Главная страница
Навигация по странице:

  • Номер 4 Апрель 1995 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

  • Российская академия наук

  • Редакционная коллегия

  • Москва Международная академическая издательская компания "Наука"

  • СОДЕРЖАНИЕ №4,1995 ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ

  • ФИЗИКА ПОЧВ Пластическая прочность пахотного горизонта дерново-подзолистой почвы В. В. Абрукова 454БИОЛОГИЯ ПОЧВ

  • Contents Number 4,1995

  • ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ УДК 631.4+550.4 СТАБИЛЬНЫЕ ИЗОТОПЫ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА КАК ИНДИКАТОР УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ КАРБОНАТОВ ПОЧВ*

  • Российская академия наук I i почвоведение


    Скачать 1.31 Mb.
    НазваниеРоссийская академия наук I i почвоведение
    Анкор791-pochvovedenie-1995-4.docx
    Дата11.07.2018
    Размер1.31 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла791-pochvovedenie-1995-4.docx
    ТипДокументы
    #19633
    страница1 из 25
      1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25



    Номер 4

    Апрель 1995


    РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

    I I

    ПОЧВОВЕДЕНИЕ

    Главный редактор Г.В. Добровольский

    Журнал основан в январе 1899 г. На его страницах публикуются оригинальные об

    эры, отражаются различные аспекты теоретических и экспериментальных исследований генезиса, географии, физики, химии, биологии, плодородия почв; освещаются результаты теоретических и экологических исследований в глобальном и региональном аспектах.



    МАИК НАУКА


    Российская академия наук
    ПОЧВОВЕДЕНИЕ

    4 1995 Апрель

    Основан в январе 1899 г. Выходит 12 раз в год ISSN: 0032-180Х

    Главный редактор Г.В. Добровольский
    Заместители главного редактора А.Д. Воронин, СВ. Зонн

    Ответственный секретарь А.Н. Геннадиев

    Редакционная коллегия:
    Б.Ф. Апарин, Р.В. Арнольд (США), В.Е.Х. Блюм (Австрия), И.М. Гаджиев, Е.А. Дмитриев, В.Н. Ефимов, В.Т. Емцев, Ф.Р. Зайдельман, А.Н. Каштанов, В.Н. Кудеяров, В.В. Медведев (Украина), Д.С. Орлов, И. Сабольч (Венгрия), Н.И. Смеян (Белоруссия), И.А. Соколов, А.Д. Фокин, Ф.Х. Хазиев, Л.Л. Шишов, А.П. Щербаков

    Зав. редакцией и научный редактор Е.В. Достовалова Адрес редакции: 109017 Москва, Ж-17, Пыжевский пер., 7, тел. 230-80-66
    Москва

    Международная академическая издательская компания "Наука"

    © Российская академия наук Отделение общей биологии РАН Российское общество почвоведов, 1995

    СОДЕРЖАНИЕ
    4,1995
    ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ

    Стабильные изотопы углерода и кислорода как индикатор условий формирования карбонатов почв
    Я. Г. Рысков, С. В. Мергель, Я. В. Ковда, Е. Г. Моргун 405

    Криогенные трещины как фактор анизотропности почвы

    А. И. Куликов 415
    химия почв

    Коэффициенты селективности и величины максимальной адсорбции Cd2+ и РЬ2+ почвами

    Д Л. Пинский 420

    Трансформация почвенных органических соединений в процессе сорбции орто- и пирофосфатов

    A. Ю. Кудеярова 429

    Влияние осушения и агротехники на химические свойства дерново-подзолистых глееватых почв, дренажных и почвенных вод

    B. А. Большаков, Л. П. Орлова, М. С. Симакова,

    Н. А. Муромцев, 3. Н. Кахнович, Я. В. Резников 438

    Почвенно-геохимическое районирование Воронежской области

    И. А. Протасова, М. Т. Копаева 446
    ФИЗИКА ПОЧВ

    Пластическая прочность пахотного горизонта дерново-подзолистой почвы

    В. В. Абрукова 454
    БИОЛОГИЯ ПОЧВ

    Биотестирование почв на содержание доступного органического вещества с помощью микробных популяций


    ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

    Влияние органических удобрений на плодородие серых лесных почв Башкирии Я. К. Хабиров, Ф. X. Хазиев, Ф. Я. Багаутдинов,

    Р. Я. Рамазанов, Я. М. Габбасова, Я. М. Агафарова 465

    Иммобилизационно-мобилизационные превращения азота в серой лесной почве

    В. М. Семенов, Т. В. Кузнецова, В. Н. Кудеяров 472

    Зависимость урожайности яровой пшеницы от метеорологических условий

    в системах богарного земледелия на почвах солонцового комплекса полупустынного Заволжья

    Г. С. Базыкина, А. С. Фрид 480

    О. С. Оленева, П. А. Кожевин, Д Г. Звягинцев 461

    ЛЕСНОЕ ПОЧВОВЕДЕНИЕ

    Микроэлементы в лесных почвах Латвии

    Г. В. Межалс 486
    ЭРОЗИЯ почв

    Противоэрозионная стойкость дерново-аллювиальных почв балок

    B. М. Ивонин 491
    ОХРАНА ПОЧВ

    Техногеохимическая аномалия в зоне влияния Череповецкого металлургического комбината

    Ю. Н. Водяницкий, В. А. Большаков, СЕ. Сорокин, Н. М. Фатеева 498

    Изменение биологической доступности 137Cs после аварии на Чернобыльской АЭС

    C. В. Фесенко, Н. И. Санжарова, Р. М. Алексахин, С. И. Спиридонов 508

    Проект Красной книги естественных почв России

    О. В. Чернова 514
    РЕЦЕНЗИИ

    Новая монография по биогеохимии (V.V. Dobrovolsky, Biogeochemistry of фе World's Land)

    А. И. Перельман 520

    В.Г. Агабабян "Мелиорация содовых солонцов-солончаков серной кислотой"

    Е. И. Панкова 523
    ХРОНИКА

    IV Всероссийская школа "Экология и почвы"

    Л. О. Карпачевский, А. С. Керженцев, В. А. Обухова 525


    ИНФОРМАЦИЯ

    Новое о журнале "Архив агрономии, растениеводства и почвоведения" Ф. Р. Зайдельман


    528


    Contents
    Number 4,1995
    SOIL GENESIS AND GEOGRAPHY

    Stable carbon and oxygen isotopes as indicators of pedogenic carbonates formation

    Ya. G. Ryskov, S. V. Mergel, I. V. Kovda, Ye. G. Morgun 405

    Contribution of cryogenic fissures to the soil profile anisotropy

    A.I.Kulikov 415
    SOIL CHEMISTRY

    Selectivity coefficients and maximum adsorption values for Cd2+ and Pb2+ in soils

    D. L. Pinskiy 420

    Soil organic compounds transformation at ortho- and pyrophosphates sorption

    A. Yu. Kudeyarova 429

    Influence of draining and field management on chemical properties of sod-podzolic weakly gleyic soils, of drainage and soil waters

    V. A. Bol'shakov, L. P. Orlova, M. S. Simakova,

    N. A. Muromtsev, Z. N. Kakhnovich, I. V. Reznikov 438

    Soil-geochemical regionalization of Voronezh district

    N. A. Protasova, M. T. Kopayeva 446
    SOIL PHYSICS

    Plastic strength of sod-podzolic soil arable horizon

    V. V. Abrukova 454
    SOIL BIOLOGY

    Soil biotesting for available organic matter by means of microbial populations assessment

    O. S. Oleneva, P. A. Kozhevin, D. G. Zviagintsev 461
    SOIL FERTILITY

    Impact of organic fertilizers on Bashkirian grey forest soils fertility /. K. Khabirov, F. Kh. Khaziev, F. Ya. Bagautdinov,

    R. Ya. Ramazanov, I. M. Gabbasova, Ya. M. Agafarova 465

    Immobilization-mobilization transformations of nitrogen in a grey forest soil

    V. M. Semenov, Т. V. Kuznetsova, V. N. Kudeyarov 472

    Summer wheat yields as related to meteorological conditions

    in rain-fed farming on solonetzic complex in Zavolzh'ie semideserts

    G. S. Bazykina,A.S. Frid 480

    FOREST SOIL SCIENCE

    Trace elements in soils of Latvija G. V. Mezhals
    SOIL EROSION

    Erosion resistance of balka sod-alluvial soils

    V. M. Ivonin 491
    SOIL CONSERVATION

    Technogeochemical anomaly derived from the Cherepovets metallurgical plant

    Yu. N. Vodianitskiy, V. A. Bol'shakov, S. Ye. Sorokin, N. M. Fateyeva 498

    Quantitative regularities of dynamics of l37Cs bioavailability in soil-plant system after Chernobyl NPP accident

    S. V. Fesenko, N. I. Sanzharova, R. M. Alexakhin, S. I. Spiridonov 508

    Prospect of the Red Book of Russian natural soils

    О. V. Chernova 514
    BOOK REVIEW

    New monograph on biogeochemistry (V. V. Dobrovolsky, Biogeochemistry of the World's Land)

    A. I. PereVman 520

    V.G. Agababian. "Reclamation of sodic solonetzes-solonchaks with sulphuric acid application"

    Ye.I. Pankova 523
    CHRONICLE

    IV All-Russian workshop "Ecology and soils"

    L. O. Karpachevskiy, A. S. Kerzhentsev, V. A. Obukhova 525
    INFORMATION

    New information on the journal "Archiv of agronomy, plant breeding and soil science"

    F. R. Zaidel'man 528
    ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 1995, № 4, с. 405 - 414

    ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ

    УДК 631.4+550.4

    СТАБИЛЬНЫЕ ИЗОТОПЫ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА КАК ИНДИКАТОР УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ КАРБОНАТОВ ПОЧВ*

    © 1995 г. Я. Г. Рысков, С. В. Мергель, И. В. Ковда, Е. Г. Моргун

    Институт почвоведения и фотосинтеза РАН, Пущино Поступила в редакцию 27.12.93 г.
    Изучалось соотношение изотопов 13С/!2С и ,80/,60 в карбонатах почв гильгайного комплекса в Предкавказье с целью выяснения условия карбонатообразования. Карбонаты представлены тремя генерациями и имеют педогенное происхождение. Формирование их происходило в процессе эвапо-транспирации. Выделено два этапа карбонатообразования: современный и древний с более теплым и влажным климатом.



    * Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Государственной программы "Глобальные изменения природной среды и климата. Роль почвы в регулировании газообмена".

    Процессы и условия формирования карбонатов степных почв изучались многими исследователями с применением разнообразных методов: сравнительно-географического, стационарного, почвен-но-археологического и др. [1, 3,4, 6 - 8 и др.].

    Вариации отношений стабильных изотопов ,3С/,2С и ,80/|60 в педогенных карбонатах отражают различные механизмы и условия их формирования и также широко используются для реконструкции последних [13, 14, 16, 22, 25, 30, 32]. В предлагаемой работе впервые для почв России оценены условия карбонатообразования по данным о составе стабильных изотопов в карбонатах.
    ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ

    Изотопный состав углерода биомассы растений различается в зависимости от типа фотосинтеза. Выделяются три типа: С-3 растения со средним изотопным составом -21%о\ С-4 растения (-13%о) и САМ (Crassulacean Acid Metabolism) растения (-17%о). Вариации в их изотопном составе обусловлены различными энзиматическими процессами и разным количеством углерода, вовлеченного в метаболизм [9, 14, 15]. Изотопный состав педогенных карбонатов определяется, с одной стороны, отношениями 13С/,2С и 180/160 в почвенных С02 и Н20, из которых он формируется, с другой -фракционированием изотопов при осаждении. Изотопный состав углерода (ИСУ) почвенной С02, контролируется: а) соотношением в фитомассе растений с С-3; С-4 и САМ-типами фотосинтеза; б) скоростью почвенного дыхания [25 - 27, 29], определяющей интенсивность поступления изотопно-тяжелого (5,3С = -6 ... -7%о) атмосферного С02 в почву; в) фракционированием ,2С02 и !3С02 при миграции в почвенном профиле из-за различий коэффициентов диффузии [15, 25]. Обычно ИСУ почвенной С02 идентичен ИСУ органического вещества почв и соответствующей растительности, либо максимум на \%о выше [29].

    Изотопный состав кислорода (ИСК) почвенной Н20 определяется атмосферными осадками [19], ИСК которых тесно связан с климатическими особенностями местности. В холодных высоких широтах он более изотопно-легкий, чем в теплых [9, 18]. ИСК почвенной Н20 практически не меняется при транспирации, однако испарение вызывает значительное обогащение остаточной воды тяжелым изотопом 180 [12], а замерзание -легким изотопом !60 [17, 20]. Размеры фракционирования изотопов (изотопный эффект) в ходе указанных процессов зависят от температуры.

    Таким образом, педогенные карбонаты могут быть обогащены тем или иным изотопом по сравнению с исходными С02 и Н20 благодаря фракционированию изотопов в системах С0 — —^НС0.р —^ СаС03тв и Н2Ож —* СаСОЭтв, в зависимости от механизма осаждения и температурных условий. Рассмотрим изотопный состав карбонатов при различных теоретически вероятных механизмах их осаждения.

    Обычно обсуждаются три возможных механизма формирования карбонатов в почве, приводящих к различному распределению изотопов [23]:

    1) СаС03 осаждается на поверхности почвы при испарении вследствие капиллярного подъема грунтовой воды, залегающей неглубоко. ИСУ при этом контролируется главным образом атмосферной С02, ИСК - метеорной водой и фракционированием при испарении. Теоретически это приведет к утяжеленному ИСУ и ИСК осаждающихся карбонатов по сравнению с органическим веществом и атмосферными осадками, соответственно;

    1. СаС03 осаждается при иссушении почвы путем транспирации. ИСУ карбоната контролируется С02 почвенного дыхания, а ИСК - атмосферной водой. Теоретически это приведет к равновесным по отношению к почвенной С02 и метеорным осадкам значениям ИСУ и ИСК карбонатов.

    2. СаС03 осаждается при замерзании почвенного раствора. Вследствие низкой биологической активности почвы ИСУ контролируется атмосферной С02, а ИСК - атмосферной водой и фракционированием при замерзании. Теоретически это приведет к утяжелению ИСУ по отношению к органическому веществу почв и облегчению ИСК карбонатов по отношению к метеорным осадкам.

    После осаждения карбоната при отсутствии перекристаллизации изотопный обмен с С02 и Н20 практически не происходит [27], что позволяет нам выявлять механизмы и условия формирования карбонатов в почвах по данным ИСУ и ИСК, в чем и заключается цель представленной работы. Для такой реконструкции необходимо сравнить экспериментальные данные изотопного состава С и О почв с теоретическими, рассчитанными для разных моделей осаждения СаС03 с учетом температурных зависимостей фракционирования изотопов.
    ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

    Исследования проводились в южной части Ставропольской возвышенности в условиях умеренно-континентального климата с недостаточным увлажнением. Почвообразующие породы представлены Pg-N глинами, обогащенными разбухающими минералами (смектитами). В сочетании с контрастным режимом увлажнения почв они являются причиной возникновения педотурба-ций. В результате формируется уникальный гиль-гайный микрорельеф. Он представляет собой чередование округлых повышений и западин диаметром около 3 м с перепадом высот 30 - 40 см. В соответствии с типологией [21], это округлые или нормальные гильгаи большого линейного размера со средней амплитудой. Между отдельными элементами микрорельефа происходит перераспределение влаги, в результате чего в западине водный режим близок к периодически во-дозастойному атмосферного увлажнения, на повышении - к непромывному, на микросклоне -носит контрастный характер. В соответствии с водным режимом на микроповышении формируется типчаково-злаковое разнотравье, на склоне -злаково-разнотравно-ситниковая ассоциация, в микропонижении - тростниково-осоково-ситниковая. Почвообразование на каждом из этих участков имеет свои особенности, благодаря чему на столь ограниченном пространстве, протяженностью всего около 3 м, формируется трехчленный почвенный комплекс.

    Почвенные разрезы, приуроченные к микроповышению, микросклону и микрозападине вскрывают профили чернозема обыкновенного слитого, слитозема и лугово-болотной почвы, соответственно (рис 1). В почве повышения "язык" выдавленного в результате педотурбаций нижележащего палевого материала почвообразую-щих пород прерывает местами обычную последовательность горизонтов. Различие условий увлажнения, геохимическая подчиненность почв, педотурбаций способствуют формированию в единых климатических условиях и на единых почво-образующих породах различных карбонатных профилей. На микроповышении происходит аккумуляция карбонатов, в понижении преобладают процессы их выщелачивания. Содержание карбонатов, граница вскипания и глубина максимального проявления карбонатных новообразований снижаются в направлении от микроповышения к микрозападине (рис 1, 2). Более подробно физико-географические условия и свойства изученных почв описаны ранее [5].

    Карбонатные включения в почвах микрокате-ны представлены следующими макроформами: 1) твердые, окремнелые, полые внутри журавчи-ки размером до 10 мм, округлой или слегка вытянутой неправильной формы; 2) белоглазка (I) -желтовато-белые (в почвообразующей породе) и сёровато-белые (в гумусовых горизонтах) пятна неправильной формы размером 2 - 3 см, часто нарушенные при педотурбациях. По составу довольно однородны, сложены пылеватой мучнистой массой с включениями мелкозема; 3) белоглазка (II) - желто-белые (в почвообразующей породе) и серовато-белые (в гумусовых горизонтах) пятна размером до 2 - 3 см, неправильной формы, часто педотурбированы. Строение дифференцированное, состоит обычно из нескольких твердых округлых ядер размером 1 - 3 мм в центре и рыхлой пылеватой массы с включениями мелкозема на периферии пятна и между ядрами; 4) карбонатный налет на стенках мышиной норы, толщиной 1-2 мм, сложенный мучнистой пылеватой массой. Эта форма, видимо, является наиболее молодой и в целом не характерной для изученного комплекса почв, где слабо представлены мицеллярные и другие миграционно-активные (лабильные) новообразования; 5) карбонатная плесень (седина). Слабо различимый белесый налет на срезах почвы; 6) крайне редко - угловатые карбонатные обломки, желтовато-белые, непрочные, размером 5-7 мм, представляют собой, видимо, обломки морских известняков.


    290 см
      1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25
    написать администратору сайта