К.б.н., Еликбаев Б.К.
Казахский национальный аграрный
университет, Казахстан
Изменения предела устойчивости реплантозема сформированных
на лёссовых породах
Лёссовые породы широко распространены в
самой верхней части литосферы Земли и представлены, главным образом,
четвертичными континентальными образованиями разного генезиса [1, 2, 3, 4, 5].
Одним из ранних и полных определений типичного лёсса как породы дал Л.С. Берг
[6]. В дальнейшем, Н.Я.Денисовым [7], Н.И.Кригером [8], Мавляновым [9],
А.К.Ларионовым [10] в определение лёсса даны дополнения и корректировки по новым
признакам и показателям. Породы, похожие на лёсс, но отличающиеся по некоторым
признакам, названы лёссовидными [12]. Лёссовыми породами, или породами лёссовой
формации, в настоящее время принято называть
объединение лёсса и разнообразных лёссовидных пород [3,7,11]. Также были
предложены иные определения лёссовых пород по просадочности [12].
Лёсс и лёссовидные суглинки считаются
сравнительно плодородными почвообразующими породами, на них формируются
черноземы, каштановые почвы и сероземы. На сегодня лёссовые почвы не только являются важной опорой
для сельского хозяйства, но и являются
наиболее урбанизированными территориями. Несмотря на все эти достоинства
лёссовые почвы сильнее всех подвержены эрозии. Например, по масштабам эрозии, Лёссовое
Плато Китая считается самым эродированным в мире [13], так как лёссовые почвы обладают низким
пределом устойчивости (предел устойчивости - максимум нагрузки, переносимой
организмом, сообществом, экосистемой, ландшафтом при сохранении их структуры и
функционирования) к эрозии и высокой просадочностью.
К повышению предела устойчивости
способствуют многие показатели плодородия, в том числе самовосстановления структурности
почв и естественная сукцессия фитоценоза.
Для изучения первичного почвообразования
на нарушенных лёссовых почвах заложен мелкоделяночный полевой опыт с
искусственным горизонтом С, вывернутым на дневную поверхность. Опыт заложен на
почвенном стационаре КазНАУ, расположенном в Талгарском отделении УОС
«Агроуниверситет». Для этого использовались бетонированные делянки размером 2
кв.м. каждая. Они весной 1991 г. были заполнены лёссом до глубины 60 см.
Вариантов опыта – 24, один из них с естественным ненарушенным профилем темно –
каштановой почвы. Есть также 3 варианта заложенных еще в 1971 и 1975 годах.
Повторность опыта – трехкратный. С 1996 г. они оставлены в залежь.
Фитоценоз реплантозема предгорий
Заилийского Алатау представлен видами
растений, большинство которых принадлежит семействам злаковых и бобовых. К
первой группе относятся такие виды как пырей ползучий, костер ржаной, ежа
сборная, мятлик луковичный, овсюг обыкновенный, ко второй - клевер розовый,
чина клубневая, люцерна синяя. По количественному составу данные виды явились
преобладающими по всем вариантам опыта. На 14 год залежи произошло существенное
изменение состава травостоя – на смену бурьянистой стадии пришел почти зональный
злаково-бобовый фитоценоз.
Таблица
1 - Размеры (мм) и количество водопрочных агрегатов в мелиорированном лессе
(в-10см слое, метод Савинова,), 2003 год
|
Варианты опыта |
Размеры агрегатов (мм); их состав (%) от
воздушно-сухой почвы |
|||||||
|
> 3 |
3-2 |
2-1 |
1-0,5 |
0,5-0,25 |
<0,25 |
В составе всех агрегатов (а) сумма |
||
|
3-0,25мм |
% |
|||||||
|
Контроль |
1,3 |
1,0 |
11,5 |
3,9 |
4,0 |
11,7 |
67,5 |
10,4 |
|
Фитоконтроль |
2,7 |
2,9 |
1,9 |
3,7 |
4,8 |
16,0 |
53,1 |
13,4 |
|
27т/га биогумус |
3,1 |
3,5 |
3,9 |
5,5 |
7,9 |
23,9 |
56,0 |
20,8 |
|
60 т/га
навоз |
3,2 |
3,5 |
4,1 |
6,1 |
8,9 |
25,7 |
57,9 |
22,5 |
|
К3 |
11,2 |
3,8 |
8,3 |
9,8 |
11,5 |
45,6 |
47,1 |
34,4 |
Водопрочные
агрегаты реплантозема образовались в результате многолетнего влияния корневой
системы залежной растительности и последействия мелиорантов (таблица 1). Они
состоят из макроагрегатов размером более 0,25мм и микрагрегатов, размером менее
0,25мм. В качестве модели можно взять количество этих агрегатов в предгорной
темно-каштановой почве Заилийского Алатау – соответственно 34,4-45,6%. Наиболее
агрегированным оказался вариант реплантозема с биогумусом в норме 27т/га
(20,8-23,9%).
Таким образом, биомелиоранты (навоз,
биогумус) оказались наиболее структурообразующими в лессе органическими
веществами как источники гумусобразования в лессе, а цементирующего катиона Са++
в нем явно достаточно. В
скреплении микроагрегатов в микроагрегаты, кроме физико-химических процессов,
немаловажную роль играют корневая система залежной растительности и дождевые
черви, которые уже появились в мелиорированном лессе. На 14 год залежи произошло
существенное изменение состава травостоя – на смену бурьянистой стадии пришел
почти зональный злаково-бобовый фитоценоз.
Литература:
1. Лёссовый
покров Земли и его свойства. Под ред. В.Т.Трофимова. М.:Изд. МГУ, 2001.464с.
2. Кадыров Э.В.
Геоморфолого-палеопедологический метод стратиграфического расчленения пород //
Узбекский геологический журнал. 1982. №3. С.8-10.
3.
Н.С.Болиховская. Эволюция лёссово-почвенной формации Северной Евразии.
М.:Изд.МГУ, 1995, 270с.
4. Ломонович М.И.
Лесс в Казахстане. А-Ата: Изд. АН КазССР‚ 1955‚ 80с.
5. http://en.wikipedia.org/wiki/Loess
6. Берг Л.С.
Климат и жизнь. 2-е изд.6 1947. 356с.
7. Денисов Н.Я.
Строительные свойства лёсса и лёссовидных суглинков. М., 1953, 154 с.
8. Кригер Н.И. О
происхождении лёсса // Современный и четвертичный континентальный литогенез.
М., 1966.
9. Мавлянов Г.А.
Генетические типы лёссов и лёссовидных пород центральной и южной частей Средней
Азии и их инженерно-геологические свойства. Ташкент, 1958. 609с.
10. Ларионов А.К.
Условия выбора классификационных критериев лёссовых пород // Классификационные
критерии разделения лёссовых пород. М., 1984.
11. Лысенко М.П.
Лёссовые породы Европейской части СССР, Ленинград, изд.ЛенГУ, 1967, 191с.
12. Сергеев Е.М.
Инженерная геология. 2-е изд. М., 1982.