Влияние рельефно-почвенных отношений на морфогенетическую диагностику горных серо-коричневых обыкновенных почв северо-восточной части Малого Кавказа Азербайджана

Автор: Юзбашова Н.Ш.

Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki

Статья в выпуске: 7 т.11, 2025 года.

Бесплатный доступ

Целью исследования является изучение влияния различных склонов рельефа на морфогенетическую диагностику горных серо-коричневых обыкновенных почв северо-восточной части Малого Кавказа. Район исследования расположен на высоте 410-450 м над уровнем моря и значительно расчленен склонами и долинообразными микропонижениями. Почвообразующие породы представлены делювиальными карбонатными глинисто-суглинистыми отложениями. Климат сухой субтропический, с годовым количеством осадков 350-400 мм, величиной испаряемости 850-900 мм, коэффициентом увлажнения ˂0,5 и среднегодовой температурой 11,8-12,5°C. На основе почвенных исследований и подготовки карты пластики рельефа (1:10 000) составлена крупномасштабная почвенная карта (1:10 000) исследуемой территории. Почвы теневых склонов северо-западной экспозиции и долинообразных микропонижений характеризуются относительно оптимальным режимом увлажнения и формированием мощного аккумулятивного слоя (AU=35-40см) под растительным покровом, хорошей обеспеченностью гумусом (2,6-3,5%), азотом (0,22-0,27), емкостью поглощения (26,0-31,4 ммоль-экв), щелочной реакцией среды (pH=7,3-8,5). Характерными диагностическими показателями являются выщелачивание карбонатов из верхнего слоя почвенного профиля (AU=0-25 см) и накопление их в средней части (CaCO3=5,2-8,3%), глинистый гранулометрический состав (˂0,01 мм=53,5-60,7%), плотность 1,15-1,42 г/см3, надземная биомасса трав 7,24 т/га, корневая масса 22,73 т/га. Относительно сухие микроклиматические условия и подверженность почв солнечных юго-восточных склонов эрозионным процессам привели к существенному снижению мощности аккумулятивного карбонатного слоя (AUa=25-30 см) и содержания гумуса (1,9-2,1%), азота (0,17-0,20%), ёмкости поглощения (20,2-24,3 ммоль-экв), надземной биомассы (4,79 т/га) и корневой фракции (11,46 т/га), а также относительному облегчению гранулометрического состава (˂0,01мм= 38,3-44,2%; ˂0,001 мм=13,7-19,4%).

Еще

Горные серо-коричневые обыкновенные почвы, рельеф, экспозиции склонов, гумус, карбонаты, гранулометрический состав

Короткий адрес: https://sciup.org/14133345

IDR: 14133345 | DOI: 10.33619/2414-2948/116/33

Текст научной статьи Влияние рельефно-почвенных отношений на морфогенетическую диагностику горных серо-коричневых обыкновенных почв северо-восточной части Малого Кавказа Азербайджана

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 11. №7 2025

УДК 631.47.48

Ещё в начале ХХ века в трудах классиков почвенной науки В. В. Докучаева, Н. М. Сибирцева, Л. И. Просолова, а в дальнейшем В. А. Ковды, А. Д. Джеральда, М. Э. Салаева, И. Н. Степанова было отмечено, что формирование морфогенетических профилей и свойств различных типов почв горных и предгорных регионов, в среде природно-экологических факторов решающую роль играет рельеф и экспозиции склонов. В работах П. Флоринского влияние рельефа на пространственные вариации почвенных свойств основательно исследованы на примере почвенной влаги, где проанализирована роль крутизны и уклона склонов, а также горизонтального, вертикального и среднего уклона склонов в процессе почвообразования [6-13].

Современными исследованиями в почвенном картографировании доказана эффективность применения компьютерных технологий, данных дистанционного зондирования (спутниковых данных) и математическое моделирование цифрового почвенного картографирования, как регионального, так и локального масштаба [15, 16].

J. C. Gallant и J. M. Austin разработали методологию расчета топографических производных параметров для подготовки цифровой почвенной карты Австралийского континента и преуспели в составлении почвенной карты высокой точности [13. 14].

На основании исследований, в последние годы проведенных в горных районах Азербайджана, и особенно в отдельных зонах Малого Кавказа, различными исследователями отмечается, что большое влияние на строение и диагностические показатели почвенного покрова оказывают высота и экспозиции рельефа [1, 6, 10].

Объект и методика исследований

Объектом исследования были выбраны горные серо-коричневые обыкновенные почвы, расположенные в низкогорной зоне северо-восточной части Малого Кавказа (Казахский район, селение Даг-Кесемен). Рельеф объекта исследования расположен на высоте 410-450 м

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 11. №7 2025 над уровнем моря. Климат сухой субтропический, при годовом количестве осадков 380-400 мм, величина испаряемости — 850-900 мм, коэффициент увлажнения ˂0.5, среднегодовая температура воздуха 12.1-12.5°С. Растительный покров, в основном, состоит из мелких кустарников и полынно-травянистых фитоценозов.

В 2022-2023 гг. были выбраны характерные «ключевые участки» 10-12 га и заложены 7-8 почвенных разрезов на глубине 1.2-1.7 м, и отобраны почвенные образцы из генетических горизонтов. Проведено морфологическое описание генетических горизонтов (мощность перегнойно-аккумулятивного горизонта, структура твердости, влажность, кипение под действием 10% HCl и др.)

В почвенных образцах выполнены следующие анализы: гранулометрический состав пипеточным методом с растиранием раствором пирофосфата натрия, определение объемной массы по Н. А. Качинскому, содержание гумуса и азота по методу И. В. Тюрина, поглощенные катионы Са и Mg по Д. В. Иванову, рН водной суспензии-потенциометром, содержание СО 2 карбонатов-кальциметром.

Количество биомассы определено в период максимального роста (цветения) растений. Надземная фитомасса определена на площади 1 м2 в трехкратной повторности, путем срезания у поверхности на высоте 2 см растения и далее после воздушной сушки скашенная масса определяли с рассчетом т/га.

Подземная корневая масса определялась по Н. А. Качинскому количество корневой массы из расчета взятием монолитов способом (25х25см2), до глубины 50 см, через каждые 10 см, в трехкратной повторности.

Анализ и обсуждение

На основе существующей методики составлена карта объекта исследований в 1:10000 масштабе. Геоморфологически на карте пластики рельефа местности, осложненной горными склонами и долинами, выделяются следующие компоненты рельефа: 1. затененные северозападные склоны; 2. солнечные юго-восточные склоны; 3. долинообразные микровпадины.

Из морфологического описания почвенных разрезов, заложенных на исследуемой территории, видно, что на затененных северо-западных и солнечных юго-восточных склонах участков с одинаковой высотой и уклоном мощность гумусового слоя (AU), глубина и затвердевание выщелачивания карбонатов и формирования иллювиально-карбонатного слоя (Bca), структурно-агрегатный и гранулометрический состав генетических слоев, влажность, особенно степень смытости почвенного профиля и т. д. существенно различаются морфогенетические характеристики.

Генетический профиль горных серо-коричневых обыкновенных почв, сформированных на затененных склонах, характеризуется мягким дер-новым покровом, мощным гумусовым слоем (AU=35-40 см), размытостью карбонатов, зернисто-мелкозернистой структурой, глинисто-пылеватым гранулометрическим составом, ясной биологической переработкой, оптимальной увлажненностью в весенне-осенний сезоны, сравнительно мощным иллювиально-карбонатным слоем (Bca=40-70 см), упрочнением, мелкокомковатой структурой, мягкими мелкими белесовато-зернистыми, иногда слабыми карбонатными соединениями в виде мицелл и др. характерные морфогенетические признаки. Почвообразующие породы (Сса) состоят из карбонатных глинисто-суглинистых отложений. Растительность представлена относительно густым, хорошо развитым травяным покровом.

На затемненных склонах количество гумуса в верхнем слое (AU=18-23 см) горных серо-коричневых обыкновенных почв было несколько выше (2,6-3,5%) и хорошо заметна его подвижность до глубины 0,7-0,8 м (1,0-1,5%). Запасы гумуса в слое почвы 0-50 см составляет

134-148 т/га, а в слое 0-100 см 201-213 т/га. Количество валового азота также значительно выше (0,22-0,27%), а его запас составляет 4,8-5,9 т/га в 0-20-сантиметровом слое и 10,7-12,1 т/га в полуметровом слое. Верхний слой почвенного профиля (AU=18-23 см) характеризуется полным вымыванием карбонатов, накоплением их в среднем и глубинном слоях (CaCO 3 = 6,0-9,2%). Этот тип почвы также богат поглощенными основаниями. Емкость поглощения в комплексе в аккумулятивном слое составляет 26,0-31.4 ммоль-экв, а в среднем и глубинном слоях – 19.5-23.8 ммоль-экв.

ОСНОВНЫЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ГОРНЫХ СЕРО-КОРИЧНЕВЫХ ОБЫКНОВЕННЫХ ПОЧВ

Таблица 1

№ разреза	Горизонт, глубина, см	Гумус, %	Азот, %	CaCO 3 , %	pH	Емкость поглощения ммоль-экв.	Гранулометрический состав, %		Объем. Масса г/см³
№ разреза	Горизонт, глубина, см	Гумус, %	Азот, %	CaCO 3 , %	pH	Емкость поглощения ммоль-экв.	<0,001 мм	<0,01 мм	Объем. Масса г/см³
Затемненные экспозиции (северо-западные)
41	AU'z 0-20	3,48	0,27	нет	7,3	31,4	20,96	53,52	1,18
	AU"ca 20-42	2,15	0,18	3,2	7,8	28,5	25,48	56,50	1,30
	Bca 42-73	1,03	0,10	6,0	8,0	25,6	25,56	60,52	1,42
	B/Cca 73-105	0,62	-	8,3	8,2	23,8	24,52	57,70	1,38
	Cca 105-140	0,35	-	7,9	8,0	22,7	18,92	54,64	“-“
42	AU'z 0-18	2,95	0,24	нет	7,5	29,1	18,80	51,60	1,20
	AU"ca 18-35	2,23	0,19	2,3	8,0	30,2	19,16	56,92	1,32
	Bca 37-68	1,38	0,12	4,1	8,2	26,5	28,52	58,32	1,40
	B/Cca 68-96	0,82	-	9,2	8,3	25,0	17,48	48,68	1,38
	Cca 96-135	0,48	-	8,5	8,2	21,2	12,36	44,68	-
43	AU'a 0-23	2,62	0,22	нет	7,8	26,0	22,88	57,92	1,15
	AU"ca 23-40	1,86	0,17	3,8	8,2	25,3	24,60	60,48	1,35
	Bca 40-82	1,46	0,13	5,2	8,3	23,8	28,04	62,72	1,38
	B/Cca 82-115	0,78	-	7,9	8,5	20,0	27,76	54,28	1,40
	Cca 115-150	0,54	-	8,3	8,4	19,5	12,68	34,28	-
Солнечные экспозиции (юго-восточные)
44	AU'ca 0-13	1,88	0,17	6,5	8,0	20,2	13,68	38,24	1,22
	AU"ca 13-26	1,15	0,10	8,6	8,2	19,1	16,52	39,22	1,33
	Bca 26-58	0,83	0,08	9,4	8,5	19,9	20,08	46,60	1,38
	B/Cca 58-85	0,76	-	7,6	8,3	18,5	16,52	34,68	1,35
	Cca 85-110	0,40	-	7,3	8,2	15,3	12,84	29,28	-
46	AU'ca 0-15	2,15	0,20	7,4	8,1	24,3	19,36	44,46	1,24
	AU"ca 15-32	1,43	0,12	14,9	8,3	23,4	22,12	52,88	1,36
	Bca 32-65	0,95	0,09	17,1	8,5	20,9	24,88	52,56	1,40
	B/Cca 65-92	0,68	-	11,5	8,4	18,5	22,60	44,48	1,38
	Cca 92-120	0,53	-	9,0	8,4	16,8	20,72	42,36	-
Долинные микропонижения
4	AU'са 0-22	3,32	0,25	7,2	7,9	36,2	25,92	58,20	1,17
	AUса" 22-45	2,23	0,20	9,3	8,1	34,3	24,96	60,52	1,36
	B/Bca 45-74	1,85	0,15	9,5	8,2	37,9	24,68	62,52	1,40
	Bca 74-100	1,10	-	9,7	8,3	36,2	27,20	65,92	1,45
	B/Cca 100-128	1,02	-	8,6	8,2	30,8	25,40	62,44	-
	Cca 128-160	0,83	-	8,5	8,2	26,8	23,64	50,80	-

№ Горизонт, разреза глубина, см	Гумус, Азот, CaCO 3 , pH Емкость Гранулометри- Объем. % % % поглощения ческий состав, Масса ммоль-экв. % г/см³ <0,001 <0,01 мм мм
48 AU'ca 0-20	2,74 0,23 6,8 7,8 39,6 30,12 62,48 1,20
AU"ca 20-43	2,30 0,22 8,5 7,9 40,4 33,84 71,12 1,38
A/Bca 43-70	1,72 0,17 10,7 8,0 42,2 30,92 64,20 1,45
Bca 70-105	1,15 - 9,7 8,1 37,6 31,08 62,68 1,42
B/Cca 105-132	0,98 - 8,5 8,1 31,3 27,16 57,52 -
Cca 132-165	0,76 - 8,6 8,2 28,0 26,72 53,68 -

Описываемые почвы имеют относительно тяжелый гранулометрический состав. При этом количество физической глины (<0,01 мм) в верхних слоях (AU=18-23 см) составляет 51,6-57.9%, илистых частиц (<0,001 мм) 18.8-22.9%, а в средних слоях соответственно их количество значительно увеличивается (<0,01 мм=60,5-62,7%; <0,01 мм=25,6-28,0%). Объемная масса почвы в рыхлом перегнойном слое колеблется в пределах 1,15-1,20 г/см3, а в уплотненном иллювиально-карбонатном слое в пределах 1,35-1,42 г/см3. Это свидетельствует о том, что в профиле почвы илисто-коллоидные частицы подвергаются процессу сезонного вымывания.

Распространенные на солнечных склонах, горно серо-коричневые обыкновенные почвы характеризуются значительным уменьшением гумусового слоя (AU=30-32 см), нарушением структуры и перехода их в пылевато-зернистую структуру, относительным облегчением гранулометрического состава, отчетливого образования карбонатно иллювиального среднего горизонта (Вса), выявлением крупных мягких карбонатных белоглазок и относительно близким расположением их к поверхности почвы (30-50 см) и др. характерными морфологическими признаками . В верхних слоях (АU=13-15 см) наблюдается относительное уменьшение (1,9-2,2%) гумуса. Отмечается снижение запасов гумуса (72-87 т/га на 0-50 см; 115-138 т/га на 0-100 см). Эти почвы имеют относительно пониженное содержание азота (0,17-0,20%) и их запасов (0-20 см = 3,2-4,0 т/га, 0-50 см 6,5-7,4 т/га). Профиль горных серокоричневых обыкновенных почв, формирующихся на солнечных склонах, отличается от поверхности своей карбонатностью (CaCO 3 =6,5-7,4%). Максимальное количество карбонатов (CaCO 3 =9,4-17,1%) установлено в средних слоях. Определено некоторое снижение поглотительной способности в верхних слоях (20-24 ммоль-экв) и, наоборот, относительное увеличение показателя в водном растворе с рН (8,0-8,5). В верхнем слое почвенного профиля (AU=13-15 см) гранулометрический состав значительно легче (<0,01мм=38.2-48,5%; <0,001мм=13,7-19,4%), и, наоборот, тяжелее в средних слоях(<0,01мм=46,6-52,8%; <0,001мм=20,1-24,8%). В зависимости от количества гумуса и гранулометрического состава, объемная масса в верхнем слое почвы колеблется в пределах 1,22-1,24 г/см³, а в нижних – в пределах 1,38-1,40 г/см³. Хорошо заметна слабая эродированность почвы на экспозиции солнечных склонов.

Морфогенетические характеристики горных серо-коричневых обыкновенных почв, сформированных в долинных микровпадинах, существенно отличаются от почв затененных и солнечных склонов. В период весенне-осенних сезонных осадков в процессе уплотнения почвы в микропонижениях за счет делювиальных потоков в почвообразовательном процессе преобладают оптимальные, а иногда и избыточные режимы увлажнения. В результате в верхней части почвенного профиля образовался относительно темно-серый аккумулятивно- перегнойный слой (AUa=40-45 см). Генетические горизонты выражены слабо, мощность мелкоземистого почвенного слоя однообразна на глубине 1,0-1,3 м.

Анализ почвенных образцов показал, что горные серо-коричневые обыкновенные почвы, сформировавшиеся в долинных микропонижениях, имеют мощный аккумулятивноперегнойный слой (AUv=40-45 см), с относительно большим количеством гумуса (2,7-3,3%) и характеризуются обогащенным азотом (0,23-0,25%). В связи с тем, что образование гумусового слоя в почвенном профиле осуществляется за счет плодородных почвенных частиц, приносимых с различных глинистых склонов рельефа, количество гумуса на глубине 100 см устанавливается в размере 1,0-1,2%. Еще раз подтверждается увеличение запасов гумуса на глубине 0-50 см до 145-158 т/га и на глубине 0-100 см до 234-252 т/га. Запасы азота в этих почвах (0-20 см = 5,1-7,5 т/га, 0-50 см 12,9-13,2 т/га) немного высоки. Верхний слой данных почв солнечных склонов территории отличается карбонатностью и по профилю содержание их почти равномерно (СаСО 3 =7,2-10,7%). Почвенный профиль достаточно обогащен поглощенными основаниями (AU=36,2-39,6 ммоль-экв). Средний и глубокий слои также обладают достаточной поглотительной способностью (Вса-В/Сса=37,5-42,2 ммоль-экв). Причиной тому является наличие в этих слоях гумуса и значительно тяжелый гранулометрический состав. В результате накопления глинистых и особенно илистоколлоидных частиц в микроосадках за счет сезонных делювиальных стоков со склонов рельефа гранулометрический состав (<0,01 мм=58,2-71,2%; <0,001 мм=25,9-33,8%) оказывает влияние на затвердевание и увеличение объемной массы в средних слоях (1,411,45 г/см³).

Таблица 2

ЗАПАСЫ ФИТОМАССЫ НА ГОРНЫХ СЕРО-КОРИЧНЕВЫХ ОБЫКНОВЕННЫХ ПОЧВАХ

Экспозиции склонов рельефа	Запасы корневой массы по глубинам				Q Q Q О S ^&	S S S s о	Sv
	X Q Q _________ 0-10 ^4	т/гa, см
	X Q Q _________ 0-10 ^4	10-30	30-50	0-50
Затененный	7,24 11,35	7,12	4,26	22,73	29,97	24,16	75,84
склон северо-	% от общей фитомассы
западной	24,16 34,16	23,11	14,21	75,84	100
экспозиции	% от корневой массы
	49,93	31,32	18,75	100
Солнечный	4,79 6,06	3,22	2,18	11,46	16,25	29,48	70,52
склон юго-	% от общей фитомассы
восточной	29,48 37,28	19,82	13,42	70,52	100
экспозиции	% от корневой массы
	52,88	28,10	19,02	100
Долинные	9,05 13,36	8,15	5,42	26,93	35,98	25,15	74,85
микропонижения	% от общей фитомассы
	25,15 37,13	22,65	15,06	74,85	100
	% от корневой массы
	49,61	30,26	20,13	100

Известно, что запас фитомассы травянистых формаций зависит от физико-химических свойств почвы, естественной влажности, рельефно климатических условий и др. факторов. Фитомасса травянистых сообществ, особенно корневая система, играет большую роль в накоплении органического вещества в почве.

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 11. №7 2025

Таблица 3

ЗАПАС ГУМУСА И АЗОТА ГОРНЫХ СЕРО-КОРИЧНЕВЫХ ОБЫКНОВЕННЫХ ПОЧВ, т/га

№ разреза	Гумус, см			Азот, см
№ разреза	0-20	0-50	0-100	0-20	0-50
Затемненные (северо-западные) экспозиции
41	76,58	148,76	201,32	5,94	12,13
43	57,64	134,08	213,07	4,85	11,69
Солнечные (юго-западные) экспозиции
44	35,73	72,28	115,37	3,20	6,58
46	43,35	87,76	138,75	3,96	7,34
Долинные микропонижения
47	73,04	157,73	252,45	7,48	12,97
48	60,28	144,70	234,27	5,06	13,19

Количество и запас гумуса в зональных типах почв Азербайджана соответствует количеству фитомассы травянистых растений [5].

Предварительные результаты наших исследований показывают, что наряду с диагностическими показателями почвы в горных районах на количество и запас фитомассы в растительности существенное влияние оказывают затененные и солнечные экспозиции склонов местности [1-4, 10].

Так, если общий запас фитомассы дернины на горных серо-коричневых обыкновенных почвах затененных северо-западных горных склонов с оптимальными биоклиматическими и влажностными условиями составляет 30,0 т/га, то на солнечном юго-восточном горном склоне с повышением температурного режима и понижением влажности, запасы фитомассы значительно уменьшаются (16,3 т/га). Запасы надземной фитомассы 4,8-7,3 т/га (24,2-29,5%) и запасы корневой массы составляют 11,5-22,7 т/га (70,5-75,8%). Относительное увеличение общей фитомассы наблюдается в долинных микропонижениях с благоприятным режимом увлажнения (26,9 т/га).

Заключение

Для горных серо-коричневых обыкновенных почв затененных северо-западных склонов характерно формирование относительно мощного аккумулятивного слоя (AUv=35-40 см), гумуса (2,6-3,5%), общего азота (0,22-0,27%), поглотительной способностью (26-38 ммоль-экв) и слабощелочная реакция среды (pH=7,3-8,0), глинистый гранулометрический состав (<0,01мм=51,6-62,7%; <0,001мм=21,0-27,8% ) и др. диагностические показатели. Слой гумуса (AU+35-40 см) смыт от карбонатов, а максимальное его количество аккумулировано в среднем и глубинном слоях (CaCO3=8,3-9,2%).

На солнечной юго-восточной экспозиции горный серо-коричневый обыкновенный почвенный профиль содержит аккумулятивный слой (АU=30-35 см), гумус (1,9-2,2%), азот (0,17-0,20%), значительное снижение поглотительной способности (20-24ммоль-экв), в верхнем горизонте (АU=13-15см) наблюдается относительное облегчение гранулометрического состава (<0,01мм=38,2-44,5%; <0,001 мм=13,7-19,6%) и карбонатости почвенного профиля с поверхности (СаСО3=6,5-7,4%).

Почвы, формирующиеся на микропонижениях, характеризуются относительно мощным аккумулятивным гумусовым слоем (АU=40-45 см) и глубокие их затеки (1,0-1,3 м), достаточной поглотительной способностью (36-40 ммоль-экв) и глинистым гранулометрическим составом (<0,01мм=58,2-71,1%; <0,001 мм=25,9-33,8%).

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 11. №7 2025

Статья научная