CHARACTERISTICS OF GRANULOMETRIC AND AGGREGATE SOILCOMPOSITION OF KUZNETSK ALATAU CHERNEVAYA TAIGA NORTHERNAREA USING THE PARAMETERS OF PROBABILITY FUNCTIONS.pdf Гранулометрический состав - важнейшая физическая характеристика поч-вы, одна из характеристик ее дисперсности. Он отражает все основные поч-венные процессы, является одним из фундаментов почвенного плодородия,т.к. в зависимости от гранулометрии почв планируются те или иные меро-приятия. Знание гранулометрического состава также дает представление огенезисе, эволюции и использовании почв, позволяет достаточно подробноохарактеризовать изучаемый объект и сравнивать различные почвенные объ-екты. Главным требованием для осуществления последнего является единст-во методик и параметров исследования гранулометрического состава разныхпочв, единство способов представления данных. В настоящее время широкораспространено представление результатов гранулометрического анализа ввиде процентного содержания фракций частиц различного размера с выделе-нием границ этих фракций в строгом соответствии с классификационнымитребованиями конкретной отрасли науки или устоявшимися национальнымистандартами. Это влечет за собой несравнимость данных гранулометрическо-го анализа, получаемых исследователями разных стран и даже отдельныхорганизаций.В данной ситуации перспективным становится применение при исследова-ниях подобного рода легко стандартизуемых методик и соответствующегооборудования. В рамках данной работы проводилось изучение структуры поч-вы на разных уровнях: гранулометрический состав и макроструктура. При вы-боре способов изучения главным критерием было обеспечение максимальнойстандартизации проводимых работ и повторяемости получаемых результатов.Цель работы - изучение и количественное описание гранулометрическогои макроагрегатного составов некоторых почв подзолистого типа почвообра-зования, распространенных в зоне подтайги Западной Сибири, для детально-го описания их современного генезиса, причин профильной неоднородности.Объекты исследованияОбъектами исследования стали почвы территории юго-востока ЗападнойСибири, рельеф которой представлен равнинными территориями и предгорь-ями Алтае-Саянской горной системы. Общая дифференциация ПП задаетсяклиматическими условиями. На равнине почвенные зоны имеют субширот-ное простирание. В предгорьях проявляются высотная поясность и влияниеположения макросклонов относительно преобладающего направления влаго-переноса. На Томь-Яйском междуречье зональный ландшафт - подтайга, нопри этом она несет провинциальные черты предгорного положения, отлича-ясь от равнинной подтайги резким снижением доли полу- и гидроморфныхпочв. Преобладающими почвами являются автоморфные серые и серые ме-таморфические. Почвы с элювиальным горизонтом занимают подчиненныеместоположения, но при приближении к отметкам междуречья более 200 мони появляются на плакорах, фоновыми становятся дерново-подзолистыепочвы [1-3]. Меняется и растительность, мелколиственные коротконожковыелеса сменяются темнохвойной осиново-пихтовой высокотравной тайгой.В ряде работ освещается генетическое единство почв и растительности вер-шины междуречья с таковыми черневых лесов [4-6], область распростране-ния которых продолжена от широты г. Кемерова по отрогам Кузнецкого Ала-тау на юг Томской области.Для исследования были использованы образцы, взятые стандартным спо-собом из генетических горизонтов четырех почвенных разрезов, характери-зующих следующие почвы:1) дерново-подзолистая сверхглубокоосветленная со следами педотурба-ций (микроводораздел двух лощин) (Р 8);2) серая глееватая со вторым гумусовым горизонтом (лощина с поверхно-стным русловым стоком) (Р 20);3) дерново-подзолистая остаточно-карбонатная (верхняя часть склона бал-ки С экспозиции, крутизна 13º) (Р 23);4) дерново-подзолистая остаточно-карбонатная глубокоосветленная(склон балки ЮЮЗ экспозиции, крутизна 13º) (Р 27).Характеристика гранулометрического и агрегатного составов почв 9Методы исследованияИзучение гранулометрического состава почв проводилось методом лазер-ной дифракции. В отличие от седиментометрических методов, основанных набольшом количестве условностей и приближений, лазерно-дифрактометри-ческий метод позволяет получить представление об истинных линейных раз-мерах частиц. Для определения гранулометрического состава почв нет необ-ходимости точного дозирования (достаточно попадание в диапазон допусти-мых концентраций изучаемых суспензий, определяемый автоматически при-бором в процессе ввода пробы) и даже учета массы почвы, т.к. измерениеведется по циклическому принципу в замкнутой системе и результаты могутбыть представлены в дифференциальных процентах. Кроме того, она облада-ет рядом важных преимуществ перед «классическими» методами измерения,такими как рассев, седиментация или анализ по изображению: краткое времяпроведения анализа, хорошие воспроизводимость и точность, простая калиб-ровка, больший диапазон измерений и большая гибкость.Для определения гранулометрического состава почв лазерно-дифракто-метрическим (оптическим) методом используются приборы разнообразныхконструкций. Они имеют различное построение узлов и часто различаются помеханизму пробоподготовки и способу регистрации дифракционной картины, ноработают по единой схеме, изложенной выше. В зависимости от модели приборапроба может быть подвергнута измерению даже в сухом состоянии. В качественосителя в этом случае используется струя воздуха, движущаяся со скоростьюбольше скорости звука. Это открывает новые возможности для получения до-полнительных сведений о состоянии твердой фазы почвы.В рамках выполнения данной работы анализ проводился на дифрактомет-ре «Анализетте 22» фирмы «Fritsch». Он является прибором универсальногоприменения для определения распределения частиц по размерам в суспензи-ях, эмульсиях и порошках с помощью лазерной дифракции.Пробоподготовка велась с использованием ультразвуковой обработки об-разцов без применения химических диспергаторов.Решить проблему унификации получаемых результатов в гранулометри-ческом анализе в значительной степени способны математические и стати-стические методы представления. Кроме того, они способны существеннорасширить информативность аппроксимации результатов гранулометриче-ского анализа.Один из методов статистико-математической оценки гранулометрическо-го состава был описан П.Н. Березиным [7]. Им предлагается графическоепредставление результатов гранулометрического анализа, полученных раз-личными методами (седиментометрическим, лазернодифрактометрическим),в виде кумулятивных кривых. Как показала практика, подобные кривые длявсех типов почв имеют общие характерные особенности, такие как схожестьвнешнего вида и присутствие смены характера кривой в точке, приуроченнойк диаметру частиц 5-6 мкм (0,05 мм). Физический смысл границы 0,05 мммежду «глинными» и «песчаными» компонентами признан большинствоммеждународных классификаций, а это становится шагом к возможности ши-10 А.Н. Блохин, Е.В. Шеин, Е.Ю. Милановскийрокого сравнения получаемых данных. На основании этого Березиным [8]предлагалось использовать для описания данных гранулометрического соста-ва типовые математические функции двух типов. Для диапазона частиц ме-нее 0,05 мм - линейную функцию следующего вида:(при 5 мкм) (0,2 ) xP x< = xk,где Px - содержание (Fx, %) частиц диаметром меньше х мкм, выраженное вдолях от общего содержания (F5, %) глинных компонентов, т.е. Px = Fx / F5;F5 - содержание (%) частиц диаметром меньше 5 мкм; k - коэффициент, ха-рактеризующий качество и дисперсность глинистых компонентов.Для частиц крупнее 5 мкм предложено использовать интегральную фор-мулу вида(при 5мкм) 1 ,1x n P xax> =+ ⎛⎜ ⎞⎟⎝ ⎠где Px - содержание частиц в интервале диаметров от 5 до х мкм, выраженноев долях от общего содержания частиц более 5 мкм; а - диаметр частиц, соот-ветствующий половинному содержанию песчаных компонентов, наиболеепредставительный диаметр, мкм; n - характеристика асимметрии распреде-ления частиц, показатель степени отсортированности.Макроструктура исследованных почв была изучена количественно на ос-новании распределения содержания агрегатов (воздушно-сухих и в воде) поих размерам. Аналогично тому, как это делается в гранулометрическом ана-лизе, структура выражается в содержании фракций агрегатов различногоразмера (диаметра). Для разделения этих фракций использовался ситовойанализ, который проводился на просеивающей машине (грохоте) «Retsch AS200». В ней используется оригинальный привод для передачи измерительнымситам трехмерных циркуляционных движений, позволяющих проводить рав-номерный и стандартизованный рассев материала.Было проведено два вида ситового анализа: в сухом состоянии (сухое про-сеивание) и в воде (мокрое просеивание). Частицы были распределены наследующие фракции: >10 мм, 10-7,1 мм, 7,1-5 мм, 5-3,15 мм, 3,15-2 мм, 2-1 мм, 1-0,5 мм, 0,5-0,25 мм, 0,25-0,1 мм и

Скачать электронную версию публикации