ГЕНЕЗИС И МЕЛИОРАЦИЯ СОЛОДЕЙ КОЛКОВЫХ ПОНИЖЕНИЙ, ПОДОВ И ЛИМАНОВ ЛЕСОСТЕПИ, СТЕПИ И ПОЛУПУСТЫНИ

В депрессиях равнин лесостепи, степи и полупустыни, обладающих выра­женными водосборными площадями, широко распространены почвы, мор­фология и свойства которых близки подзолистым почвам.

В нашем случае солоди, несомненно, интересны в связи с рассматривае­мой проблемой глееобразования не только как особый тип гидроморфных почв засушливых зон, но прежде всего еще и потому, что они являются весьма информативным примером экстремальной деградации почв при их поверхно­стном переувлажнении. Иными словами, солоди могут рассматриваться как модель, как важный источник информации при прогнозе влияния орошения на почвы засушливых территорий — лесостепи, степи и полупустыни.

Отметим и то, что солоди имеют, по-видимому, значительно более ши­рокий ареал, выходящий за границы этих трех зон. Они описаны в Якутии и на Дальнем Востоке, в Венгрии, в горах Армении и в других регионах. Веро­ятно, их можно обнаружить повсеместно там, где пресные неминерализо­ванные воды вызывают переувлажнение поверхностных горизонтов профи­ля почв на фоне относительно неглубокого залегания минерализованных грунтовых вод или засоленных почвообразующих пород. Причем последнее, видимо, не является абсолютно необходимым условием формирования со­лодей [Завалишин, 1936].

Солоди лесостепи, степи и полупустыни — гидроморфные почвы.

Солоди — почвы с текстурно-дифференцированным профилем, свет­лым поверхностным элювиальным слабокислым или кислым горизонтом и характерным чередованием горизонтов в системе А1—A2_fs^— B_g—C_g. Солоди всегда несут признаки современного гидроморфизма в виде осветленного осолоделого горизонта, присутствия значительной массы железистых и же­лезисто-марганцевых ортштейнов, отчетливых морфохроматических призна­ков оглеения. По внешнему облику солоди близки к почвам подзолистого типа. Но сравнивая между собой их поверхностные горизонты, многие авто­ры отмечают не только значительное сходство, но и их известные отличия. Они обусловлены главным образом тем, что солоди всегда более гидроморф- ные образования, чем подзолистые почвы автономных позиций ландшафта южной тайги. Недоучет этого обстоятельства оказался причиной неадекват­ной диагностики подзолистых почв и солодей. К.К. Гедройцем (1912) было высказано предположение, что солоди, в отличие от подзолистых почв, ха­рактеризуются значительно более высоким содержанием аморфного крем­незема, извлекаемого вытяжкой 5%-й калийной щелочи. На этом различии был основан предложенный Гедройцем метод аналитической диагностики и дифференциации подзолистых почв и солодей (осолоделых почв). Однако Н.И. Базилевич (1967) обнаружила, что повышенный выход кремнезема в 5%-й КОН — признак, который свидетельствует не столько об осолодении, сколько о «луговости» (гидроморфизме) почв. Гидрогенное происхождение SiO₂ было установлено ранее В.А. Ковдой, Б.А. Зимовцом, А.Г. Амчислав- ской (1958) идр.

Н.И. Базилевич (1967) считала, что «накопление аморфной SiO₂ не мо­жет служить надежным признаком...

Наиболее примечательной особенностью солодей является наличие в их профиле светлого осолоделого слабокислого или кислого горизонта, обога­щенного кремнеземом. По поводу его происхождения существуют различ­ные гипотезы. К.К. Гедройц связывает появление этого горизонта с есте­ственной эволюцией солончака. И.В. Тюрин полагает, что накопление SiO₂ обусловлено разрушением силикатов диатомовыми водорослями и накопле­нием кремнезема в их телах. Однако, как считает Тюрин, этот процесс не является специфическим. Он свойственен вообще всем переувлажненным в прошлом незасоленным почвам.

Н.И. Базилевич полагает, что важнейшим фактором формирования со­лодей является непременное участие в этом процессе слабощелочных грун­товых вод.

Для того чтобы оценить особенности формирования этих деградирован­ных почв, остановимся на рассмотрении солодей трех важнейших климати­ческих зон, используя данные А.А. Роде (1984) по северо-западной части Прикаспийской низменности (Джаныбекский стационар), Н.И. Базилевич (1967) по югу Западной Сибири, Т.И. Евдокимовой и Т.К.. Быковской (1985) по юго-западу Украины.

Выше подчеркивалось, что солоди независимо от природных условий всегда тяготеют к западинам. Последние отличаются тем, что в них весной и осенью аккумулируется влага поверхностного стока, а в период межени про­исходит резкое падение уровня грунтовых вод, свободная инфильтрация и вынос продуктов взаимодействия.

По данным А.А. Роде, Е.А. Яриловой и И.М. Рашевской (1984), лиман­ные солоди Прикаспия приурочены к неглубоким замкнутым депрессиям (2,5-3,0 м) и занимают их наиболее пониженные участки.

Рис. 13.1. Почвенная карта среднего пода (масштаб 1 :20000) [Евдокимова, Быковская, 1985]:

1 — чернозем южный; 2 — лугово-черноземная почва; 3 — черноземно­луговая неосолоделая; 4— черноземно-луговая осолоделая

Однако в лесостепи Западной Сибири солоди развиваются только в та­ких западинах надпойменных террас, которые приурочены к выраженным повышениям (рис. 13.2). Всегда в ареалах распространения солодей гидро­логические условия обеспечивают стабильный пульсирующий застойно-про­мывной водный режим, т.е. такой, который спонтанно без участия солей, как было показано нами ранее (см. с. 72), может вызвать ускоренную дегра­дацию почв и формирование светлых кислых элювиальных горизонтов. На­личие остаточного натрия или его подток с грунтовыми водами может уси­ливать процесс дифференциации профиля и деградации почв, но не определять его.

Наблюдения Т.В. Турсиной (1961), Е.М. Самойловой (1981) и А.А. Роде (1984) показывают, что солодям присущи резкий подъем грунтовых вод весной и длительное обводнение всего профиля (рис. 13.3). Поскольку под солодью

Рис. 13.2. Схема распределения почв и солевые профили на междуречье оз. Большое Убинское — Каргатская древняя ложбина стока. Барабинская низменность [Базилевич, 1967]:

/ — осоково-тростниковое болото, торфянисто-болотная слабосолончаковая почва; II — луг разнотравно-злаковый солончаковый с вейником назем­ным, пыреем ползучим, лисохвостом солончаковым, волоснецом идр., черноземно-луговая сильносолончаковая почва; III — пашня, лугово-черно­земная остаточно солонцеватая почва; IV — березовый колок, солодь; V — луг остепненный с мятликом луговым, овсяницей, пыреем ползучим, вейником наземным, тысячелистником идр., солонец глубокостолбчатый луговой; VI — луг солончаково-солонцовый с шелковицей, солонец корко­вый луговой; VII — луг солончаковый с шелковицей, полынью натронной идр., солончак луговый содовый; 1 — торф низинный; 2 — уровень грунтовых вод; 3 — глубина вскипания, 4 — НСО₃"; 5 — СГ; 6 — SiO²"; 7 — Са²⁺, 8 — Мд²⁺; 9 — Na⁺

Рис.

ПВ-НВ; 3 - НВ-ВЗ

образуется «подушка» неминерализованных вод, можно признать, что об­воднение их во влажный период связано главным образом с поступлением в западины пресных поверхностных и грунтовых вод. Это подтверждают, в частности, низкое содержание поглощенного натрия в осолоделых горизон­тах, водорастворимых солей (или их полное отсутствие) и экстремальное обезыливание (рис. 13.4).

Рассматривая особенности гидрологии и генезиса почвенного комплек­са падин, А.А. Роде (1984) подчеркивал, что в годы, обильные талыми водами, лиманы всегда заливаются на несколько недель и даже месяцев. Ареалы рас­пространения солодей, приуроченные к наиболее низким отметкам дна, под­вержены еще более длительному переувлажнению.

Застой поверхностных вод и масса органического вещества сухих расти­тельных остатков, поступающих с поверхностными водами в западины, на фоне быстрого нарастания температур воздуха и почвы вызывают интенсив­ное развитие глееобразования. В результате возникают почвы, обладающие характерными признаками глубокой деградации.

Мощность осолоделой толщи может варьировать в зависимости от сте­пени гидроморфизма почв, их гранулометрического состава, почвообразую­щих пород. Профиль солодей несет отчетливые признаки глееобразования в условиях застойно-промывного режима. Об этом свидетельствует следующее: во-первых, профиль включает достаточно мощный осолоделый горизонт; во-вторых, осветленная часть профиля содержит массу мелких (2—3 мм) мар­ганцево-железистых конкреций; в-третьих, профиль подвержен закономер­ному периодическому переувлажнению и инфильтрации огромных масс пре­сных вод через всю толщу почв в грунтовый поток; в-четвертых, их профиль имеет четкие морфохроматические признаки оглеения в виде цветов холод­ной части спектра (голубого, синего, сизого идр.). Солоди образуются на суглинистых и глинистых субстратах, причем в разных природных зонах со­держание ила в почвообразующей породе составляет 30—45%, а физической глины — 50—65%.

Рис. 13.4. Солевой профиль лиманной солоди (А), гумусовый и карбонатный профили (Б). Джаныбекский почвенно-гидрологический стационар. Прикаспий­

ская низменность [Роде, Ярилова, Рашевская, 1984]:

1 — содержание гумуса и 2 — СО₂ карбонатов (% от массы сухой почвы)

гранулометрическим составом, как слитоземы. Они характеризуются замет­ной водопроницаемостью, а по своему минералогическому составу вторичных силикатов относятся к иллитовой или иллит-монтмориллонитовой группе (рис. 13.5). Чем легче гранулометрический состав, тем при равной степени увлажнения интенсивнее от(5елен осолоделый горизонт, тем больше его мощ­ность. Солоди отличаются резкой дифференциацией профиля и повышенным содержанием воднопептизируемого ила (рис. 13.6).

По характеру изменения свойств твердой фазы следует признать, что солоди формируются под влиянием тех же процессов, которые действуют в

Рис. 13.5. Содержание коллоидной фракции в солоди (< 0,25 мкм) и ее минералогический состав (по данным термовесового анали­за). Одесская область [Евдокимова, Быков­ская, 1984]:

1 — аморфная фаза и минералы R₂O₃; 2—монт­мориллонит; 3 — гидро­слюды

Рис. 13.6. Распределение фракции водно-пептизируемого ила в ряду почв. Одес­ская область [Евдокимова, Быковская, 1984]:

/ — чернозем южный; // — лугово-черноземная почва; III — черноземно-луговая почва; IV — солодь лугово-степная; 1 — водно-пептизируемый ил группы А; 2 — агрегированный ил группы Б

условиях модельного эксперимента с глееобразованием в условиях застой­но-промывного водного режима вод. После оттеснения легководораствори­мых солей и карбонатов глееобразование в условиях преобладания нисходя­щих токов влаги вызывает обезжелезнение поверхностных горизонтов, их осветление и подкисление, вынос тонких фракций мелкозема, уменьшение содержания поглощенных кальция и магния (табл. 13.1). Таким образом, по свойствам твердой фазы некогда карбонатный и засоленный субстрат при­обретает те же свойства, что и типичная болотно-подзолистая почва.

Единственным механизмом такого изменения является переувлажнение пресными водами и последующее глееобразование в условиях застойно-про­мывного водного режима. Изложенное приводит к выводу о тождественном характере механизма образования и трансформации твердой фазы солодей и болотно-подзолистых почв, несмотря на столь, казалось бы, серьезные от­личия климата, химического состав грунтовых вод и пород, других факто­ров. Именно этим следует объяснять тождественность их химических и дру­гих свойств (табл. 13.2) в элювиальной части почвенного профиля.

Особый интерес представляет сравнительная оценка состава почв и орт­штейнов солоди Прикаспийской низменности с конкрециями болотно-под­золистых почв юга таежной зоны. Последнее можно рассматривать как сви­детельство общности факторов их возникновения.

Переувлажнение, анаэробиоз и глееобразование в условиях застойно­промывного режима вызывают резкое увеличение миграционной активно­сти двух- и трехвалентных металлов с переменной валентностью (в анаэроб­ной фазе, период затопления) и их сегрегацию (в сухую фазу) в ортштейны.

Аккумуляция металлов в ортштейны весьма существенна. Конкреции от массы белесого элювиального горизонта составляют до 10% (табл. 13.3). В ортштейнах лиманной солоди в 4 раза больше железа и в 5—30 раз больше марганца, чем во вмещающих слоях почвенного мелкозема. В составе конк­реций (по сравнению с мелкоземом почвы) незначительно возрастает содер­жание алюминия (на 12—15% от валового А1₂О₃ в почве), уменьшается со­держание кремнезема и щелочноземельных металлов. На термограмме конкреций имеется большой экзотермический пик при 260 °С, который сви­детельствует о прочной связи гумуса с гидрооюісью железа.

Отметим также и то, что илистая фракция лиманной солоди по минера­логическому составу «не обнаруживает каких-либо различий между элюви­альным и иллювиально-оглиненным горизонтами и породой» [Роде, Ярило­ва, Рашевская, 1984, с. 201]. Минералогический состав силикатной фракции ила по результатам рентгендифрактометрических исследований остается весь­ма стабильным. По наблюдениям автора, аналогичными особенностями об­ладает и ил болотно-подзолистых почв [Зайдельман, 1974].

Весьма близкие химические особенности свойственны и конкрецион­ным новообразованиям солодей лесостепи (табл. 13.4). В ортштейнах типич­ной солоди западно-сибирской лесостепи Н.И. Базилевич также обнаружи­ла резкое увеличение содержание железа (в 4-5 раз) и особенно марганца (на два порядка) по сравнению с мелкоземом вмещающего элювиального горизонта.

Подчеркивая особенности свойств и режима солоди и болотно-подзоли­стых почв, необходимо иметь в виду три обстоятельства: 1) общность меха­низма возникновения их светлых кислых элювиальных горизонтов (как след­ствие глееобразования в условиях застойно-промывного режима); 2) общность свойств твердой фазы (цвет, кислотность, наличие железистых или железис­то-марганцевых конкреций, подвижность гумуса, близкий или тождествен­ный состав поглощенных катионов, обезжелезнение мелкозема или его плаз­мы), 3) принципиальную общность особенностей водного режима почв, определяющего переувлажнение поверхностного горизонта, застойно-про­мывной характер обводнения, нисходящие массо- и влагоперенос.

С этих генетических позиций две рассматриваемые группы почв (болот­но-подзолистые и солоди), несомненно, тождественны. Их различия носят либо реликтовый характер, либо обусловлены разновозрастными состояния­ми. К первым можно отнести несущественное повышение содержания об­менного натрия, унаследованного от солонцовой стадии формирования, а также обусловленного исходным засолением почвообразующих пород или грунтовых вод. Однако этот признак не является обязательным и может отсут­ствовать вообще. Вторая группа признаков связана со степенью элювиирова- ния карбонатов и солей. Она определяется положением уровня грунтовых

Химические свойства и гранулометрический состав лиманной солоди. Джаныбекский стационар, северо-запад Прикаспийской низменности

[Роде, Ярилова, Рашевская, 1984]