого. Водоразделы рек совершенно не заболоченны и несут соответствующую растительность.

Исследованная территория покрыта лесом, наибольшая доля приходится на зеленомошные сосняки, а также смешанные леса. Широкому распространению сосновых насаждений способствует не только песчаные отложения, но и благоприятные условия, создающиеся под влиянием пожаров в темнохвойных лесах, (Гаджиев И.М., 1977).

Несмотря на то, что повсеместная эдафическая приуроченность сосняков к подзолистым почвам легкого гранулометрического состава установлена и подтверждена (Прокопьев Е.П., 1969), их широкое распространение обусловлено не господством почв, сформированных на порогах легкого гранулометрического состава. Преимущество здесь на стороне воднои озерно-ледниковых отложений тяжелосуглинистого гранулометрического состава и литологически неоднородных пород, представленных супесями и легкими суглинками, с прослойками более тяжелого гранулометрического состава.

Сосновые леса представлены в пределах бореально-лесной области одной формацией — Pineta silvestris. Сосна обладает большой амплитудой пластичности, но малоконкуретноспособна в силу своего светолюбия.

Большая часть территории исследования покрыта сосново — зеленомошниковой ассоциацией. Сосняки — зеленомошники в узком смысле, близки по своей экологии к тайге и, по видимому, представляют нередко одну из стадий ее восстановления после верховых пожаров. Развиваются боры-зеленомошники на влажных тяжело — суглинистых почвах, иногда хрящеватых. Под пологом сосны, как правило, идет обильное возобновление кедра, пихты, ели. Подлесок здесь негустой, но разнообразный по видовому составу. В лесах можно встретить: ольху, можжевельник, рябину, бузину, красную смородину, шиповник; нередко здесь довольно много голубики и багульника. Почва покрыта не густым, но сплошным моховым покровом из различных лесных мхов. Травы разнообразны по видовому составу, представляя очень разнородную экологически смесь сухолюбов с таежными формами. Вейники, лесная осочка, типчак, грушанки, линнея, брусника, черника, огонек, костяника, водосборы, кошачья лапка, плауны, хвощи, вороний глаз и многие другие разбросаны здесь редкими экземлярами, не образуя ясно выраженного яруса.

Такие леса часто имеют в верхнем ярусе примесь лиственницы, а иногда и темнохвойных пород, (Шумилова Л.В., 1962).

1.4 Почвообразующие породы

Территория Томской области, сложена палеозойскими, мезозойскими и кайнозойскими отложениями. Наиболее древними породами, выходящими на дневную поверхность, являются средне — и верхнедевонские отложения.

Из мезозойских пород в юго-восточных районах области, широким распространением пользуются нижне — и верхнемеловые отложения, сложенные чередующимися континентальными, прибрежно-морскими и морскими осадками, а также корой выветривания, залегающей на кровле каменноугольных отложений.

Верхнемеловые осадки сложены песчано — глинистыми отложениями, серыми и белыми глинистыми песками и линзовидными прослоями кварцитовидных песчаников.

В южных и юго-восточных районах области более подробно изучены четвертичные отложения, на основании палеокарпологических исследований П. А. Никитина, литологического состава и других свойств, они отнесены к нижне — средне — и верхнечетвертичным отделам (Непряхин Е.М., 1977).

Территория исследования расположена на среднечетвертичных покровных породах, слагающих междуречные пространства («материки»), высокие надпойменные террасы, иногда и цоколи низких надпойменных террас представлены обычно суглинками и глинами, часто лессовидного облика, а также песками, имеющими в некоторых местах гравелистый характер. По правым притокам Оби среднечетвертичные отложения представлены преимущественно породами легкого гранулометрического состава (средне — и крупнозернистые светло-серые, местами темно — и желто — серые пески с гравием и галькой) (Непряхин Е.М., 1977).

Мощность среднечетвертичных отложений по данным В. А. Хахлова и Л. А. Рагозина (1949) и других авторов колеблется в широких пределах — от нескольких десятков сантиметров до 20 — 30 и более метров.

Таким образом, почвообразующими породами для исследуемой территории являются среднечетвертичные ледниковые флювиогляциальные, озерные отложения различного гранулометрического состава — от песков до глин. Так в южных районах области на водоразделах распространены преимущественно тяжелые суглинки и глины.

Почвообразующие породы с более тяжелым гранулометрическим составом обычно приурочены к плоским равнинным междуречьям, а при движении к речным долинам происходит постепенное облегчение гранулометрического состава. На более высоких водоразделах и верхних высоких террасах крупных рек гранулометрический состав почвообразующих пород более легкий по сравнению с гранулометрическим составом окружающих равнин плоских междуречий (Непряхин Е.М., 1977).

1.5 Гидрографическая сеть

Современная гидрографическая сеть сформировалась в верхнечетвертичное время после отступления ледника и характеризуется слабой врезанностью речных водотоков и ничтожным дренирующим влиянием их на прилегающие водораздельные пространства.

Замедленный поверхностный сток и слабый естественный дренаж грунтовых вод, является гидрологической особенностью всей Томской области, связаны с плоским рельефом, наличием депрессий, малым врезом речных долин и горизонтальным залеганием осадочных пород (Генезис и свойства почв Томского Приобья, 1980).

Территория исследования находится в Томь — Обском междуречье на левобережье относительно р. Томи и правобережье р. Оби.

Обь — одна из крупнейших рек суши. Она является пятой рекой по площади водосбора и четвертой по длине среди рек земного шара. В пределах Томской области ее длина составляет 1170 км. В большей части своего течения Обь представляет собой реку равнины, а после слияния с Томью — она типичная река низменности. Для р. Оби характерна ничтожная величина падения (3 см на километр), следствием чего является медленное течение реки, образование нескольких русел, извилистость главного русла. Весеннее половодье Оби отличается значительными размерами и продолжительностью. Река Томь является притоком Оби, в нее также впадает большое количество речек. Все эти реки и многочисленное количество логов хорошо дренируют право — и левобережье Томи.

Средняя ширина живого русла р. Томи равна 500 м, местами суживается до 400 м и расширяется до 600 м. Пойма р. Томи местами достигает 7 — 8 км, около Томска суживается до 1,5 м (Непряхин Е.М., 1977).

Реки имеют смешанное питание с преобладанием снегового. Речные воды слабо минерализованы (до 200 мг/л), гидрокарбонатно-кальциевые по химическому составу, но для них характерно содержание большого количества растворенных и коллоидных органических веществ, что свидетельствует о высокой подвижности продуктов распада органических остатков в условиях зоны тайги и низкой насыщенности фильтрующих грунтов и почв основаниями (Генезис и свойства почв Томского Приобья, 1980).

2. Объекты, методы и методики исследования

Объектом исследования данной работы служат почвы археологического памятника расположенного в Томском районе на землях Моряковского сельского поселения, на мысу левого коренного берега Иштанской протоки р. Томи, в 0,5 км к западу от оз. Рюзаково и в 2,5 км вверх по течению от с. Нагорный Иштан (точка координат 56ъ 43?59.3? северной широты, 84ъ 35? 35.8? восточной долготы). (карта)

Территория занятая памятником покрыта мелкоствольным лесом из хвойных пород. Подлесок — рябина, акация и шиповник, покрытие мохово-травяное, произрастает зеленомошник, черничник, хвощ, майник двулистный. Внутренняя площадка памятника представлена относительно ровным рельефом. Площадь городища имеет уклон, где наиболее возвышенной является южная его часть. К западу, рельеф постепенно понижается, плавно переходя в склон. Перепад высот между южной и северной, частями памятника составляет 1,5 м. Памятник активно разрушается осыпью берега Иштанской протоки р. Томи. Кроме того, центральная часть памятника частично повреждена при неоднократном сооружении знака границы лесоучастков. С юга к городищу примыкает поселение.

2.1 Морфологическое описание почв

Разрез № 4 — 08

Местоположение разреза: Томская область, Томский район, Моряковское сельское поселение, 2.5 км выше по течению от с. Нагорный Иштан на коренной левобережной террасе р. Томи, разрез находится в 1 км от разреза 3 на юго-запад

Географическое положение: 56?44ґ100ґґ северной широты 084?35ґ316ґґ восточной долготы

Название фитоценоза: сосновый лес с единичной осиной (9С+1О) и молодым подлеском осины и сосны.

Древостой: СК=60%

Травостой: ПП=90%

Представители: зеленомошник, черника, костяника, майник двулистный, хвощ лесной, мышиный горошек,.

Кустарники:

Мощность профиля: 215 см

Название почвы:

Описание почвенного профиля:

Рисунок 4 — Подзолистая псевдофибровая глубокооподзоленная песчаная почва (Разрез 4−09), (фото автора, 2009).

Разрез № 5 — 08

Местоположение разреза: Томская область, Томский район, Моряковское сельское поселение, 2,5 км выше по течению от с. Нагорный Иштан на коренной левобережной террасе р. Томи, разрез находится в 30 м от разреза 3 на юго-запад Географическое положение: 56?44ґ005ґґ северной широты

084?35ґ569ґґ восточной долготы Название фитоценоза: сосновый лес Древостой: СК=60−70%

Травостой: ПП=70−80%

Представители: костяника, майник двулистный, хвощ лесной, костяника, зеленомошник, мышиный горошек, черника.

Кустарники: рябина Мощность профиля: 188 см Название почвы:

Описание почвенного профиля:

Рисунок 5 — Дерново-подзолистая псевдофибровая оподзоленная супесчаная почва (Разрез 5−09), (фото автора, 2009).

2.2 Методы и методики исследования

При работе в полевых условиях использовался преимущественно сравнительно-географический метод исследования, позволяющий установить связь строения почв с соответствующим комплексом природных условий, и метод почвенных разрезов.

При проведении аналитических работ использованы общепринятые в почвоведении методики

ь определения гигроскопическая влага; общий органический углерод (гумус) методом И. В. Тюрина; общий N и P по Гинзбург; усвояемый P₂O₅ по Кирсанову; рН-солевой вытяжки — потенциометрическим методом; гидролитическая кислотность по Каппену; определение суммы обменных оснований по Каппену — Гильковицу; определение подвижного железа по О. Тамму.

ь Определение гранулометрического состава — пирофосфатным методом (Качинский Н.А., 1958).

3. Свойства почв

3.1 Гранулометрический состав

Гранулометрический состав почвы является одной из важнейших ее характеристик. От гранулометрического состава и почвообразующих пород в значительной степени зависит интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением органических и минеральных соединений в почве. В результате в одних и тех же природных условиях на породах разного гранулометрического состава формируются почвы с неодинаковыми свойствами.

Гранулометрический состав оказывает существенное влияние на водно-физические, физико-механические, воздушные, тепловые свойства, окислительно-восстановительные условия, поглотительную способность, накопление в почве гумуса, зольных элементов и азота (Пономарева В.В., 1964).

Фильтрационная и водоудерживающая способность, скорость просыхания почв, тепловой режим почв определяются гранулометрическим составом. Как правило, легкие почвы (пески, супеси) оказываются более «теплыми», т. е. быстрее оттаивают и прогреваются солнцем. С другой стороны, богатые илистыми частицами суглинистые и глинистые почвы более обеспечены элементами питания по сравнению с супесчаными и песчаными. Почвы легкого гранулометрического состава имеют свободный внутренний дренаж (если не подстилаются более тяжелыми или уплотненными слоями и находятся вне капиллярной каймы грунтовых вод). В почвах тяжелого гранулометрического состава дренаж более затруднен, они более склонны к развитию восстановительных процессов и внутрипочвенному оглеению даже при отсутствии близких к поверхности грунтовых вод. Особенно существенна роль этих факторов в холодных гумидных районах, где гранулометрический состав часто играет решающую роль в формировании профиля почв по подзолистому или глее-элювиальному типу.

Подзолистая псевдофибровая оподзоленная почва в начале профиля имеет песчано мелкопесчано-среднепылеватый гранулометрический состав, который переходит в песчано мелкопесчано-иловатый в В_2Fe, дерново-подзолистая псевдофибровая глубокооподзоленная почва в начале профиля имеет супесчано мелкопесчано-среднепылеватый гранулометрический состав, переходящий в супесчано мелкопесчано-иловатый в В_2Fe. В псевдофибровых, охристо-железистых прослойках, мощность которых колеблется от 5 — 15 см происходит утяжеление гранулометрического состава. Их образование тесно связано с передвижением в песчаной толще железистых коллоидных растворов, которые, фильтруясь через почвенную толщу, задерживаются в более тонкозернистых песчаных слоях и со временем, теряя воду, выпадают в форме геля, образуя ортзанды (Непряхин Е.М., 1977).

Преобладают фракции средней пыли и мелкого песка, верхняя часть профиля характеризуется заметным дефицитом илистой фракцией, лишь к почвообразующей породе наблюдается увеличение. Преобладание фракции связанного песка и небольшое процентное содержание физической глины, указывает на преобладание элювиально-иллювиального процесса, который заметен по морфологической дифференциации почвенного профиля. И. М. Гаджиев и С. М. Овчиников (1982) указывают, что такое распределение илистой фракции может быть связано с вмыванием ее в нижележащие горизонты в период опускания грунтовых вод нисходящими токами почвенных растворов.

Легкий гранулометрический состав обуславливает высокую фильтрационную способность подзолов и обеспечивает на повышенных элементах рельефа условия для полного оттока продуктов химических превращений из верхней части почвенного профиля в нижние горизонты.

А. Б.

Рисунок — 3 Гранулометрический состав подзолистой псевдофибровой глубокооподзоленной песчаной (А) и дерново-подзолистой псевдофибровой оподзоленной супесчаной (Б) почв.

3.2 Химические свойства

Образование гумусовых веществ в почвах Томской области протекает в сложных условиях ввиду исключительного разнообразия факторов, влияющих на формирование и развитие почв.

Главным источником гумусовых веществ подзолистых и дерново-подзолистых почв в условиях присущих изучаемой территории является поверхностное поступление опада из хвои, листьев, травянистой растительности и отмерших мелких корней древесной растительности. Низкая зольность, бедность основаниями опада (Градобоев Н.Д., 1957), кислая реакция среды и присутствие значительного количества восков и смол в лесных подстилках подзолистых и дерново-подзолистых почв приводят к сравнительно низкой биохимической активности.

Максимальное количество гумуса накапливается в горизонтах А₀А₁ в виде грубого гумуса. Подзолистая псевдофибровая оподзоленная песчаная почва (Разрез 4−09) характеризуется наличием с поверхности рыхлой слаборазложившейся подстилки А₀ представленной остатками травянистой и древесной растительности, хвои, шишек, мощностью 6 см, гигроскопическая влага в которой составляет 1,47%. Дерново-подзолистая псевдофибровая глубокооподзоленная почва с поверхности представлена слабоминерализованной подстилкой А₀ мощностью 4 см. Гигроскопическая влага составляет 1,41% (Приложение А, Таблица 1).

Содержание гумуса в почве, представленной разрезом 4 составляет 1,56% и резко убывает вглубь профиля до 0,06%. Такое распределение гумуса характерно для почв подзолистого типа почвообразования и связано с хорошо развитым элювиально-иллювиальными процессом, что отмечается и в работах исследователей (И.М. Гаджиев, 1977).

Содержание гумуса в дерново — подзолистой псевдофибровой глубокооподзоленной почве составляет 3,38% и резко снижается к породе до 0,02%. что можно связать с легким гранулометрическим составом данной почвы. В дерново — подзолистых почвах накопление гумуса в горизонтах А₁А₂ колеблется от 3,38% до 1,04% это связано с проявлением дернового процесса (приложение А, таблица 1).

А. Б.

Рисунок — 4 Содержание гумуса

А — подзолистая псевдофибровая глубокооподзоленна песчаная почва

Б — дерново-подзолистая псевдофибровая оподзоленная супесчаная почва

Количество гумуса в почве, представленной разрезом 4 в 2 раза ниже, чем в почве, представленной разрезом 5. Этот факт объясняется тем, напочвенный покров первой представлен преимущественно мхами, в то время как во второй присутствует небольшое количество высшей травянистой растительности, обеспечивающий проявление дернового процесса, способствующего накоплению гумуса и интенсивности биологической аккумуляции веществ.

Содержание и характер распределение валовых форм азота показывает зависимость его накопления от интенсивности биологической аккумуляции веществ и направленности почвообразовательных процессов. В пределах одного подтипа почв колебания в содержании азота перегнойнойно-аккумулятивном горизонте небольшие, но с глубиной они заметно увеличиваются.

Почвы Томского Приобья характеризуются различным содержанием валового фосфора в верхних горизонтах. Различная гумусированность почв и отдельных горизонтов, разнообразие гранулометрического и минералогического состава, разная степень гидратированности и окристаллизованности полуторных окислов оказывают существенное накопление валовых форм азота (Генезис и свойства почв Томского Приобья, 1980).

Содержание азота и фосфора в подзолистой псевдофибровой почве низкое, что согласуется с профильным распределением гумуса, фосфор колеблется от 0,29 до 0,02%, содержание азота в горизонте А₂ составляет 0,07 — 0,06%.

Содержание валовых форм биофильных элементов (азота и фосфора) в дерново — подзолистой почве низкое, содержание фосфора колеблется от 0,05 до 0,03%, содержание азота в горизонте А₁А₂ составляет 0,09%. С увеличением глубины образца валовое содержание азота и фосфора, параллельно уменьшению гумуса, постепенно снижается. Стоит отметить незначительное увеличение фосфора на глубине 50−60 см, что, вероятно, связано либо с миграционными процессами в почве, либо с жизнедеятельностью человека (приложение А, таблица 1).

А. Б.

Рисунок — 5 Содержание валового фосфора

А — подзолистая псевдофибровая глубокооподзоленна песчаная почва

Б — дерново-подзолистая псевдофибровая оподзоленная супесчаная почва

Результаты аналитических исследований показали, что в подзолистых почвах содержание подвижного фосфора в верхнем горизонте варьирует в широких пределах от 2,82 до 61,5 мг-экв/100г почвы, в дерново — подзолистых почвах содержание подвижного фосфора в верхнем горизонте колеблется от 3,75 до 51 мг-экв/100г почвы. Вниз по профилю количество подвижной фосфорной кислоты возрастает и достигает наибольших величин в иллювиальном горизонте в разрезе 5 составляется 61,5 мг-экв/100г почвы (приложение А, таблица 1).

3.3 Физико-химические свойства

Для подзолистых почв характерна кислая реакция среды по всему профилю. При этом наиболее кислая реакция среды приурочена к органогенному и элювиальному горизонтам в которых происходит образование агрессивных фульвокислот и низкомолекулярных органических кислот. В них происходит разрушение первичных и вторичных минералов. Кислые продукты частично нейтрализуются основаниями, что приводит к уменьшению кислотности с глубиной. В исследуемой подзолистой почве представленной разрезом 4−09 рН солевой вытяжки варьирует от 3,18 до 3,60 и увеличивается с глубиной до 4,6 — 4,9. Элювиально-иллювиальный процесс исследуемых почв обусловливает, достаточно кислую реакцию среды. И. М. Гаджиев (1977) исследуя подзолистые почвы, отмечал, что видимо переход реакции среды в иллювиальном горизонте в менее кислый интервал объясняется конденсацией приносимого сюда органического вещества и последующим его осаждением. В дерново-подзолистой почве (разрез 5−09) профильное распределение рН солевой вытяжки равномерное, варьирует в узких пределах от 4,01 до 4,83 единиц (приложение А, таблица 1).

А. Б.

Рисунок — 7 Кислотность подзолистой псевдофибровой глубокооподзоленной песчаной (А) и дерново-подзолистой псевдофибровой супесчаной (Б) почв.

При разложении наземного и подземного опада образуются органические кислоты, которые и обусловливают проявления гидролитической кислотности. Гидролитическая кислотность в элювиальном горизонте подзолистой почвы (Разрез 4−09) составляет 3,85мг-экв/100г и постепенно уменьшается с глубиной. В дерново-подзолистой почве гидролитическая кислотность в элювиальном горизонте составляет 8,9мг-экв/100г и постепенно уменьшается с глубиной.

Наименьшие величины суммы поглощенных оснований и наибольшие — гидролитической кислотности отмечается в горизонтах А₂ и А₂В. В этих же горизонтах обнаруживается и наименьшая насыщенность основаниями А₂ и А₂В ₍32%). Степень насыщенности почв основаниями увеличивается вниз по профилю от 32% до 88% (приложение Б, таблица 2).

А. Б.

Рисунок — 7 Гидролитическая кислотность подзолистой псевдофибровой глубокооподзоленной песчаной (А) и дерново-подзолистой псевдофибровой супесчаной (Б) почв.

Количество и состав обменных оснований определяется почвообразовательными процессами, участвующими в формировании почв, а также зависит от положения почвы в ландшафте, гранулометрического состава. Количество поглощенных оснований зависит, прежде всего, от гранулометрического состава.Е. М Непряхин (1977) отмечал, что распределение поглощенных оснований по профилю обусловлено проявлению подзолистого процесса. Сумма поглощенных оснований подзолистой почвы (Разрез 4−09) варьирует от 2,6 до 6,8 мг-экв/100г почвы. Максимум приходится на псевдофибровые охристо-железистые прослойки в горизонте на глубине 110 — 115 см В_1Fe., в которых отмечается утяжеление гранулометрического состава и составляет 10,15 мг-экв/100г почвы (приложение Б, таблица 2).

Рассматривая профильное распределение суммы поглощенных оснований в профиле дерново-подзолистой почвы, следует отметить, что их абсолютное количество невелико, количество колеблется от 4,2 до 8,6 мг-экв/100г почвы. Максимум приходится на псевдофибровые охристо-железистые прослойки в горизонте В_{2Fe. glортзанд} (125 — 135) составляет 15,1 мг-экв/100 г почвы.

А. Б.

Рисунок — 6 Сумма поглощенных оснований подзолистой псевдофибровой глубокооподзоленной песчаной (А) и дерново-подзолистой псевдофибровой оподзоленной супесчаной (Б) почв.

Количество и состав поглощенных оснований зависит от многих факторов: количества и качества гумуса, реакции среды, характера почвообразующей породы, степени развития процесса оподзоливания.

В связи с проявлением подзолистого процесса в почве представленной разрезом 4−09 наименьшая величина суммы поглощенных оснований и наибольшая — гидролитической кислотности приурочены к элювиальному горизонту А_2. В этом же горизонте обнаруживается и наименьшая насыщенность основаниями (40%). Степень насыщенности почв основаниями увеличивается вниз по профилю от 40% до 89% (приложение Б, таблица 2).

В дерново-подзолистой почве, представленной разрезом 5−09, гидролитическая кислотность в элювиальном горизонте выше в 2 раза, чем в почве Разреза 4−09, постепенно уменьшаясь с глубиной. Наименьшие величины суммы поглощенных оснований и наибольшие — гидролитической кислотности — наблюдаются в горизонтах А₂ и А₂В. В этих же горизонтах обнаруживается и наименьшая насыщенность основаниями А₂ и А₂В ₍32%). Степень насыщенности почв основаниями увеличивается вглубь профиля от 32% до 88% (приложение Б, таблица 2).

А. Б.

Рисунок — 9 Степень насыщенности почв основаниями подзолистой псевдофибровой глубокооподзоленной песчаной (А) и дерново-подзолистой псевдофибровой супесчаной (Б) почв.

В ходе аналитических исследований было выявлено, что содержание железа не одинаково распределяется по профилю, колеблется от 0,05 до 0,07 мг-экв/100г почвы, значительное его увеличение наблюдается в иллювиальном горизонте, максимальное же количество приходится на псевдофибровые охристо-железистые прослойки В_{1Fe. gl ортзанд} (130 — 135) — 0,09 мг-экв/100г почвы. Такое распределение связано с подзолистым процессом, а также с передвижением в песчаной толще железистых коллоидных растворов, которые, фильтруясь через почвенную толщу, задерживаются в более тонкозернистых песчаных слоях и со временем, теряя воду, выпадают в форме геля, образуя ортзанды (Непряхин Е.М., 1977).

Содержание железа в дерново — подзолистой псевдофибровой оподзоленной супесчаной почве, колеблется от 0,04 до 0,09 мг-экв/100г почвы, значительное его увеличение наблюдается в иллювиальном горизонте, в псевдофибровых охристо-железистых прослойках В_{1Fe. gl ортзанд} (105 — 115), В_{2 Fe ортзанд} (125 — 135) — 0,08 мг-экв/100г почвы (приложение В, таблица 3).

А. Б.

Рисунок — 10 Содержание железа подзолистой псевдофибровой глубокооподзоленной песчаной (А) и дерново-подзолистой псевдофибровой супесчаной (Б) почв.

Таким образом, минеральные горизонты исследуемых почв содержат мало гумуса, резко уменьшающегося вниз по профилю, почвенный профиль характеризуется кислой реакцией среды. С нарастанием поверхностного увлажнения почвах под лесом возрастает содержание гумуса в подподстилочных горизонтах, происходит накопление поглощенных оснований в верхних горизонтах.

Выводы

1. Подзолистые почвы Томь-Обского междуречья формируются в дренированных местообитаниях. Наличие псевдофибровых прослоек улучшает влагообеспеченность растений и лесорастительные свойства почв за счет аккумуляциии в них минеральных элементов питания, доступных древесным породам.

2. Почвы сформированы на слоистых песчано-супесчаных породах, что наследовалось в процессе почвообразования и наложило отпечаток на гранулометрический состав почв: преобладают фракции крупного и мелкого песка. Распределение илистой фракции носит элювиально-иллювиальный характер, что свидетельствует о проявлении подзолообразовательного процесса и наиболее ярко проявляется в дерново-подзолистой почве.

3. Подзолистые почвы характеризуются низким (1,56 — 3,38%) содержанием гумуса, резко убывающим с глубиной. Количество гумуса в подзолистой почве в 2 раза ниже, чем в дерново-подзолистой. Содержание валовых форм биофильных элементов (азота и фосфора) низкое, что согласуется с профильным распределением гумуса.

4. Высокое содержание подвижного фосфора нехарактерное для подзолистых почв песчаного и супесчаного гранулометрического состава вероятнее всего является следствием антропогенного воздействия.

5. Подзолистые почвы имеют кислую реакцию почвенного раствора (особенно верхних минеральных горизонтов), постепенно уменьшающуюся с глубиной. Наиболее высокая гидролитическая кислотность обнаруживается в верхней 30-ти сантиметровой толще, где наиболее ярко проявляется подзолообразовательный процесс. Степень насыщенности основаниями в верхней части профиля низкая, и увеличивается к почвообразующей породе.

1. Алисов Б. П. Климатические области и районы СССР. Географгиз, М., 1947.

2. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. — М.: МГУ, 1970. — 483 с.

3. Гаджиев И. М., Овчинников С. М. Почвы средней тайги Западной Сибири. — Новосибирск: Наука, 1977. — 152 с.

4. География Томской области. — Томск: Изд-во ТГУ, 1988. — 223 с.

5. Герасько Л. И. Генезис и свойства почв Томского приобья. Изд-во Томского университета. Томск, 1980. — 169с.

6. Градобоев Н. Д. Химический состав хвои и лесных подстилок лиственного, соснового, пихтового и кедрового лесов. — Труды Томск. ун — та, 1957, т.140.

7. Дергачева М. И. Археологическое почвоведение. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997. — 228 с.

8. Земцов А. А. Рельеф Томской области. — В кн.: Природные ресурсы Томской области. Томск, 1966 — 434с.

9. Караваева Н. А. Почвы тайги Западной Сибири. — М.: Наука, 1973 — 174 с.

10. Кауричев Н. С. Почвоведение: Учебник. — М.: Колос, 1969. — 543 с.

11. Качинский Н. А. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изучения. — М.: Изд-во АН, 1958. — 191 с.

12. Классификация и диагностика почв СССР. — М.: Колос, 1977. — 233 с.

13. Классификация и диагностика почв России. / Ред. Г. В. Добровольский. — Смоленск: Ойкумена, 2004. — 342 с.

14. Непряхин Е. М. Почвы Томской области. — Томск: Изд-во ТГУ, 1977. — 440 с.

15. Никитин В. А. Методика определения содержания гумуса в почве // Агрохимия, 1972. — № 3. — С.130 — 132.

16. Паневин В. С. Леса и лесное хозяйство Томской области: Учеб. Пособие. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 2006. — 126с.

17. Почвоведение: Типы почв, их география и использование (2 часть) / под ред.В. А. Ковда, Б. Г. Розанова. Москва.: Высшая школа, 1988. — 367 с.

18. Пономарева В. В. Теория подзолообразовательного процесса. М., Л.: Наука, 1964. — 378 с.

19. Прокопьев Е. П. Леса северной части Томской области. Геоботаническая характеристика. Автореф. на соиск. учен. степени канд. биол. наук. Изд-во Томского университета. Томск, 1969.

20. Роде А. А. Подзолообразовательный процесс. М.: Изд-во АН СССР, 1937. — 454 с.

21. Рыбаков Д. Ю. Городище Рюзаково (Духовое) — памятник кулайской эпохи. // название журнала, год. — №. — С.

22. Трифонова Л. И. Климат // География Томской области. — Томск: Изд-во ТГУ, 1988. — 176 с.

23. Хахлов В. А., Рогозин А. А. Геологическая карта СССР. — Объяснительная записка к листу 0−45. Томск, 1949.

24. Шумилова Л. В. Ботаническая география Сибири. — Томск: ТГУ, 1962. — 440 с.

Приложения

Приложение А

Таблица 1 — Химические свойства подзолистых почв