Черноземы Западной Сибири

4.2. Гранулометрический и минералогический состав

Черноземные почвы весьма разнообразны по гранулометрическому  составу (от супесчаных до глинистых разновидностей), что определяется составом почвообразующих пород.

Гранулометрический состав черноземов преимущественно тяжело- и среднесуглинистый, реже глинистый. На ярко выраженных гривах и приречных увалах встречаются черноземы легкого гранулометрического состава сильно опесчаненые в нижней части профиля. В гранулометрическом составе западносибирской лесной провинции чаще всего преобладает иловатая и песчаная фракции, что отличает эти черноземы от черноземов предалтайской лесостепной провинции (табл. 2).

Гранулометрический состав почв предалтайской лесостепной провинции несет на себе признаки лессовидной материнской породы, о чем свидетельствует резкое преобладание фракции крупной пыли (0,05-0,01мм), содержание которой в легко,- средне- и тяжелосуглинистых разновидностях составляет соответственно 50-65, 40-60 и 35-45%. Содержание илистой фракции  (меньше 0,001мм) в тяжелосуглинистых черноземах составляет 30-40%, в средне- и легкосуглинистых ее немного – около 20 и 10% соответственно. Песчаных частиц (больше 0,05) очень мало. В целом профиль черноземов предалтайской лесостепи довольно однороден по гранулометрическому составу: заметно лишь небольшое накопление иловатой фракции в горизонте В (табл. 2).

В профиле черноземов западносибирской лесной провинции, особенно оподзоленных и солонцеватых, хорошо выделяются, повышенным содержанием илистых частиц иллювиальные горизонты. Но у черноземов одного подтипа иллювиированность по илу выражена неодинаково. Так, например, у черноземов, расположенных на приречных удовлетворительно дренированных массивах иллювиальный горизонт выражен слабее, чем у черноземов водораздельных плохо естественно дренированных равнин (Панфилов В.П., 1976).

Повышенное содержание ила в горизонте В некоторые исследователи связывают с реликтовой солонцеватостью и осолодением черноземов (Горшенин К.П., 1955).

В.А. Хмелев и А.А. Танасиенко (1983) отмечают, что выщелоченные и оподзоленные черноземы Кузнецкой котловины, несмотря на общность происхождения и свойств почвообразующих пород (лессовидных суглинков), характеризуются заметно разнообразным гранулометрическим составом – средне- и большей частью тяжелосуглинистым. В структуре гранулометрического состава преобладают крупнопылеватые и иловатые фракции и очень мало содержится песка. К приобретенному признаку выщелоченных и оподзоленных черноземов Кузнецкой котловины в процессе почвообразования нужно отнести некоторое накопление илистых частиц в средней части профиля: меньшее – выщелоченных черноземов, большее – оподзоленных. Такой характер распределения ила можно объяснить его вертикальным перераспределением без существенного химического и химико-минералогического изменения, поскольку преобладающим глинистым минералами илистой фракции всех горизонтов профиля являются в настоящее время гидрослюды в сочетании с неупорядоченными слюдисто-монтмориллонитовым образованиями, а также монтмориллонитом, хлоритом и каолинитом.

Гранулометрический состав обыкновенных черноземов степной зоны, по материалам В.П.Панфилова (1976), в основном среднесуглинистый, реже тяжело- и легкосуглинистый, отличающихся повышенным содержанием крупнопылеватой фракции (табл. 2). На Ишимо-Иртышском междуречье они преимущественно тяжелосуглинистые и реже глинястые с высоким содержанием иловатой фракции (до 40% и более), нередко подстилающиеся слоистыми суглинисто-глинистыми третичными отложениями. Встречаются также главным образом на приречных увалах и гривах черноземы легкосуглинистого механического состава. В составе почвенного «скелета» преобладают кварц (39%) и полевые шпаты (26%). В состав илистой фракции входят гидрослюды и монтмориллонит, причем его содержание в обыкновенных черноземах больше, чем в других зональных почвах степной зоны.

Гранулометрический состав южных черноземов преимущественно средне- и легкосуглинистый, а в переделах Ишим-Иртышского междуречья тяжелосуглинистый, реже глинистый (табл. 2). Приобское плато, отмечается более высокое содержание пылеватых фракций и относительное снижение содержания ила и песка.

В направлении от повышенных элементов рельефа к различного рода понижениям гранулометрический состав черноземов становится, как правило, тяжелее. В целом же гранулометрический состав южных черноземов, особенно в верхней части почвенного профиля, заметно более оглинен. Южные черноземы на Прииртышском увале, ярко выраженных гривах Северо-Кулундинской равнины и на террасированных склонах Приобского плато неглубоко подстилаются толщей супесей, суглинков и реже песков. Сравнительно мощная толща подстилающих пород легкого гранулометрического состава. Однако на нижних частях склонов и плоских, относительно повышенных элементах рельефа, южные черноземы нередко близко подстилаются породами тяжелого гранулометрического состава, как правило засоленными.

Гранулометрический состав типичных черноземов межгорных котловин Горного Алтая неодинаков и неоднороден по профилю, что связано с разнообразием гранулометрического состава почвообразующего субстрата (табл. 2). Однако преобладают среднесуглинистые, в той или иной степени каменистые разновидности черноземов. Количество крупнозема к низу профиля возрастает, содержание мелкозема соответственно уменьшается. Это является специфической особенностью гранулометрического состава черноземов котловин и речных долин. В мелкоземе гумусовых горизонтов преобладают пылеватые и песчаные фракции и только иногда, в случае тяжелого гранулометрического состава – пылеватые и иловатые фракции. С глубиной количество частиц, составляющих «физическую глину», убывает, а содержащие песчаные фракции увеличивается (Панфилов В.П., 1976).

В минералогическом составе черноземов преобладают первичные минералы. Из вторичных  минералов в большинстве черноземных почв встречаются минералы монтмориллонитовой и гидрослюдистой групп, в которых доминирует монтмориллонит. Имеются также черноземы, в илистой фракции которых превалируют минералы каолинитовой группы (Кауричев И.С., 1982).

Н.И. Горбунов (1974) считает, что черноземы, развитые на суглинках и глинах четвертичного возраста, в илистой и коллоидной фракциях содержат диоктаэдрические гидрослюды и монтмориллонит как компоненты смешаннослоистых гидрослюдамонтмориллонитовых образований. В черноземах высокодисперсные минералы обычно распределены по профилю равномерно.

Так Л.М. Богданов (1984) отмечает, что по минеральному составу почвообразующие породы черноземного Приобья Алтайского края богаты полевыми шпатами, слюдами, гидрослюдами. Меньше слюд содержится в тяжелой фракции покровных пород лесостепной части Приобья. Л.М.Богданов (1984) подчеркивает, ссылаясь на Б.Ф. Петрова (1948), что на Приобском плато левопобережья Оби в тяжелой фракции почвообразующих пород в среднем содержится 2,5% апатитов, в подгорных равнинах фосфорсодержащих минералов в 2 раза меньше – 1,0 – 1,2%. Минералы легкой фракции почвообразующих пород имеют небольшую выветрелось. Полевые шпаты, слюды, содержащиеся в большом количестве в этой фракции, свежи, окатанность зерен слабая.

Кроме монтмориллонита и гидрослюд, в черноземах в незначительных количествах присутствуют окристаллизованные полуторные окислы (гетит, геббсит). Минералы полуторных окислов обычно встречаются в верхней части профиля, где окислительные процессы и высушивание создают условия для кристаллизации аморфных гидроокислов железа и алюминия. Органические вещества черноземов образуют с полуторными окислами и глинистыми минералами прочные адгезионные соединения. Поэтому гумус прочно склеивает минеральные частицы в структурные агрегаты и не выходит в межслоевое пространство монтмориллонита, а остается на его поверхности.

В черноземах присутствуют также хлорит и каолинит. В большом количестве каолинит обнаружен в черноземах образованной на каолинитовой породе. Каолинит здесь унаследован от породы, где он образовался в течение длительного времени выветривания полевых шпатов и слюд.

Из других минералов в илистых фракциях черноземов следует отметить присутствие аморфных веществ. Чернозем на палеогеновой глине несколько отличается от чернозема на элювии гранита тем, что в нем больше аморфных веществ и меньше каолинита. Минералы полуторных окислов в этих черноземах содержатся в ничтожном количестве и лишь в верхних горизонтах.

Таким образом, черноземы по составу высокодисперсных минералов следует разделить на две группы – в одной присутствуют минералы монтмориллонит-гидрослюдистой группы, а в другой – минералы каолинитовой группы. Различие в составе минералов следует объяснить породой, возрастом и условиями выветривания первичных минералов (Горбунов Н.И., 1974).

Таблица 2 - Гранулометрический состав черноземов (по Панфилову В.П., 1976)

Продолжение таблицы 2