Краткое описание исследованных образцов
28.08.2012
Приведем краткое описание исследованных образцов.
№ 1. Погребенная подзолистая почва с хорошо сохранившимися горизонтами А1, А2 и В. Залегает на глубине 5 м; для анализа взят горизонт А1. Местонахождение овраг против хутора «Слипа баба», по правому берегу р. Гостенки (приток р. Ворсклы), в окрестностях с. Борисовки Курской области.
№ 2. Погребенный намытый гумусовый слой темновато-серого цвета мощностью 15 см, лежащий непосредственно над горизонтом А1 погребенной подзолистой почвы № 1 (там же).
№ 3. Сильно гумусированный горизонт лёссовидного суглинка, залегающий на глубине от до 9.3 м; образец взят с глубины 7,5 м. Внизу этот горизонт резко граничит с типичным светло-серым подзолистым горизонтом мощностью 0,8 м, а кверху постепенно переходит и лёссовидный суглинок, в котором на глубине 3,5-3,9 м наблюдается интенсивно гумусированный горизонт с языками на нижней границе. Местонахождение - овраг «Мишин Яр», с левой стороны р. Гостенки, в окрестностях с. Борисовки.
№ 4. Интенсивно темная слоистая порода мощностью около 2,4 м, залегающая на глубине от 9 до 11,4 м в слоистой песчано-суглинистой толще озерных отложений, частью гумусированных, на которые сверху налегает лёссовидный суглинок с хорошо выраженной подзолисто-болотной почвой в нижней его части. Местонахождение - овраг, врезающийся в плато, близ с. Монготни Борисовского района.
№ 5. Интенсивно гумусированный горизонт мощностью 0,5 м, внедряющийся языками в нижележащий лёссовидный суглинок, в котором наблюдается значительное количество кротовин и известковых журавчиков. Названный горизонт, представляющий, по-видимому, гумусовый горизонт погребенной почвы черноземного типа, залегает на глубине 13,25-13,75 м от поверхности. Выше его располагается слоистая толща из типичного и песчанистого лёсса, в которой наблюдаются несколько слабо гумусированных горизонтов и один подзолистый. Местонахождение - овраг у д. Лантуховки Курской области.
№ 6. Верхняя часть довольно интенсивно окрашенного гумусом, вскипающего от HCI горизонта с кротовинами, залегающего на глубине 6,3-7,8 м от поверхности; образец взят с глубины 6,5 м; горизонт подстилается карбонатным лёссовидным суглинком мощностью 1 м, ниже которого снова залегает гумусированный слой мощностью 0,5 м. Два слабо гумусированных слоя наблюдаются также в вышележащей толще лёссовидного суглинка. На значительном протяжении обнажающейся толщи, на глубине от 5 до 10 м, наблюдаются следы кротовин. Местонахождение - овраг «Глубокий Яр» у совхоза близ с. Борисовки.
Как видно из приведенных кратких описаний, к погребенным почвам in situ, оставшимся на месте своего образования, можно отнести разрез № 1, представляющий погребенную подзолистую почву, и № 5, представляющий погребенную черноземную (может быть, частично смытую) почву. Остальные гумусовые горизонты, судя по их значительной мощности (№ 3 и 4) или по резкости нижней границы (№ 2 и 6), должны быть отнесены к наносным образованиям (делювий), сложенным из материала смытых гумусовых горизонтов почв.
Современные почвы лесостепи, исследованные для сравнения, были представлены следующими образцами.
№ 7. Мощный пылевато-суглинистый чернозем с поля близ с. Борисовкн, горизонт А 10-30 см.
№ 8. Серая слабооподзоленная суглинистая почва из квартала 10 заповедной дубравы «Лес на Ворскле» близ с. Борисовки, горизонт A1 5-15 см.
Исследование качественного состава гумуса в перечисленных образцах заключалось в определении следующих групп веществ: а) битумов (восков и смол), б) легко растворимых веществ при декальцинировании почвы 0,1 н. H2SO4, в) гуминовой кислоты, растворимой в 0,1 н. NaOH, г) веществ, остающихся в кислом растворе после осаждения гуминовой кислоты из щелочной вытяжки (фракция фульвокислот), д) веществ, гидролизуемых 1,0 н. H2SO4, и е) фракции гуминов, т. е. остатка от извлечения предыдущих групп.
При этом мы применили такой ход анализа.
1. Навеска почвы в 50 г подвергалась исчерпывающему экстрагированию спирто-бензольной смесью (1:1). В полученном экстракте производилось определение битумов.
2. Экстрагированная навеска, после удаления спирто-бензола, подвергалась многократной обработке 0,1 н. H2SO4 при комнатной температуре для удаления обменного Са, а в некоторых почвах - и небольших количеств углекислого кальция. Полученный путем декантации и фильтрования (через воронку Шотта № 4) раствор сгущался до небольшого объема, и в нем определялись органический углерод, общий и аммиачный азот.
3. Из декальцинированной почвы извлекались гуминовая кислота и фульвокислоты путем обработки 0,1 н. NaOH, при взбалтывании и отстаивании, с прибавлением сернокислого натрия для коагуляции глинистых частиц, как это описано в статье Тюрина и Пономаревой. В полученной щелочной вытяжке производилось осаждение гуминовой кислоты путем подкисления серной кислотой; полученный осадок снова растворялся в слабой щелочи, раствор доводился до определенного объема и из него брались отдельные порции Для осаждения гуминовой кислоты с последующим определением сухого веса, золы, углерода и азота.
4. Кислый фильтрат после осаждения гуминовой кислоты сгущался до объема в 1 л, после чего в отдельных порциях, раствора производилось определение углерода и азота, а также редуцирующих сахаров (после предварительного гидролиза при 1,0 н. концентрации серной кислоты),
5. Остаток почвы после щелочной вытяжки подвергался гидролизу пятикратным количеством 1,0 н. H2SO4 (4,9%) в течение 5 час. в кипятильнике Коха. В полученном гидролизате определялись углерод и редуцирующие сахара.
6. В остатке почвы после гидролиза определялось содержание углерода и азота фракции гуминов (ввиду незначительного содержания веществ, гидролизуемых 1,0 н. H2SO4, в ископаемых почвах мы исключили операцию последующего гидролиза 80% H2SO4).
Результаты анализов приводятся в табл. 1 - 5. В табл. 1 даны результаты определений общего содержания углерода, азота и гумуса во взятых для исследования почвах; содержание гумуса вычислено путем умножения процента органического углерода на обычно принятый коэффициент 1,724.
Как можно видеть из данных табл. 1, содержание органического углерода в ископаемых почвах колеблется в пределах от 0,25 до 0,78%, что соответствует 0,44-1,35% гумуса. Интересно отметить, что ископаемая почва № 4, описанная как погребенная болотная почва, не выделяется по содержанию гумуса, которого в этой почве (несмотря на более темную окраску) не больше, а даже меньше, чем в некоторых других почвах (за исключением только почвы № 1). По сравнению с современными почвами лесостепи ископаемые почвы отличаются несколько повышенным содержанием азота л гумусе, о чем можно судить по более узким отношениям С : N; однако для большинства почв эта разница по сравнению с современными почвами невелика,
В табл. 2 приведены результаты исследования качественного состава гумуса в ископаемых и современных почвах, выраженные в процентах к почве. Для удобства обозрения и в целях лучшей сравнимости данные табл. 2 перечислены таким образом, что содержание углерода каждой фракции выражено в процентах к общему содержанию углерода в почве (точнее - к сумме углерода всех фракций), а содержание азота каждой фракции - к общему азоту почвы. Перечисленные таким образом результаты приведены в табл. 3 и 4.
Обратимся прежде всего к табл. 3, дающей представление о групповом составе гумуса по содержанию углерода в отдельных фракциях.
Содержание битумов в гумусе ископаемых почв колеблется от 4,2 до 6,2%; оно, следовательно, лишь незначительно отличается от содержания битумов в гумусе современных почв в сторону некоторого увеличения. Можно добавить, что выход битумов не увеличивается и в том случае, когда (в специальной серии определений) экстрагирование спирто-бензолом не предшествовало декальцинированию, а следовало за ним, т, е. когда можно было ожидать повышения выхода битумов за счет смоляных кислот, связанных с основаниями почвы.
Следующая фракция веществ, растворимых в 0,1 н. H2SO4 при декальцинировании, составляет в ископаемых почвах незначительную часть гумуса (от 2,8 до 6,1% по углероду), и в этом отношении последний почти не отличается от гумуса современных черноземов. По содержанию органического азота (табл. 4) эта фракция только в двух случаях (почвы № 1 и 3) оказалась беднее азотом, чем весь гумус в целом; в остальных ископаемых почвах отношение С : N в этой фракции почти одинаково с отношением С : N во всем гумусе (см. табл. 1).
Главную часть гумуса ископаемых почв составляют вещества, растворимые (после предварительного декальцинирования) в 0,1 н. NaOH. Содержание этих веществ по углероду колеблется от 45,3 до 64,3% и в большинстве исследованных ископаемых почв превышает 50%. Величины того же порядка мы имеем и для современных почв лесостепи, где содержание веществ, растворимых в 0,1 н. NaOH, варьирует от 47,6 до 58,9%.
Более половины растворимых в щелочи веществ но всех погребенных почвах приходится на долю гуминовой кислоты.
Относительное содержание гуминовой кислоты в гумусе ископаемых почв колеблется в довольно широких пределах - от 25,0 до 50,5 %, но в среднем оно приближается к относительному содержанию гуминовой кислоты в черноземах, где колебания обыкновенно лежат в пределах 30-45%.
Какой-либо определенной зависимости содержания гуминовой кислоты от характера ископаемой почвы на исследованном материале установить не удается. Можно отметить, что в случае ископаемых гумусовых горизонтов в одном и том же профиле, как это имеет место для образцов № 1 и 2, относительное содержание гуминовой кислоты выше у почвы с более высоким содержанием гумуса. Эта зависимость сохраняется и при сравнении только что указанных почв (№ 1 и 2) с почвой № 3, которая по условиям залегания аналогична образцу № 2.
Из этого сопоставления можно было бы также сделать вывод о зависимости содержания гуминовой кислоты от типа исходной почвы, так как образец № 1 представляет горизонт A1 погребенной подзолистой почвы, а образцы № 2 и 3 принадлежат к наносным образованиям, состоящим из материала смытых, более гумусных почв, вероятно черноземного или близкого к нему типа.
Но при переходе к остальным ископаемым почвам (№ 4-6), залегающим в других условиях, указанная зависимость уже не имеет места; так, ископаемая подзолистая почка № 1 с содержанием гумуса 0,444% и ископаемая почва черноземного типа № 5 с 0,920% гумуса имеют одно и то же относительное содержание гуминовой кислоты (32,0 и 32,4%).
Таким образом, причину значительных колебаний содержания гуминовой кислоты в гумусе ископаемых почв следует, по-видимому, искать не только в различном составе гумуса первоначальных почв, но также и в неодинаковых условиях и в различной продолжительности пребывания почв в ископаемом состоянии.
