esoilБюллетень Почвенного института имени В.В. ДокучаеваDokuchaev Soil Bulletin0136-16942312-4202V.V. Dokuchaev Soil Science Institute10.19047/0136-1694-2020-105-173-207esoil-550Research ArticleСтатьиРасчетная реконструкция профильного распределения минералов по содержанию стабильного компонента на примере солонца коркового светлого сухостепной зоны юга РоссииPredicted reconstruction of the profile distribution of minerals according to the content of the stable component in the crust light solonetz of dry-steppe zone in the south of Russiahttps://orcid.org/0000-0003-4295-725XВарламовЕ. Б.VarlamovE. B.

Старший научный сотрудник лаборатории Минералогии и микроморфологии почв. Интересы: качественный и количественный минералогический анализ почв. 

119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2

7 Bld. 2 Pyzhevskiy per., Moscow 119017

evgheni968@rambler.ruЧурилинН. А.ChurilinN. A.

119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2

7 Bld. 2 Pyzhevskiy per., Moscow 119017

info@esoil.ruКагановаА. Е.KaganovaA. E.

119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2

7 Bld. 2 Pyzhevskiy per., Moscow 119017

info@esoil.ruФИЦ "Почвенный институт им. В.В. Докучаева"РоссияFederal Research Centre “V.V. Dokuchaev Soil Science Institute”Russian Federation2020251220200105173207Copyright © Варламов Е.Б., Чурилин Н.А., Каганова А.Е., 20212021Варламов Е.Б., Чурилин Н.А., Каганова А.Е.Varlamov E.B., Churilin N.A., Kaganova A.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.esoil.ru/jour/article/view/550

На основе детального, сопряженного, качественного и количественного анализа глинистых и кластогенных минералов коркового солонца Заволжья рассчитан профильный состав минералов по содержанию стабильного компонента. При этом принята изначальная минералогическая однородность почвенного профиля, определенная методом стабильного компонента – содержания в профиле калиевого полевого шпата. Показатели плотности почвы к расчетам не привлекали. Профильные расчеты минералов проведены на уровне потерь и прибавок их процентного содержания в генетических горизонтах по отношению к породе, выраженных в кг/100 кг породы. Расчетные значения для глинистых минералов отрицательные в надсолонцовом и положительные в солонцовых горизонтах. Для кластогенных минералов отрицательные расчетные значения установлены в надсолонцовом горизонте, с максимумом убыли в солонцовых горизонтах, и положительные – в аккумулятивно-карбонатных горизонтах. Расчетными значениями минералов и масс силикатной части для почвы установлена глубокая проработанность профиля, которая выявлена по отрицательным значениям массы кластогенных минералов и избыточной массе глинистых минералов в иллювиальной части профиля по отношению к калиевым полевым шпатам. Накопление иллита в поверхностных горизонтах объясняется как процессом иллитизации, так и значительным физическим дроблением слюдистых минералов крупных фракций до размера илистых частиц. Проведенные расчеты профильного распределения кластогенных и глинистых минералов позволили иным способом проанализировать элювиально-иллювиальную дифференциацию минеральной части почвы. Однако наличие литологической неоднородности профиля с определенным искажением влияет и на объемы изменений в минералогии почвы.

On the basis of detailed, conjugated, qualitative and quantitative analysis of clay and clastogenic minerals of the crust solonetz of the Volga region, the profile composition of minerals is calculated according to the content of a stable component. At the same time, the initial mineralogical homogeneity of the soil profile, determined by the method of a stable component – the content of К-feldspar in the profile, was adapted. Soil density indicators were not involved in the calculations. Profile calculations of minerals were carried out at the level of losses and increases of their percentage in genetic horizons relative to the rock, expressed in kg/100 kg of rock. Design values for clay minerals – negative in suprasolonetz and positive – in solonetz horizons. For clastogenic minerals, negative design values are set in suprasolonetz, with a maximum decrease in solonetz gori-umbrellas, and positive in accumulative-carbonate horizons. The calculated values of minerals and masses of the silicate part allowed establishing the deep development of the soil profile, which was revealed by negative values of the mass of clastogenic minerals and an excess mass of clay minerals in the illuvial part of the profile with respect to potassium feldspar. The accumulation of illite in the surface horizons is explained both by the illitization process and by the significant physical crushing of mica minerals of large fractions to the size of silty particles. The lithological heterogeneity of the profile affects the distortion of the calculation results. Calculated model of substances is formed in solonetz profile by real distribution of mineralogical components of eluvial-illuviation process.

кластогенные минералыглинистые минералыкалиевый полевой шпаткварцсмешанослойные образованияиллитхлориткаолинитclusters mineralsclay mineralsК-feldsparquartzmixed layer mineralsillitechloritekaoliniteИсследование проведено при поддержке гранта РФФИ 18-016-00129АThe studies were carried out with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research (RFBR) in the framework of the scientific project No. 18-016-00129А.ReferencesАлексеев В.Е. Минералогия почвообразования в степной и лесостепной зонах Молдовы. Диагностика, параметры, факторы, процессы. Кишинев: 1999, 241 с.Alekseev V.E., Mineralogiya pochvoobrazovaniya v stepnoi i lesostepnoi zonakh Moldovy. Diagnostika, parametry, faktory, protsessy (Mineralogy of soil formation in the steppe and forest-steppe zones of Moldova. Diagnostics, parameters, factors, processes), Kishinev: 1999, 241 p.Алексеев В.Е. Способ оценки минералогического состояния силикатной части черноземов // Почвоведение. 2012. № 2. С. 189–199.Alekseev V.E., Sposob otsenki mineralogicheskogo sostoyaniya silikatnoi chasti chernozemov (Method for assessing the mineralogical state of the silicate part of chernozems), Pochvovedenie, 2012, No. 2, pp. 189–199.Арсланов Х.А., Свиточ А.А., Чепалыга А.Л. и др. О возрасте Хвалынских отложений Каспийского регион по данным датирования моллюсков 14С и 230TH/234U методами // Фундаментальные проблемы квартера, итоги изучения и основные направления дальнейших исследований. Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН, 2013. С. 34–36.Arslanov Kh.A., Svitoch A.A., Chepalyga A.L. et al., O vozraste Khvalynskikh otlozhenii Kaspiiskogo region po dannym datirovaniya mollyuskov 14S i 230TH/234U metodami (About the age of the Khvalynsk deposits in the Caspian region according to the dating of mollusks by 14C and 230TH / 234U methods), In: Fundamental'nye problemy kvartera, itogi izucheniya i osnovnye napravleniya dal'neishikh issledovanii (Fundamental problems of the quarter, the results of the study and the main directions of further research), Rostov-na-Donu: YuNTs RAN, 2013, pp. 34–36.Варламов Е.Б., Лебедева М.П., Чурилин Н.А., Чурилина А.Е. Особенности профильного распределения минералов во фракциях разной размерности в солонце корковом светлом сухостепной зоны юга России // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2018. Вып. 93. С. 144–172. DOI: 10.19047/0136-1694-2018-93-144-168.Varlamov E.B., Lebedeva M.P., Churilin N.A., Churilina A.E., Profile distribution of minerals in textural fractions of different dimensions in the solonetz in dry steppe zone of Russia, Dokuchaev Soil Bulletin, 2018, Vol. 93, pp. 144–168, DOI: 10.19047/0136-1694-2018-93-144-168.Горбунов Н.И. Высокодисперсные минералы и методы их изучения их изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 302 с.Gorbunov N.I., Vysokodispersnye mineraly i metody ikh izucheniya ikh izucheniya (Finely dispersed minerals and methods of their study), Moscow: Izd-vo AN SSSR, 1963, 302 p.Горбунов Н.И. Методика подготовки почв к минералогическим анализам // Методы минералогического и микроморфологического изучения почв. М.: Наука, 1971. С. 5–15.Gorbunov N.I., Metodika podgotovki pochv k mineralogicheskim analizam (Methods of soil preparation for mineralogical analyzes), In: Metody mineralogicheskogo i mikromorfologicheskogo izucheniya pochv (Methods of mineralogical and micromorphological studies of soils), Moscow: Nauka, 1971, pp. 5–15.Градусов Б.П. Рентгендифрактометрический метод в минералогических исследованиях почв // Почвоведение. 1967. № 10. С. 127–137.Gradusov B.P., Rentgendifraktometricheskii metod v mineralogicheskikh issledovaniyakh pochv (X-ray diffractometric method in mineralogical studies of soils), Pochvovedenie, 1967, No. 10, pp. 127–137.Градусов Б.П. Минералы со смешанослойной структурой в почвах. М.: Изд-во АН СССР. 1976. 127с.Gradusov B.P., Mineraly so smeshanosloinoi strukturoi v pochvakh (Minerals with a mixed layer structure in soils), Moscow: Izd-vo AN SSSR, 1976, 127 p.Градусов Б.П., Травникова Л.С., Чижикова Н.П. Минералогический состав глинистого материала почв // Структура, функционирование и эволюция системы биогеоценозов Барабы. Новосибирск: Наука, 1974. Т. 1. С. 153–183.Gradusov B.P., Travnikova L.S., Chizhikova N.P., Mineralogicheskii sostav glinistogo materiala pochv (Mineralogical composition of clay soil material), In: Struktura, funktsionirovanie i evolyutsiya sistemy biogeotsenozov Baraby (Structure, functioning and evolution of the system of biogeocenoses in Baraba), Novosibirsk: Nauka, 1974. Vol. 1, pp. 153–183.Коссович П.С. Краткий курс общего почвоведения. Петроград: Тип. Альтшулера, 1916. 276 с.Kossovich P.S., Kratkii kurs obshchego pochvovedeniya (A short course in general soil science), Petrograd: Tip. Al'tshulera, 1916, 276 p.Макеев А.О., Макеев О.В. Почвы с текстурно-дифференцированным профилем основных криогенных ареалов севера Русской равнины. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1989. 272 с.Makeev A.O., Makeev O.V., Pochvy s teksturno-differentsirovannym profilem osnovnykh kriogennykh arealov severa Russkoi ravniny (Soils with a texture-differentiated profile of the main cryogenic areas in the north of the Russian Plain), Pushchino: ONTI NTsBI AN SSSR, 1989, 272 p.Прудникова Е.Ю., Варламов Е.Б., Чурилин Н.А., Чурилина А.Е. Дифференциация и баланс минералов при трансформации открытой поверхности пахотных почв под воздействием атмосферных осадков // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2019. Вып. 98. С. 105–131. DOI: 10.19047/0136-1694-2019-98-105-131.Prudnikova E.Yu., Varlamov E.B., Churilin N.A., Churilina A.E., Differentiation and balance of minerals during transformation of the open surface of arable soils under the impact of rain, Dokuchaev Soil Bulletin, 2019, Vol. 98, pp. 105–131, DOI: 10.19047/0136-1694-2019-98-105-131.Розанов Б.Г. Генетическая морфология почв. М.: Изд-во МГУ, 1975. 292 с.Rozanov B.G., Geneticheskaya morfologiya pochv (Genetic morphology of soils), Moscow: Izd-vo MGU, 1975, 292 p.Роде А.А. Избранные труды в Т.4. Подзолообразовательный процесс. М.: ГНУ Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2008. 480 с.Rode A.A., Izbrannye trudy v T.4. Podzoloobrazovatel'nyi protsess (Selected works in Vol. 4. Podzol formation process), Moscow: GNU Pochvennyi in-t im. V.V. Dokuchaeva Rossel'khozakademii, 2008, 480 p.Седлецкий И.Д. Гензис минералов почвенных коллоидов в связи с типами выветривания и почвообразования // Природа. 1938. № 1. С. 34–44.Sedletskii I.D., Genzis mineralov pochvennykh kolloidov v svyazi s tipami vyvetrivaniya i pochvoobrazovaniya (Genzis minerals of soil colloids in connection with the types of weathering and soil formation), Priroda, 1938, No. 1, pp. 34–44.Симонов Г.А. Состояние и эволюция минеральной массы почв зонального ряда не покровных суглинках: Генетические аспекты: Автореф. дис. … докт. биол. наук. Сыктывкар, 2000.Simonov G.A., Sostoyanie i evolyutsiya mineral'noi massy pochv zonal'nogo ryada ne pokrovnykh suglinkakh: Geneticheskie aspekty: Avtoref. dis. … dokt. biol. nauk (The state and evolution of the mineral mass of soils of the zonal series of non-cover loams: Genetic aspects: Extended abstract of Doct. biol. sci. thesis), Syktyvkar, 2000.Симонов Г.А., Соколова Т.А. Некоторые параметры для количественной оценки степени выраженности элювиального и элювиально-иллювиального почвенных процессов // Вест. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1981. № 3. С. 3–11.Simonov G.A., Sokolova T.A., Nekotorye parametry dlya kolichestvennoi otsenki stepeni vyrazhennosti elyuvial'nogo i elyuvial'no-illyuvial'nogo pochvennykh protsessov (Some parameters for a quantitative assessment of the severity of eluvial and eluvial-illuvial soil processes), Vest. Mosk. Un-ta. Ser. 17. Pochvovedenie, 1981, No. 3, pp. 3–11.Симонов Г.А., Соколова Т.А. Некоторые параметры для количественной оценки степени выраженности элювиального и элювиально-иллювиального почвенных процессов // Вест. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1982. № 1. С. 27–35.Simonov G.A., Sokolova T.A., Nekotorye parametry dlya kolichestvennoi otsenki stepeni vyrazhennosti elyuvial'nogo i elyuvial'no-illyuvial'nogo pochvennykh protsessov (Some parameters for a quantitative assessment of the severity of eluvial and eluvial-illuvial soil processes), Vest. Mosk. Un-ta. Ser. 17. Pochvovedenie, 1982, No. 1, pp. 27–35.Солдатова Е.Ф. Сухостепные почвы с дифференцированным профилем на древних корах выветривания Терсекского плато (Северный Казахстан) // Почвоведение.1989. № 7. С. 24–37.Soldatova E.F., Sukhostepnye pochvy s differentsirovannym profilem na drevnikh korakh vyvetrivaniya Tersekskogo plato (Severnyi Kazakhstan) (Dry steppe soils with a differentiated profile on ancient weathering crusts of the Tersek plateau (Northern Kazakhstan)), Pochvovedenie, 1989, No. 7, pp. 24–37.Соколова Т.А. Разрушение глинистых минералов в модельных опытах и в почвах: позможные механизмы, скорость, диагностика (анализ литературы) // Почвоведение. 2013. № 2. С. 201–218.Sokolova T.A., Razrushenie glinistykh mineralov v model'nykh opytakh i v pochvakh: pozmozhnye mekhanizmy, skorost', diagnostika (analiz literatury) (Destruction of clay minerals in model experiments and in soils: possible mechanisms, speed, diagnostics (analysis of the literature)), Pochvovedenie, 2013, No. 2, pp. 201–218.Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах. Тула, 2005. 336 с.Sokolova T.A., Dronova T.Ya., Tolpeshta I.I., Glinistye mineraly v pochvakh (Clay minerals in soils), Tula, 2005, 336 p.Травникова Л.С. Минералогический состав фракции <1 m некоторых солонцов черноземной и каштановой зон // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 1968. Вып. 2. С. 52–60.Travnikova L.S., Mineralogicheskii sostav fraktsii <1 m nekotorykh solontsov chernozemnoi i kashtanovoi zon (Mineralogical composition of the fraction <1 m of some solonetzes in the chernozem and chestnut zones), Dokuchaev Soil Bulletin, 1968, Vol. 2, pp. 52–60.Травникова Л.С. О строении и структуре основного компонента глинистого материала содовых солонцов // Докл. АН СССР. 1976. № 6. С. 1425–1428.Travnikova L.S., O stroenii i strukture osnovnogo komponenta glinistogo materiala sodovykh solontsov (On the structure and structure of the main component of the clay material of soda solonetzes), Dokl. AN SSSR, 1976, No. 6, pp. 1425–1428.Травникова Л.С. О географии и генезисе глинистого материала солонцовых почв // Тез. докл. 5-го съезда ВОП. Вып. 1. Минск, 1977. С. 156–157.Travnikova L.S., O geografii i genezise glinistogo materiala solontsovykh pochv (On the geography and genesis of clayey material of solonetz soils), Tez. dokl. 5-go s"ezda VOP, 1977, Vol. 1, Minsk, pp. 156–157.Травникова Л.С., Мясников В.В. Особенности профиля глинистого материала почв солонцового профиля лимана Б. Царын // Почвоведение. 1967. № 10. С. 127–137.Travnikova L.S., Myasnikov V.V., Osobennosti profilya glinistogo materiala pochv solontsovogo profilya limana B. Tsaryn (Peculiarities of the profile of clay material of soils in the solonetz profile of the B. Tsaryn estuary), Pochvovedenie, 1967, No. 10, pp. 127–137.Сток наносов, его изучение и географическое распределение. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 240 с.Stok nanosov, ego izuchenie i geograficheskoe raspredelenie (Sediment runoff, its study and geographical distribution), Leningrad: Gidrometeoizdat, 1977, 240 p.Халчева Т.А. Степень выветроелости и условия формирования разновозрастных лессовых горизонтов Русской равнины: Автореф. дис. … канд. геогр. наук. Москва, 1974. 31 с.Khalcheva T.A., Stepen' vyvetroelosti i usloviya formirovaniya raznovozrastnykh lessovykh gorizontov Russkoi ravniny: Avtoref. dis. … kand. geogr. nauk (The degree of weathering and conditions for the formation of uneven-aged loess horizons of the Russian Plain: Extended abstract of Cand. geogr. sci. thesis), Moscow, 1974, 31 p.Чепалыга А.Л., Пирогов А.Н. Влияние вод Хвалынского бассейна древнего Каспия на формирование долины Маныча и его ландшафтов // Роль особо охраняемых природных территорий в сохранении биоразнообразия. Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. ун-та, 2006. С. 409–415.Chepalyga A.L., Pirogov A.N., Vliyanie vod Khvalynskogo basseina drevnego Kaspiya na formirovanie doliny Manycha i ego landshaftov (The influence of the waters of the Khvalynsky basin of the ancient Caspian Sea on the formation of the Manych valley and its landscapes), In: Rol' osobo okhranyaemykh prirodnykh territorii v sokhranenii bioraznoobraziya (The role of specially protected natural areas in the conservation of biodiversity), Rostov-na-Donu: Izd-vo Rost. un-ta, 2006, pp. 409–415.Чижикова Н.П., Градусов Б.П., Травникова Л.С. Особенности профилей глинистого материала почв Барабинской лесостепи в связи с их эволюцией // Науч. докл. высш. шк. биол. наук. 1973. № 8. С. 99–106.Chizhikova N.P., Gradusov B.P., Travnikova L.S., Osobennosti profilei glinistogo materiala pochv Barabinskoi lesostepi v svyazi s ikh evolyutsiei (Peculiarities of profiles of clay material in soils of the Baraba forest-steppe in connection with their evolution), Nauch. dokl. vyssh. shk. biol. nauk., 1973, No. 8, pp. 99–106.Чижикова Н.П., Хитров Н.Б., Самсонова А.А., Варламов Е.Б., Чурилин Н.А., Роговнева Л.В., Чевердин Ю.И. Минералы трехкомпонентной пятнистости агрочерноземов Каменной Степи // Почвоведение. 2017. № 4. С. 468–482.Chizhikova N.P., Khitrov N.B., Samsonova A.A., Varlamov E.B., Churilin N.A., Rogovneva L.V., Cheverdin Yu.I., Mineraly trekhkomponentnoi pyatnistosti agrochernozemov Kamennoi Stepi (Minerals of three-component patchiness of agrochernozems of the Kamennaya Steppe), Pochvovedenie, 2017, No. 4, pp. 468–482.Bar-On P., Shainberg J. Hydrolysis and decompositionof Na/montmorillonite in distilled water // Soil Science. 1970. Vol. 109. No. 4. P. 241–246.Bar-On P., Shainberg J., Hydrolysis and decompositionof Na/montmorillonite in distilled water, Soil Science, 1970, Vol. 109, No. 4, pp. 241–246.Biscaye R.E. Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent Seas and Oceans // Geological Soc. Am. Bull. 1965. Vol. 76. No. 7. P. 803–832.Biscaye R.E., Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent Seas and Oceans, Geological Soc. Am. Bull., 1965, Vol. 76, No. 7, pp. 803–832.Cook H.E., Johnson P.D., Matti J.C., Zemmels I. Methods of sample prepa-ration and X-ray diffraction data analysis, X-ray Mineralogy Laboratory, Deep Sea Drilling Project, University of California, Riverside // In: Init. Repts. Washington: U.S. Govt. Printing Office, 1975. P. 999–1007.Cook H.E., Johnson P.D., Matti J.C., Zemmels I., Methods of sample prepa-ration and X-ray diffraction data analysis, X-ray Mineralogy Laboratory, Deep Sea Drilling Project, University of California, Riverside, In: Init. Repts., Washington: U.S. Govt. Printing Office, 1975, pp. 999–1007.Egli M., Fitze P. Formulation of pedologic mass balance based immobile elements: a revision // Soil Science. 2000. Vol. 165. No. 5. P. 437–443.Egli M., Fitze P., Formulation of pedologic mass balance based immobile elements: a revision, Soil Science, 2000, Vol. 165, No. 5, pp. 437–443.Kamil J., Sheinberg I. Hydrolysis of sodium montmorillonite in sodium chlorite solutions // Soil Science. 1968. Vol. 106. No. 3. Р. 193–199.Kamil J., Sheinberg I., Hydrolysis of sodium montmorillonite in sodium chlorite solutions, Soil Science, 1968, Vol. 106, No. 3, pp. 193–199.Chou L., Wollast R. Steady-state kinetics and dissolution mechanisms of albite // American Jornal of Science. 1985. Vol. 285. P. 963–993.Chou L., Wollast R., Steady-state kinetics and dissolution mechanisms of albite, American Jornal of Science, 1985, Vol. 285, pp. 963–993.Smeck N.E., Wilding L.P. Quantitative evaluation of pedon formation in calcareous glacial deposits in Ohio // Geoderma. 1980. Vol. 24. Iss. 1. P. 1–16.Smeck N.E., Wilding L.P., Quantitative evaluation of pedon formation in calcareous glacial deposits in Ohio, Geoderma, 1980, Vol. 24, Iss. 1, pp. 1–16.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.