Лекции по "Почвоведению"

Бурые полупустынные почвы формируются в условиях сухого, континентального суббореального климата. Лето долгое, засушливое и жаркое, зима холодная, малоснежная. Годовое количество осадков 100—250 мм, испаряемость в 4—5 раз больше. Это определяет резкий недостаток воды в почве, непромывной тип водного режима.

Рельеф зоны бурых полупустынных почв разнообразен: он может быть равнинным, холмисто-увалистым, низкогорным.

Почвообразующие породы также разнообразны. Широко распространены четвертичные рыхлые отложения: лёссовидные суглинки, морские, озерные, аллювиальные отложения различного гранулометрического состава от тяжелых глин до песков. Эти породы часто засолены. Растительный покров зоны полупустынь, или пустынных степей, беден по видовому составу, сильно изрежен и отличается высокой комплексностью. На тяжелых почвах преобладают ассоциации с господством полыни и участием типчака, биюргуна, кок-пека и других ксерофильных солеустойчивых растений, с примесью эфемеров и эфемероидов. Встречаются заросли солеустойчивых кустарников, таких как джузгун. Поверхность почвы некрыта корочками лишайников, сине-зеленых, зеленых и диатомовых водорослей.

Биомасса растений на бурых полупустынных почвах составляет в среднем 100 ц/га, из них зеленые части — только 4 ц/га. Ежегодно синтезируется около 7 ц/га зеленой массы, 65 ц/га корней. Около 20% золы составляют Na, CI, S. Растительность способствует засолению почв, так как перемещает соли из большой массы почвогрунта в поверхностные горизонты.

Бурые полупустынные почвы еще беднее микроорганизмами, чем каштановые; их биологическая активность ограничена небольшим отрезком времени, когда высокое количество тепла сочетается с достаточным увлажнением. Поэтому по суммарной за год биологической активности бурые полупустынные почвы значительно уступают каштановым.

Наиболее характерное отличие бурых полупустынных почв от степных состоит в том, что у них маломощный гумусовый горизонт А подразделяется на две своеобразные части: верхнюю крупнопористую корочку мощностью 2—4 см и лежащий под нею рыхлый, слоеватый светло-серый подгоризонт мощностью 12— 15 см. Ниже идет уплотненный, крупнокомковатый бурый вскипающий горизонт АВ или Bt мощностью 12—15 см и затем Вса — более светлый, комковато-ореховатый, с выделениями карбонатов в виде белоглазки мощностью 25—40 см. Горизонт Bcs — менее плотный, с выделениями гипса, выражен не всегда. С — материнская порода, обычно карбонатная, часто также засоленная и гипсоносная.

В зоне полупустыни широко распространены почвы песчаного и супесчаного состава. Бурые полупустынные почвы легкого гранулометрического состава характеризуются растянутостью, слабой дифференциацией почвенного профиля. Корочка на поверхности таких почв отсутствует, слоеватая структура в горизонте А почти не заметна, новообразования представлены в виде редких известковых пятен, выделения гипса незначительны.

Горизонт А обеднен илом, Fe, А1, относительно обогащен кремнием. Бурые полупустынные почвы характеризуются низким содержанием гумуса (1—2,5% в горизонте А), которое постепенно снижается сверху вниз по почвенному профилю. В составе гумуса преобладают фульвокислоты. Характерно высокое содержание битумов, что обусловлено биохимическим составом растений полупустыни: полыни, солянки содержат много жиров, восков, смол и других веществ, повышающих их устойчивость против резких колебаний температуры и недостатка воды.

В составе обменных оснований преобладают Са2+ и Mg2. Реакция по всему профилю слабощелочная. Бурые почвы всегда в той или иной мере карбонатны, многие из них содержат гипс и легкорастворимые соли в нижней части профиля.

Водно-физические свойства и водный режим бурых полупустынных почв неблагоприятны для роста растений. Это зависит прежде всего от близкого залегания к поверхности плотного слабопроницаемого иллювиального горизонта.

Бурые полупустынные почвы обладают низким плодородием. Главный фактор, лимитирующий рост сельскохозяйственных культур, — недостаток воды. Запасы влаги в почве так низки, что земледелие возможно только при орошении. Большое количество тепла позволяет при орошении выращивать Ценные сельскохозяйственные культуры, прежде всего зерновые, бахчевые, овощные, плодовые. Орошение предусматривает проведение комплекса мероприятий по предотвращению вторичного засоления и осолонцевания почв. Представляет опасность развитие дефляции на значительных площадях, занятых почвами легкого состава.

Зона бурых полупустынных почв традиционно является базой пастбищного животноводства, в первую очередь овцеводства. Продуктивность пастбищ повышается путем лиманного орошения, применения фосфорных и азотных удобрений.

В типе бурых полупустынных почв выделяются роды: обычные, слабодифференцированные (песчаные и_супесчаные), солончаковатые, солонцеватые, гипсоносные. Разделение на виды осуществляется по глубине, типу и степени засоления и по степени солонцеватости.

Дерновые арктотундровые почвы.

Они распространены на легких почвообразующих породах — песках, супесях, хрящевато-щебневатых отложениях в условиях рельефа, исключающих застой атмосферной влаги, под кассиопеево-дриадовыми и злаково-осоковыми сообществами и образуют комплексы с слаборазвитыми пленочными почвами полигонов.

Дерновые арктотундровые почвы вследствие неглубокого летнего протаивания (до глубины 70—80 см) небольшой мощности; горизонт льдистой мерзлоты, благодаря легкому механическому составу и слабой водоудерживающей способности отсутствует.

В дерновых арктотундровых почвах генетический профиль представлен горизонтами: А0, А, Вт, ВС и С. Ао — сильно задернованный, грубогумусовый горизонт мощностью 0—2 см. А — гумусовый, серовато-коричневый, почти бесструктурный горизонт мощностью 2—7 см. Вт — метаморфический ожелезненный, ярко-коричневый или рыжевато-коричневый горизонт легкого механического состава мощностью 7—35 см. Поверхность песчаных зерен и более крупных обломков покрыта железистыми пленочками, образовавшимися за счет выветривания железосодержащих минералов этого горизонта (не натечных). Пленочки и являются причиной яркой окраски, свидетельствующей об окислительной среде. ВС — менее ярко окрашенный бурый горизонт мощностью 35—50 см, переходный к почвообразующей породе. С — серая или серовато-бурая легкая по механическому составу порода, залегающая с глубины 50 см и более. Над мерзлым горизонтом в некоторых случаях наблюдаются небольшие сизоватые пятнышки, свидетельствующие о слабом оглеении. Гумуса в дерновых арктотундровых почвах 3—7%, реакция почв слабокислая (рН 5,5—6,7), они слабо ненасыщены основаниями.

Подбуры

Подбуры эти почвы образуются на песчаных, хрящевато-песчаных и щебневатых породах, богатых первичными, слабо выветрелыми минералами в условиях хорошего дренажа. Альфегумусовый процесс проявляется наиболее ярко на продуктах выветривания пород основного состава, базальтах, роговообманковых гранитах, т. е. на породах, богатых железосодержащими минералами. Подбуры образуются под сухими кустарннчковыми равнинными тундрами, стланниками и хвойными лесами равнин и гор холодного и умереннохолодного поясов Сев. Америки, Евразии.

При разнообразии растительного покрова в нем очень малое участие принимает травянистая растительность, и основная масса растительных остатков поступает поэтому с наземным опадом на поверхность почвы. В условиях прохладного климата растительные остатки разлагаются медленно, часть опада находится в полуразложившемся состоянии и образует на поверхности почвы слой подстилки или грубого гумуса (Ао). Полуразложившийся опад является источником растворимых органических веществ, проникающих с осадками в почву. Образующиеся растворы имеют кислую реакцию, так как в опаде хвойных пород и кустарничков недостаточно оснований для полной нейтрализации выщелачиваемых из опада и вновь синтезированных при гумификации органических кислот. Образуются преимущественно относительно простые, слабо конденсированные фульвокислоты и бурые гуминовые кислоты. Они проникают в почву и реагируют с железо- и алюминийсодержащими почвенными минералами, частично растворяют их и образуют менее растворимые органо-металлические комплексы. Последние оседают на поверхности минеральных частиц в виде тонкой пленки. Рассеянное органическое вещество придает равномерную темно-бурую окраску гумусовому горизонту. Органо-железистые соединения, оседая на поверхности минеральных частиц, склеивают их и способствуют образованию   непрочнокомковатой   или   структуры.

Менее подвижные соединения бурых гуминовых кислот накапливаются в верхней части профиля, а более подвижные фульваты железа и алюминия перемещаются в нижнюю часть и образуют на определенной глубине гумусово-иллювиальный горизонт, который выделяется по цвету и увеличению содержания гумуса. Выносу подвижных органо-металлических соединений способствует при нисходящем токе почвенных растворов их сильное разбавление.

Высокая емкость поглощения подбуров обязана большому количеству органических коллоидов.

В морфологии и физико-химических свойствах подбуров отражаются основные, свойственные данному типу почвообразования процессы: накопления грубого гумуса, образования подвижного гумуса ульматно-фульватного состава, растворение и перемещение вниз по профилю органо-минеральных соединений железа и алюминия и формирование иллювиально-гумусового горизонта непосредственно под грубогумусовым или под гумусово-аккумулятивным горизонтом.

Горизонт подбуров Ао (мощность от 3 до 20 см) сухоторфянистый, темно-коричневого цвета, сложенный полуразложившимися остатками хвои, мхов, часто густо переплетен корнями. Находящиеся в этом горизонте минеральные частицы часто с поверхности (за счет растворения соединений железа) имеют белый цвет (зерна полевых шпатов, кварца).

Afh — аккумулятивно-иллювиальный гумусовый горизонт темно-бурого или темно-коричневого цвета, с непрочной комковатой структурой, в большей или меньшей степени пронизан корнями, механический состав его обычно легкий — песчаный, супесчаный или хрящевато-легкосуглинистый, мощность от 15 до 30 см, переход в следующий горизонт постепенный.

Bh — иллювиальный альфегумусовый горизонт мощностью 20-40 см-и более: цвет горизонта более яркий, чем вышележащего, коричнево-бурый, иногда охристо-бурый, структура плохо выражена, непрочная комковатая, механический состав обычно также легкий. С глубиной окраска становится все более светлой, ржаво-охристой. На глубине около 1 м этот горизонт постепенно сменяется песчаной бескарбонатной п. породой.

Подзолистые почвы.

Подзолистые почвы образуются во влажном климате, где годовое количество осадков превышает годовую норму испаряемости при относительно равномерном распределении осадков по месяцам и годам. В холодных областях эти почвы зимой промерзают. Почвообразующие породы разнообразны по происхождению и минералогическому составу, но, как правило, бескарбонатны и не богаты первичными кальцийсодержащими минералами. Существенное значение имеет механический состав пород: подзолистые почвы приурочены главным образом к суглинкам легким, средним и тяжелым; на грубообломочных и песчаных породах, они сменяются иллювиально-гумусовыми подзолами, а на глинах - глеевыми или глеево-элювиальными почвами.

Подзолистые почвы широко распространены на суглинистых моренах, покровных суглинках на равнинах и в горных районах лесных областей Евразии Сев. Америки. Типичные подзолистые почвы образуются под хвойными и смешанными лесами. При разложении органических остатков из лесных подстилок выщелачиваются растворимые свободные низкомолекулярные органические кислоты и фульвокислоты. Они проникают в верхнюю часть почвенной толщи, вызывают кислую реакцию и растворяют имеющиеся в суглинистой почвообразуюшей породе гидроокислы железа. Это приводит к разрушению структуры, ила и коллоидных частиц и выносу их при господствующем промывном режиме в более глубокую часть почвенного профиля. В результате переноса тонких частиц (лессиважа) верхняя элювиальная часть профиля обезыливается, а в средней части формируется иллювиальный, обогащенный илом горизонт Bt. Наряду с лессиважем идет кислотный гидролиз первичных и вторичных глинистых минералов.

При наличии в лесу травянистого покрова в верхней части подзолистого горизонта за счет гумификации корней растений и осаждения менее подвижных фракций гумуса образуется маломощный гумусовый горизонт. Продукты разрушения первичных и вторичных минералов вымываются из подзолистого горизонта. Наиболее легко растворимые простые соли выносятся за пределы профиля. Фульваты железа и алюминия, по мере движения растворов по профилю осаждаются вследствие уменьшения кислотности растворов, увеличения концентрации растворов, микробиологического разложения органической части органо-металлических комплексов и осаждения освобождающихся гидроокислов железа и алюминия в иллювиальном горизонте. Ао -А1А2- А2-BTFe- С. На протяж. Всего профиля кислые, гумуса 2-4%. Естествен. Плодор. Низкое, мало азота, фосфора,калия, бедны микроэлементами. Подтипы: глеево-подзолистые, типичные подз., дерн-подз.

Палевые почвы.

 В экстраконтинентальных  областях Сибири в Центральной  Якутии под лиственично-брусничной мохово-лишайниковой и смешанной лиственично-березовой тайгой распространены почвы, которые были названы их первыми исследователями Р. И. Аболиным (1929) и А. А. Красюком (1927) - коричневыми карбонатными лесными суглинками. В 1954 г. В. Г, Зольников дал подробную характеристику почвенного покрова Центральной Якутии и назвал эти

почвы дерново-лесными палевыми. Закрепился за ними термин «палевые почвы».

Климат Центральной Якутии резкоконтинентальный: средняя температура января—37° С (при абсолютных минимумах —50° С), средняя июля +17° С. Длительный зимний антициклон и малая мощность снегового покрова (20 см) обусловливают сильное выхолаживание почв. Здесь повсеместно развита вечная мерзлота. За короткий летний период почвы успевают оттаять на 1— 1,5 м. За год выпадает 200 мм осадков, а испаряемость вследствие довольно высоких температур летнего периода 350 мм и более, поэтому значительная часть относительно растворимых продуктов выветривания и почвообразования (например, карбонатов кальция) задерживается в надмерзлотной части почв и обусловливает нейтральную или слабощелочную реакцию. В небольших замкнутых депрессиях рельефа — термокарстовых котловинах, занятых луговой растительностью, накапливаются и более легкорастворимые соли — сульфаты и хлориды натрия и сода. Это приводит к формированию среди палевых почв луговых, солончаков, солонцов и солодей — комплексов и сочетаний почв, свойственных засушливым областям. Накопление легкорастворимых солей в депрессиях рельефа свидетельствует о том, что они периодически вымываются из палевых почв, расположенных на хорошо дренированных повышенных элементах рельефа. Следовательно, палевые почвы имеют периодически промывной режим. Летом они сильно иссушаются.