Micromorphological properties of al-fe- humus soils of the north taiga of Western Siberia

• Published in: Ukrainian Journal of Ecology
• Main Authors: Kritskov, I. V., Loiko, S. V., Geras'ko, L. I., Istigechev, G. I., Kuzmina, D. M.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Alex Matsyura Press 2018
• Subjects: Biology; Soil Ecology; Northern taiga; soil micromorphology; soil minerals; podsols; al-fe-humus soils; Western Siberia; Биология; Почвенная экология; Северная тайга; почвенная микроморфология; почвенные минералы; подзолы; альфегумусовые почвы; Западная Сибирь; taiga; Siberia
• Online Access: http://ojs.mdpu.org.ua/index.php/biol/article/view/_189; https://doi.org/10.15421/2018_189

Soil-forming rocks rock of the territory being researched consists of layers of polymict sands which is distinctly visible in the soil profile of present-day soil. The prevalent components of the sandy rocks are minerals resistant to weathering, namely quartz and feldspars. One can observe a high content of minerals that do not participate in the soil formation process; their amount can reach up to 90% of the sample’s weight. Minerals susceptible to weathering are featured in the altered feldspars which are comprised of a mixture of acid plagioclase grains partially or completely replaced by sericite particles. These particles are susceptible to various degrees of weathering due to mineralogical compositional heterogeneity. A sample of the sandy fraction was compared with the microscopic structure of soil particles selected from the primary genetic horizons. Due to the acid hydrolysis, the diagnostics of the primary mineral weathering was conducted based on eluvial horizons, where the crystal lattice of the mineral is most actively destroyed through the influence of acidic solutions, which results into a series of cavities in the dissolution area. Two main types of particle dissolution were identified and the connection between the type of weathering and soil composition was established. The intensity of illuviation was examined through the morphology of iron hydr/oxide films, as well as the description of their amount, shape, and structure. A characteristic of the primary soil processes featuring the description of the surfaces of mineral particles was revealed. In addition, current primary processes were identified; specifically, Al-Fe-humus process and superficial gleying process. A comparison between the eluvial horizon sandy particles and the particles of the parent rock material indicates a small number of mechanisms transforming them via soil processes. Consequently, coarse particles retain a greater volume of lithogenic memory. Нами были изучены процессы трансформации минерального скелета в альфегумусовых почвах таежной зоны Западной Сибири. Почвообразующие породы исследованной территории сложены полиминеральными песками, что отчетливо отражается в профиле современных почв. В минералогическом составе песчаных пород преобладают устойчивые к выветриванию минералы – кварц и полевые шпаты. Отмечается высокое содержание минералов, которые не участвуют в процессе почвообразования, их количество может достигать 90% от массы образца. Минералы со следами химического выветривания представлены, в основном, измененными полевыми шпатами, состоящими из смеси зерен кислых плагиоклазов, частично или полностью замещенных минеральными частицами серицита. Неоднородность минералогического состава определяет различную степень подверженности элементарных почвенных частиц химическому и физическому выветриванию. Нами был осуществлён микро- и мезоморфологический анализ песчаной фракции, проведена сравнительная характеристика микростроения почвенных частиц, отобранных из основных генетических горизонтов альфегумусовых почв. Поиск признаков химического выветривания первичных минералов, вследствие кислотного гидролиза, проведен на примере элювиальных горизонтов, где происходит наиболее активное разрушение кристаллической решетки минералов под действием кислых растворов с образованием сети пустот в месте растворения. Было выделено два основных типа растворения минеральных частиц, при этом показана связь формы «каверн травления» с минералогическим составом элементарных почвенных частиц. Интенсивность и продолжительность иллювирования исследовалась посредством морфологии пленок (гидр-)оксидов железа, описания их обилия, формы, типа строения. Определены основные элементарные почвенные процессы с характеристикой поверхности элементарных почвенных частиц, при этом выделены основные современные процессы, которыми являются – Al-Fe-гумусовый и поверхностное оглеение.Сравнение песчаных зерен элювиальных горизонтов, иллювиальных горизонтов и почвообразующей породы показывает, что механизмы их трансформации элементарными почвенными процессами немногочисленны, следовательно, крупные фракции сохраняют большой объем литогенной памяти.