Лекции. География почв с основами картографии.

1
ЛЕКЦИЯ. ВВОДНАЯ.
1. Понятие о географии почв. География почв как наука. Краткая
история развития географии почв.
2. Методы изучения и основные задачи географии почв.
Литература:
а) основная литература (библиотека СГАУ)
1. Хабаров А.В., Яскин А.А., Хабаров В.А. Почвоведение. М.: КолосС,
2007. – 310 с.
2. Мамонтов В.Г., Панов Н.П., Кауричев И.С., Игнатьев Н.Н. Общее
почвоведение. М.: КолосС, 2006 – 456 с.
3. Синицына Н.Е., Гришин П.Н., Варюхин А.М., Кравченко В.В., Павлова
Т.И. Почвенный покров Саратовской области и его агроэкологическая
характеристика: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». – Саратов, 2010. –
124 с. (гриф УМО).
б) дополнительная литература
1. Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с
основами геологии. – М.: Колос, 2000. – 415 с.
2. Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География почв. 2006.
3. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. 2001.
Вопрос 1
География почв - наука о закономерностях распространения почв на
Земле.
Она подразделяется на две части: общую и специальную. В общей
части рассматриваются законы, принципы и методы географии почв.
Специальная часть содержит характеристику почвенного покрова Земли, ее
континентов, отдельных стран и регионов.
География почв – раздел почвоведения.
Важное значение изучению географии почв придавал основатель
почвоведения В.В. Докучаев. По его словам, что только после
основательного знакомства с географией почв можно удовлетворительно
решить вопрос об их происхождении, свойствах, плодородии и
продуктивности использования.
Знание законов географии почв, зональных и региональных
особенностей состава и структуры почвенного покрова необходимо для
рационального использования земельных ресурсов, охраны и регулирования
плодородия почв.
Как научная дисциплина география почв возникла и начала развиваться
в конце 70-х - начале 80-х годов 19 века, когда в России Докучаевым и его
учениками были созданы основы науки о почве – генетического
почвоведения.
2
Начало накопления географических знаний о почвах относится к очень
далеким временам возникновения первых приречных земледельческих
цивилизаций Древнего Египта, Китая, Средней Азии. О разнообразии и
пригодности почв для сельскохозяйственных растений имели представление
земледельцы Греции и Рима. Сведения о почвах приведены в сохранившихся
сочинениях Катона, Варрона, Плиния и др.
В России древнейшие сведения по географии почв содержались в
Писцовых книгах, которые велись в 15-17 веках. В этих книгах описывались
пашни, луга, леса, болота. Пашни разделялись по качеству на "добрые",
"средние", "худые", добро-худые". К началу 18 века в России было накоплено
большое количество практических сведений о свойствах различных почв;
сведения эти были чисто эмпирическими, разрозненными.
Выдающийся вклад в науку о почве внес М.В. Ломоносов. Большое
внимание Ломоносов уделял вопросу о происхождении и свойствах
черноземов, тесной связи почв с характером покрывающей их
растительности, определенными типами горных пород. В его сочинениях
имеются сведения о географическом разнообразии почв: о почвах тундр,
болот, хвойных и лиственных лесов, степей, песчаных и засоленных почвах
пустынь. Ломоносов намечает географические области, различаемые по
характеру почв.
Возглавляя Географический департамент Академии наук, Ломоносов
руководил работами по составлению географического атласа России. Под
влиянием его идей были организованы известные экспедиции (1768-1774 гг)
С. Г. Гмелина (Самуэля Готлиба) путешественника, натуралиста, академика
Петербургской АН, автора трудов "Путешествие по России", Василия
Федоровича Зуева, русского естествоиспытателя, академика Петербургской
АН, автора "Путешественных записок от Санкт-Петербурга до Херсона" и
первого русского учебника по естествознанию "Начертание естественной
истории", Ивана Ивановича Лепехина, русского путешественника и
натуралиста, академика Петербургской АН, руководителя экспедиции на
Урал, автора "Дневных записок путешествия", Петра Симона Палласа,
русского естествоиспытателя, академика петербургской АН, (немец), автора
известных трудов по ботанике, зоологии, этнографии.
Они дали богатейшие сведения о природных комплексах России и в т.ч.
о почвах.
Дальнейшее развитие знаний о географии почв России связано с
земельно-кадастровыми работами, проводившимися с 1842 по 1856 гг. в 23
губерниях. Сведения о свойствах почв собирались кадастровыми комиссиями
путем опроса крестьян и помещиков. На основе этих сведений в 1851 году
под руководством академика К.С. Веселовского была составлена первая
почвенная карта Европейской России. Она содержала 8 названий почв и
горных пород. После ряда уточнений и сбора новых материалов опросностатистическим методом в 1879 году под руководством В.И. Чаславского
была составлена новая почвенная карта Европейской России. Она содержала
3
32 вида почв, включая подзолистые, серые, черноземы, торфянистые почвы,
солончаки, а также такие названия как скала, мергель, плавни, болота и др.
Однако, по мнению В.В. Докучаева и эта карта не отражала реальной
картины распространения почв. В.В. Докучаев в своей работе "Картография
русских почв" и других предложил под почвой понимать "вполне
самостоятельное естественно-историческое тело, которое является
продуктом совокупной деятельности: грунта, климата, растений, возраста
страны, рельефа местности. Это положение и шло в основу географии почв.
С его утверждением стало очевидным, что распространение почв на земле
имеет не случайный, а вполне закономерный характер, зависящий от
различного сочетания факторов почвообразования.
Комплексный характер исследований послужил основой исследований
блестящей плеяды почвоведов, учеников В.В. Докучаева – Н.М. Сибирцева,
К.Д. Глинки, С.А. Захарова, основоположника геохимии и учения о биосфере
В.И. Вернадского, лесоведов Г.Н. Высоцкого, Г.Ф. Морозова и др.
В 1900 г. под руководством В.В. Докучаева была создана на этой
основе 3-я карта Европейской России. В эти же годы Докучаев, развивая
принципы генетического почвоведения и обобщая материалы почвенногеографических исследований, открывает первые законы горизонтальной и
вертикальной зональности почв и природных условий. В 1900 г. на
Всемирной выставке в Париже демонстрируется первая почвенная карта
Северного полушария, составленная Докучаевым и отражающая
установленные им закономерности размещения почв на земном шаре. С этого
времени географическое распределение почв на земной поверхности
получило научное объяснение, а установленные и разработанные
Докучаевым и его школой законы и методы шли в основу новой научной
дисциплины - географии почв.
В дореволюционной России, после докучаевских земельно-оценочных
работ, заметную роль в развитии почвенно-географических знаний сыграло
участие почвоведов в экспедициях Переселенческого управления. Возглавлял
эти работы крупнейший ученый-почвовед, ученик Докучаева К.Д. Глинка.
Переселенческие почвенные исследования охватили большую территорию и
сопровождались составлением мелкомасштабных почвенных карт на
совершенно неизвестные до того в почвенно-географическом отношении
районы Сибири, Средней Азии, Казахстана и Дальнего Востока. Результаты
этих исследований позволили в дальнейшем (1927) К.Д. Глинке и Л.И.
Прасолову составить первую почвенную карту азиатской части СССР.
В целях правильного землеустройства и землепользования в 30-е , 4050-е годы по всей стране были развернуты крупномасштабные почвеннокартографические исследования. Они имели целью обеспечить совхозы и
колхозы почвенными и агрохимическими картами. В процессе выполнения
этих работ в 50-х годах были составлены крупномасштабные почвенные
карты на огромных площадях целинных и залежных земель Казахстана,
Заволжья, Западной и Восточной Сибири, Алтая и Дальнего Востока.
4
В целях инвентаризации и прогноза использования земельных ресурсов
страны в 30-х годах были начаты под руководством Прасолова работы по
составлению Государственной почвенной карты СССР в 1 млн. масштабе. В
настоящее время эта карта составлена на значительной территории СНГ.
В результате этих работ были установлены новые типы почв и
уточнены вопросы генезиса и возможностей их хозяйственного
использования. Обобщение обширных материалов крупномасштабных
почвенных исследований позволили разрабатывать и совершенствовать
обзорные почвенные карты СССР в целом и отдельных его регионов.
Анализ почвенной карты мира, составленной в 1937 г. Л.И.
Прасоловым послужил И.П. Герасимову основанием для установления
одного из общих законов географии почв - закона фациальности
(провинциальности) почв.
Широкое значение принципов геохимической сопряженности и
разновозрастности почв впервые показано на почвенной карте мира (1975 г)
под редакцией В.А. Ковды и др. Принцип геохимической сопряженности
почв в ландшафте был обоснован Б.Б.. Полыновым, и далее развит в
географическом плане В.А. Ковдой в виде учения о почвенно-геохимических
формациях и М.А. Глазовской в учении о почвенно-геохимических полях.
Особым направлением географии почв с 50-х годов стало почвенногеографическое районирование. Сущность его заключается в разделении
территории на почвенно-географические районы, однородные по структуре
почвенного покрова, сочетанию факторов почвообразования и возможностям
хозяйственного
использования.
Карты
почвенно-географического
районирования показывают в обобщенном виде картину естественной
дифференциации почвенного покрова территории на крупные и мелкие
регионы.
Почвенно-географическое районирование отражает СПП на разных
уровнях его организации. Оно служит научной основой практического
использования мелкомасштабных и обзорных почвенных карт для
региональной оценки почвенного покрова и дифференцированного
использования земельных фондов в сельском хозяйстве и других отраслях
народного хозяйства.
Пространственное разнообразие причин и видов разрушения и
загрязнения почв и связь их с природными и антропогенными экологогеографическими условиями делают необходимым разработку и составление
карт охраны почв.
Развитие учения об экологической роли почвы влечет за собой
необходимость понимания почвы не только как природного тела, как
результатов взаимодействия факторов почвообразования, но и как
непрерывно функционирующей природной системы, условия существования
которой определяются географической средой и хозяйственной
деятельностью человека.
Изучение географии почв основывается на знаниях геологии, общего
почвоведения, ботаники, геоботаники, геоморфологии. И необходимо для
5
изучения специальных дисциплин – агрохимии, экологии, земледелия,
геохимии, оптимизации почвенного плодородия и других дисциплин.
Вопрос 2
Основные методы исследования в географии почв:
- сравнительно-географический метод – выявление коррелятивных
зависимостей между почвами, их свойствами и составом и совокупностью
факторов почвообразования (широко используется в картографии почв).
Изучая закономерности распространения почв в неразрывной связи с
условиями (факторами) почвообразования, почвовед изучает и генезис почв
(происхождение). Поэтому географию почв следует рассматривать как науку,
изучающую закономерности распространения почв на Земле в связи с их
генезисом.
Широкое применение сравнительно-географического метода позволило
в дальнейшем уточнить проявление горизонтальной и вертикальной
зональности
размещения
почв,
обусловленной
преимущественно
биоклиматическим фактором почвообразования. Этот метод также дал
возможность выяснить закономерности географии почв, структуры
почвенного
покрова,
определяемые
влиянием
литогенных,
геоморфологических, историко-геологических, природных условий разных
континентов, стран и регионов.
- сравнительно-аналитический – применение системы химических,
физических, физико-химических и других анализов для определения свойств
почвы;
- профильно-генетический – изучение почвы с поверхности на всю
глубину последовательно по генетическим горизонтам с последующим
сопоставление их свойств;
- морфологический метод – изучение почв по внешним признакам;
- экологический – подразумевает одновременное сопряженное
изучение всех компонентов биогеоценоза: почвы, растений, животных,
микроорганизмов, атмосферы, природных вод, горных пород с учетом
конкретных условий географической среды;
- стационарный метод изучения процессов и режимов в полевой
обстановке;
- метод моделирования почвенных процессов и режимов в
лабораторных условиях или создание математических моделей тех или иных
почвенных процессов;
Со второй половины 20 века особое значение приобрели
- дистанционные аэрокосмические методы исследования почв и
почвенного покрова. Космические и аэрофотоснимки все шире применяются
при составлении почвенных карт и оценке земельных ресурсов. При этом не
только достигается большая степень точности карт, но и удешевляется
стоимость
почвенно-картографических
работ
по
сравнению
с
традиционными наземным методом их выполнения.
- метод почвенных монолитов базируется на принципе физического
моделирования почвенных процессов (передвижение влаги, солей и т.д.) на
6
почвенных колонках (монолитах) ненарушенного строения, взятых особым
образом из почвенного разреза.
Главная научно-практическая задача географии почв – это
разработка научных основ и практических рекомендаций рационального
использования и охраны почвенного покрова в соответствии с его зональнорегиональными и ландшафто-экологическими особенностями.
Для решения этой задачи необходимо полное обеспечение сельского,
лесного и других отраслей народного хозяйства, использующих земельные
ресурсы, разномасштабными почвенными картами и картами почвенногеографического районирования и экологического районирования со
справочными данными по свойствам почв, методам охраны почвенного
покрова и обеспечения устойчивости его биологической продуктивнгости.
7
ЛЕКЦИЯ .
ГЕНЕЗИС И ЭВОЛЮЦИЯ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ
ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ.
Вопросы
1. Условия почвообразования.
2. Генезис и эволюция серых лесных почв
3. Состав, свойства и с.х. использование серых лесных почв
1. Условия почвообразования.
Серые лесные почвы расположены в северной части лесостепной зоны.
Они занимают 50 млн. га или 2,3% всех почв страны. Лесостепная зона
размещается южнее таежно-лесной зоны до Урала сплошной полосой, а
после в виде пятен.
Условия почвообразования
Климат. Климатические условия зоны являются благоприятными как
для роста и развития естественной деревянистой и травянистой
растительности, так и для возделывания широкого ассортимента
сельскохозяйственных культур.
Характерной особенностью климата зоны является примерно равное
соотношение осадков и испаряемости (КУ=1).
По обеспеченности влагой западные провинции относятся к влажным,
а центральные и восточные – к полувлажным. В связи с нарастанием
континентальности климата постепенно к востоку уменьшается общая
обеспеченность теплом, зима становится холодной, вегетационный период
короче. Поэтому западные провинции относятся к полосе среднеспелых
культур, а восточные – к полосе ранних культур. Осадков выпадает 500-600
мм в год.
Рельеф и почвообразующие породы. Рельеф европейской части
России характеризуется как волнистый, сильно и глубоко расчлененный
эрозией. Территория зоны здесь простирается в пределах ВолыноПодольской, Средне-Русской, Приволжской возвышенностей, Пермского и
Уфимского плато.
На Западе преобладающими породами являются лессы и лессовидные
суглинки, которые по мере движения на восток сменяются покровными
суглинками и местами моренами; на Приволжской возвышенности и
Приуралье – элювиально-делювиальные продукты выветривания коренных
пород пермского, юрского, мелового и третичного возраста.
Западная Сибирь – имеет равнинный рельеф, мало дренированы.
Лишь приречные территории более дренированы. Почвообразующие породы
– лессовидные глины и суглинки.
Восточная Сибирь - более расчленена и дренирована, имеет
увалистый рельеф. Почвообразующие породы - четвертичные лессовидные
суглинки и глины.
8
Растительность. Целинная – травянистые леса: на западе буковые,
буково-грабовые и дубово-грабовые; в Средне-Русской провинции – дубовые
леса с примесью липы, клена, ясеня и др., на востоке: береза с примесью
хвойных пород (пихта, сосна).
В западно-Сибирской провинции господствуют березовые
травянистые леса с примесью осины, на востоке зоны: березово-осиновые и
сосново-березовые леса с примесью лиственницы.
Травянистая растительность лесов разнообразна и обильна.
Безлесные участки – распаханы.
Почвенный покров. Зональным типом почв в лесостепной зоне
являются серые лесные почвы. Но встречаются на севере и дерновоподзолистые, а на юге – оподзоленные и выщелоченные черноземы, а в
восточных провинциях – лугово-черноземные, торфяно-болотные, солоди,
солонцы, солонцеватые черноземы, солончаки.
Серые лесные почвы по совокупности морфологических признаков и
свойств занимают переходное положение от дерново-подзолистых почв к
черноземам.
Они характеризуются большей гумусированностью по сравнению с
дерново-подзолистыми и в то же время имеют и признаки проявления
подзолистого процесса, хотя и в более ослабленной форме.
2. Генезис и эволюция серых лесных почв
Лесостепная зона издревне привлекала к себе внимание
исследователей, высказывающих различные гипотезы о происхождении этой
зоны и серых лесных почв и до настоящего времени является дискуссионным
вопросам.
В.В. Докучаев (1886г.) рассматривал серые лесные почвы как
самостоятельный зональный тип, сформировавшийся под травянистыми,
широколиственными лесами в условиях лесостепной зоны. Светло-серые и
серые почвы, по Докучаеву, в большей мере претерпевали воздействие
лесной растительности и в меньшей степени травянистой; темно-серые
сформировались под влиянием ослабленного воздействия леса и при более
интенсивном воздействии травянистой растительности.
Ботаник С.И. Коржинский (1887г.) развивал представление о
вторичном образовании серых лесных почв из черноземов при поселении на
них леса. Поселение леса приводит на черноземах к существенным
эволюционным изменениям (деградации) их: гумус постепенно разрушается,
структура утрачивается. Поэтому последовательная стадия деградации
черноземов идет следующим образом: оподзоленные черноземы, темносерые почвы, серые и светло-серые лесные почвы.
Гипотеза Коржинского об образовании серых лесных почв путем
деградации чернозема не согласуется с имеющимися данными о роли
растительности в зоне и с материалами воздействия леса на почвы в этих
условиях (лес улучшает свойства чернозема).
В.И. Талиев, а затем П.Н. Крылов (3-я гипотеза), в
противоположность Коржинскому считали, что СЛП образовались из
9
подзолистых и дерново-подзолистых почв при смене лесной растительности
травянистой.
Близкую точку зрения развивал В.Р. Вильямс, который
рассматривал серые лесные почвы как результат природного сочетания
дернового и подзолистого процессов в лесостепной зоне. Вильямс отмечал,
что в этой зоне под широколиственными лесами на более богатых
основаниями породах подзолообразование протекает в ослабленной форме, а
дерновый усиливается.
Современная точка зрения. Экспериментальные данные по изучению
биологического круговорота веществ и развития дернового и подзолистого
процессов в основном подтверждают правильность близких по существу
взглядов Докучаева, Талиева и Вильямса на генезис серых лесных почв, то
есть подзолистый процесс в зоне протекает в более ослабленной форме, чем в
таежно-лесной и при поселении травянистой растительности проявляется
дерновой процесс.
Травянистая растительность подтягивает к поверхности почвы
элементы зольного питания и кальция. Масса опада составляет 70-90 ц/га, в
котором азота содержится 50-90 кг/га и кальция 70-100 кг/га и больше.
Кальций ослабляет кислую реакцию, а поглощающий комплекс насыщается
основаниями.
Отсутствие или слабое проявление сезонного анаэробиозиса, лучший
тепловой режим благоприятствуют разложению богатой основаниями и
затем отмирающей растительности. При этом образуются более сложные
гумусовые вещества с большим содержанием гуминовых и ульминовых
кислот. Гуминовые кислоты нейтрализуются основаниями, закрепляются и
накапливаются в почве. Процессы разрушения минералов выражены слабее.
В целом это приводит к лучшему оструктуриванию почвы. Почва
окрашивается в более темные тона.
Светло-серые и серые лесные почвы формируются преимущественной
в северной части зоны, где меньше травянистой растительности, более
выражен нисходящий ток воды, больше вынос оснований из опала, - то есть
что способствует заметному развитию подзолистого процесса. На юге
зоны преобладают темно-серые лесные почвы в сочетании с ОП и ВЧ.
При движении с запада на восток, с возрастанием суровости и
континентальности климата, слабеет энергия превращения органических
веществ, поэтому увеличивается содержание гумуса и уменьшается
мощность гумусированного горизонта.
В ВС широко распространены СЛ сезонно-мерзлотные почвы (до 120150 см). При длительном сохранении мерзлоты (окт. – июнь) это ухудшает
водно-пищевой режим этих почв. В нижней части профиля образуется
надмерзлотная верховодка, вызывающая развитие процессов оглеения.
Классификация серых лесных почв: 1) светло-серые лесные почвы; 2)
серые лесные почвы; 3) темно-серые лесные почвы.
По мощности гумусового горизонта: более 40 см – мощные; 40 – 20 см
– среднемощные; менее 20 см – маломощные.
10
3. Состав, свойства и с.х. использование серых лесных почв
Профиль серых лесных почв представлен (А0; А1; А1А2; А2В; В
(В1В2В3), С:
А0 – лесная подстилка из листьев, сучьев и др.
А1 – перегнойно-аккумулятивный, мощностью 10-30 см серого или
темно-серого цвета, оструктурен, рыхлый
А1А2– перегнойно-элювиальный, мощностью 30-40 см, несущий
признак оподзаливания, светло-серого или белесого цвета, ореховатый
А2В – элювиально-иллювиальный, может отсутствовать у серых и
темно-серых
В1 – иллювиальный, различной мощности, красно-бурой или бурой
окраски, более плотный, комковато-ореховый, по трещинам кремнеземистая
присыпка
С – материнская порода, желтого или светло-бурого цвета. Карбонаты
на гл. 120-150 см в виде мицелий журавчиков
Гранулометрический и минеральный состав почв.
В распределении механических элементов четко прослеживается
следующая закономерность: гор. А более легкий, а гор. В – имеет более
тяжелый гранулометрический состав.
В илистой фракции СЛ почв встречаются аморфные соединения и
глинистые минералы – гидрослюды, монтмориллонит, хлорит и др.
Данные валового состава СЛ почв показывают, что верхние горизонты
(А) обогащены кремнеземом, а нижние (В) – полуторными окислами, что
указывает на оподзоленность этих почв.
Содержание гумуса в западных провинциях (Украина) колеблется от 34%, а на востоке – 6-8%; у темно-серых почв на западе – 3-5%, а на востоке –
8-9%.
У светло-серых и серых лесных почв содержание гумуса с глубиной
падает резко, а темно-серых – более плавно и в этом отношении они ближе
стоят к черноземам.
По сравнению с дерново- подзолистыми почвами в составе гумуса СЛ
почв возрастает группа гуминовых кислот, особенно связанная с кальцием.
Дисперсность ГВ (гуминовых веществ) значительно понижена, что
обусловливает более легкую их коагуляцию и закрепление, накопление в
почве. У светло-серых почв в гор. А преобладают ФК, но вниз по профилю
увеличивается ГК.
ППК светлых СЛ почв насыщен Ca, Mg, H. Вследствие этого они
имеют кислую реакцию и относятся к почвам, не насыщенным основаниями.
Емкость поглощения в гумусовом горизонте относительно невысокая и
составляет 14-18 мг-экв на 100 г почвы, а в гор. А1А2 – 3-8 мг-экв. С
глубиной в гор. В, где отмечается накопление иловатых частиц, емкость
поглощения вновь возрастает. У серых лесных емкость поглощения 18-30 мгэкв на 100 г почвы.
11
Темно-серые лесные почвы имеют более высокую емкость
поглощения, которая в верхнем горизонте колеблется от 15-20 (серые) до 3545 м-экв (темно-серые). V высокая = 80-90%, рН – слабо-кислая = 5,5 – 6,5,
гидролитическая кислотность = 2-5 мг-экв.
Физические свойства. Плотность твердой фаза СЛ почв закономерно
увеличивается вниз по профилю. При этом у темно-серых лесных почв она
несколько меньше, чем у светло-серых лесных почв, т.к. богаче гумусом.
Наименьшую величину имеют темно-серые лесные почвы и плотность
почвы, благодаря своей лучшей оструктуренности и большей
гумусированности. Все серые лесные почвы имеют большую плотность в
иллювиальном гор.В – 1,5 – 1,65 г/см3. Общая пористость в верхних
горизонтах колеблется от 50-60% до 40-45% в иллювиальных и породе.
Светло-серые лесные почвы имеют менее благоприятные физические
свойства, меньшую влагоемкость и худшую водопроницаемость.
Агрофизические свойства СЛП почв и в особенности С-СЛП
малоблагоприятны. Невысокое содержание гумуса, обеднение илом,
обогащение
пылеватыми
фракциями
способствуют
быстрому
обесструктуриванию верхнего горизонта при распашке, поэтому такие почвы
заплывают и дают корку, легче подвергаются выдуванию, ветровой эрозии.
Тепловой режим СЛ почв в Европейской части, в основном
благоприятный. Почвы имеют длительный период (апрель-декабрь) имеют
положительные температуры по всему профилю. Замерзание их начинается с
декабря, а иногда с января и охватывает слой до глубины 50-70 см. К началу
полевых работ (апрель) почвы целиком оттаивают.
Тепловой режим западной и восточной части складывается хуже.
Суровые морозы, длительные зимы приводят к глубокому промерзанию почв
и их медленному оттаиванию. Здесь часто наблюдаются поздние весенние и
ранние осенние заморозки. Слабое и медленное прогревание верхних слоев
тормозит развитие микробиологических процессов и корневых систем
растений.
Водный режим СЛ почв характеризуется преобладанием на пашне
периодически промывным типом. Почвы легкого мех. Состава (Украина)
могут иметь промывной тип водного режима.
Осенние осадки увлажняют верхний слой почвы до глубины 50 см.
Наиболее глубокое промачивание происходит в период весеннего
снеготаяния. Максимальный расход влаги в летний период охватывает толщу
почвогрунта до 1 м. Поэтому важное значение имеют летние осадки, которые
в основном увлажняют пахотный слой почвы. Под однолетними культурами
часть влаги используется и во втором метре.
Питательный режим наиболее благоприятен у Т-СЛ.
N общ. – светло-серые лесные – 0,1-0,25%
- серые лесные
-- 0,15-0,30%
- темно-серые лесные -- 0,2 – 0,4%
Такая же закономерность характерна и для фосфора (Р)
12
Содержание подвижных форм питательных веществ сильно колеблется
не только в зависимости от генетических особенностей почв, сколько от
степени их окультуренности и систематического применения удобрений.
В целом Т-СЛ почвы имеют более высокое содержание гидролизуемого
N и лучшую нитрификационную способность. Светло-серые почвы наиболее
бедны подвижным фосфором.
Сельскохозяйственное использование серых почв. Зона распространения
серых лесных почв является важным земледельческим районом страны.
11,8% пашни, 5,2% сенокосов и 0,6% пастбищ и выгонов падает на серые
лесные почвы.
Из сельскохозяйственных культур ведущее место занимают озимая и
яровая пшеница, сахарная свекла, кукуруза, картофель, лен и др. Широко
развито в Европейской части садоводство и овощеводство.
Рассмотрим использование светло-серых и серых лесных почв. Они
характеризуются ненасыщенностью основаниями, кислой реакцией,
неблагоприятными физическими свойствами.
Мероприятия (для светло-серых и серых лесных почв)
1. Создание мощного пахотного слоя: систематическое применение
органических и минеральных удобрений, углубление пахотного слоя,
травосеяние. Органические удобрения – улучшают физические свойства,
снижают слитность, кислотность, питательный режим.
2. а) Известкование С-СЛ почв, имеющих кислую реакцию проводят
одновременно с внесением органических и минеральных удобрений
б) Внесение дефекационной грязи – отход свекло-сахарной
промышленности
в) NPK
3. Применение ранневесенних подкормок азотом озимых, и
припосевное (в рядок) внесение азота под яровые
4. Из фосфорных удобрений хорошие результаты дает применение
фосфоритной муки и томас-шлака. Максимальный эффект фосфорных
удобрений достигается при устранении дефицита азота
Для темно-серых лесных почв:
1. Систематическое внесение органических и минеральных удобрений.
2. Нормальная глубина вспашки – 25-30 см. В процессе
окультуривания СЛ почв значительно улучшаются их агротехнические
свойства: снижается кислотность, увеличивается емкость поглощения и
насыщенность основаниями, повышается содержание подвижных форм N, P,
K, усиливается микробиологическая деятельность, повышается отношение
Сгк : Сфк.
3. Так как в лесостепной зоне периодически повторяются засухи, то
важное значение в повышении их эффективного плодородия имеют
мероприятия по накоплению влаги (снегозадержание, задержание талых вод,
борьба с непродуктивным испарением и др. мероприятия, которые мы более
подробно рассмотрим в следующей лекции).
13
Наконец, лесостепная зона подвержена эрозии. Поэтому в комплексе
агротехнических приемов обязательно применение противоэрозионных
мероприятий: обработка почвы поперек склона, создание противоэрозионных
лесных насаждений, почвозащитные севообороты, устройство земляных
гребней, бороздование.
14
ЛЕКЦИЯ.
ГЕНЕЗИС И ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ
ЛЕСОСТЕПНОЙ И СТЕПНОЙ ЗОН
Вопросы.
1.
Условия почвообразования
2.
Генезис, эволюция и классификация черноземов
3.
Черноземы лесостепной зоны: строение профиля, свойства
4.
Черноземы степной зоны: строение профиля, свойства
5.
С.х. использование черноземных почв
Литература:
1. Условия почвообразования
Черноземные почвы занимают 8,6% площади почв страны.
Основные площади черноземов находятся в Молдове, Украине,
Северном Кавказе, ЦЧО, в Поволжье, Зап. Сибири и Северном Казахстане.
Южная граница этой зоны проходит вблизи берегов Черного и
Азовского морей и доходит до Дона, пересекает Волгу в районе г. Камышина
и Саратова; в Заволжье она проходит через районы Пугачева и Оренбурга и в
Зап. Сибири поднимается до 54 параллели. На Урале и за Обью зона имеет
гнездовой характер.
Имея большую протяженность с запада на восток, черноземно-степная
зона далеко не одинакова по своим природным свойствам.
Климат черноземной зоны характеризуется теплым летом и умеренно
холодной зимой. В восточных областях зима холодная, а в Сибири суровая.
Средняя температура июля колеблется на западе от 23-25 и на востоке до 19210, а средние температуры января от -4 до -25-270. Продолжительность
периода с положительными температурами также уменьшается с запада на
восток. Наибольшее количество осадков выпадает на западе и в Предкавказье
500-600 мм и постепенно уменьшается по мере движения на восток (до 350300 мм). Количество осадков уменьшается с севера на юг. Значительная
часть осадков выпадает в летний период. В целом черноземная зона
характеризуется недостаточным увлажнением. Лишь на севере лесостепной
зоны соотношение количества осадков и испаряемости (коэффициент
увлажнения КУ) приближается к 1, а в южной части он составляет 0,77, а в
степной части 0,50-0,66.
Рельеф. В европейской части зона имеет преимущественно равнинный
или слабоволнистый рельеф, в разной степени расчлененный речными
долинами и овражно-балочной сетью. В южной части зоны рельеф более
спокойный. Здесь среди плоских водоразделов часто встречаются различного
рода понижения – поды, лиманы, западины. Центральная часть Европейской
территории более расчлененная. За Уралом Западная Сибирь представляет
собой слаборасчлененную равнину, которая к югу сменяется Казахской
складчатой страной, имеющей мелкосопочный рельеф. Далее на восток
рельеф горный.
Почвообразующие породы зоны представлены лессами и
лессовидными суглинками различного гранулометрического состава (от
15
легких до тяжелых). На территории Окско-Донской низменности, в
Предкавказье, в Поволжье и Заволжье, Казахстане и Западной Сибири
встречаются глинистые породы. В Поволжье, Урале, мелкосопочнике
Казахстана встречаются элювиальные хрящеватые породы. Все
почвообразующие породы зоны являются карбонатными. Иногда
встречаются засоленные породы (Западная Сибирь, Казахстан и др.).
Растительность. В настоящее время основные площади черноземных
почв распаханы. Естественная растительность сохранилась лишь на
отдельных участках – балки, крутые склоны, заповедные участки и т.п. и
представлена чередованием лесных участков с луговыми степями. Северная
часть черноземно-степной зоны в Европе характеризуется чередованием
широколиственных лесов (дуб) разнотравно-ковыльной – типчаковыми
ассоциациями. Основными представителями являются узколистные злаки:
ковыль, типчак, степной овес; из разнотравья – шалфей, клевер,
колокольчики, встречаются полыни. В южной части степи травостой уже
изрежен и нередко носит характер куртин. Здесь еще в большей степени
господствуют узколистные злаки: ковыли перистые и ковыли волосатики,
некоторые осоки, типчак, житняк; значительное место принадлежит
полыням, встречаются тюльпаны, мятлик. В Западной Сибири – березовые
колки и сосновые боры с узколистными злаками. Встречаются степная
люцерна, астрагал, галофитная растительность, приуроченная к пятнам
солонцов и солончаков.
2. Генезис, эволюция и классификация черноземов
Черноземные почвы развиваются под степной и разнотравно-степной
растительностью по дерновому типу почвообразования. Они богаты
органическим веществом, имеют мощный перегнойно-аккумулятивный
горизонт 35-150 см, имеют характерную водопрочную зернисто-комковатую
структуру, благоприятные водно-воздушные и физико-химические свойства
почвы. Существует свыше 20 теорий и гипотез о происхождении русского
чернозема. Все они могут быть объединены в основные 3 группы:
1. Гипотезы о морском происхождении
2. Теории болотного образования черноземов
3. Теории растительно-наземного их происхождения
1. Гипотезы о морском происхождении черноземов были высказаны
первыми исследователями этих почв – Палласом (1799), Петцольдом (1851) и
др., которые рассматривали черноземы как морской ил, оставшийся после
отступления Каспийского и Черного морей. Эта гипотеза не была
подтверждена данными и имеет лишь исторический интерес.
2. Сторонники болотного происхождения – Эйхвальд (1850), Борисяк
(1852) считали, что в прошлом черноземная зона представляла собой
тундровые сильно заболоченные пространства. В дальнейшем в условиях
теплого климата
и осушения болотная и тундровая растительность
энергично разлагалась (и образовывался болотный ил), на котором
16
поселялась надземная растительность, это и обусловило формирование
черноземных почв.
3. Современной теории растительно-наземного происхождения
чернозема придерживались Рупрехт (1866), в дальнейшем В.В. Докучаев,
П.А. Костычев и В.Р. Вильямс. Образование черноземов связывалось с
поселением и развитием лугово-степной и степной травянистой
растительности, в результате разложения которой в почвах накапливается
много перегноя. При этом Докучаев подчеркивал разностороннюю роль
климата, который определяет не только тип растительности, но и темп ее
развития, скорость и направление процессов разложения. Костычев же
показал важное значение корневых систем травянистой растительности в
накоплении перегноя.
В.Р. Вильямс рассматривал происхождение черноземных почв как
результат развития дернового процесса под луговыми степями дерновой
зоны.
Современные материалы позволяют наиболее глубоко понять особенности
черноземообразования. Это обусловлено:
1.
Ежегодным опадом органической массы, составляющей 100-200
ц/га или 40-60% всей биомассы. При этом 40-50% опада представлено
корнями растений.
2.
Средняя зольность опада лугово-степного. сообщества (по
данным Базилевича) составляет 7-8%, в хвойных лесах 0,7 -1,7%, в
лиственных лесах – 1,6-7,5%.
3.
Среднее содержание азота также самое высокое в лугово-степных
сообществах – 1-1,4%.
4. Работами советских и зарубежных исследователей установлено, что
наиболее интенсивное образование гумуса происходит от разложения опада
растений при достаточном доступе кислорода и оптимальном увлажнении в
условиях обогащенности растительных остатков белковым азотом и
основаниями. Наиболее благоприятные условия для процесса гумификации в
черноземной зоне создаются в весенний и раннелетний периоды. В период
летнего иссушения и прерывистого увлажнения микробиологические
процессы ослабевают, что предохраняет образовавшийся гумус от быстрой
минерализации, а некоторая сухость почв благоприятствует процессам
усложнения гумусовых веществ (поликонденсация и окисление).
5. Богатство опада растительного кальцием приводит к полной
коагуляции гумусовых веществ, и предохраняет их от вымывания.
6. Вместе с накоплением перегноя при черноземообразовании идет
закрепление в форме сложных органо-минеральных соединений важнейших
элементов питания растений – N, P, S, Ca и др.
7. Развитие мощных корневых систем растений и образование гуматов
Ca благоприятствуют оструктуриванию профиля почвы. Таким образом,
особенность
черноземообразования
заключается
в
том,
что
гидротермические условия зоны благоприятствуют разложению богатого
белками, основаниями и азотом опада с образованием сложных
17
высококонденсированных перегнойных соединений типа гуминовых кислот,
закреплению которых в почве способствует непрерывное образование
биогенного кальция и формирование карбонатного иллювиального
горизонта. ФК полностью отсутствуют и имеют более сложное строение.
Наиболее благоприятны условия черноземообразования в южной части
лесостепной зоны, с образованием типичных черноземов, где создается
максимальное количество растительной массы и наилучшим образом
складывается гидротермический режим почв.
К северу от типичных черноземов более влажные условия климата
способствуют большему выносу оснований из опала, вследствие чего
образуются более кислые продукты превращения органических остатков, что
приводит к проявлению некоторого оподзоливания почв.
К югу нарастает дефицит влаги, уменьшается количество
поступающего в почву опада и ухудшается зольно-азотный его состав, а
также уменьшается глубина проникновения корневых систем растений в
почву. Все это определяет менее интенсивный процесс гумусонакопления
(чернозем южный).
Классификация чернозёмов.
На основе обширных материалов по
изучению черноземов в различных районах страны в настоящее время
принято следующее разделение черноземного типа почв на подтипы:


Оподзоленный

Выщелоченный
лесостепной зоны

Типичный

Обыкновенный

Южный
степной зоны

По мощности гумусового слоя (А + В1) все черноземы
подразделяются на виды:
- маломощные
А + В1
< 40 см
- среднемощные
А + В1
40-80 см
- мощные
А + В1
80 – 120 см
- сверхмощные
А + В1
> 120 см
По степени гумусированности (гор. А) на:
- слабогумусированные
< 4%
- малогумусные
< 6 – 4%
- среднегумусные
6 – 9%
- высокогумусные (тучные)
> 9%
3. Черноземы лесостепной зоны: строение профиля, свойства
Чернозёмы лесостепной зоны представлены оподзоленными,
выщелоченными и типичными черноземами и имеет строение профиля
чернозема оподзоленного:
А – серой и темно-серой окраски
В1 – заметно светлее гор. 1, наличие кремнеземистой присыпки
18
В2 – буроватый или красновато-буроватой окраски иллювиальный
горизонт, ореховатой или призматической структуры, гумусовыми затеками
С – материнская порода
Выщелоченные черноземы в отличие от оподзоленных имеют
кремнеземистую присыпку гумусового слоя в виде припудренности. Их
профиль:
А – 30-50 см темно-серой или черной окраски, зернистой или зернистокомковатой структуры, рыхлый
В1 – 70-80 см (90-100 см), серый с легким буроватым оттенком
В2 - ясно выраженной буроватой окраски, гумусовые затеки и
примазки, ореховато-призматической или призматической структуры
В3 –
С – материнская порода
Состав и свойства.
Гранулометрический
состав
весьма
разнообразен и по почвенному профилю, отмечается некоторое увеличение
илистой фракции вниз по профилю.
В
составе
илистой
фракции
преобладают
минералы
монтмориллопитовой и гидрослюдистой групп с преобладанием
монтмориллонита; иногда у некоторых черноземов преобладают минералы
каолититовой группы. Вторичные минералы по профилю распределены
равномерно.
Химический состав. Важнейшими особенностями хим. состава
является высокое содержание гумуса: в оподзоленных – до 6%,
выщелоченных – до 9%, в гумусе много аккумулируется N, P, K,
микроэлементов, профиль хорошо промыт от легкорастворимых солей.
Гуминовые кислоты преобладают над фульвокислотами (Сгк : Сфк = 1,5-2), с
преобладанием фракций, связанных с кальцием.
Валовое содержание SiO2 в гор, А несколько выше, чем в
нижележащих, а P2O5 – выше в гор. В.
Емкость поглощения 35-40 мг-экв., в ППК – Ca, Mg, степень
насыщенности V = 80-90%, а гидролитическая кислотность может достигать
заметной величины – 5-7 мл-экв. на 100 г почвы.
Физические свойства. Черноземы хорошо оструктурены, имеют
рыхлое сложение, невысокую илостность, высокую влагоемкость, хорошую
водопроницаемость. При распашке содержание водопрочных агрегатов
снижается. d = 1-1,22 г/см3 в горизонте А и 1,4-1,5 в горизонте В, плотность
твердой фазы Д=2,4-2,5 г/см3, пористость Р = 50-60%. Отношение Р кап. : Р
некап. 9:1.
Тепловой режим благоприятный: они хорошо поглощают лучистую
энергию солнца и длительное время сохраняют тепло. По мере движения на
восток тепловой режим ухудшается: зимы суровые, почвы промерзают
глубоко (70-110 см) при температуре 150).
Водный режим. Зона характеризуется недостаточным увлажнением.
Летние осадки влияют на увлажнение лишь пахотного слоя. Запас влаги в
нижних горизонтах создается за счет осадков холодного периода. В целом
19
для оподзоленных и выщелоченных черноземов, также и для типичных,
характерен периодически промывной тип водного режима.
Глубина слоя максимального промачивания всегда содержится
некоторое количество доступной влаги, которая в засушливые годы служит
резервом влажности.
Питательный режим. Черноземные почвы отличаются высоким
валовым содержанием питательных веществ, особенно азота – 0,2-0,5%,
фосфора -0,15-0,35%, калия – 2%. Характеризуются высокой
нитрификационной способностью и могут накапливать значительные
количества нитратов. В позднеосенний и ранневесенний периоды на оп. и
выщ. черноземах наблюдается вымывание нитратов из пахотного
слоя,
что может вызвать весной для озимых и ранних яровых культур недостаток в
азоте. Нуждаются в Р-удобрениях.
Типичные чернозёмы. В лесостепной зоне Украины и прилегающих с
востока областях, а также в Пензенской области, в предгорьях Алтая
встречаются типичные черноземы. В этих черноземах полностью отсутствует
выщелоченность профиля, профиль по гранулометрическому составу
однороден. Мощность гумусовых горизонтов превышает 100 см. Содержание
гумуса в гор. А колеблется от 6 до 10-12% в зависимости от Запада и
Востока.
рН – нейтральная, гидролитическая кислотность слабо выражена – 0,42,8 мг-эк. ППК – Ca и Mg в соотношении 10:1 или 8:1, V степень
насыщенности высокая = 94-99%.
Они обладают хорошей зернистой структурой, благоприятным водным,
воздушным и тепловым режимом.
Химические свойства типичных черноземов (кроме гумуса) близки или
к выщелоченным черноземам или к обыкновенным.
4. Черноземы степной зоны: строение профиля, свойства
Чернозёмы степной зоны формируются в условиях непромывного типа
водного режима под пологом ковыльно-типчаковой ассоциации с
растительным покровом, т. е. дефицит влаги и ухудшение зольно-азотного
состава этой растительности, которая отмирает летом при сухости климата,
что приводит к минерализации органического вещества, уменьшению
гумуса.
Черноземы степной зоны представлены обыкновенными и южными
черноземами.
Профиль черноземов обыкновенных:
А – темно-серой или черной окраски, с отчетливой зернистой или
комковато-зернистой структурой, мощностью 30-40 см
В1 – до 65-80 см, темно-серый с ясным буроватым оттенком, с
комковатой или комковато-призматической структурой
Вк=В2 – карбонатно-иллювиальный, выделения карбонатов в виде
белоглазки
С – материнская порода
20
Южные чернозёмы занимают южную часть степной зоны и
непосредственно граничат с темно-каштановыми почвами.
Строение профиля такое же. Отличаются меньшей мощностью гумуса.
Выпадение карбонатов связано также с расходом воды на испарение.
Таким образом, для черноземов характерно сезонное колебание
верхней границы распространения карбонатов.
Физико-химические свойства чернозёмов. Емкость поглощения
высокая 40-50 мг-экв., ППК – Ca, Mg, а в южных черноземах Na –до десятых
долей. Реакция среды обыкновенных черноземов нейтральная или близкая к
ней, у южных – слабощелочная.
Физические и водно-физические свойства. Хорошая структура
обусловливает рыхлое сложение почв, невысокая плотность, высокую
влажность и хорошую водопроницаемость. Южные черноземы имеют
худшую структуру, физические и водные свойства.
В гор. А – d = 1-1,2 г/см3
Д= 2,4-2,5 г/см 3
В – d = 1,4 – 1,5
г/см3 Д= 2,55-2,65 г/см3
Состояние капиллярной и некапиллярной пористости благоприятное.
Водопроницаемость хорошая, особенно в горах. Влагоемкость – тоже
высокая.
Тепловой режим. Чернозем обыкновенный и южный характеризуется
благоприятным тепловым режимом. Почва хорошо нагревается и длительное
время сохраняет тепло.
Водный режим. В водном режиме обыкновенных черноземов можно
выделить 2 периода:
1) период иссушения почвогрунта, охватывающий лето и первую
половину осени; господствуют восходящие токи;
2) период промачивания, начинающийся со второй половины осени,
прерывающийся зимними заморозками и продолжающейся весной во время
снеготаяния. Длительность этих периодов и сроки иссушения у разных
черноземов будут свои. Чем южнее, тем сильнее иссушение.
Летние осадки влияют на увлажнение лишь пахотного слоя.
Промачивание нижних горизонтов отмечается лишь осенью и весной.
В целом водный режим черноземов обыкновенных и черноземов
южных складывается очень напряженно, особенно в восточных провинциях.
Тип водного режима – непромывной.
Следовательно, все агротехнические мероприятия должны быть
направлены на максимальное восстановление к весне будущего года запасов
полезной влаги.
Питательный режим. Черноземы богаты валовыми формами N, P, K, в
южных – меньше. Содержание подвижных форм питательных веществ
сильно варьирует. Нитрификационная способность высокая.
5. Сельскохозяйственное использование черноземных почв
21
Черноземная зона – важнейший земледельческий район страны. Здесь
выращивают зерновые, технические и масличные культуры. Это районы
широко развитого животноводства и плодоводства.
1. Центральным вопросом повышения эффективного плодородия ЧП
является накопление влаги в почве и рациональное ее расходование.
Наиболее остро это встает для степных черноземов. Для этого:
а) проведение весенних работ в сжатые сроки;
б) правильные приемы обработки почвы, использование черных паров;
в) снегозадержание.
2. Применение удобрений:
а) N – удобрения
б) Р – удобрения
в) К – удобрения под технические культуры
г) навоз
3. Активизация микробиологических процессов с помощью обработки
и улучшением водного режима;
4. Защитные лесные полосы;
5. Рыхление солонцеватого горизонта солонцеватых черноземов (+
гипс – 3-4 ц/га);
6. Правильные севообороты: введение многолетних трав с злакобобовой смесью;
7. Посев высокоурожайных культур;
8. Усиленная борьба с эрозией почв.
22
ЛЕКЦИЯ.
ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА.
Вопросы:
1. Растительность как фактор почвообразования.
2. Климат как фактор почвообразования.
3. Рельеф как фактор почвообразования.
4. Почвообразующие породы как фактор почвообразования.
5. Возраст страны как фактор почвообразования.
1. Растительность как фактор почвообразования.
Проблема генезиса (происхождения и развития почв) впервые была
поставлена В. В. Докучаевым. В сложном процессе генезиса почв он
различал три взаимосвязанные между собой группы явлений:
1. Факторы почвообразования;
2. Процессы почвообразования;
3. Свойства почв.
Изучая различные почвы на территории России, Докучаев пришел к
заключению, что они развиваются и размещаются в связи с природными
условиями. В результате тесного взаимодействия природных факторов
образуется та или иная почва. К этим факторам относятся: климат,
растительность и животный мир, почвообразующие породы, рельеф
местности, «возраст страны».
Одним из ведущих является биологический фактор. Роль живых
организмов и мёртвого органического вещества в почвообразовании
многообразна. Особенно ярко она раскрывается в учении В.Р. Вильямса о
растительных формациях.
Для разделения растительных формаций Вильямс брал за основу:

состав растительных группировок;

особенности поступления в почву органических веществ;

характер разложения этих веществ под воздействием
микроорганизмов в аэробных условиях.
Различают следующие формации:
1. В группе деревянистых формаций – таежные и широколиственные
леса, влажные тропические и влажные субтропические, так называемые
ливневые леса.
2. В группе переходных деревянисто-травянистых формаций –
ксерофитные леса (включая кустарниковые ценозы), саванны;
3. В группе травянистых формаций – суходольные и заболоченные
луга, травянистые прерии, степи умеренного пояса, субтропические
кустарниковые степи.
4. Пустынные формации (суббореальная, умеренно тёплая зона с
летним циклом развития, субтропическая, с зимним циклом вегетации) и
тропическая.
5.Лишайниково-моховые формации (тундры, верховые болота).
23
В настоящее время при рассмотрении роли растительных формаций в
почвообразовании учитываются характер и интенсивность биологического
круговорота веществ, а также биологический режим, определяющий сроки и
темпы поступления органического вещества в почву в годичном цикле.
В целом растительность, микроорганизмы и животные обусловливают
в почве следующие процессы:
1. Количественное поступление органического вещества и его
разложение;
2. Качественный состав органического вещества и характер его
разложения;
3. Растительность, обусловливающая количество и состав минеральных
веществ, извлекаемых из почвы.
4. Биологическая миграция и аккумуляция зольных элементов;
5. Микроорганизмы и животные останки, влияющие на разложение
органических веществ;
6 .Степень их перемешивания с минеральной частью.
От состава микроорганизмов зависят характер, направленность и
скорость разложения органических остатков.
2. Климат как фактор почвообразования.
Роль климата в почвообразовании состоит в том, что он оказывает
влияние на растительность. От климата зависят общий характер зонального
растительного покрова, энергия биологических процессов. Из элементов
климата непосредственно на почвообразование влияют температуры и
атмосферные осадки, определяющие типы теплового и водного режимов
почвы.
Солнечная радиация является главным источником тепла, энергии
биологических и почвенных процессов; она поглощается поверхностью
земли, затем излучается и нагревает атмосферу.
Источником увлажнения являются атмосферные осадки, которые,
попадая в почву, поглощаются растениями и возвращаются в атмосферу
через физические испарения. Таким образом, между почвой и атмосферой
устанавливается тепло- и водообмен, в процессе которого формируется
гидротермический режим почвы или почвенный климат. Температурные
условия и влажность определяют ход почвообразовательного процесса
(создание и разложение органического вещества, скорость и характер
биохимических процессов, интенсивность выветривания и выщелачивания,
поведение почвенных коллоидов, коагуляция или метизация) и образование
структуры.
Климат играет исключительную роль в сельском хозяйстве, так как им
определяется возможность получения одного или двух урожаев в год,
набор сельскохозяйственных культур и т.д.
Климат подразделяется на группы по термическим условиям и
увлажнению.
24
Основанием для выделения термических групп климата является
неодинаковое распределение температур по различным географическим
широтам. Показателем группы климата принимается сумма ?
среднесуточных температур выше 10 °С за вегетационный период (табл. 1).
Группа климатов
1. Холодные (полярные)
2. Умеренно холодные
(бореальные)
3.
Умеренно
теплые
(суббореальные)
4. Тёплые (субтропические)
5. Жаркие (тропические)
t воздуха ≥10 °С
менее 600
600–2000
2000–3800
3800–8000
≥8000
Основа выделения почвенно-климатических поясов, или точнее,
почвенно-термических поясов – географическое районирование.
Основанием для выделения групп климата по условиям увлажнения
является неодинаковая обеспеченность растительности и почв влагой. Она
определяется соотношением между количеством выпадающих осадков и
испаряемостью с открытой водной поверхности. Это отношение называется
коэффициентом увлажнения (КУ). Выделяются следующие группы климата
(табл. 2).
Группа климата
КУ по ВысоцкомуИванову
1.Очень
влажные
≥1,33
(экстрагумусные)
2. Влажные (гумусные)
1,33–1,0
3.
Полувлажные
1,0–0,55
(семигумусные)
4.
Полусухие
0,55–0,33
(семиаридные)
5. Сухие (аридные)
0,33–0,12
6. Очень сухие
≤0,12
Эта градация климата по атмосферному увлажнению связана с водным
режимом при одинаковом рельефе, окислительно-восстановительным
потенциалом почв, степенью выветренности? и выщелачиванию при равных
термических условиях.
Таким образом, климат оказывает прямое и косвенное влияние на
почвообразование.
Прямое влияние сказывается в непосредственном воздействии
элементов климата (увлажнение почвы влагой осадков и её подмачивание,
нагревание и охлаждение).
Косвенное влияние проявляется через воздействие климата на
растительность и животный мир.
25
Разносторонняя роль климата состоит в следующем:
1. Важнейший фактор биологического и биохимического процессов,
сочетание температур и влаги.
2. Атмосферный климат через свойства и состав почв оказывает
огромное влияние на водно-воздушные температуры и режимы почв.
3. С климатическими условиями тесно связаны процессы превращения
минеральных
соединений
в
почве,
аккумуляция
продуктов
почвообразования.
Климат влияет на процессы ветровой и водной эрозии почв.
3. Рельеф как фактор почвообразования.
Значение рельефа в процессе почвообразования огромно и
разнообразно. Для правильного понимания роли рельефа в почвообразовании
необходимо различить три группы форм рельефа.
Под макрорельефом понимают самые крупные формы рельефа,
определяющие общий облик большой территории – это равнина, плато, горы.
Они влияют на увлажнение воздушных масс и формирование климата
большой территории. С увеличением абсолютной высоты климат становится
более холодным и влажным.
Мезорельеф – форма рельефа средних размеров (увалы, холмы,
лощины, долины, террасы и их элементы, плоские участки, склоны разной
крутизны). Они выступают прежде всего как фактор, перераспределяющий
влагу атмосферных осадков и регулирующий соотношение вод, стекающих
по поверхности и просачивающихся в почву. Мезорельеф оказывает влияние
на распределение тепла, света. От него также зависит развитие эрозионных
процессов.
Микрорельеф – это мелкие формы рельефа: бугорки, понижения,
впадинки, возникающие на ровных поверхностях рельефа и занимающие
незначительные площади (от нескольких дм² до нескольких сотен м²).
Микрорельеф определяет значительное перераспределение влаги. Различие в
увлажнении вызывают изменения пищевого и солевого режимов по
элементам рельефа, что приводит к развитию определённой растительности
и, в конечном счете, к образованию различных почв в этих понижениях.
Микрорельеф является основной причиной комплексности (пятнистости)
почвенного покрова.
Таким образом, рельеф выступает как основной фактор распределения
солнечной радиации и осадков, в зависимости от экспозиции и крутизны
склонов и оказывает влияние на водный, тепловой, питательный обмен
веществ и солевой режим почв.
В настоящее время по положению в рельефе и по перераспределению
им осадков выделяют следующие группы почв, которые называются рядами
увлажнения:
1. Автоморфные почвы – формируются на ровных поверхностях и
склонах в условиях свободного стока, при глубоком залегании грунтовых вод
(глубже 6 м).
26
2. Полугидроморфные почвы – формируются при кратковременном
застое вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3–6 м.
3. Гидроморфные почвы – формируются при длительном
поверхностном застое вод или при залегании грунтовых вод на глубине
менее 3 м.
Отмеченные особенности влияния рельефа на почвообразование имеют
большое значение в земледелии, так как разнообразие рельефа
сельскозяйственных угодий ведёт к неоднородности почвенных условий
возделывания культур, необходимости применения дифференцированной
агротехники и т.д.
4. Почвообразующие породы как фактор почвообразования.
Существенное влияние на развитие почв оказывают почвообразующие
породы. Гранулометрический, минералогический, химический состав почв на
первых стадиях генезиса почти полностью определяются составом
почвообразующих пород. И только позже, по мере формирования почвенного
профиля, в различных генетических горизонтах появляются новые свойства,
существенно отличающиеся от исходной породы.
От гранулометрического и агрегатного состава породы зависят воднофизические свойства почвы: плотность, водопроницаемость и т.д., то есть
водный и воздушный режимы почв.
Минералогический состав влияет на химический состав почвы, на ход
химических процессов в ней, на плодородие почв. Например, преобладание
кальция обусловливает нейтральную среду, хлориды и сульфаты – щелочную
и засоление почв.
После формирования почвы материнская порода является
подстилающей. Между ней и почвой происходит обмен газами, водой,
тепловой энергией, растворами солей. Она оказывает влияние на свойства
самой почвы.
Таким образом, почвообразующая порода является материнской
основой почвы и передает ей свой гранулометрический, химический,
минералогический составы, а также физические и химические свойства,
которые в дальнейшем постепенно изменяются в различной степени под
воздействием почвообразовательного процесса.
5. Возраст страны как фактор почвообразования.
Процесс
почвообразования
протекает
во
времени.
Цикл
почвообразования (сезонный, годичный, многолетний) вносит определенные
изменения в превращение органических и минеральных веществ в почвенном
профиле. Поэтому этот фактор очень важен. Различают понятия абсолютного
и относительного возраста почв.
Абсолютный возраст – время, прошедшее с начала формирования
почвы до настоящего времени, или время, в течение которого существует
почва. Он колеблется от нескольких лет до миллионов. Для севера он связан
с оледенением, для ряда территорий – с морскими трансгрессиями
27
(Каспийская низменность). Самыми молодыми являются почвы современной
поймы.
Относительный возраст – это количество стадий, которые прошла
почва в период развития.
Относительный возраст характеризует скорость почвообразовательного
процесса, быстроту смены одной стадии развития почвы другой. Он связан с
влиянием состава и свойств пород, условий рельефа на скорость и
направление почвообразовательного процесса.
Антропогенный фактор – специальный мощный фактор воздействия на почву
(обработка, использование удобрений, мелиорация и др.). Это фактор
сознательного направленного действия на почву с целью улучшить её
свойства и плодородие.
28
ЛЕКЦИЯ.
ГЕНЕЗИС И ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ ТАЁЖНО-ЛЕСНОЙ ЗОНЫ.
Вопросы:
1. Природные условия зоны.
2. Гипотезы и эволюционные процессы подзолистых почв, их
особенности и свойства.
3. Генезис и эволюционные процессы дерновых и дерново –
подзолистых почв.
4. Болотные почвы и их генезис.
Литература:
1. Природные условия зоны.
Таёжно-лесная зона занимает большую территорию России (~ 52%) и
располагается в пределах Европейской и Азиатской части бореального пояса.
Природные условия в силу громадной протяженности с севера на юг и с
запада на восток разнообразны.
Климат таёжно-лесной зоны умеренно-холодный, влажный, и
неодинаковый в разных её частях. В западных районах Европейской части он
сравнительно мягкий, по мере продвижения на восток континентальность
климата увеличивается. Количество осадков, выпадающих в течение года,
колеблется от 200 до 700мм рт.ст. на западе и от 200 – 300 мм рт.ст. на
востоке. При этом максимум осадков выпадает в тёплое время (вторая
половина лета). Годовое количество осадков в большинстве случаев
превышает испаряемость Ос ≥ Исп; КУ =1,10 – 1,33. Поэтому почвы
формируются в условиях систематического увлажнения и промывания (с
промывным типом водного режима). Среднегодовая температура в
Европейской части выше 0 º и +4 ºС. В Якутии она снижается до –10 ºС,
поэтому в Восточной Сибири почвы формируются при наличии вечной
мерзлоты. Температура января от –2,7º – до – 28,4 ºС, июля + 17–+18 ºС.
Рельеф разнообразный: Европейская часть представлена огромной
расчленённой равниной, характеризующейся чередованием конечно мореных
гряд с плоскими мореными равнинами.
Западная Сибирь – плоско-равнинная низменность, с уклоном к северу,
речные долины, плохая дренированность водораздел – сильная
заболоченность
Восточная Сибирь – Дальневосточная часть представлена системой
плоскогорий и горных цепей и предгорий, чередующихся с равнинными
участками.
Почвообразующие породы в Европейской части и Западной Сибири
представлены четвертичными отложениями ледникового происхождения.
Среди них разнообразные по гранулометрическому составу морены
,водноледниковые наносы, представленные песками, супесями, покровными
суглинками, а также озёрно- ледниковые и аллювиальные отложения. В
Восточной Сибири преобладают элювиально-делювиальные продукты
выветривание коренных пород.
29
Характерными чертами почвообразования пород таёжно-лесной зоны
является пестрота их по минеральному, химическому, гранулометрическому,
минеральному составу
Растительность. Преобладающий тип растительности – таежномоховые, мохово-кустарничковые, и травяно-кустарничковые леса, которые
на юге сменяются лиственными и широколиственными. Значительно
распространена и травянистая растительность на суходольных и пойменных
лугах и под пологом леса. Большие площади заняты болотными
ассоциациями.
Европейская и Западная часть зоны по растительности, климатическим
условиям и почвенному покрову разделяют Севера на Юг на три подзоны:
1.
Подзона северной тайги занята хвойными лесами из ели, сосны,
сибирской пихты, лиственницы. Под пологом леса развит ярус
субарктических болотных кустарников, мхов, лишайников; травянистая
растительность не развивается. Почвенный покров представлен подзолисто –
иллювино – гумусовыми почвами.
2.
Подзона Средней тайги представлена темнохвойными еловыми
лесами под пологом развивается сплошной мох с полным отсутствием
травянистой растительности. На местах вырубок и пожарищ произрастают
вторичные леса, из сосны, осины, берёзы. Почвенный покров – подзолистый.
3. Подзона Южной тайги – в Европейской части представлена
темнохвойными лесами с примесью широколиственных пород (дуб, ясень,
клён, липа) и смешанными широколиственными тёмнохвойными лесами. В
Западной Сибири - лиственными лесами (берёза, осина).Под пологом этих
лесов хорошо развит травяной покров. Почвенный покров – дерновоподзолистый.
2. Гипотезы и эволюционные процессы подзолистых почв, их
особенности и свойства.
В таёжно- лесной зоне протекают три основных процесса
почвообразования : подзолистый, дерновый и болотистый. Они могут
протекать каждый самостоятельно или в сочетании. В результате образуются
слои почвы: подзолистые, дерновые, болотные, болотно-подзолистые,
мерзлотно-таежные.
Подзолистые почвы. Термин «подзол» взят В. В. Докучаевым из
народного лексикона Смоленской губернии ,где так называли почву
осветлённую, бесструктурную, цвета печной золы. В настоящее время под
подзолом понимают кислую, силлитную почву, сформированную в условиях
резко выраженного проливного режима. Подзолистые почвы формируются
под пологом таёжного хвойного леса с моховым покровом и временным
избыточным увлажнением. Существенной особенностью подзолистых почв
является наличие у них под слоем лесной подстилки малоплодородного
белесого подзолистого горизонта с кислой реакцией, низким содержанием
питательных веществ и неблагоприятными в агрономическом отношении
физическими свойствами. О происхождении подзолистых почв высказаны и
разработаны различные теории и гипотезы. Докучаев, Костычев, Сибирцев
30
считали, что эти почвы образовались при участии лесной растительности под
влиянием перегнойных кислот. Гедройц выдвинул коллоидно-химическую
теорию, где главным агентом оподзоливания служит водородный ион,
который появляется при диссоциации Н2О или угольной кислоты.
Воздействуя на кристаллическую решетку минералов «Н» постепенно
разрушает её, образуя при этом коллоидные доли SiO2, Al2O3, F2 O3
Оригинальную концепцию выдвинул В. Р. Вильямс, который считал
оподзоливание результатом биохимических процессов. Он считал, что
подзолистый процесс протекает под деревянистой растительностью и связан
с ФК вызывающих продуктов разложения минеральной части почвы.
Перемещение продуктов разложения происходит нисходящими токами воды
в виде органоминеральными соединениями. Современные воззрения – это
работы Яркова, Ремизова, Роде, Анитпова-Каратаева, Кауричева,
Пономаревой и др. На основе экспериментальных данных можно
представить подзолистообразовательный процесс следующим образом:
1. Отмирающие части хвойной, древесной и мохово-лишайной
растительности образуют лесную подстилку, имеющую кислую реакцию.
2. Разложение её идёт грибами с образованием легкорастворимых
органических кислот (ФК) и низкомолекулярных кислот: щавелевая,
муравьиная, лимонная, уксусная. Из-за бедности опада значительная часть
органических кислот проникает в минеральную часть, разрушает её и в виде
фульватов К, Мg, Ca выносится в нижние горизонты нисходящими токами
воды. Алюминий, железо и марганец имеют большую подвижность и
вымываются вниз. Разрушению фульвокислотами подвергаются первичные и
вторичные силикаты и алюмосиликаты, которые тоже вымываются вниз, т.е.
происходит лессиваж.
3. Относительно возрастает содержание аморфного кремнезёма (SiO2),
который и создаёт белесость (подзол) горизонта. Часть минеральных и
органических соединений поглощается растениями (Р, S, O2), другая –
вымывается в грунтовые воды (К, Ca, Mg.), третья – задерживается в
иллювиальном горизонте за счёт механического поглощения и образуя
органо – минеральные и минеральные комплексы (AL, Fe, Mn, SiO2). При
этом органические кислоты в иллювиальном горизонте разрушаются
биологически, а AL, Fe, Mn накапливаются в виде окиси, называемыми
полуторными R2O3. В иллювиальном горизонте увеличивается содержание
ила и коллоидов и он уплотняется, происходит процесс оглинения.
Таким образом, сущностью подзолообразования является разрушение
первичных и вторичных минералов в верхней части профиля под
воздействием органических соединений кислой природы (типа ФК) и вынос
продуктов разрушения в нижние горизонты и даже в грунтовые воды в
условиях промывного типа водного режима. Интенсивность подзолистого
процесса зависит от:
1. Химического состав материнской породы (на карбонатных породах
он ослабевает)
31
2. Состава древесной породы (под лиственными он медленнее, чем под
хвойными).
3. От нисходящих токов воды (чем меньше промачивается почва, тем
слабее подзолистый процесс).
Подзолистые почвы классифицируются на подтипы в зависимости от
неоднородности условий почвообразования внутри зоны (т. е. зональных и
фациональных особенностей). Выделяют два подтипа: подзолистые и глеево
- подзолистые. Для подзолистых почв характерна чёткая дифференциация
профиля на горизонты: А0 – (А0А1) – А1А2 – А2 – А2В – В – (ВС) – С.
Строение профиля:
Ао – до 6-7 см.;
А1А2 –слаборазвитый гумусово- элювиальный;
А2 – элювиальный или подзолистый между подзолистым и
иллювиальным горизонтом;
А2В – переходный горизонт от подзолистого к иллювиальному;
В – иллювиальный;
С – материнская порода.
Мощность профиля может достигать 100-120см. (Эти почвы
формируются чаще всего в подзоне Средней тайги).
Свойства почв:
1.
Гранулометрический состав в верхней части песчаный и вниз
утяжеляется (т.е. дифференцируется по содержанию ила: А2- обеднён, В –
обогащён илом)
2.
Минералогический состав представлен первичными минералами
(кварц, полевые шпаты, слюды и др.) Из вторичных – гидрослюды,
аморфные полуторные окислы, монтмориллонит, вермикулит и др.).
3. Агрохимические свойства:
Гумус
(1,0 – 1,5 до 2%)
Качество
ФК > ГК
Невысокая емкость обмена (ЕКО) (2 - 4 мг/кВ – в песчаных и до 12 –
17 – в суглинистых)
Кислотность высокая
Нг =до 5 - 10 мг-экв/100 г почвы
Низкая степень насыщенности почв основаниями менее 50 %
рН=3,0 – 3,5
Низкая буферность.
Питательных веществ в доступном состоянии мало.
4. Физические свойства: бесструктурные, распылённые, плотность
увеличена в иллювиальном горизонте.
При распашке суглинистых подзолистых почв бесструктурность,
низкое содержание гумуса определяет к склонности пахотного горизонта к
заиливанию и образованию корки.
Эти неблагоприятные свойства можно устранить интенсивным
окультуриванием, внесением органических удобрений, известкованием,
посевом многолетних трав, включая бобовые культуры и другие
мероприятия по таёжно-лесной зоне.
32
Глееподзолистые почвы формируются в северной тайге под
хвойными лесами с мохово- и лишайниково-кустарниковым покровом на
суглинистых, реже супесчаных и песчаных почвообразующих породах,
сохраняя все признаки подзолистых почв. Характеризуются в то же время
отчётливо выраженным оглеением верхней части почвы и наличием
торфяной подстилки. Это происходит за счёт длительного избыточного
поверхностного увлажнения, образуя закисные формы Fe, Al, Mn, много ФК
и низкомолекулярных кислот (муравьиной, уксусной, лимонной и др.), что
усиливает подзолообразовательный процесс.
Почвенный профиль состоит из следующих горизонтов:
А0 – опад листьев, мощность 3 – 10 см;
А2g – элювиальный оглееный горизонт с сизыми пятнами, мощность
15 см;
А2Вg – неоднородно окрашенный суглинистый уплотненный, содержит
много
железисто-марганцевых
стяжений
(ортштейнов);
единично
встречаются корни, переход заметный.
Вg – иллювиальный, плотный, плитчато-призматический;
С - материнская порода
3. Генезис и эволюционные процессы дерновых и дерново –
подзолистых почв.
Дерновые почвы. Термин «дерновые почвы» в научную литературу
введён Докучаевым, теория нового процесса разработана Вильямсом и
Тюриным.
Под дерновым процессом понимают процесс накопления гумуса,
питательных веществ, образования водопрочной и механически прочной
структуры, протекающий под воздействием луговой травянистой
растительности.
Дерновые почвы таёжно-лесной зоны образуются под чистыми
ассоциациями луговой травянистой растительности на любых породах и под
травянистыми и мохово – травянистыми лесами – на карбонатных породах.
В Европейской части встречаются в Прибалтике, Санкт-Петербургской,
Архангельской, Вологодской, Калининской, Московской и др. областях; на
Дальнем Востоке, Камчатке, Курильских островах. Площадь 9 млн.га.
Наиболее характерными чертами дернового процесса является слабая
дифференциация профиля по химическому составу и накопление гумуса, питательных
веществ, формирование водопрочной структуры в верхних горизонтах почвы.
Генезис дерновых почв происходит при участии травянистых растений
или широколистных лесов. Поступление органических остатков в почву и
разложение в условиях тесного контакта с её минеральной частью, особенно
карбонатами, благоприятствует закреплению гумусовых веществ. Вследствие
этого увеличивается содержание питательных веществ, улучшаются физикохимические свойства, микробиологические процессы и, в результате этого,
формируется плодородие почв. Интенсивность дернового процесса зависит
от биологической продуктивности травянистой растительности, т.е.
33
количества и качества органического вещества, величины опада и комплекса
условий, при котором образуется гумус.
Дерновые почвы имеют следующие свойства:

Хорошо выраженный гумусовый горизонт комковато – зернистой
структуры;

Отсутствие или слабо выраженная оподзаливания в виде
присыпки;

Высокое содержание гумуса (от 3 – 4 до 12–15%)

Высокая ёмкость поглощения;

Слабокислая реакция;

Повышенный валовой запас N и зольных элементов питания.
Классификация дерновых почв – это дерново-карбонатные
(рендзины), дерново-литогенные и дерново-глеевые. Первые два типа
формируются в автоморфных условиях, а третий – в полугидроморфных.
Строение профиля:
А0 или Ад мощностью 2 – 7 см
А1 – дерновый, серого или темно-серого цвета с комковато-зернистой
структурой. Иногда в нижней части горизонта обнаруживаются признаки
оподзаливания в виде просветления и появления кремнеземистой присыпки
(А1А2).
В – переходный
С – материнская порода
Дерновые почвы разделяются на виды по содержанию гумуса и мощности
гумусового горизонта: перегнойные – более 12 %, многогумусные – 5 – 12 %,
среднегумусные – 3 – 5 %, малогумусные – менее 3 %; маломощные – менее 15 см,
среднемощные – более 15 см.
Дерново-карбонатные развиваются на породах, содержащих
карбонаты кальция. Они делятся: 1) дерново-карбонатные типичные,
которые формируются на маломощном элювии известковых пород, профиль
небольшой (до 30 см), вскипают от 10 % HCl с поверхности, имеют высокое
содержание гумуса – до 5 – 22 %; используются под выгоны и под лесные
насаждения (распространены в Прибалтике, в Санкт-Петербургской
области); 2) дерново-карбонатные выщелоченные развиваются на более
мощной толще элювиально-делювиальных карбонатных породах, профиль
достигает до 60-100 см, рН – слабокислая (5,5 - :.%), гумуса от 3-5 до 5-10 %,
вскипают в нижней части профиля (распространены в Архангельской
области); 3) дерново-карбонатные оподзоленные характеризуются
признаками оподзоленности.
Дерново-литогенные почвы формируются на породах, богатых
железом. Распространены в Средней Сибири.
Дерново-глеевые почвы развиваются при сильноминерализованных,
богатых кальцием грунтовых вод. Эти почвы сохраняют признаки дерновых
почв и характеризуются отчетливо выраженным оглеением. Гумуса содержат
до 10-15 %.
34
Дерново-подзолистые почвы формируются в результате совокупного
действия подзолистого и дернового процессов.
Большая многолетняя дискуссия существовала в науке по поводу
разделения «П» и «Д-П» почв.
Считалось, что «П» почвы характерны для северных районов,
образованных под хвойными лесами, а для «Д – П» – для южных,
образованных под смешанными лесами с травянистым покровом.
При генезисе в верхней части профиля образуется гумусноэлювиальный горизонт (дерновый), в результате дернового процесса, а ниже
– подзолистый.
Некоторые учёные считали, что подзолистые почвы сформировались
раньше с оподзоленным горизонтом, затем при поселении травянистой
растительности в верхней части подзолистого горизонта образуется
гумусовый горизонт, и создаются «Д-П» почвы, т.е. идёт наложение
дернового процесса на профиль ранее образованных подзолистых почв.
Однако, В.В. Пономарёва считает, что оба процесса –
гумусообразование и оподзоливание идут одновременно, синхронно.
Органические вещества закрепляются в верхнем гумусном горизонте, а более
агрессивные подвижные ФК оподзаливают подгумусный горизонт, при этом
разрушая минеральную часть почвы и вымывая полуторные окислы и
илистые частицы в иллювиальные горизонты.
Роль дернового процесса при обильном травяном покрове сводится к
более мощному развитию гумусового горизонта «А», поскольку при
разложении травянистых растений формируется больше ГК.
Однако, учёные отмечают, что при длительном развитии травянистой
растительности под пологом леса в подзолистой почве обычно не
накапливается большого количества гумуса и питательных веществ. Это
связано: во-первых, с тем, что дерновому слою противостоит подзолистый,
который хотя и слабо проявляется, но полностью не снимается под травянистыми и
мохово-травянистыми лесами; во-вторых, органические остатки травяных
растений, выросших на бедной подзолистой почве, содержат сравнительно
мало зольных элементов. Кроме того происходит обеззоливание при
промывке почвы атмосферными осадками. Недостаток зольных элементов N,
Ca, Mg, в самой почве и в органических остатках приводит к образованию
подвижных ФК, только небольшая их часть закрепляется в самой почве.
Свойства дерново-подзолистых почв
Распределение ила, SiO2 и R2О3 такое же как в подзолистой почве.
Содержание гумуса в Д-П – 2,65%, рН – 3-5(5,5) кислая; степень
насыщенности у них выше, чем у подзолистых = 67 – 70%, ППК – Сa, Mg, H.
Д-П почвы бедны валовыми запасами N, P; валового запаса N
составляет от сотых долей процента до 0,2%; Р – от 0,05 – 0,07% до 0,10 –
0,16%.
Физические свойства: плотность твёрдой фазы в верхнем слое – 2,62 –
2,64 г/см³ и мало меняется по профилю. Плотность в пахотном горизонте –
1,16 – 1,21 г/см³.
35
Сельскохозяйственное использование почв таёжно-лесной зоны.
Таёжно–лесная зона занимает большую часть территории России, где
сосредоточены основные лесные массивы страны, имеет большие
возможности для развития земледелия. Она характеризуется умерено
холодным климатом, что позволяет возделывать сельскохозяйственные
культуры ранних и среднеспелых сортов. Наиболее освоены южные и
западные районы зоны. Значительные части почв не пригодны для освоения,
так как имеют низкое естественное плодородие и нуждаются в
окультуривании. В ряде районов земельные угодья имеют временное
избыточное увлажнение. Для создания мощного пахотного слоя необходима
правильная обработка почвы, что улучшит водные, воздушные, тепловые
свойства почвы, усилит микробиологическую деятельность, приведёт к
образованию доступных форм питательных веществ.
Мероприятия, проводимые для улучшения плодородия почв:
1. Правильная обработка почвы;
2. Применение органических и минеральных удобрений
3. Известкование – устранение избыточной кислотности;
4. Посев многолетних трав, особенно бобовых, что приводит к
накоплению органических остатков в гумусе;
5. Посев сидератов (люпин).
6. Осушение почв, очистка почвы от камней, укрупнение пахотных
площадей, борьба с эрозией.
4. Болотные почвы и их генезис.
Основные площади болотных почв расположены в Таежно-лесной и
тундровой зонах (Белоруссия, Карелия, Мурманская, Архангельская, СанктПетербургская, Волгоградская области, Западно-Сибирская низменность и
Дальний Восток). Площадь болотных почв составляет около 100 млн га.
Генезис болотных почв.
Болотный
процесс
почвообразования
характеризуется
торфообразованием и оглеением минеральной части почвы.
Возникновение и развитие болотных почв связано с постоянным
избыточным увлажнением, которое возникает вследствие различных причин
и может быть вызвано поверхностными и грунтовыми водами.
Поверхностные воды могут застаиваться в котловинах, западинах и др.
Грунтовые воды, поднимаясь к поверхности, насыщая верхние слои
почвы, создают условия для развития болотной растительности, которая
отмирая, создает полуразложившуюся массу, т.е. идёт процесс
торфообразования.
Недостаток кислорода и господство анаэробных процессов
обуславливает характер разложения органических остатков. В этих условиях
органические соединения минерализуются медленно. В результате ежегодно
часть растительных остатков поступает в почву в полуразложившемся
состоянии и образуется горизонт торфа. Образование торфа является первой
характерной особенностью болотного процесса.
36
Второй характерной особенностью болотного процесса является
развитие глеевого процесса. Оглеение связано с восстановительным
процессом минеральных соединений из окисных в закисленные формы (в
основном Fe).
Типы заболачивания. Различают два типа заболачивания: 1)
заболачивание суши и 2) заторфовывание водоёмов.
Заболачивание суши. 1) Поверхностное заболачивание атмосферными
осадками, т. к. в таёжно-лесной зоне осадки превышают испарение, что
приводит к образованию верховых болот; 2) Заболачивание пресными
грунтовыми водами; 3) Заболачивание жесткими грунтовыми водами, что
приводит к образованию низинных болот.
Заторфование водоёмов происходит в результате их зарастания с
образованием торфа разного состава. Оно свойственно озёрным и старичным
мелководьям и образуются низменные болота. Верховные болота возникают
на водоразделах в результате атмосферного переувлажнения.
Все болотные почвы в зависимости от происхождения, условий
залегания и характера растительности делят на два типа: болотные верховые
и болотные низинные почвы.
Болотные верховые почвы распространены преимущественно в
северной и средней тайге таежно-лесной зоны. Образуются на водоразделах в
условиях увлажнения пресными застойными водами. Растительный покров
их представлен сфагновым мхом, полукустарниками (морошка, багульник,
голубика и др.) и древесными породами (ель, сосна, береза), обычно сильно
угнетенными.
Болотные низинные торфяные почвы формируются за счет
подпитки грунтовыми водами (в понижениях речных долин, в глубоких
депрессиях рельефа на водоразделах и др.).
Строение почвенного профиля:
А0 – лесная подстилка или очес Оч
Т – торфяной горизонт с подразделением на подгоризонты Т1, Т2 и др.
G – глеевый
С – материнская порода.
Мощность горизонта «Т» может быть от нескольких см до нескольких
метров (15м). Поэтому болотные почвы делятся на виды:
1. Торфянисто - глеевые (мощность горизонта «Т» - 20 -30см)
2. Торфяно - глеевые (мощность горизонта «Т» - 30 – 50см)
3. Торфяники – (Т>50 см).
Генетическая и агрономическая оценка торфа проводится по степени
его разложения, ботаническому составу, составу органических веществ,
содержанию азота, зольности, реакции и физическим свойствам.
Степень разложения – важная характеристика – определяется по
относительному содержанию продуктов распада тканей, утративших
клеточной строение. Торф верховых болотных почв имеет слабую и среднюю
степень разложения, а низинных – высокую.
Признаки различной степени разложения торфа
37
Менее 15 % - неразложившийся (торфяная масса не продавливается
между пальцами);
15 – 20 % - весьма слаборазложившийся (вода выжимается частыми
каплями слабо-желтого цвета);
20 - 25 % - слаборазложившийся (вода отжимается в большем
количестве желтого цвета);
25 – 35 % - среднеразложившийся (вода отжимается частыми каплями
светло-коричневого цвета, торф начинает слабо пачкать руки);
35 – 45 % - хорошо разложившийся (вода выделяется редкими каплями
коричневого цвета);
45 – 55 % - сильноразложившийся (масса торфа продавливается между
пальцами, пачкая руки, заметны лишь отдельные растительные остатки, вода
отжимается в малом количестве темно-коричневого цвета);
Более 55 % - весьма сильноразложившийся (продавливается между
пальцами в виде грязеподобной черной массы, вода не отжимается,
растительные остатки совершенно неразличимы).
Органическое вещество торфа. В верховых болотах оно представлено
целлюлозой, лигнином и воскосмолами. Гумусовых веществ – 10 – 15 %. В
низинных болотах – до 40 – 50 % гумусовых веществ.
Содержание азота в верховых от 0,5 до 2,0 % и низинных – до 3 – 4 %.
рН у верховых кислая и сильнокислая; у низинных – от слабокислой до
слабощелочной.
Емкость поглощения от 80 – 90 до 130 – 200 мг – экв\100 г почвы.
Степень насыщенности почв основаниями у верховых – 10 – 30 % и у
низинных – 70 – 100 %.
Зольность у верховых – 2- 5 % и у низинных от 5 – 10 % до 30 – 50 %.
Переходные болота образуются путём смешанного заболачивания и
имеют переходные характеристики.
Сельскохозяйственное использование болотных почв.
Более важными в сельскохозяйственном отношении являются
низинные болотные почвы.
Использование болотных почв может идти в 2 направлениях: как
источник органических удобрений и как объект для освоения и превращения
их в культурные угодья.
Для удобрения используют низинный хорошо разложившийся торф.
После разработки его тщательно проветривают для устранения избыточной
влажности, усиления микробиологической деятельности и окисления
вредных закисных соединений.
Верховой торф используют для подстилки на скотных дворах и для
приготовления компостов.
Болотные почвы представляют ценный земельный фонд: после
осушения и культуртехнических и агротехнических мероприятий могут быть
превращены в высокопродуктивные с\х угодья (пашня, сенокосы, пастбища).
38
В задачу осушения входит отвод избытка воды. Необходимо вносить
минеральные удобрения (фосфор и калий) и микроудобрения (медный
купорос).
39
ЛЕКЦИЯ.
ГЕНЕЗИС И ЭВОЛЮЦИЯ СУХИХ И ПУСТЫННЫХ СТЕПЕЙ
Вопросы:
1.Природные условия и генезис почв сухих степей
2.Классификация, свойства каштановых почв и их с.х. использование
3.Природные условия, генезис, свойства и с.х. использование
полупустынных почв
1.Природные условия и генезис почв сухих степей
Зона сухих степей составляет около 4,8%. В пределах зоны широко
распространены солончаки, солонцы и солоди. Основные почвы каштановые. Зона сухих степей тянется узкой полосой от р. Дунай до
побережья Черного и Азовского морей, захватывая степную часть Крымского
полуострова, значительно расширяется в нижнем течении рек Волги и Урала
и затем переходит в Западную Сибирь, где южная граница проходит по
линии севернее побережья Каспийского моря – севернее побережья
Аральского моря – севернее побережья озера Балхаш (зона пустынных
степей).
В пределах Восточной Сибири эта зона проходит в южной Кулунде,
далее в Минусинской котловине и в долинах рек Забайкалья.
Климат. Каштановые почвы формируются в условиях сухого
континентального климата, для которого характерны теплое засушливое
продолжительное лето и холодная зима с незначительным снеговым
покровом. Высота снегового покрова в разных частях зоны колеблется от 15
до 40 см. Среднегодовая температура воздуха в Европейской части 90, в
азиатской 2-30, января от -50 до -250 и июля +200 и +250 соответственно
Безморозный период соответственно на западе 180-190 и 110-120 дней
на востоке.
Осадков выпадает мало: в северной части зоны 350-400 мм, в южной
250-300 мм. Наибольшее количество осадков выпадает в летнее время. Часто
они носят ливневый характер.
Для каштановой зоны характерно преобладание испаряемости над
осадками. Коэффициент увлажнения (КУ) для южной части зоны составляет
0,25-0,30, в центральной 0,30-0,35, в северной – 0,35-0,45. В наиболее
засушливые годы в летние месяцы резко снижается относительная влажность
воздуха. Частые суховеи оказывают губительное влияние на развитие
растительности.
Рельеф и почвообразующие породы.
На значительной территории зоны рельеф равнинный или равниннослабо волнистый с отчетливо выраженным микрорельефом. Широко
распространены западины, большие падины и лиманы.
Почвообразующие
породы
представлены
преимущественно
лессовидными карбонатными суглинками, реже лессами разного
гранулометрического состава. В Причерноморской низменности и на
40
Ставропольском плато каштановые почвы формируются на лессовидных
суглинках тяжелого гранулометрического состава. В Приволжской
возвышенности – четвертичные желто-бурые лессовидные суглинки и
отложения мелового и третичного периода: кварцево-карбонатные и
глауконитовые пески и супеси, палеогеновые засоленные суглинки и глины,
продукты выветривания песчаников, известняков и мелоподобных мергелей.
В Заволжье – сыртовые глины и суглинки. В Прикаспийской низменности –
желто-бурые карбонатные, а иногда и засоленные суглинки, прикрывающие
шоколадные глины каспийской трансгрессии. В Азиатской части
встречаются бурые глины и суглинки, выходы коренных пород, третичные
(засоленные породы), эллювиально-делювиальные отложения коренных
пород; в долинах рек – элювий третичных красно-бурых глин. В Западной
Сибири – древнеаллювиальные породы, подстилаемые морскими
засоленными осадками. Мелкосопочник Казахстана и предгорья Алтая,
горные системы ВС имеют увалисто-волнистый и горный рельеф.
Почвообразующие породы
–
скелетные
карбонатные
суглинки,
пестроцветные третичные засоленные породы, далее на восток – хрящеватые
пролювиально-делювиальные отложения легкого механического состава.
Грунтовые воды повсеместно залегают глубоко.
Растительность. Растительный покров зоны сухих степей в
целом характеризуется низкорослостью, комплексностью и изреженностью.
Проективное покрытие обычно не превышает 50-70%. К югу пестрота
растительного покрова увеличивается.
Растительность представлена в северной части зона типчаковоковыльными ассоциациями с примесью разнотравья – ковыли, типчак,
толконы; в средней части зоны: полынно-типчаковые и полынно-типчакоковыльные ассоциации; в южной части – типчаково-полынные и полыннотипчаковые ассоциации со значительной примесью эфемеров и эфемероидов
(мятлик луковичный, тюльпаны, ирисы), кустарников (караган, спирея)
(полыни, прутняк, ромашник, сине-зеленые водоросли).
Естественная древесная растительность приурочена к днищам и
склонам балок и долинам рек (дуб, осина, клен татарский и др.)
Генезис.
Каштановые почвы формируются под растительностью сухих степей в
условиях засушливого климата.
О происхождении каштановых почв было высказано несколько теорий.
6 и другие исследователи связывали генезис каштановых почв с
засушливостью климата и ксерофитным характером произрастающей
растительности, в составе которой значительную роль играют полыни. По
мнению этих исследователей главнейшими особенностями процесса
почвообразования
в
этой
зоне
являются
замедленные
темпы
гумусообразования и слабая выщелоченность профиля почв от карбонатов и
легкорастворимых солей. А.Н. Краснов (1885) считал, что каштановые почвы
образовались из черноземов. По мере отступления Каспийского моря
увеличивалась сухость климата, растительность черноземных степей
41
отмирала, на смену ей появлялась полынная растительность – более
засухоустойчивая, мало накапливающая органических остатков. Ранее
накопленный гумус в почвах начинает более интенсивно подвергаться
процессам минерализации.
В.Р. Вильямс считал, что каштановые почвы являются результатом
деградации черноземов, т.е. процесса разрушения гумуса в результате
резкого изменения водного режима. Причиной изменения водного режима
явилось заполнение всех промежутков почвы коллоидными соединениями. В
результате ухудшения физических и водных свойств луговая растительность
сменилась степной, вследствие чего в почву стало меньше поступать
органического вещества и т.п. В настоящее время генезис каштановых почв
рассматривается как результат совокупного проявления условий
почвообразования в зоне сухих степей. В чем это проявляется?

Изреженность растительного покрова обусловливает малое
поступление органического вещества, условия гумификации менее
благоприятны. Поэтому содержание гумуса в них меньше, чем в черноземе, а
в пределах зоны его содержание уменьшается с севера на юг

Общее количество биомассы в зоне каштановых почв резко
сокращается и составляет 100-200 ц/га. Ежегодный опад растительных
остатков колеблется от 40 до 80 ц/га. Значительную его часть составляют
корни растений. Надземная растительная масса невелика и обычно не
превышает 10-15 ц/га. В биологический круговорот вовлекается 250-450
зольных элементов азота.

При разложении растительных остатков полных группировок
наряду с Si, Mg, R2O3 образуется большое количество щелочных металлов,
которые являются причиной развития солонцеватости. Солонцеватость
является зональным признаком почв. Степень солонцеватости зависит от
гранулометрического состава, рельефа, степени засоленности и
карбонатности почв, и усиливается по направлению с севера на юг.

Характерной особенностью почвенного покрова зоны является
комплексность. Большинство исследователей считают обоснованными
причинами комплексности почв микрорельеф и связанный с ним различный
характер увлажнения и солевого режима и, как следствие, пятнистое
распределение растительности и почв.
2.Классификация,
использование
свойства
каштановых
почв
и
их
с.х.
Классификация каштановых почв
Подтипы
Темно-
Содер
жание
гумуса, %
4-5
Мощ
ность гор.
А, см
Мощно
сть
гумусового
гор. (А+В), см
25-30
45-50
Вскипан
ие от НСl
45-50
42
каштановые
Каштановы
4-3
25-20
30-40
е
Светло3-2
20-15
25-35
каштановые
По содержанию натрия (Na) почвы классифицируются
Слабо-солонцеватые
-3-5%
Средне-солонцеватые
-5-10%
Сильно-солонцеватые -10-15%
40-45
15-20
В профиле каштановых почв различают следующие горизонты:
А0
- слабо выраженная дернина
А
- гумусовый горизонт, темно-каштанового или светлокаштанового цвета с буроватым оттенком, комковатой или комковаторыжеватой структуры
В1
- переходный, серовато-бурой окраски, крупнокомковатый,
в солонцеватых разностях – комковато-призмовидной или призмовидноореховатой структуры с буровато-коричневой лакировкой на гранях
структурных отдельностей
В2
- горизонт гумусовых затеков, неоднородный по окраске,
серовато-бурый,
крупно-комковатый
или
комковато-призмовидной
структуры
Вк
- карбонатно-иллювиальный горизонт, буровато-желтого
цвета, призмовидной или призмовидно-ореховатой структуры, часто
плотного сложения, выделения карбонатов в виде белоглазки, примазок,
мицелия
С
- материнская порода, более светлая и однородная окраска,
рыхлое сложение, очень редкие выделения карбонатов, вкрапления гипса
Гранулометрический и минералогический состав. В типичных
каштановых почвах илистая фракция равномерно распределена по профилю,
в солонцеватых разностях наблюдается увеличение количества ила в гор. В.
В илистой фракции преобладают минералы монтмориллонитовой
групп и гидрослюды. Каолинит встречается редко.
Валовое содержание SiO2 по профилю одинаковое, незначительное ее
накопление отмечается в гор. А (а также в осолоделых разностях).
Содержание R2O3 определяется степенью солонцеватости и осолодения
– увеличивается в гор. В. Максимальное скопление карбонатов отмечается на
глубине 50-60 см.
Содержание:
Темно-каштан.
Е
30-35 мг/эк
гумуса
4-5%
N вал
0,25-0,35%
Р2О5 вал
0,1-0,2%
Каштановые
0,1-0,2%
30-20
3-4
0,15-0,25
Светло-каштан.
20-15
2-3
0,15-0,20
0,08-0,2
43
Распределение гумуса по профилю равномерное, в составе гумуса
преобладают гуминовые кислоты.
В составе поглощенных оснований преобладает кальций (70-75%),
магний (20-25%) и незначительное количество поглощенного натрия.
Реакция верхних горизонтов слабощелочная, Рн водной вытяжки 7,2-7,5 до
8,5 в светло-каштановых.
В светло-каштановых почвах увеличивается доля и поглощенного
натрия.
Содержание подвижных питательных элементов в каштановых
почвах зависит от гранулометрического состава, степени солонцеватости и
карбонатности: Р- 5-20 мг, К- 10-40 мг на 100 г почвы. Отзывчивы на Na, P.
Солевой состав. Непромывной тип водного режима приводит к
аккумуляции на различной глубине карбонатов, гипса и легкорастворимых
солей. В несолонцеватых разностях значительное скопление солей
наблюдается на глубине 120-160 см. Более глубокое залегание солей имеют
темно-каштановые (К3) и менее глубокое – светло-каштановые. Тип
засоления чаще сульфатно-хлоридный, сульфатный.
Физические свойства. Темно-каштановые почвы характеризуются
удовлетворительными физическими свойствами. Менее благоприятные
свойства имеют солонцеватые разновидности. Особенно плотное сложение
имеют карбонатные горизонты: V = 1,5-1,7 г/см3 (Вк).
Небольшое количество осадков, слабая оструктуренность и высокая
плотность профиля каштановых почв не обеспечивают глубокого их
промачивания. Осенние осадки обычно промачивают профиль на глубине 70100 см. В сильно засушливые годы глубина промачивания светлокаштановых почв не превышает 50 см. Лишь более глубоко промачиваются
каштановые почвы легкого мех. состава – до 1,5 -2 м весной. Ниже 2 м в
каштановых почвах отмечается «мертвый» горизонт. Наименьшая
влагоемкость (НВ) в верхних горизонтах колеблется в пределах 22-36%.
Тепловой режим в целом благоприятный.
Потенциальное плодородие у светло-каштановых почв ниже, чем у
темно -каштановых. Доступность NPK связано с сухостью и незначительной
влагой.
Сельскохозяйственное использование. В зоне сухих степей развито
зерновое хозяйство и животноводство. Пахотные земли зоны составляют 10%
общей площади пашни СССР, сенокосов – 12%, пастбищ – 10%.
1) В этой зоне с.х. культуры часто страдают от засухи и суховеев.
Успешное земледелие возможно здесь при условии дополнительного
влагонакопления на полях путем снегозадержания, полезащитного
лесоразведения, особых приемов агротехники, включающих глубокую
зяблевую вспашку, глубокое безотвальное рыхление, а также посев кулис и
высокостебельных культур и создание постоянных снегоудерживающих
полос из многолетних древесных и кустарниковых насаждений.
44
На темно-каштановых почвах возделываются лучшие сорта пшеницы, а
также кукуруза, подсолнечник, бахчевые и др. культуры.
Светло-каштановые почвы могут быть использованы в земледелии
только при орошении или выборочно при условии интенсивного
снегонакопления и задержания талых вод и т.п.
Но при орошении этих почв необходимо во избежание вторичного
засоления, установить правильные нормы и сроки полива.
2) На почвах легкого гранулометрического состава развита ветровая
эрозия. Поэтому здесь необходимо принимать меры по борьбе с эрозией
почв:
а) почвозащитные севообороты с полосным размещением с.х. культур
(яр.зерновые – рядом травы и т.д.)
б) обработка почв плоскорезом с оставлением стерни на поверхности
в) кулисы из высокостебельных культур
г) залужение сильноэродированных участков многолетними травами
3) При орошении хороший эффект дают азотные, фосфорные и
калийные удобрения. Лучшими почвами являются темно-каштановые и
каштановые несолонцеватые и слабосолонцеватые почвы, не комплексные
или в комплексе с солонцами не более 10% и лугово-каштановые почвы. Для
этой группы все приемы направлены на улучшение физических свойств.
4) Темно-каштановые и каштановые солонцеватые почвы, а также
светло-каштановые солонцеватые с высоким содержанием солонцов (до 50%)
необходимо проводить гипсование, которое наиболее эффективно на фоне
орошения, травосеяния и внесения удобрений.
В восточных провинциях каштановые почвы глубоко промерзают (на
1,5-2м), поэтому здесь особое внимание должно быть обращено на
снегозадержание и др. мероприятия, направленные на предотвращение
глубокого промерзания
3.Природные условия, генезис, свойства и с.х. использование
полупустынных почв
Зональным типом полупустынно-степной зоны являются бурые
полупустынно-степные почвы. Зона расположена в пределах северного
побережья Каспийского и Аральского морей и в южной части
мелкосопочника Казахстана.
Климат – сильно континентальный и засушливый. Количество осадков
125-250 мм в год, около трети их выпадает в летний период. Испаряемость
составляет 700-900 мм. В почве создается резкий дефицит влаги. Зима
короткая, холодная, с сильными ветрами и буранами, малоснежная. Весна
короткая, сухая. Лето длинное, жаркое, сухое. Температура теплого месяца
+20-270 , холодного -10-150 . Среднегодовая температура -6-70 . Период с
температурой выше 50 составляет 176-212 дней.
Рельеф в этой зоне неоднородный. В Прикаспийской низменности он
равнинно-слабоволнистый, далее на восток – увалистый, в районе
центрального Казахстана невысокие горные системы и межсопочные
45
понижения. Почвообразующие породы разнообразны. В Прикаспийской
низменности – лессовидные суглинки, аллювиально-озерные осадки,
песчаные, песчано-глинистые отложения; далее на восток – известняки и
глинистые сланцы. На мелкосопочнике Казахстана – лессовидные суглинки,
иногда скелетные и маломощные, пролювиально-аллювиальные отложения,
часто встречаются породы легкого гранулометрического состава. Грунтовые
воды залегают глубоко.
Растительность зоны бедна и очень изрежена. Проективное покрытие
не превышает 30-40%, местами сомкнутость травостоя не превышает 20-30%.
Встречается полынь песчаная, житник пустынный, типчак, астрагалы,
биюргун, кокпек, эфемеры и эфемероиды, прутняк, ромашник. Хорошо
развиты лишайники и сине-зеленые водоросли. Из древесной растительности
встречаются заросли джузгуна, тамарикса. Лишь в понижениях произрастает
злаковая и разнотравно-злаковая растительность.
Основную роль в формировании их играет растительность.
Продуктивность растительности очень низка – около 100 ц/га. Опад растений
не превышает 4-5 ц/га. Основная масса поступает в виде корневых остатков.
Небольшое количество осадков и высокая температура обуславливают
кратковременность процессов образования и разложения гумусовых веществ.
Эти процессы идут в весенний период. Характерной особенностью почв
является малая гумусированность и малая мощность гумусированных
горизонтов.
В условиях господства аэробных процессов разложения органического
вещества происходит быстрая его минерализация. В результате
накапливается большое количество (ок. 200 кг/га) зольных элементов, в
составе которых значительная часть приходится на долю щелочных
металлов.
Натриевые соли, образующиеся при минерализации органических
остатков и выветривания, не вымываются глубоко, поэтому внедряются в
ППК, что обусловливает развитие солонцового процесса.
Солонцеватость - зональный признак бурых полупустынно-степных
почв. В почвах легкого гранулометрического состава солонцеватость
выражена меньше. В целом, бурые пустынно-степные почвы
характеризуются
слабой
выщелоченностью
от
карбонатов,
легкорастворимых солей и гипса.
Строение профиля:
А
- 0-15 см, гумусово-элювиальный горизонт, серовато-бурого или
палево-серого цвета, рыхлого сложения и слоевой структурой
В1 -15-35 см, гумусово-иллювиальный горизонт, буроватокоричневатой окраски, уплотненного или плотного сложения, трещиноватый
с крупно-комковатой или глыбистой структурой
Вк - до 80-100 см, иллювиально-карбонатный горизонт, неоднородно
окрашенный, желтовато-бурый с белесыми пятнами карбонатов, плотной
глыбистой или ореховатой структуры
С
- ниже выделяется гипс, затем легкорастворимые соли
46
Гранулометричесикй состав. Распределение илистой фракции
неравномерно. Наибольшее ее количество приурочено к гор. В1, имеющего
постоянные признаки солонцеватости. С увеличением солонцеватости
возрастает и содержание ила.
В валовом составе по профилю отмечается следующая закономерность:
гор. А обеднен Ca, Mg, R2O3. Отмечается некоторое накопление в нем SiO2,
Na2O, а в гор. В1 - R2O3. В карбонатном горизонте (Вк) наблюдается более
высокое содержание окислов Са и Mg.
Содержание гумуса колеблется от 1 до 2,5%. Гумус характеризуется
большой подвижностью и упрощенным строением Сгк : С фк < 1. Чем выше
солонцеватость, тем больше ФК. Все вместе взятое обусловливает их
бесструктурное состояние.
Валовое содержание N невысокое - 0,11-0,18%
Валовое содержание Р
- 0,06-0,2%
Валовое содержание К
- 1,5-2%
Подвижных форм N и P мало, калия много (20 мг на 100 г почвы).
Емкость поглощения низкая и в зависимости от гранулометрического
состава составляет от 3 до 25 м-экв/100г.
В ППК – преобладает Са (60-80%) и Mg (20-35%). Na – небольшое
количество.
Реакция среды слабощелочная – рН – 7,3-*, в гор. Вк щелочность
возрастает до рН – 7,5-8,5.
В конце первого метра бурые пустынно-степные почвы имеют
скопление легкорастворимых солей, а на глубине 120-130 см их содержание
достигает 1,5-2%. Глубина максимального скопления карбонатов – 30-80 см.
Бурые
полупустынно-степные
почвы
характеризуются
неблагоприятными физическими свойствами: бесструктурностью, высокой
плотностью иллювиальных горизонтов и низкой их водопроницаемостью.
Небольшое количество осадков, плохие физические свойства обусловливают
ничтожные запасы влаги и небольшую глубину промачивания, которая
обычно не превышает 50 см, и лишь в отдельные годы достигает 1 м.
Полевая влажность низкая. В летний период она часто меньше максимальной
гигроскопичности, особенно сильно иссушаются самые верхние горизонты.
В пониженных элементах рельефа происходит эволюция бурых почв в
лугово-степные бурые почвы, которые более гумусированы, имеют большую
емкость поглощения, но более солонцеваты. Для полупустынно-степной
зоны характерна высокая пестрота почвенного покрова. Около 50% площади
почв в этой зоне приходится на бурые пустынно-степные солонцеватые
почвы и их комплексы с солонцами и лугово-степными бурыми почвами.
Сельскохозяйственное использование. Бурые пустынно-степные почвы
характеризуются низким уровнем природного плодородия.
Освоение этих почв под посев с.х. культур возможно только при
условии орошения. При этом, необходимо помнить об угрозе вторичного
засоления, осолонцовывания и проявления ветровой эрозии, сильно развитой
в полупустынной зоне. Наиболее пригодны к освоению при поливе бурые
47
полупустынно-степные несолонцеватые и слабосолонцеватые незасоленные
почвы. Лучшими почвами в этой зоне являются лугово-степные бурые
почвы, характеризующиеся более благоприятными водными свойствами. При
близком залегании грунтовых вод на почвах легкого гранулометрического
состава их можно использовать под бахчевые, овощные и плодовые
культуры. Орошение необходимо сопровождать внесением азотных и
фосфорных удобрений. Зона полупустынных степей служит основной базой
пастбищного животноводства и, в первую очередь, овцеводства. В ряде
районов этой зоны с малоснежными зимами возможно круглогодовое
содержание скота на пастбищах. Производительность пастбищных угодий
целесообразно повышать путем лиманного орошения.
48
ЛЕКЦИЯ.
ГЕНЕЗИС И ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВЫ ПРЕДГОРНО-ПУСТЫННЫХ
СТЕПЕЙ И СУХИХ СУБТРОПИКОВ
Вопросы
1. Харктеристика климата района.
2. Серозёмы. Свойства и состав.
3. Пути повышения плодородия серозёмов.
Основные представители этой зоны сероземы. В бывшем СССР
сероземы распространены в пустынных степях Средней Азии и Закавказья.
Они составляют 1,5% территории бывшего СССР.
Климат: континентальный, сухой и жаркий, с мягкой теплой зимой.
Средние температуры января +20 и -50; июля +260-300 . Минимальное
количество осадков выпадает в предгорных равнинах 100-250 мм, в горах
400-500 мм. Основное количество выпадает в зимне-весенний период, летом
дождей почти нет. Коэффициент увлажнения 0,12 – 0,33.
По обеспеченности теплом зона относится к полосе однолетних
субтропических культур, а по обеспеченности влагой – к очень сухой и сухой
зонам.
Рельеф представлен наличием обширных наклонных подгорных
равнин, расчлененных долинами рек и временных потоков, которые
переходят в холмистые предгорья.
Почвообразующие породы: Ср. Азия – лессы и лесс.суглин.; в КураАраксинской пров. тяжелосуглин. и глин. породы делюв и алл.
происхождение (щебенчатые).
Растительность представлена эфемерами, эфемерно-разнотравными
ассоциациями полупустыни (пустынная осока, живородящий мятлик,
однолетние костер, маки и т.д.).Растительность предгорий представлена
пырейно- разнотравными эфемеровыми ассоциациями (волосистый пырей,
луковичный ячмень).
Генезис сырозёмов. Изучение генезиса сероземов связано с
исследованиями Докучаева, Сибирцева, Глинки, Коссовича, Прасолова,
Бессонова, Неуструева. Неуструев еще в 1908 году впервые дал наиболее
полное описание и рассматривал их как растительно-наземные почвенные
нормальные образования, сформировавшиеся в условиях сухого, теплого
климата на карбонатных породах. Благодаря этим работам сероземы были
выделены как самостоятельный тип почв и термин «сероземы» окончательно
вошел в отечественную и зарубежную литературу. Почвообразовательный
процесс в сероземной зоне развивается в особых условиях
гидротермического режима. А именно: тепловой режим отличается
отсутствием промерзанием почвы, благоприятными температурами во
влажный период весны и высокими температурами в верхних горизонтах в
летний период.
Тип водного режима – непромывной. В зимне-весенний период осадки,
благодаря рыхлости промывают сероземы глубоко до (1-1,5 м), опресняя
49
профиль. Начиная с мая и по октябрь почва интенсивно иссушается до
глубины 1м и более с подтягиванием к поверхности карбонатов и
легкорастворимых солей. Поэтому сероземообразовательный процесс
характеризуется наличием 2-х резко отличных периодов:
1.
Непродолжительного теплого и влажного периода активного
развития биологических процессов
2.
Длительного летнего сухого и жаркого периода с почти полным
прекращением биологической деятельности с господством в почвенном
профиле восходящих пленочно-капиллярных токов. Органический опад от
всей массы колеблется от 60 до 100 ц на га. Около 80-90% опада приходится
на корневые остатки, которые характеризуются высокой зональностью и
значительным содержанием азота. Интенсивность разложения остатков
высокая. В весенний период бурно развивается растительность, протекает
процесс активного гумусообразования и одновременно минерализация
органических веществ. Поэтому сероземы бедны гумусом. Однако, по мере
увеличения высотных отметок, т.е. от предгорных равнин до предгорий,
увеличиваются осадки, гумусирование и опресненность. В этот же весенний
период интенсивно протекают процессы внутрипочвенного выветривания и
явления оглинения верхнего и средней части профиля. Поэтому для
сероземов характерны следующие черты:

Слабая дифференциация профиля по горизонтам

Слабая гумусированность

Отсутствие макроструктуры (частиц 0,25 – 10 мм) и хорошо
выраженная микроструктура (частиц < 0,25 мм)

Высокая пористость и рыхлое сложение

Карбонатность всего профиля

Щелочная реакция

Некоторое оглинение профиля по сравнению с породой

Хорошо развитая фауна (черви, термиты, пресмыкающиеся)
Классификация серозёмов
ТИП:
1.Сероземы
2.Лугово-сероземные почвы
3.Староорошаемые
Подтипы:
1.Светлые занимают речные террасы и подгорные равнины не выше
300-600 м над уровнем моря (мощ.гум.гор. 40-50 см менее гумус)
2.Типичные – высокие части предгорных равнин, холмистые предгорья
и низкогорье с отметками 500 – 800м (1000м) (А+В до 50 – 80 см выраж. ены
четче)
3.Темные сероземы – на лессовых отливах. В области высоких
предгорий > 800-1000 м. Наиболее влажный подтип с хорошо выраженным
гумусовым горизонтом, темно-серой окраски, комковатой структуры (они
напоминают каштановые)
50
Строение профиля.
А
- гумусовый (0-10 см), серо-палевый, рыхлый, бесструктурный,
вскипает от карбонатов с поверхности
В1 - переходный, такого же цвета, рыхлый, все тоже, что в А, только
несколько поплотнее
Вк - иллювиально-карбонатный, серый, рыхлый, бесструктурный,
скопление карбонатов
С
- материнская порода
По гранулометрическому составу преобладают легко- средне- и
тяжелосуглинистые. В их составе преобладает фракция крупной пыли (0,01 0,05 мм) 40-55%. В верхних и средних горизонтах преобладает ил, что
связано с оглинением.
Минералогический состав представлен кварцем полевым шпатом,
слюдами, гидрослюдами, кальцитом. Отличаются повышенным содержанием
минералов тяжелой фракции (от 2 до 10%) слюды. Это не обогащает почвы
основаниями и зольными элементами питания.
Из минералов высокодисперсных: гидрослюды, монтмориллонит,
хлорит, аморфные вещества. Валовой сбор сероземов по профилю
равномерный, за исключением карбонатов, которые по профилю
увеличиваются.
Важными особенностями химического состава является высокая
карбонатность сероземов и малогумусированность. Содержание карбонатов
от 10 до 22%. Гумуса в гор. А от 1 до 5% (от светлого к темному сероземам).
В составе преобладают ФК < 1. Емкость поглощения от 9-10 до 18-20 мг/кг
на 100г. ППК – Ca (до 80-90%), Mg (10-15%) и K + Na (5-8%). Обогащены Р
и К, невысокое содержание N.
Физические свойства. Сероземы имеют небольшую плотность,
высокую пористость 50-60% по всему профилю. Это обусловлено высокой
микроагрегатностью и интенсивной деятельностью почвенной фауны.
Сероземная зона – главные районы хлопководства, а также
возделываются рис, свекла, кукуруза, пшеница, бахчевые культуры. Развито
садоводство, виноградарство.
Главная особенность земледелия – орошение.
В условиях орошения большое значение имеют мероприятия по
предупреждению вторичного засоления (правильные поливы, нормы,
планировка и т.д.)
Под вторичным засолением понимается превращение незасоленных
почв в солончаки, которое происходит в результате неправильного
орошения. Непосредственной причиной засоления служит повышение уровня
сильноминерализованных грунтовых вод до критической глубины, с которой
происходит подъем их по капиллярам до поверхности почвы. Повышение
уровня вод вызывается рядом причин: плохим дренажем местности,
несовершенством ирригационной сети, излишними нормами полива и т.д.
Для предотвращения вторичного засоления необходим дренаж
территории; соблюдение способов и норм поливов; для удаления солей после
51
вторичного засоления требуется промывка пресными водами, понижение
грунтовых вод и гипсование.
Орошение
сероземов
существенно
изменяет
ход
почвообразовательного процесса. Изменяются химические и физические
свойства: усиливается элювиальный процесс, повышается биологическая
активность, усиливается гумификация; но происходит некоторое разрушение
микроагрегатов, усадка почвогрунта, повышение плотности и уменьшение
пористости, образование уплотненного подпахотного горизонта и смывание
поверхностных горизонтов с образованием корки.
Пути повышения плодородия серзёмов:
1.Создание глубокого пахотного слоя. Глубина вспашки зависит от
мощности гумусированного горизонта и уплотненность пахотного и
подпахотного слоя.
2.Внесение органических удобрений – введение люцерново-хлопковых
севооборотов.
3.Посевы сидератов
4.Внесение минеральных удобрений (N,P)
Для улучшения солевого режима средне- и сильнозасоленных почв
необходимы промывочные поливы проводить поздней осенью или зимой.
Богарное земледелие ведется в основном на темных сероземах
(кормовые, зерновые, плодовые культуры и виноградники) и частично
типичные сероземы.
52
ЛЕКЦИЯ.
ГЕНЕЗИС И ЭВОЛЮЦИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ
(СОЛОНЧАКИ, СОЛОНЦЫ, СОЛОДИ)
Вопросы
1. Солончаки: генезис, классификация, свойства
2. Свойства солончаков и их
К засоленным почвам относятся солончаки, солончаковатые почвы и
солонцы. Это те почвы, которые в своем профиле содержат
легкорастворимые соли в токсичных количествах для сельскохозяйственных
растений свыше 1% и более. Они широко распространены в зоне сухих и
пустынных степей, встречаются также в степной, лесостепной и таежностепной зонах. Площадь засоленных почв на земном поле в России и старнах
СНГ составляет 69,8 млн. га. Наиболее распространены засоленные почвы на
Украине, Среднем и Нижнем Поволжье, Казахстане, Зап. Сибири, в Средней
Азии и в сев.-вост. Предкавказье.
Формирование засоленных почв (генезис солончаков) связано с
накоплением солей в почвенном профиле за счет:

накопление солей в грунтовых водах

на засоленных материнских породах

за счет глубококоренящейся корневой системы растений и
аэробном разложении в сухом климате

импульверизация (перенос ветром солей) в районах широкого
распространения солевых озер, в приморских районах

за счет сноса солевых продуктов с повышенных элементов
рельефа в пониженные

при химическом выветривании

при неправильном орошении – вторичное засоление
Огромную роль в перераспределении солей играют поверхностные и
грунтовые воды.
Интенсивность процессов перераспределения солей и накопления их в
почвах определяется климатическими условиями – количеством
атмосферных осадков и величиной испарения, а также фильтрационными
свойствами почвогрунтов. В районах с засушливым климатом и особенно в
полупустыне и пустыне, где испарение намного превышает осадки,
создаются условия для накопления солей в грунтовых водах и
почвообразующих породах.
В распределении солей на территории суши и в качественном
составе их отчетливо проявляется определенная зональность, связанная с
климатическими условиями, определенной специфики геохим. и биохим.
процессов.
В лесостепных и степных районах при общей незначительной
степени засоления почв и минерализации грунтовых вод в составе солей
53
преобладают карбонаты и бикарбонаты натрия, встречаются сульфаты. Тип
засоления – содовый и содово-сульфатный.
В полупустынных и пустынных областях накапливаются в
основном сульфаты и хлориды натрия, гипса и нитратов.
В пределах бывшего СССР выделяются четыре крупных
провинции современного накопления солей в почвах.
SO4Na2CO3 – Приднепровская, южная часть Окско-Донской, средняя
часть Сыртовой Заволжской, южная часть Западно – Сибирской; Амурская и
Ленно – Вилюйская низменности;
Cl-SO4 – южная часть Сыртового Заволжья, Зауралье, Казахская
складч. страна и Туранская низменность, Фергана, дельта р.Аму-Дарьи;
SO4-Cl – Туранская и Причерноморская низменность;
Cl – Прикаспийская низменность
Засоленные почвы как правило приурочены к пониженным элементам
рельефа (долины рек, депрессии и т.п.), т.е. связаны с микрорельефом.
Растительный покров на солончаках неоднородный и определяется
характером их засоления и содержанием солей. На солончаках с очень
высокой степенью засоления растительность сильно изрежена и
представлена различными видами солянок: солерос, саразан, сиведка,
солянки, а также черный саксаул, биюргун.
На солончаках с меньшей концентрацией солей произрастают и высоко
солеустойчивые растения: бескильница, ячмень короткоостый, кермек,
кокпек и др.
Биологическая продуктивность травостоя на солончаках варьирует в
широких пределах до 200 ц/га.
Характерная особенность солончаковой растительности – высокая
зольность, достигающая у мясистых солянок пустынной зоны 40 – 55%
у полусухих солянок 20 – 30%
у ксерофитных полыней 10 – 20% у
растительных сообществ незасоленных почв 10%
В составе солянок преобладают биогалогены (хлора, серы, натрия).
Тип солончаковых почв подразделяется на 2 подтипа – солончаки
гидроморфные и автоморфные.
Гидроморфные солончаки развиваются в условиях слабого дренажа и
близкого залегания минерализованных грунтовых вод менее 3 м (днище
высохших озер, пойменные террасы).
Автоморфные солончаки образуются на засоленных почвообразующих
породах при глубоком залегании грунтовых вод (более 6 м).
В засоленных почвах встречаются соли 3-х катионов: Ca, Ng, Na, из
анионов чаще всего входят Cl, CO3, HCO3, SO4 в зависимости от их
сочетаний засоление может быть анионам и катионам.
Соли различны по растворимости и по токсичности. Наиболее вредной
является сода (> 0,001%), далее MgC2 (встречается редко), NaCl, CaCl2,
менее вредны NaSO4, CaSO4 и практически безвредны CaCO3 и MgCO3.
Качественный состав засоления отражается на внешних
(морфологических) признаках солончаков.
54
Поэтому различают корковые, пухлые, мокрые и черные
солончаки.
Корковые– на поверхности образуется корка. Это результат того,
что в почве содержится много NaCl2, Cl – тип засоления.
Мокрые – поверхность плотная, сырая, вязкая, содержат много
CaCl2, MgCl2, отличающихся высокой гигроскопичностью.
Пухлые – характеризуется тем, что поверхностный горизонт их,
мощностью до 5 – 7 см представляет собой совершенно сухую, рыхлую,
пылеватую массу, в которой тонет нога при ходьбе. В почве много NaCl,
NaSO4(H2O), которые кристаллизуясь с водой, иссушают почву.
Черные солончаки напоминают по внешнему виду мокрые
солончаки, но отличаются от них темным цветом своей поверхности за счет
соды, которая растворяет гумус и обусловливает темный цвет раствора, а с
другой стороны, сода резко диспергирует почву и делает ее
слабоводопроницаемой. Таким образом, черные солончаки по сути дела
являются содовыми.
По характеру распределения солей солончаки подразделяются на
виды: поверхностные (соли в слое 0-30 см) и глубокопрофильные (соли по
всему профилю до грунтовых вод).Помимо собственно солончаков, широко
встречаются в той или иной степени засоленные почвы. Степень засоления
устанавливается по общему содержанию солей в водной вытяжке с учетом их
видового состава. Если соли на глубине
5 – 30 см – солончаковые почвы
30 – 80 см – солончаковатые
80 – 150 см – глубокосолончаковатые
глубже 150 см – к незасоленным
Профиль
солончаков
в
большинстве
случаев
слабо
дифференцирован на генетические горизонты. В нем выделяют только три
горизонта:
А – гумусовый горизонт
В – переходный горизонт
С – материнскую породу.
По всему профилю солончака заметны выцветы солей, особенно
после подсыхания стенки разреза. Илистые частицы, кремний и полуторные
окислы равномерно распределены по профилю. При рассолении гор. А
обедняется илистыми частицами, а в гор. В – обогащается.
Содержание гумуса в верхних горизонтах колеблется от 1 до 8%, в
зависимости от зоны, в которой солончаки формируются. Наиболее
гумусированы солончаки лесостепной зоны. Но в большинстве случаев они
относятся к числу малогумусированных почв. В составе гумуса преобладают
фульвокислоты (ФК).
Солончаки бедны азотом и зольными элементами. Емкость
поглощения солончаков низкая – 10 – 20 мл – экв на 100 г почвы. Однако в
солончаках лесостепной зоны она может достигать и 50-60 мл-экв. В ППК
Ca, Mg, Na. В содовых солончаках в ППК преобладают Mg и Na. Реакция
55
солончаков, засоленных минеральными солями, обычно слабо щелочная рН
7,3 – 7,5; содовые солончаки имеют очень высокую щелочность рН 9-11. С
самой поверхности солончаки имеют карбонаты. Солончаки имеют высокое
содержание солей. Большая концентрация солей в солончаках отрицательно
сказывается на их водном и питательном режиме. Вследствие высокой
гигроскопичности солей резко снижается содержание доступной для
растений влаги. Солончаки характеризуются низким природным
плодородием. Высокая концентрация солей губительна для растений,
почвенный раствор имеет высокое осмотическое давление, вследствие чего
резко нарушается снабжение растений водой. Все вместе приводит к
отравлению и гибели растений. Чем растворимее соль, тем она токсичнее для
растений. У культурных растений, произрастающих на засоленных почвах,
нарушаются минеральное питание и обмен веществ, задерживается
фотосинтез, развитие, снижается урожай и его качество. Разные растения поразному
относятся
к
засолению.
Предельная
солеустойчивость
сельскохозяйственных культур в первый период их развития выражается по
хлору.
Солеустойчивыми
являются:
донник
белый,
пырей
бескорневищный, пырей ползучий, волоснец сибирский, лисохвост
солончаковый, ячмень солончаковый, бескильница, райграс однолетний,
свекла сахарная, столовая и кормовая.
Среднесолеустойчивые: люцерна синяя, желтая и гибридная,
житняк
сибирский,
пустынный
(узкоколосый),
гребенчатый
(ширококолосый), волокнистый (регнерия), костер безостый, овсяница
луговая, красная и бороздчатая (типчак), озимая рожь, яровая пшеница, овес,
ячмень, помидоры, капуста кочанная и кормовая, брюква, редис, турнепс,
морковь, картофель.
Несолеустойчивые: клевер красный, розовый и белый, эспарцет
песчаный, тимофеевка луговая, ежа сборная, подсолнечник, кукуруза, салат,
шпинат, цикорий, бобы, фасоль, горох, вика посевная, редис, лен, чеснок,
огурцы.
Большинство культурных растений при повышенном содержании
водорастворимых солей в почвах не могут развиваться или дают очень
низкие урожаи. Поэтому освоение солончаков и сильно засоленных почв
возможно лишь при сложных мелиоративных мероприятиях.
Наиболее эффективный и радикальный прием для удаления солей и
опреснения почв – промывка.
Промывку сильнозасоленных почв часто практикуют с одновременным
возделыванием риса на фоне глубокого дренажа. Поливные воды не должны
быть минерализованными (не более 0,6 г/л). Промывные нормы не должны
быть сильно большими, чтобы не вызвать подъема грунтовых вод. Перед
промывкой необходима глубокая вспашка. По глубокой вспашке быстрее
вымываются соли, меньше затрачивается воды. Промывку лучше проводить
в осенне-зимний период, когда грунтовые воды залегают наиболее глубоко, а
испарение наименьшее. В целях предотвращения подъема грунтовых вод
56
необходим отвод промывных вод за пределы орошаемой территории. Для
понижения уровня грунтовых вод за пределы орошаемой территории
применяют дренаж. Промывку солончаков сопровождают внесением
органических и минеральных удобрений, улучшением структуры, усилением
биологической активности почв. Для этих целей в первый период освоения
засоленных участков необходим посев солеустойчивых культур. Хорошими
культурами – освоителями засоленных почв в мелиоративный период
являются люцерна, джугара, ячмень, просо, пшеница и др. При освоении
засоленных почв в условиях орошения особое внимание надо обращать на
предотвращение
вторичного засоления. Это достигается правильным
установлением поливных норм, числа и сроков поливов и обеспечением
своевременного отвода промывных вод. Равномерное распределение воды
требует хорошей планировки полей и соблюдения высокой агротехники. Для
предотвращения подъема солей по каппилярам необходимо поддерживать
верхние слои почвы в рыхлом состоянии. Вдоль оросительных каналов
рекомендуется посадка древесной растительности, которая расходует
большое количество воды на транспирацию: уровень грунтовых вод при этом
понижается, испарение воды через почву сокращается, что приводит к
ослаблению процессов засоления. Солончаки, расположенные в районах
неорошаемого земледелия, или совсем не осваивают, или используют как
малопродуктивные пастбища. При подсеве трав – можно использовать как
сенокосные угодья.
Солонцы. Солонцами называют почвы, в ППК которых
содержится большое количество обменного натрия. Они имеют резкую
дифференциацию
профиля
и
характеризуются
неблагоприятными
агрохимическими свойствами. В профиле резко выделяется плотный
столбчатый или призматический, или глыбистый солонцовый горизонт. В
отличие от солончаков солонцы содержат водорастворимые соли не в самом
верхнем горизонте, а на некоторой глубине. Поэтому они относятся к
категории засоленных почв. Одной из характерных особенностей
солонцового процесса почвообразования является наличие в солонцах
иллювиальных горизонтов и связанные с этим неблагоприятные физикохимические и водно-физические свойства.
Под солонцовым процессом понимается внедрение в ППК иона натрия
и связанное с этим резкое повышение дисперсности органической и
минеральной части, снижение устойчивости коллоидов по отношению к воде
и возникновение щелочной реакции почвы.
По вопросу генезиса солонцов имеется несколько теорий.
Теория Гедройца. Согласно коллоидно-химической теории К.К.
Гедройца солонцы образовались при рассолении солончаков, засоленных
нейтральными солями натрия. В почвах, содержащих большое количество
натриевых солей, создаются условия для насыщения поглощающего
комплекса ионами натрия путем вытеснения из него других катионов.
Почвенные частицы, насыщенные натрием, теряют агрегатное состояние
вследствие высокой гидратации иона натрия. Коллоиды, обогащенные
57
натрием, обладают способностью удерживать на своей поверхности воду,
сильно набухают, приобретают устойчивость против коагуляции и
значительную подвижность. При высоком содержании натрия резко
возрастает растворимость органической и минеральной частей почвы в
результате появления щелочной реакции.
Na +
(ППК)
+
Ca(HCO3)2
↔ (ППК) Ca 2+ + 2NaHCO3
Na +
Подщелачивание
раствора
способствует
дальнейшему
диспергированию
почвенных
коллоидов,
вследствие
этого
они
выщелачиваются из верхнего горизонта и на некоторой глубине коагулирует,
накапливаются и образуются иллювиальный (солонцовый) горизонт.Гедройц
различал 2 стадии развития солонцовых почв:
1 стадия – засоление почв нейтральными солями Na, т.е. образование
солончаков;
2 стадия – рассоление солончаков и развитие солонцовых почв:
удаление растворимых солей, образование соды, диспергирование почвенных
частиц и вынос их в них по профилю
Такие же взгляды на генезис солонцов развивал К.Д. Глинка. Однако
последующими исследованиями было установлено, что образование
солонцов при рассолении солончаков может происходить только в том
случае, если в составе солей солончака отношение (Na +) : (Ca ++ + Mg++) ≥ 4.
В природных условиях такое соотношение солей в почвенном растворе очень
редко и теория образования солонцов из солончаков не является
универсальной.
Биологическая теория образования солонцов по В.Р. Вильямсу. Он
считал, что источником солей натрия служит степная и полупустынная
растительность – полыни, солянки, камфоросма, уермек и др. При
минерализации растительных остатков образуется большое количество
солей, в том числе и соды. Почвенно-поглощающий комплекс насыщается
натрием, что вызывает пептизацию, набухание, заплывание и несолонцеватая
почва превращается в солонец, а с сухостью она растрескивается, образует
глыбы, а со временем, в отрицательных элементах рельефа (микрорельеф) –
превращаются в солончак. Несолонцеватая (незасоленная) почва
солонцеватая почва солонец солончак. Исследованиями последних лет
(В. А. Ковда, Антипов-Каратаев и др.) доказано, что солонцы могут
образоваться в том случае, если источником натрия является сода.
Как образуется сода?

Натрий осадочных и магматических пород взаимодействует с
СО2 почвенного раствора – образует Na2CO3 – соду

При взаимодействии нейтральных натриевых солей с
карбонатами почвы: Na2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + Na2CO3
58

При обменной реакции:
+
(ППК) 2Na + Ca(HCO3)2 → (ППК) Ca + 2NaHCO3 или (ППК) 2Na+ +
H2CO3 → (ППК) 2H + Na2CO3

Биологическим путем: NaNO3, Na2SO4 → их анионы
поглощаются растениями, а Na+ взаимодействует с СО2 почвенного раствора
дает соду (Na2CO3)

При разложении опада степной и пустынной растительности

При биохимических процессах восстановления сульфата натрия с
помощью сульфатредуцирующих бактерий в присутствии органического
вещества в анаэробных условиях:
Na2SO4 + 2C → Na2S + 2CO2,
Na2S + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2S
Исследования последних лет показали, что в природе
встречаются солонцы с высоким содержанием обменного магния и
незначительным количеством натрия в ППК. Природа «магниевых» солонцов
или малонатриевых в настоящее время еще не выяснена. В соответствии с
имеющимися в настоящее время экспериментальными данными можно
считать, что высокое содержание магния не является доказательством его
роли в образовании солонцов (он относительно накапливается при
вымывании ионов натрия). Ученые Сушков, Усов и др. считают, что один
магний не играет в солонцовом процессе, а сочетание его с натрием (50 и
более процентов) – солонцовые свойства на лицо (Панов, Адда).
Теория Б.В. Андреева. По иному на генезис малонатриевых солонцов
смотрел Андреев Б.В. По его мнению обменный натрий является не
причиной, а следствием солонцового процесса. В обменном состоянии
натрий в почвах появляется в том случае, когда гальмиролизу (распаду,
выветриванию минералов под действием солевых растворов) подвергаются
натриевые минералы. Экспериментальными исследованиями Б.В. Андреева
установлено, что при взаимодействии солевых растворов как одновалентных,
так и двухвалентных металлов с чистыми минералами, глинами и почвой
происходит глубокое их изменение. При последующем воздействии водных
растворов происходит сильный распад алюмосиликатов с накоплением
гидрофильных коллоидов, богатых кремниевой кислотой. Коллоидная
кремневая кислота отличается высокой гидрофильностью и при наличии ее в
большом количестве почвы приобретает характерные для солонцов свойства.
Таким образом, высокая гидрофильность коллоидов зависит не только от
наличия натрия в почвах, но и от природы самих коллоидов.
Большое значение в формировании иллювиальных горизонтов
солонцов имеет состав глинных минералов, в частности, присутствие
монтмориллонита и высокогидратированных коллоидов, образовавшихся в
процессе гальмиролиза минералов.Следовательно, в природных условиях
солонцы могут образовываться различными путями. Поэтому в настоящее
время генезис солонцов считается полигенным.
Классификация. Выделяются следующие подтипы солонцов:

Солонцы черноземно-степные:
59

Солонцы черноземные лугово-степные

Солонцы черноземные луговые

Солонцы черноземные лугово-болотные

Солонцы каштановые степные:

Солонцы каштановые лугово-степные

Солонцы каштановые луговые

Солонцы бурые полупустынные

Солонцы бурые луговые

Солонцы мерзлотные
Наиболее важные генетические и мелиоративные особенности
солонцов определяются гидрологическими условиями их формирования.
Солонцы лугово-болотные развиваются по периферии озер при
близком уровне грунтовых вод и избыточном поверхностном увлажнении
под мохово-травянистым покровом.
Солонцы луговые – развиваются в условиях близкого залегания
грунтовых вод до 3 м и испытывают постоянное или периодическое
воздействие водно-солевых растворов.
Солонцы лугово-степные развиваются на первой и второй
надпойменных террасах, в межсопочных и приозерных понижениях.
Грунтовые воды залегают на глубине 3-6 м.
Солонцы степные развиваются в условиях глубокого залегания
грунтовых вод – глубже 6 м (в зоне каштановых и бурых почв).
Солонцы классифицируются на виды: по мощности гумусоэлювиального горизонта (А):

корковые
- мощность гор. А
- 5 см

мелкие
- мощность гор. А
- 5-10 см

средние
- мощность гор. А
-10-18 см

глубокие
- мощность гор. А
- > 18 см
По анионам классифицируются:

на содовые (СО2),

нейтральные (Cl-SO4, SO$-Cl),

хлоридные (Cl); по катионам – кальцево-магниевые, натриевые и
т.д.
По глубине залегания солей:

высокосолончаковые
5-30 см

солончаковатые
30-80 см

глубокосолончаковатые
80-150 см

незасоленные
> 150 см
По содержанию натрия:

до 10%
с очень низким

10-25%
низким

25-40%
средним

> 40%
с высоким
60
По степени гумусированности (в гор. А):

высокогумусированные
более 6%

средние
3–6%

малогумусированные
менее 3%
Cостав и свойства солонцов. Наиболее характерные следующие
диагностические признаки.

Четкая дифференциация профиля на горизонты А1, В1, В2, С1,
С2

Солонцовый гор. В1 – более темной окраски, чем А
(надсолонцовый за счет диспергирования гумуса)

Распыленность верхнего гор. А

Резкое уплотнение гор.В1 (солонцовый) с образованием
глыбистой, столбчатой, призматической структуры

На гранях структурных отдельностей отмечается глянцеватая
«лакировка»

Повышенная карбонатность В2

Обогащенность материнской породы С легкорастворимыми
солями
Профиль солонца разделяется на ряд отчетливо выраженных
горизонтов:
А – гумусно-элювиальный от светло-бурого до серого, надсолонцовый,
мощностью от 2-3 см до 20-25 см, комковатый или пластинчатой структуры,
слоеватый, пористый, обедненный илистой фракцией, а поэтому более
легкого механического состава
В1 – солонцовый или иллювиальный, мощностью от 7-12 см до 25 см и
более; более темный, темно-бурый или бурый с коричневым оттенком,
столбчатой структуры, реже призматической, ореховатой или глыбистой,
структура легко распадается на ореховатые отдельности с глянцеватой
лакировкой. Горизонт в сухом состоянии плотный, трещиноватый, во
влажном – вязкий, бесструктурный, мажущийся
В2 – подсолонцовый горизонт более светлой окраски, призматической
или ореховатой структуры, обычно содержит гипс и карбонаты. За ним
выделяется горизонт максимального скопления легкорастворимых солей
(Сс).
С – материнская порода
Состав. Характерной особенностью механического состава солонцов
является резкая дифференциация по профилю илистой фракции.
Горизонт А отличается более легким гранулометрическим составом,
иллювиальный горизонт обогащен илом и поэтому более тяжелый.
Отчетливое перераспределение илистой фракции обусловлено пептизацией
коллоидов.
Преобладающими минералами илистой фракции являются минералы
монтмориллонитовой – гидрослюдистой групп с примесью аморфных
веществ. Солонцовые горизонты отличаются более высоким содержанием
61
минералов монтмориллонитовой группы, чем верхние (для которых
характерно относительное накопление кварца).
Свойства. Верхние горизонты относительно обогащены кремнеземом,
а иллювиальные – более высоким содержанием железа и алюминия.
Карбонатные горизонты больше содержат кальция и магния.
Количество гумуса колеблется от 2 до 12%, что связано с
географическим положением, с мощностью надсолонцового горизонта, со
степенью солонцеватости и мех. Составом.
Чем севернее залегают солонцы, чем больше мощность гор. А, чем
выше содержание поглощенного натрия и тяжелее гранулометрический
состав, тем выше содержание перегноя. В составе гумусовых веществ в
солонцовом горизонте преобладают фульвокислоты (ФК) над гуминовыми
(ГК).
Емкость поглощения колеблется в пределах 20-47 мг-экв на 100г почвы
(от содержания гумуса и гранулометрического состава). (ППК) Ca, Mg, Na.
Содержание обменного натрия в гор. В1 колеблется от 13-15 до 60% емкости
поглощения. Часто много содержится поглощенного магния. Солонцы,
содержащие соду, отличаются высокой щелочностью – рН = 8 – 10. Солонцы,
засоленные нейтральными солями, имеют слабощелочную реакцию.
На небольшой глубине, в нижней части горизонта В (В2) содержится
значительное количество солей. Причем, чем меньше мощность гор. А, тем
больше солей и тем ближе они залегают к поверхности.
Физические свойства. По плотности почвы и скважности
иллювиальный горизонт заметно отличается от других горизонтов.
Водопроницаемость гор. В крайне низкая. Вода через него может
проходить только по щелям, когда почва сухая. Но как только иллювиальный
горизонт смачивается водой и набухает, он уже не пропускает воду.
В связи с такими свойствами водный режим солонцов складывается
крайне неблагоприятно.
Весной, после таяния снега, или летом, после обильного дождя на
поверхности солонцов долго стоят лужи, хотя почва внутри сухая. Поэтому
весной солонцы значительно медленнее, по сравнению с окружающими
почвами, просыхают и приходят в состояние спелости и готовности для
проведения весенних работ. И. наконец, солонцы запасают влагу только в
поверхностном горизонте А (2-30 см), где и вынуждена располагаться почти
вся корневая система растений. Понятно, что чем меньше мощность гор. А,
тем меньше запасов влаги.
Причем, благодаря бесструктурности этого горизонта, в сухие периоды
года, влага быстро теряется на испарение. Содержание доступной влаги в
солонцах в целом низкая.
Помимо перечисленных отрицательных свойств солонцов, они
обладают и положительными свойствами: богатством и подвижностью
почвенных соединений, высокой микробиологической активностью.Зерно,
выращиваемое на солонцах, отличается стекловидностью, повышенной
62
калорийностью и содержанием белка. Для использования солонцовых почв
необходимо ослабить их отрицательные свойства и усилить положительные.
Солонцы – резерв расширения с.х. угодий, но обладают низким
естественным
плодородием.
Считают,
что
основной
причиной
отрицательных агроклиматических свойств солонцов является наличие и
высокое содержание натрия. Поэтому до сих пор наиболее эффективным
средством повышения плодородия солонцовых почв является замена натрия
на кальций гипса или другой кальциевой соды (гипсование).
Na +
(ППК)
+
CaSO4++ ↔ (ППК) Ca + Na2SO4
Na +
Гипсование – наиболее эффективное средство повышения
плодородия солонцов с содовым засолением, отличающихся высоким
содержанием поглощенного натрия и щелочностью почвенного раствора. В
качестве мелиорирующих веществ в последнее время используют иакже
CaCO2 при условии хорошей промывки, сернокислое железо и различного
рода гипсоносные породы (гажа). Доза гипса обычно составляет 8-10 т/га для
луговых солонцов и 3-5 т/га – для лугово-степных и степных. Установлено,
что положительное действие гипса проявляется в зонах с осадками не менее
350 мм в год и при более низких нормах внесения. Необходимо учитывать,
чтобы гипс вносили в солонцовый горизонт. Гипсование – дорогостоящее
мероприятие. Поэтому для солонцов, у которых карбонаты и гипс залегают
на небольшой глубине – 30-35 см предлагается самомелиорация солонцов
путем глубокой вспашки (Заволжье).
Агробиологический метод включает в себя мелиоративные вспашки
(трехъярусная, плантажная) в зависимости от мощности гумусового
горизонта и залегания солей, что обеспечивает как бы «самомелиорацию»
внесение удобрений, влагонакопление, посев культур освоителей
(фитомелиорация)
Глубина мелиоративных вспашек и в целом система агротехнических
мероприятий
по
окультуриванию
солонцов
должна
быть
дифференцированной в зависимости от мощности надсолонцового горизонта,
степени его задерненности и гумусированности, глубины залегания
карбонатов, гипса, солей и грунтовых вод. Наиболее эффективной
мелиоративной вспашкой степных глубоких и средних солонцов является
глубокая вспашка на 30-45 см с почвоуглублением. Эффективна также и
трехъярусная вспашка, при которой гор.А остается на месте, а В
перемешивается с карбонатным (В1) (урожай +3-5 ц/га). На степных
солонцах, с глубоким залеганием карбонатов, наиболее эффективна
плантажная вспашка на глубину 40 – 45 см.
Плантажная вспашка недопустима при близком залегании грунтовых
вод воизбежание вторичного засоления. В Зап. Сибири положительные
результаты дают безотвальная вспашка и вспашка на глубину
надсолонцового слоя с постепенной припашкой столбчатого горизонта и
63
одновременным
почвоуглублением
для
разрыхления
плотного
иллювиального горизонта. На мелких и средних солонцах черноземной зоны,
имеющих хорошо задерненный надсолонцовый горизонт, эффективны
поверхностные обработки с сочетанием с глубоким рыхлением, с внесением
химич. мелиорантов.
Сравнительно
легко
окультуриваются
солонцы
легкого
гранулометрического состава.
4) Все вышеуказанные мероприятия дают положительный эффект на
фоне орошения или снегозадержания. Мелиоративные вспашки усиливают
впитываемость влаги и делают более эффективными приемы по накоплению
влаги, снега, задержанию талых вод.
5) В систему агромелиоративных мероприятий по коренному
улучшению плодородия солонцов, кроме глубокой обработки, входят
внесение органических и минеральных удобрений, а также травосеяние.
Солоди (0,1%) и осолоделые (0,4%) почвы составляют 0,5%
общей площади почв бывшего Союза.
Солоди распространены в лесостепной и степной зонах, встречаются
среди сухих и полупустынных степей. Наиболее широко солоди
распространены в пределах лесостепи Западно-Сибирской низменности.
Приурочены к понижениям, т.е. тоже их происхождение связано с
микрорельефом.
Согласно теории Гедройца солоди образуются из Сн путем деградации
(разрушения) их в результате чего происходит замещение обменного Na на
Н.
Вследствие щелочной реакции солонцов и водонепроницаемости
столбчатого гор. В в условиях с продолжительным застаиванием воды на
поверхности, с течением времени происходит выщелачивание перегноя и
разрешение минеральной части почвы солевыми растворами. Этот процесс
Гедройц назвал осолодением, а почвы – солодями.
Характерной особенностью солодей является быстрое удаление из
почвы органической части и усиленный распад алюмосиликатной части с
образованием кремнекислоты. Русский ученый Болышев считал, что эта
кислота может еще накапливаться химич. путем и при действии слабых
растворов натриевых солей на незасоленные почвы. То вначале идет
осолонцевание профиля, затем нисходящими токами воды выносятся
продукты щелочного гидролиза. По мнению Болышева значительная часть
кремнекислоты накапливается биогенным путем в результате развития
диатомовых водорослей концентрирующих кремнеземов при построении
своих панцирей.
Другие ученые: Ярков, Кауричев считают, что в образовании солодей
большая роль принадлежит анаэробным процессам, развивающимся в
условиях избыточного увлажнения. Временный анаэробиозис способствует
образованию
активных
органических
кислот
(фульвокислот
и
низкомолекулярных кислот) и подвижных форм железа и марганца, дающие
комплексные органо-минеральные соединения. В виде этих форм из верхних
64
горизонтов в нижние выносится магний, окислы кальция, магния и т.д. И на
определенной глубине образуется плотный столбчатый иллювиальный
горизонт. Следовательно, образование солодей связано не только со
специфическими физико-химическими процессами, протекающими в
профиле этих почв, но и с определенной совокупностью биологических и
биохимических процессов. При осолодении существенное изменение
претерпевает минеральная и органическая часть почвы и происходит четкая
дифференциация профиля.
Классификация Тип солодей разделяется на 3 подтипа: 1) солоди
лесные (типичные); 2) солоди луговые (дерновые); 3) солоди луговоболотные (торфянистые).
Солоди лесные (типичные) развиваются под березовыми и березовоосиновыми с сомкнутой кроной и слабо выраженным травянистым покровом.
По строению профиля напоминают подзолистые почвы.
Солоди луговые (дерновые) – формируются под осветленными
колками или в понижениях типа подов и лиманов с хорошо развитым
травянистым покровом.
Солоди лугово-болотные (торфянистые) приурочены к различным
понижениям и развиваются под лугово-болотной растительностью с
примесью кустарников (ивы) при близком уровне грунтовых вод (около 1 м).
По всему профилю сильно развито оглеение.
Строение профиля.
Профиль солодей резко дифференцирован на
горизонты А0 ; А1; А2; А2В; В (В1, В2); С.
А0 – лесная подстилка из дерна
А1 – перегнойно-аккумулятивный горизонт, небольшой мощности (520 см), серого цвета, слабооструктуренный;
А2 – осолоделый, белесый, плитчатый или слоевато-чешуйчатой
структуры с железисто-марганцевыми новообразованиями в форме
конкреций и ржаво-охристых пятен;
В – иллювиальный горизонт (В1, В2 и В3) темно-бурого или бурого
цвета, ореховато-призмовидной структуры с отчетливо-выраженной
лакировкой и присыпкой SiO2 на гранях структурных отдельностей,
плотный, вязкий. Нижняя часть горизонта более светлой окраски.
С – почвообразующая порода, желто-бурого цвета, с неясно
выраженной структурой, плотного сложения, выделения карбонатов в виде
расплывчатых пятен.

По гранулометрическому составу верхний осолоделый горизонт
обеднен илистыми и коллоидными частицами, а иллювиальный обогащен
ими

Валовой анализ показывает неоднородность профиля по
распределению полуторных окислов. Осолоделый горизонт (А2) обычно
содержит значительно меньше полуторных окислов, чем иллювиальный (В).
Наоборот, горизонт А2 отличается более высоким содержанием кремнезема
65

Содержание гумуса в гор. А колеблется от 1,5 до 10% и выше (в
оторфованных горизонтах – 20%). В гор. А2 оно резко уменьшается. В
составе гумуса ФК занимают значительный процент

Емкость поглощения в осолоделом горизонте солодей невысокая
– 10-15 м-экв., в иллювиальном горизонте – 30-40 м-экв. на 100 г почвы. В
составе поглощенных оснований в гор. А (ППК) Ca, Mg, H; в гор. В (ППК)
Ca, Mg, Na. Реакция солевой вытяжки в гор. А2 кислая или слабо кислая, в
гор. В и С – нейтральная или слабощелочная. Содержание солей в профиле
солодей незначительное. Солоди имеют неблагоприятные водно-физические
свойства. Они характеризуются слабой водопроницаемостью, что связано с
бесструктурностью осолоделого и большой плотностью иллювиального
горизонтов. Пылеватость и бесструктурность осолоделого горизонта служат
причиной образования корки, которая затрудняет аэрацию, и тем самым
усугубляет увлажнение солодей.
Таким образом, солодям характерны сильная выщелоченность и плохие
физические свойства.
Солоди имеют низкое естественное плодородие. В осолоделых
горизонтах содержится незначительное количество органического вещества
и питательных элементов. В большинстве случаев солоди целесообразнее
оставлять под древесными породами, выполняющими роль полезащитных
насаждений.
В том случае, когда они вовлечены в сельскохозяйственное
производство, необходимо проводить следующие агротехнические
мероприятия.
1. Вносить органические и минеральные удобрения, т.к. бедны
питательными веществами и имеют плохие физические свойства.
2. Многие солоди имеют в верхних горизонтах кислую реакцию. В
целях улучшения свойств таких солодей следует проводить известкование.
3. Важнейшим агротехническим приемом улучшения воднофизических свойств солодей, является глубокое рыхление и обогащение их
органическим веществом.
4. Поскольку солоди залегают по западинам и различного рода
понижениям, они длительное время находятся в переувлажненном
состоянии, что исключает возможность своевременного проведения полевых
работ. При залегании солодей мелкими пятнами на распаханных массивах,
улучшение их возможно путем землевания.
Кроме солодей в природе встречаются осолоделые почвы. Они более
богаты питательными веществами, имеют лучшие свойства и более высокое
плодородие. Поэтому потребность в удобрениях и других приемах на них
меньше.
66
ЛЕКЦИЯ.
ПОЧВЕННО-ЛАНДШАФТНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ.
1. Предмет и задачи картографирования. Понятие о почвенной съемке.
2. Крупномасштабное картографирование.
3. Составление картограмм
Вопрос 1
Картография почв является одним из основных разделов
генетического почвоведения и способствует изучению почв как особого
естественноисторического тела.
Задачи картографирования: отслеживание изменений эродированности
почв, содержания гумуса, микроэлементов, рН, остаточных концентраций
пестицидов, загрязнения тяжелыми металлами и нефтепродуктами.
Свойства почв непосредственно влияют на интенсивность процессов
миграции загрязняющих веществ и самоочищения, коррозионную
активность. Поэтому получило распространение создание специальных
почвенных карт, на которых дается интерпретация типов и разновидностей
почв с точки зрения их влияния на миграцию поллютантов. Таким образом,
почвенное картографирование смыкается с эколого-геохимическим.
Почвенная съемка - исследование почвенного покрова какой-либо
территории с целью составления почвенной карты, отображающей
распределение различных почв на местности.
Вопрос 2
Составная
часть
картографии
почв
крупномасштабное
картографирование почвенного покрова.
Крупномасштабные почвенные карты и сопровождающие их
картограммы необходимы для осуществления агротехнических и
мелиоративных мероприятий по повышению эффективного плодородия
почв, для проведения культуртехнических работ, защиты почв от водной и
ветровой эрозии, охраны их от засоления, заболачивания, технического
загрязнения.
Крупномасштабные почвенные обследования и разработка на их
основе мер правильного использования и охраны почв - важнейшие
направления в деятельности почвоведов.
Правильное использование земельных ресурсов невозможно без
тщательного учёта почвенного покрова территории, его состава и свойств.
Такой учёт основывается обычно на материалах крупномасштабных
почвенных исследований.
Почвенная карта - это специальная карта, которая отображает
почвенный покров определённой территории. Она даёт наглядное
67
представление о распространении почв на местности и раскрывает
особенности их пространственного залегания.
Детальность почвенных карт определяется масштабом съёмки. По
величине
масштаба
почвенно-картографические
исследования
подразделяются на:
1) обзорные (М=1:2 500 000 и мельче) - составляются для материалов,
частей света, крупных государств, природных районов; используются в
научных и учебных целях.
2) мелкомасштабные (М=1:300 000 - 1:100 000) - составляются для
республик, областей; используются для природного сельскохозяйственного
районирования, размещения опытных станций, государственного учёта
земли.
3) среднемасштабные (М=1:300 000 - 1:100000) - составляются для
административных районов и небольших областей; используются для
планирования и размещения удобрений и химических мелиорантов;
используются для выявления почв нуждающихся в мелиорации.
4) крупномасштабные (М=1:50000 - 1:10000) - составляются для
колхозов, совхозов, лесхозов, фермерских хозяйств; используются для
решения внутрихозяйственных хозяйств.
5) детальные (М=1:5000 - 1:2000) - составляются для опытных полей,
сортоиспытательных участков, питомников ценных культур; используются
для установления структуры почвенного покрова, его связи с факторами
почвообразования и продуктивности культур.
Масштаб съёмки выбирается в соответствии с назначением материалов
почвенных исследований, а также в зависимости от сложности почвенного
покрова.
Метод составления крупномасштабных почвенных карт
Для
составления
крупномасштабных
почвенных
карт
и
сопровождающих их материалов проводят разнообразные почвенные
исследования территории с различным почвенным покровам.
Крупномасштабные почвенные карты и сопровождающие их
материалы должны содержать сведения о качестве распространённых в
хозяйстве почв, их расположение на территории, а также рекомендации по
рациональному использованию почв.
Материалы крупномасштабных почвенных исследований должны
содержать рекомендации по следующим вопросам: трансформация угодий,
охрана почв от водной и ветровой эрозии, орошение, осушение,
культуртехника, химическая мелиорация почв (известкование, гипсование и
др.), правильное размещение севооборотов, состав сельскохозяйственных
культур, особенности агротехники и применения удобрений в зависимости от
почвенных условий, улучшение сенокосов и пастбищ.
Крупномасштабные почвенные исследования делят на три рабочих
периода:
1) подготовительный;
2) полевой;
68
3) камеральный.
Подготовительный период
Крупномасштабные почвенные исследования проводят почвенные
отряды, которые укомплектовывают и оснащают оборудованием до начала
полевого периода. В почвенный отряд, помимо почвоведов, входит агроном.
В подготовительный период устанавливают объекты и общие задачи
исследований, объёмы и планы работы, масштаб съёмки.
Масштаб почвенных исследований зависит от специализации
хозяйства, характера и интенсивности использования земель, сложности
почвенного покрова.
Например, основные пахотные угодья изучают в масштабе 1:10000,
участки под овощными - в масштабе 1:5000, а большие площади почв
несельскохозяйственного использования (леса, болота) - в масштабе 1:50000.
Категории сложности почвенных исследований определяются
пестротой и разнообразием почвенного покрова, связанными с частой сменой
факторов почвообразования (растительных ассоциаций, элементов рельефа,
почвообразующих пород, гидрогеологических условий).
Сложный почвенный покров исследуют более детально и подробно,
чем несложный.
Принято выделять пять категорий территорий по сложности
почвенного покрова:
1 категория. Степные и полупустынные территории с равнинным
очень слаборасчленённым рельефом, однообразными материнскими
породами и одинаковым почвенным покровам. Контуры почвенных
комплексов занимают не более 10%.
2 категория. 1. Лесостепные, степные и полупустынные территории с
рельефом, расчленённым на ясно обособленные элементы с однообразными
материнскими породами и несложным почвенным покровом. Контуры
почвенных комплексов занимают не более 10%.
2. Территории 1 категории с площадью почвенных комплексов 10 20% или эродированных почв 10 - 20%.
3 категория. 1. Степные и лесостепные территории с волнистым
расчленённым рельефом, разнообразными почвообразующими породами,
неоднородным почвенным покровом.
2. Территории 1 категории с почвенными комплексами или
эродированными почвами 20 - 40%.
3. Территории 2 категории с площадью почвенных комплексов или
эродированных почв 10 - 20%.
4. Районы, расположенные в лесной зоне, значительно освоенные под
земледелие,
с
ясно
расчленённым
рельефом,
однородными
почвообразующими породами с площадью заболоченных или эродированных
почв не более 20%.
5. Орошаемые земли в хорошем состоянии без признаков вторичного
засоления.
69
6. Осушенные земли в хорошем состоянии без признаков вторичного
или остаточного заболачивания.
4 категория. 1. Районы лесной зоны, земледельчески малоосвоенные, с
однородными почвообразующими породами, с площадью заболоченных почв
20 - 40%.
2. Районы лесной зоны, земледельчески значительно освоенные, с
пёстрыми почвообразующими породами, с площадью заболоченных или
эродированных почв 20 - 40%.
3. Районы лесостепной зоны с расчленённым рельефом и пёстрыми
почвообразующими породами, с площадью эродированных почв 20 - 40%.
4. Степные, полупустынные и пустынные территории с сильным
развитием комплексности и эродированности почвенного покрова (40 - 60%
комплексов от площади территории).
5. Поймы, плавни, дельты рек с несложным почвенным покровом,
залесённостью и закустаренностью (меньше 20% площади).
6. Расчленённые предгорные территории.
7. Тундры.
8. Орошаемые земли с признаками вторичного засоления на площади
до 15%.
9. Осушенные земли с признаками вторичного или остаточного
заболачивания на площади до 15%.
5 категория. 1. Районы лесной зоны, земледельчески малоосвоенные, с
пёстрыми почвообразующими породами и с большим количеством
заболоченных земель (более 40% площади).
2. Степные, полупустынные и пустынные территории с сильным
развитием комплексности и эродированности почвенного покрова (более
60% площади).
3. Горы и засолённые предгорья.
4. Поймы, плавни, дельты со сложным неоднородным почвенным
покровом (пёстрый механический состав, засоление, заболоченность или
залесённость более чем на 20% площади).
5. Орошаемые земли с признаками вторичного засоления на площади
более 15%.
5. Осушенные земли: признаки вторичного или остаточного
заболачивания на площади более 15%.
В зависимости от масштаба почвенной съёмки и категории сложности
местности устанавливают примерное количество почвенных разрезов,
необходимое для площади исследования.
Одна из важнейших задач подготовительного периода - изучение
природных и агроэкономических условий по литературным и отчётным
материалам.
Кроме печатных работ, изучают рукописные отчёты, хранящиеся в
областных и районных организациях.
70
Не менее внимательно исследуют картографический материал.
Особенно тщательно отбирают материал, характеризующий почвенный
покров.
В результате предварительного знакомства с материалами прежних
исследований составляют номенклатурный список почв обследуемого
района.
Для проведения полевых почвенных исследований необходимо
правильно подобрать картографическую основу, на которой будут
составляться почвенная карта и агрономические картограммы.
При крупномасштабных почвенных исследованиях в качестве
картографической основы применяют материалы аэрофотосъёмки, листы
топографической карты и откорректированный контурный план
землепользования.
Используемые при почвенном картографировании плановые материалы
имеют ряд достоинств и недостатков. Материалы аэрофотосъёмки - наиболее
совершенный вид картографической основы.
Ответственный этап, очень важный для последующей успешной
полевой и камеральной работы, - составление систематического списка почв
по району предстоящих исследований.
Систематический список почв - это перечень всех типов, подтипов,
родов и видов почв, распространённых на исследуемой территории.
Для практического использования более удобен систематический
список почв с диагностическими признаками, в котором для видов и родов
даны точные классификационные параметры, составляющие сущность
диагностических признаков при полевом картографировании почв.
Полевой период
В полевой период изучают генетические и агрономические свойства
почв, проводят почвенную съёмку и предварительную камеральную
обработку накопленного материала, собирают сведения об использовании
земельных ресурсов в хозяйстве, о структуре посевных площадей, способах
повышения плодородия почв, эффективности удобрений, урожае и
агротехнике сельскохозяйственных культур, экономические данные по
хозяйству.
Полевой период делится на несколько этапов, различающихся по
характеру и условиям работы:
- изучение картографической основы и систематического списка почв; - планирование рабочих маршрутов;- почвенная съёмка; предварительная обработка собранных
материалов; сдача и приёмка работ.
Одно из условий правильного составления почвенной карты - умение
читать картографическую основу. Нужно подробно изучить все условные
знаки, уяснить границы сельскохозяйственных угодий и производственных
участков, а также взаимное расположение элементов рельефа местности.
На топографической карте наглядно изображена морфология рельефа.
71
На
крупномасштабных
топографических
картах
изображён
растительный покров. Показаны тип растительности, состав пород. Способ
изображения растительного покрова не всегда позволяет получить
правильное представление о площади, занятой той или иной
растительностью.
Изучая систематический список, исследователь сопоставляет
выделенные в нём роды и виды почв с соответствующими диагностическими
признаками. Зная диагностические признаки почв в пределах
систематического списка, почвовед приступает к исследованию почв в
полевых условиях.
В период почвенной съёмки исследуют почвы и факторы
почвообразования, отбирают образцы для анализа, картографируют
почвенный покров и определяют физические свойства почвы.
Техника полевого исследования почвы. Детально изучают почвы в
природных условиях на почвенных разрезах, которые выкапывают в
наиболее типичных местах. На одной стороне разреза делают ступеньки.
Различают три вида почвенных разрезов: основные(разрезы),
поверочные (полуразрезы) и прикопки.
Основные разрезы закладываются в наиболее характерных местах. Они
предназначены для всестороннего изучения не только почв, но и
материнских пород, поэтому их глубина 150 - 250 см, если этому не
препятствуют грунтовые воды или близкое залегание плотных пород. В
таких случаях основные разрезы закладывают до грунтовых вод или до
глубины залегания плотных пород.
Поверочные
разрезы
служат
для
установления
контуров
распространения почв и выявления варьирования наиболее существенных
почвенных свойств. Они должны вскрывать основную часть почвенного
профиля, поэтому их глубина 75 - 150 см.
Прикопки закладывают для уточнения границ распространения почв и
установления изменения каких-либо отдельных свойств почв, например
мощности гумусового горизонта или глубины залегания подзолистого слоя.
Глубина прикопок на различных почвах колеблется от 40 до 75 см.
Разрезы закладывают по определённым правилам. Располагать разрез
надо так, чтобы его передняя стенка к моменту описания была максимально
освещена. Почву при копке разреза выбрасывают только на боковые
стороны. Выбрасывают почву так, чтобы после обработки разреза можно
было легко засыпать яму, не перемешивая плодородные слои с
малоплодородными.
При исследовании почв комплексных территорий, а также опытных
участков значительную часть контуров обосновывают точками зондирования
- бурением.
Количество разрезов, необходимых для составления почвенной карты,
определяется масштабом съёмки и категорий сложности почвенного покрова.
Почвенные разрезы нельзя располагать вблизи дорог, на обочинах
каналов, на участках, где проводились строительные работы, и т.д. Прежде
72
чем выбрать место для основного разреза, предварительно делают несколько
прикопок, ориентируясь на которые устанавливают наиболее типичное в
почвенном отношении место.
После выкопки разреза необходимо точно нанести место его
расположения на топографическую основу, то есть привязать разрез.
Почвенные разрезы на топографической основе обозначают
следующим образом: основные разрезы - квадратом со стороной 3 мм;
поверочные разрезы - кружком диаметром 3 мм; прикопки - равносторонним
треугольником со стороной 3 мм (вершиной вниз).
Из выделенных генетических горизонтов берут образцы для
выполнения лабораторных анализов. По результатам их наиболее
исчерпывающе судят о качестве почвы и её агрономических свойствах.
Поэтому к взятию образцов необходимо с максимальной ответственностью.
Камеральную обработку материалов полевых исследований почв
выполняют частично уже в процессе полевых работ и затем сразу после
составления полевой почвенной карты хозяйства.
Камеральная
обработка
в
полевых
условиях
включают
предварительное оформление почвенной карты, составление ведомостей,
необходимых для окончательной обработки материалов, работу с
почвенными образцами и заполнение дневника полевых исследований.
К камеральным работам, выполняемым в полевой период, относятся
сушка, проверка и отбор образцов для анализов. Сушить образцы
необходимо сразу после их взятия.
Камеральный период
В камеральный период выполняют лабораторные и составительские
работы, а также пишут почвенный очерк, вычисляют площади контуров
разновидностей почв, заполняют земельную шнуровую книгу.
Для уточнения классификационных наименований почв, их
агропроизводственной характеристики и оценки анализируют почвенные
образцы, взятые по генетическим горизонтам. На основе анализов
составляют оригинал окончательной почвенной карты и ряд агрономических
картограмм.
После выполнения анализов уточняют полевые описания почв, вносят
необходимые поправки в список выделенных на полевой карте почвенных
разновидностей, а затем составляют окончательную почвенную карту и
прилагаемые к ней картограммы.
Оригинал окончательной почвенной карты составляют тушью без
раскраски на подготовительной картографической основе, размноженной в
полевой период. Окончательная почвенная карта должна содержать
ситуацию картографической основы, почвенные контуры со значками и
индексами внутри них, отражающими разнообразие почвенного покрова,
механический состав почв, почвообразующие породы, комплексы, а также за
рамочное оформление.
Кроме почвенной карты, в камеральный период составляют
агрономические карты и картограммы:
73
Агрономические карты отображают признаки и свойства почв; их
составляют в результате специальных полевых исследований, отбора
образцов и выполнения анализов.
Агрономические
картограммы
схематические
сельскохозяйственные карты, составляемые в результате генерализации
материалов почвенных исследований и не требующие дополнительных
специальных изысканий.
Все картограммы делят на общие, которые готовят для хозяйства всех
почвенно-климатических зон, и региональные, составляемые в пределах
одной или нескольких зон.
К общим картограммам относятся агропроизводственной группировки
почв, бонитировки почв, содержания подвижных форм калия и фосфора, а к
региональным - картограммы эрозии почв, глубины залегания и
минерализации грунтовых вод и др.
Составление почвенного очерка. Пояснительным текстом к
почвенной карте и сопровождающим её картографическим приложением
является очерк» Почвы хозяйства и рекомендации по их использованию». В
нём приводят все результаты анализов почв, сведения о природных и
экономических условиях хозяйства, ведомости подсчёта площадей почв и
другие материалы, накопленные про крупномасштабных почвенных
исследований.
Очерк состоит из нескольких разделов (введение, характеристика
хозяйства, природные условия, почвы хозяйства, рекомендации по их
использованию).
Во введении помещают данные о площади съёмки, масштабе
картографирования почв, картографической основе, на которой выполнена
съёмка.
Материалы почвенных исследований необходимы для учёта площадей
сельскохозяйственных угодий колхозов и совхозов, внутрихозяйственного
землеустройства территории, разработки дифференцированной агротехники
применительно к видам и разновидностям почв, приёмов их окультуривания
и повышения плодородия, подбор культур и сортов, выявления почв,
нуждающихся в мелиоративном и культур техническом воздействии, для
проведения бонитировки почв и экономической оценки земель, а также для
разработки мер по охране почв.
На
основе
учёта
почв
осуществляют
планирование
сельскохозяйственного производства в колхозах и совхозах, устанавливают
закупочные цены на продукции растениеводства.
В
результате
крупномасштабных
почвенных
исследований,
обобщённых в форме почвенной карты, картограмм и очерка, колхозы и
совхозы получают объективную характеристику качества почв всех
сельскохозяйственных угодий.
Масштаб почвенной съёмки
Правильное использование земельных и почвенных ресурсов общенародная задача. Для её успешного решения требуются
74
доброкачественные почвенные карты с необходимыми картографическими
приложениями и очерком, который характеризует почвы и земельные угодья
хозяйства. Для составления крупномасштабных почвенных карт и
сопровождающих их материалов проводят разнообразные почвенные
исследования территории с привлечением экспедиционных и лабораторных
методов. Как правило почвенная карта составляется в масштабе 1:10000.
В последнее время при картографировании почв в основном
используют аэро- и космические материалы (снимки, фотокарты).
Произошла замена традиционного картографирования с поэтапной
генерализацией, распознаванием и измерением исследуемого объекта по его
изображению, что существенно сократило время и повысило качество карт.
При создании карт с использованием аэро- и космических материалов
прежде всего выявляют взаимосвязи между почвами и условиями
почвообразования и их фотоизображением на снимках. На основе
установленных корреляций между почвами и условиями почвообразования
дешифрируют аэро- или космические снимки. Следует отметить, что до
начала дешифрирования снимков составляют карту-схему ландшафтного
районирования по структуре фотоизображения, а затем уже в пределах
выделенных районов проводят контурное дешифрирование, то есть
разделение почвенного покрова на выделы по фотоизображению.
Дешифрирование снимков — опознавание и определение изучаемых
объектов, в том числе и почв, по их изображению на снимках, на которых
фиксируют главным образом рельеф и растительность, посредством которых
судят о природе и распространении почв. Различные объекты дешифрируют
по рисунку фото изображения, текстуре, форме и размеру контура, тону или
цвету и др. Однако в каждой зоне имеются почвы, которые можно
дешифрировать непосредственно по аэро- и космическим снимкам без
использования косвенных признаков (например, пойменные и болотные
почвы, солончаки, солонцы, пески). После дешифрирования выполняют
идентификацию выделенных контуров, вернее определяют одинаковые
выделы,
составляют
почвенную
карту-гипотезу,
выбирают
рекогносцировочные маршруты и ключевые участки.
75
ЛЕКЦИЯ. ОХРАНА ПОЧВ.
1. Механическое разрушение почвенного покрова и почвоохранные
мероприятия.
2. Рекультивация почв, нарушенных промышленностью и
строительством.
3. Охрана почв от вторичного засоления.
4. Охрана гумусного состояния почв.
Вопрос 1.
Проблема рационального использования почв неразрывно связана с
актуальной проблемой – их охраны.
К механическому разрушению почвенного покрова относится эрозия
почв.
Эрозия (от латинского слова «erosio» - «разъедание») – это
многообразные процессы разрушения и сноса почв и рыхлых пород потоками
воды и ветром. Разрушение почв и пород дождевыми, талыми и поливными
водами называют водной эрозией, а ветром - ветровой эрозией или
дефляцией.
Водную эрозию подразделяют на плоскостную и линейную.
Плоскостная эрозия – это смыв верхних горизонтов почв на склонах
при стекании талых и дождевых вод, образующих при движении сеть мелких
струйчатых промоин и рытвин.
Такая эрозия малозаметна, но имеет катастрофический характер из-за
масштабности проявления.
Линейная эрозия – размыв почвы в глубину с образованием рытвин и
глубоких промоин, перерастающих в овраги.
Ирригационная эрозия – разновидность водной эрозии. Происходит
смыв и размыв почв оросительной водой.
По темпам развития эрозионных процессов различают нормальную
(естественную или геологическую) и ускоренную (антропогенную) эрозии.
Вред, причиняемый эрозией, и ее распространение
Вред сельскому хозяйству от эрозии огpoмен. По подсчетам С. С.
Соболева (1961), ежегодные потери почвенной массы в бывш. СССР в
результате смыва с полей талыми и дождевыми водами составляли 535 млн
т. Ветровая эрозия нередко приводит к полной гибели культурных растений
на больших площадях в результате выдувания пахотного слоя, засыпания
посевов.
В результате эрозии происходит ухудшение плодородия почв или
полное уничтожение почвы. При этом ухудшаются химический состав,
свойства и режимы почв: снижается содержание и запас гумуса, ухудшается
его качество, снижаются запасы элементов питания и содержание их
подвижных форм, ухудшаются физические и биологические свойства.
76
Урожайность сельскохозяйственных культур на слабосмытых почвах
снижается на 10-30%, на среднесмытых - на 30-50, на слабосмытых - на 50-70
%.
Условия, определяющие развитие эрозии:
1) естественно-исторические (климат, рельеф, геологические условия,
растительный покров, свойства почв)
2) социально-экономические (хозяйственная деятельность человека).
Классификация и диагностика эродированных почв
Диагностику эродированных почв в полевых условиях производят по
изменению морфологических признаков пахотного слоя и почвенного
профиля.
Согласно классификации, разработанной Почвенным институтом им.
В. В. Докучаева, почвы, подверженные плоскостной водной эрозии,
подразделяют на слабо-, средне- и сильносмытые. С учетом этой
классификации
Черноземные почвы
Слабосмытые - горизонт А смыт на 30 %; пахотный слой не
отличается по цвету от несмытых почв; на поверхности почвы мелкие
промоины.
Среднесмытые - горизонт А смыт более чем наполовину; пахотный
слой имеет буроватый oттенок.
Сильносмытые - смыт полностью горизонт А и частично В1;
пахотный слой имеет буроватый или бурый цвет, характеризуется
глыбистостью и склонностью образовывать корку.
КАШТАНОВЫЕ ПОЧВЫ
Слабосмытые - смыто до 30 % первоначальной мощности гумусовых
горизонтов А + В1; в пашню вовлекается верхняя часть горизонта В1.
Среднесмытые - смыто 30-50 % мощности горизонтов А + В1; при
вспашке значительная часть или весь горизонт В1 вовлекается в пахотный
слой.
Сuльносмытые - смыта большая часть гумусового слоя; распахивается
горизонт В2; цвет пашни приближается к цвету материнской породы.
СЕРОЗЕМЫ
ПО степени эродированности пахотных почв с установившейся
глубиной их вспашки не менее 25 см и мощностью гумусовых горизонтов до
40 см.
Слабосмытые - смыто не более половины горизонта А.
Среднесмытые - смыт более чем наполовину или полностью
гумусовый слой; распахивается горизонт В2.
Сuльносмытые - смыт частично или полностью горизонт Вк;
распахивается нижняя часть Вк или верхняя часть горизонта С.
При составлении почвенных карт на основании диагностики
эродированных почв выделяют контуры разной степени смытости или
проводят специальное картографирование эродированности земель. Эти
77
материалы - основа для разработки комплекса мероприятий по борьбе с
водной эрозией.
Мероприятия по защите почв от эрозии
Защита почв от эрозии включает систему следующих мероприятий:
организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и
гидротехнические. В их составе имеются профилактические мероприятия, а
также непосредственно направленные на устранение эрозии там, где она
получила развитие.
1. ОРГАНИЗАЦИОННО-ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
Предусматривают составление плана (проекта) противоэрозионных
мероприятий и разработку мер, обеспечивающих его выполнение. План
составляют с учетом категорий земель в зависимости от рельефа,
эродированности почв и необходимости в защите от эрозии.
В группу организационно-хозяйственных мероприятий входят:
внутрихозяйственное землеустройство с учетом предполагаемых мер по
борьбе с эрозией почв; разработка структуры посевных площадей и схем
почвозащитных севооборотов; правильное размещение границ полей для
удобства проведения противоэрозионных агротехнических мероприятий;
правильная организация развития населенных пунктов, дорожной сети,
скотопрогонов и т. Д.
АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ
Включают использование многолетних трав, занятых паров, комплекс
приемов по защитной обработке почв (минимализация обработки, глубокое
рыхление без оборота пласта, обработка поперек склонов, контурная
обработка); полосное размещение сельскохозяйственных культур на
эрозионно опасных землях; регулирование стока дождевых и талых вод
(щелевание и кротование, прерывистое бороздование, лункование, полосное
зачернение снега); накопление и сохранение влаги в почвах (ранневесеннее
боронование, мульчирующая стерневая обработка, оструктуривание почв);
способы посева и посадки сельскохозяйственных культур (расположение
рядков поперек склона, перекрестный сев зерновых культур); применение
органических и минеральных удобрений (при этом создается мощный
растительный покров, защищающий почву от эрозии).
Важное значение имеют сжатые сроки посева яровых культур, быстрое
появление всходов и развитие растений, которые обеспечат защиту почв от
эрозии.
В борьбе с дефляцией наиболее эффективны аrpoприемы,
направленные на накопление и сохранение влаги в почве и обеспечение
постоянной защиты ее поверхности растительным покровом от выдувания.
ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
Они включают посадку леса, создание защитных лесных полос
различного назначения: ветрозащитных, создаваемых по границам полей
севооборотов; полезащитных, закладываемых поперек склонов для
задержания поверхностного стока делювиальных вод; приовражных и
78
прибалочных; лесных насаждений по откосам и днищам балок и оврагов;
водозащитных лесных насаждений вокруг водоемов, озер, каналов;
лесных насаждений общего природоохранного назначения на землях,
непригодных для земледелия.
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ
Применяют для быстрого прекращения эрозии, когда другими
приемами этого достичь не удается: устройство быстротоков в вершинах
оврагов, закрепление дна оврагов, террасирование склонов, поделка валов,
канав и т.д.
В перечисленных четырех группах мероприятий по борьбе с эрозией
приведены только основные приемы. С учетом зональных особенностей
земледелия и природных условий проявления эрозии они должны быть
уточнены и дополнены.
Вопрос 2
Хозяйственная деятельность человека сопровождается разрушением
почвы – огромные карьеры, мощные скопления шлама вокруг
обогатительных фабрик, склады шлака от сжигания каменного угля у
тепловых электростанций и т.д. Сильно уменьшается площадь почвенного
покрова за счет строительства новых предприятий, городов, прокладки дорог
и т.д. В настоящее время площадь уничтоженных почв составляет 14-15 млн.
кВ. км.
В связи с этим возникает необходимость в рекультивации
(восстановлении) разрушенных участков почвенного покрова.
Рекультивация – не просто засыпка горных выработок, но и создание
условий для быстрейшего формирования почвенного покрова.
В процессе рекультивации происходит формирование почв, создание
их плодородия. Важная роль в этом принадлежит гумусу, поэтому на
отвальные грунты наносят гумусированный слой и засевают его растениями.
Если вскрышные породы не токсичны, то задернение и посадка
лесополос дает хорошие результаты.
В некоторых странах на отвалах и карьерах создают экзотические
архитектурно-ландшафтные комплексы, разбивают парки, создают
искусственные озера, разводят рыбу и птиц.
Вопрос 3.
В богарных условием необходимым фактором для произрастания
растений является влага. Для ее восполнения применяется искусственное
орошение. Однако, орошение сопровождается накоплением солей в
орошаемых почвах. Главными причинами вторичного засоления служат
бездренажное орошение и неконтролируемая подача воды. В результате
этого повышается уровень грунтовых вод и когда уровень достигает
критической глубины, начинается энергичное соленакопление за счет
испарения воды. Наиболее опасное содовое засоление. В результате
вторичного засоления теряется 200-300 тыс. га.
79
Для охраны от вторичного засоления создаются дренажные устройства,
кторые должны обеспечить расположение уровня грунтовых вод на глубине
не менее 2,5-3 м и системы каналов с гидроизоляцией для предотвращения
фильтрации воды. В случае накопления солей рекомендуется промывка почв
с дренажным водоотводом, гипсование, посев многолетних трав..
Для предупреждения негативных последствий орошения необходим
постоянный контроль за водно- солевым режимом на орошаемых землях.
Вопрос 4.
Выучить самостоятельно.
80
ЛЕКЦИЯ.
ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ И ПОЧВЕННОГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ
Вопросы:
1. Значение научной классификации почв и краткая история
построения классификаций.
2. Принципы построения современной классификации почв. Основные
таксономические единицы.
3. Главные закономерности географического распределения почв и
почвенно-географическое районирование почв.
4.
Природно-сельскохозяйственное
районирование
почв
(агропочвенное районирование).
1. Значение научной классификации почв и краткая история
построения классификаций.
В природе наблюдается большое разнообразие почв. Изучение и
рациональное использование их возможно на основе их точного
определения, т.е. классификации.
Классификация почв – это объединение почв в группы по их
важнейшим свойствам, происхождению и особенностям плодородия.
Научная
классификация
почв
должна
иметь
генетикопроизводственную основу, т.е.:
1.Отражать совокупность условий и процессов почвообразования, от
которых зависят свойства почв;
2.Давать представление о пространственном размещении почв и общую
характеристику их биологических, физических и химических свойств,
имеющих производственное значение.
Вначале классификации почв были чисто империческими. В них
учитывались лишь некоторые их свойства, они имели агроэкологическое
направление. Такие классификации существовали в Западной Европе. Так,
Таэр (1876) классифицировал почвы по гранулометрическому составу:
глинистые, кварцевые, полеватошпановые. Кнопп (1871) – по химическому
составу: сульфатные, карбонатные и т.д. В России существовали
узкоприкладные классификации: ржаные, пшеничные, овсяные почвы.
Первую подлинно научную классификацию почв дали В.В. Докучаев
(1886), Сибирцев (1895). Они создали учение о генетических типах почв. По
их классификации можно выделить следующие группы:
1. Эколого-генетические;
2. Факторно-генетические;
3. Морфогенетические;
4. Эволюционно-генетические;
5. Историко-генетические.
Эколого-генетические классификации – это классификации Докучаева,
Сибирцева, Афанасьева. В их основу положены учение о генетических типах
81
почв, их связь со свойствами, особенностями залегания и географического
распространения.
Докучаев объединил все типы почв (по способу залегания) в три
класса:
 нормальные,
где
учитывались
физико-географические
и
геоботанические особенности;
 переходные с учетом преобладания одного фактора;
 анормальные по геологическому образованию или гидрологическим
условиям.
Но Докучаев не учитывал в классификации возраста почвы.
Эта классификация была изменена и дополнена в 1895 г. Сибирцевым.
Он выделил три крупных отдела почв:
 зональные;
 интразональные;
 азональные (не отражающие зональных условий).
Кроме того, он выделил 13 типов почв, а в них – подтипы и более
низкие категории почв. Однако в его классификации не учтена эволюция
почв.
Эколого-генетическая классификация отражает реальные природные
закономерности: это свойства почв, режимы почвообразования и связь с
окружающей средой. Поэтому они дают ответы на многие вопросы
сельскохозяйственной практики и широко используются при качественном
учете земельных ресурсов.
В
основу
факторно-генетических
классификаций
берётся
доминирующее значение определённых факторов почвообразования. К.Д.
Глинка разделяет все почвы на развивающиеся под влиянием внешних
факторов почвообразования (экзодинамоморфные). Г.Н. Высоцкий делит
почвы на классы зональные, интрозональные и неразвитые с дальнейшим
подразделением по климатическим условиям, рельефу и почвообразующим
породам.
Морфо-генетическая классификация основывается в первую очередь
на важнейших свойствах почв и менее учитывются условия
почвообразования.
П.С. Коссович (1903, 1910) дал для своего времени наиболее
развернутую генетическую классификацию. Все почвы он разделил на два
класса: генетически самостоятельные и генетически подчиненные. В
пределах первого класса типы почв группируются по типам
почвообразования: пустынный,
пустынно-степной или черноземный,
подзолистый, тундровый, латеритный. Во втором классе выделяются группы
почв грунтового увлажнения сухих степей, черноземов, болотных почв
подзолистых и влажных тропических зон. То есть в основу положены
условия для процессов превращения минеральной массы, разложения и
накопления органических веществ. Слабое звено классификации Коссовича
состоит в том, что он не учел биологического фактора.
82
К.К. Гедройц (1927) опирается на характер физико-химических
процессов. Он выделяет четыре типа почвообразования:
1.Черноземный (ППК с кальцием, магнием);
2. Солонцовый (ППК с кальцием, магнием, натрием);
3. Подзолистый (ППК с преобладанием водорода);
4. Латеритный (ППК с преобладанием алюминия).
Ошибка данной классификации недоучитывал связи эволюции почв с
выделенными типами почвообразования.
Эволюционно-генетическая классификация рассматривает развитие
почвообразовательного процесса во времени: от начальной стадии
почвообразовательного процесса к кислому (Коссович, Полвеков,1933)или
же от гидроморфной фазы почвообразования к автоморфной.(Ковда, 19331967)
Историко-генетические классификации высказаны в работах
В.Р.Вильямса,В.И. Вернадского, И.П. Герасимова. По Вильямсу типы почв
связаны в одну непрерывную цепь развития и должны рассматриваться как
стадии единого исторического процесса воздействие биологических
элементов природы на почвообразующую породу.
Эти взгляды соприкасались с биогеохимическим представлением
Вернадского.
Все эти классификации опирались на генетические основы Докучаева в
целом, но не учитывали производственную оценку почв.
В новой современной классификации почв русские ученые (Герасимов,
Волобуев, Иванов, Глазовская, Розов, Ковда) стремились охватить все
главные стороны почвообразования, отразить историю формирования почв и
влияние хозяйственной деятельности человека.
2. Принципы построения современной классификации почв.
Основные таксономические единицы.
Разработка современной классификации почв исходит из следующих
основных принципов: классификация почв должна опираться на основные
свойства почв и учитывать процессы, их создающие, условия
почвообразования, т.е. должна быть генетической. Кроме того,
классификация почв должна строиться строго на научной системе
таксономических единиц. В классификации необходимо учитывать признаки
и свойства, приобретаемые в результате деятельности человека, раскрываться
производственные особенности почв и способствовать их рациональному
использованию в сельском хозяйстве.
Современная классификация более полно учитывает морфологическое
и микроморфологическое строение почвенного профиля, состав, свойства,
главные процессы, режимы почвообразования, а также экологические
условия.
Принимают во внимание качественный состав органического вещества,
особенности биологического круговорота и внутрипочвенного выветривания.
83
Всё это позволяет дать почвам агрономическую характеристику и
провести сравнительную оценку (бонитировку). На основании этих
принципов были созданы классификации в 1939-1940,1958, 1966 и 1977
годах.
Почвенным
институтом
им.
Докучаева
разработана
классификационная схема, которая вышла в 1977 году в виде руководства
«Классификация и диагностика почв СССР». В ней дано около восьмидесяти
типов почв, объединенных по зонально – экологическим группам и рядам
увлажнения.
На основании полученных материалов современная классификация
строится на тасонометрических единицах, в основе которой лежит - ТИП,
установленный ещё Докучаевым.
ТИП – это группа почв, характеризующаяся проявлением основного
процесса почвообразования при возможном сочетании с другими
процессами:
1.
Однотипностью поступления органических веществ в и
процессов их разложения;
2.
Однотипным комплексом процессов разложения минеральной
массы и органо – минеральных соединений.
3.
Однотипным характером миграции и аккумуляции веществ.
4.
Однотипными агромероприятиями по повышению плодородия.
Подтип – группы почв внутри типа, качественно отличающиеся по
проявлению основного и налагающегося процессов почвообразования и
переходными ступенями между типами.
Фация выделяется по гидротермальным условиям : теплая, умеренная,
холодная, глубокопромерзающая.
Виды почв выделяются в пределах рода и отличаются по степени
любого процесса развития почв
Разновидность почв определяется по гранулометрическому составу
верхних почвенных горизонтов и почвообразующих пород.
Разрез
почв
определяется
генетическими
свойствами
почвообразующих пород.
Ряды выделяются по месторасположению грунтовых вод:
Автоморфные, полугидроморфные.
Итак, название почв дается по всем таксометрическим единицам без
запятой (как Иван Иванович Иванов): чернозём автоморфный холодный
выщелочный карбонатный среднемощный малогумусированный на
делювитном суглинке.
Кроме этого многие ученые предлагают отмечать результаты
воздействия на почву всех совокупностей хозяйственных мероприятий. При
этом различают «выпаханные», слабо – средне – сильноокультуренные и
культурные почвы. Выделить осушенные, орошаемые.
В целях более точного определения почвы указывается
принадлежность каждого генетического типа к определенным био- физикохимическим группам.
84
3. Главные закономерности географического распределения почв и
почвенно-географическое районирование почв.
Закономерности географического распределения почв определяются
распределением природных условий на земной поверхности, т.е. влиянием и
воздействием пяти факторов.
Это легло в основу учения о вертикальной и горизонтальной почве.
Широтно – зональное распределение почв на Русской равнине впервые
изучил Докучаев И. С. При движении с севера на юг последовательно
сменяют друг друга разные почвы в виде зон. Это горизонтальность почв. В
горных массивах проявляется вертикальная зональность, обусловленная
положением
горного
массива,
его
высотой
и
разнообразием
биоклиматических условий.
Почвенно – географическое районирование (ПГР) – это метод анализа
и выявления главных особенностей почвенного покрова путем выделения
территорий с однородным по его зонально-провинциальным особенностям и
возможностям сельскохозяйственного использования.
Первые работы по ПГР СССР были проведены на небольшой
территории русскими учеными Неустроевым, Рисположенским и др.
Разделение Европейской части СССР на почвенные области было выполнено
в 1922 году Прасоловым. По современным представлениям в почвенном
покрове суши выделяются широтные почвенно-климатические пояса,
обусловленные главным образом термическими особенностями климата. Это
полярный, бореальный, суббореальный, субтропический, тропический. Для
каждого пояса характерен свой большой ряд типов почв, которые не
встречаются в других поясах.
Почвенные климатические пояса разделяются на почвенно –
биоклиматические области, определяющиеся
режимом атмосферного
увлажнения и типами растительного покрова.(табл.3)
.
Почвенно-географическое районирование.
1. Почвенно-климатический пояс.
2. Почвенно-биоклиматическая область.
Для равнинных территорий
Для горных территорий
3.почвенная зона
3.горная почвенная провинция
4.Почвенная провинция
4.вертикальная почвенная зона
5.почвенный округ
5.горный почвенный округ
6.почвенный район.
6. горный почвенный район.
Различаются области:
1. Влажные (экстрагумидные, гумидные) с лесной, таёжной и
тундровой растительностью.
2. Переходные (субгумидные, субаридные) со степной, ксерофитнолесной и саванной растительностью.
3. Сухие (экстрааридные, аридные) с полупустынной и пустынной
растительностью.
85
Почвенный покров почв биоклиматической области более однороден,
чем покров поясов, но всё же состоит из нескольких зональных и
интрозональных почвенных типов. Поэтому в каждой биоклиматической
области выделяются две или три почвенные зоны. Биоклиматические
условия в каждой почвенной зоне вполне одинаковые и однородные.
Например, в чернозёмной зоне выделяются подзоны: оподзоленные
чернозёмы, выщелоченные и типичные. По простиранию почвенных зон с
запада на восток обособляются почвенные фации и провинции.
Почвенная фация – часть почвенной зоны, существенно отличающейся
от других её частей по температурному режиму и сезонному ходу
увлажнения.
Почвенная провинция – часть почвенной фации, выделяемая по тем же
признакам, что и фация, но более дробном подходе к конкретной местности.
Почвенные провинции по геоморфологическим признакам и структурам
почвенного покрова разделяются на почвенные округа и районы. В
горизонтальной зональности основную роль в почвенном покрове играет
зона, а в вертикальной – провинция из-за большой неоднородности
биоклиматических условий.
Таким образом, закономерное изменение биоклиматических условий в
связи с широтным и меридианным положением территории определяет
наличие таких закономерностей почвенного покрова, как образование
почвенно-термических поясов, областей, почв, зон, подзон, фаций,
провинций, округов и районов. Однако, в пределах почвенных провинций и
районов имеется неоднородность почвенного покрова, которая также
подчиняется определённым закономерностям ,обусловленным главным
образом местными особенностями рельефа и почвообразующих пород. В
зависимости от линии рельефа выделяется чередование мелких участков (от
единиц до десятков метров) В ней встречаются почвенные комплексы – это
участки с контрастным почвенным покровом и пятнистостью – не
контрастным. Например :почвы каштановые вместе с солонцами – это
комплексы, а пятнистость – лугово – каштановые и солонцовые. В
зависимости от мезорельефа выделяют мезокомбинации (чередование более
крупных участков) Это вариации с неконтрастным покровом и сочетания с
контрастным.
86
ЛЕКЦИЯ.
ГЕНЕЗИС И ЭВОЛЮЦИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ
(СОЛОНЧАКИ, СОЛОНЦЫ, СОЛОДИ)
Вопросы
1.
Солончаки:
генезис,
классификация,
свойства
и
сельскохозяйственное использование.
2. Солонцы: генезис, классификация, свойства и сельскохозяйственное
использование.
3. Солоди: генезис, классификация, свойства и сельскохозяйственное
использование.
1.
Солончаки:
генезис,
классификация,
свойства
и
сельскохозяйственное использование.
Солончаки - это те почвы, которые в своем профиле в почвенном
растворе содержат легкорастворимые соли в токсичных количествах для
сельскохозяйственных растений (от 0,6 – 0,7 до 2 – 3 % и более).
Они широко распространены в зоне сухих и пустынных степей,
встречаются также в степной, лесостепной и таежно-лесной зонах.
Площадь засоленных почв в России и странах СНГ составляет 69,8
млн. га. Наиболее распространены засоленные почвы на Украине, Среднем и
Нижнем Поволжье, Казахстане, Зап. Сибири, в Средней Азии и в северовосточном Предкавказье.
Формирование засоленных почв (генезис солончаков) связано с
накоплением солей в почвенном профиле за счет:

близкого залегания минерализованных грунтовых вод в условиях
выпотного водного режима

засоленных материнских пород
корневой системы растений и аэробного разложения в сухом климате.
На солончаках растительность изрежена и представлена различными видами
солянок (солерос, сарсазан, шведка, черный саксаул и др.). Биологическая
продуктивность травостоя на солончаках варьирует в широких пределах до
200 ц/га.
Характерная особенность солончаковой растительности – высокая
зольность, достигающая у мясистых солянок пустынной зоны 40 – 55%; у
полусухих солянок 20 – 30%; у ксерофитных полыней 10 – 20%; у
растительных сообществ незасоленных почв 10%.

переноса ветром солей в районах широкого распространения
соленых озер, в приморских районах

сноса солевых продуктов с повышенных элементов рельефа в
пониженные

химического выветривания

неправильного орошения – вторичное засоление
87
Огромную роль в перераспределении солей играют поверхностные и
грунтовые воды.
Засоленные почвы как правило приурочены к пониженным элементам
рельефа (долины рек, депрессии и т.п.), т.е. связаны с микрорельефом.
Солончаковые почвы подразделяется на 2 подтипа – солончаки
гидроморфные и автоморфные.
Гидроморфные солончаки развиваются в условиях слабого дренажа и
близкого залегания минерализованных грунтовых вод менее 3 м (днище
высохших озер, пойменные террасы).
Автоморфные
солончаки
образуются
на
засоленных
почвообразующих породах при глубоком залегании грунтовых вод (более 6
м). Материнскими породами чаще являются элювий и делювий третичных,
меловых и других древних отложений, а также морские засоленные породы
четвертичного периода (шоколадные глины Прикаспия).
В засоленных почвах встречаются соли 3-х катионов: Ca, Ng, Na, из
анионов чаще всего входят Cl, CO3, HCO3, SO4 в зависимости от их
сочетаний засоление может быть анионами и катионами.
Соли различны по растворимости и по токсичности. Наиболее
вредной является сода (> 0,001%), далее MgCl2 (встречается редко), NaCl,
CaCl2, менее вредны NaSO4, CaSO4 и практически безвредны CaCO3 и
MgCO3.
Качественный
состав
засоления
отражается
на
внешних
(морфологических) признаках солончаков.
Поэтому различают корковые, пухлые, мокрые и черные солончаки.
Корковые– на поверхности образуется корка. Это результат того, что в
почве содержится много NaCl,– хлоридный тип засоления.
Мокрые – поверхность плотная, сырая, вязкая, содержат много CaCl2,
MgCl2, отличающихся высокой гигроскопичностью.
Пухлые – характеризуется тем, что поверхностный горизонт их,
мощностью до 5 – 7 см представляет собой совершенно сухую, рыхлую,
пылеватую массу, в которой тонет нога при ходьбе. В почве много NaSO4,
который кристаллизуясь с водой, иссушает почву.
Черные солончаки напоминают по внешнему виду мокрые солончаки,
но отличаются от них темным цветом своей поверхности за счет соды,
которая растворяет гумус и обусловливает темный цвет раствора, а с другой
стороны, сода резко диспергирует почву и делает ее слабоводопроницаемой.
Таким образом, черные солончаки по сути дела являются содовыми.
По характеру распределения солей солончаки подразделяются на
виды: поверхностные (соли в слое 0-30 см) и глубокопрофильные (соли по
всему профилю до грунтовых вод). Помимо собственно солончаков, широко
встречаются в той или иной степени засоленные (солончаковатые) почвы.
Степень засоления устанавливается по общему содержанию солей в
водной вытяжке с учетом их видового состава. Если соли на глубине
5 – 30 см – солончаковые почвы
30 – 80 см – солончаковатые
88
80 – 150 см – глубокосолончаковатые
глубже 150 см – незасоленные
Профиль солончаков в большинстве случаев слабо дифференцирован
на генетические горизонты. В нем выделяют только три горизонта:
А – гумусовый горизонт
В – переходный горизонт
С – материнскую породу.
По всему профилю солончака заметны выцветы солей, особенно после
подсыхания стенки разреза. Илистые частицы, кремний и полуторные
окислы равномерно распределены по профилю. При рассолении гор. А
обедняется илистыми частицами, а в гор. В – обогащается.
Содержание гумуса в верхних горизонтах колеблется от 0,5 до 5 - 8%,
в зависимости от зоны, в которой солончаки формируются. Наиболее
гумусированы солончаки лесостепной зоны. Но в большинстве случаев они
относятся к числу малогумусированных почв. В составе гумуса преобладают
фульвокислоты (ФК).
Солончаки бедны азотом и зольными элементами.
Емкость поглощения солончаков низкая – 10 – 20 мг – экв на 100 г
почвы. Однако в солончаках лесостепной зоны она может достигать и 50-60
мг-экв. В ППК Ca, Mg, Na. В содовых солончаках в ППК преобладают Mg и
Na.
Реакция среды солончаков, засоленных минеральными солями,
обычно слабо щелочная рН 7,3 – 7,5; содовые солончаки имеют очень
высокую щелочность рН 9-11. С самой поверхности солончаки имеют
карбонаты.
Солончаки характеризуются низким природным плодородием. Высокая
концентрация солей губительна для растений, почвенный раствор имеет
высокое осмотическое давление, вследствие чего резко нарушается
снабжение растений водой. Все вместе приводит к отравлению и гибели
растений. Чем растворимее соль, тем она токсичнее для растений. У
культурных растений, произрастающих на засоленных почвах, нарушаются
минеральное питание и обмен веществ, задерживается фотосинтез,
развитие, снижается урожай и его качество. Разные растения по-разному
относятся
к
засолению.
Предельная
солеустойчивость
сельскохозяйственных культур в первый период их развития выражается по
хлору.
Наиболее эффективный и радикальный прием для удаления солей и
опреснения почв – промывка.
Промывку сильнозасоленных почв часто практикуют с одновременным
возделыванием риса на фоне глубокого дренажа.
Поливные воды не должны быть минерализованными (не более 0,6 г/л).
Промывные нормы не должны быть сильно большими, чтобы не вызвать
подъема грунтовых вод.
Перед промывкой необходима глубокая вспашка. По глубокой вспашке
быстрее вымываются соли, меньше затрачивается воды.
89
Промывку лучше проводить в осенне-зимний период, когда грунтовые
воды залегают наиболее глубоко, а испарение наименьшее. В целях
предотвращения подъема грунтовых вод необходим отвод промывных вод за
пределы орошаемой территории. Для понижения уровня грунтовых вод за
пределы орошаемой территории применяют дренаж.
Промывку солончаков сопровождают внесением органических и
минеральных удобрений, улучшением структуры, усилением биологической
активности почв. Для этих целей в первый период освоения засоленных
участков необходим посев солеустойчивых культур. Хорошими культурами
– освоителями засоленных почв в мелиоративный период являются
люцерна, джугара, ячмень, просо, пшеница и др.
При освоении засоленных почв в условиях орошения особое внимание
надо обращать на предотвращение вторичного засоления. Это достигается
правильным установлением поливных норм, числа и сроков поливов и
обеспечением своевременного отвода промывных вод. Равномерное
распределение воды требует хорошей планировки полей и соблюдения
высокой агротехники. Для предотвращения подъема солей по капиллярам
необходимо поддерживать верхние слои почвы в рыхлом состоянии. Вдоль
оросительных каналов рекомендуется посадка древесной растительности,
которая расходует большое количество воды на транспирацию: уровень
грунтовых вод при этом понижается, испарение воды через почву
сокращается, что приводит к ослаблению процессов засоления. Солончаки,
расположенные в районах неорошаемого земледелия, или совсем не
осваивают, или используют как малопродуктивные пастбища. При подсеве
трав – можно использовать как сенокосные угодья.
2.
Солонцы:
генезис,
классификация,
свойства
и
сельскохозяйственное использование.
Солонцами называют почвы, в ППК которых содержится большое
количество обменного натрия (более 20 %). Они имеют резкую
дифференциацию
профиля
и
характеризуются
неблагоприятными
агрономическими свойствами. В профиле резко выделяется плотный
столбчатый или призматический, или глыбистый солонцовый горизонт.
В отличие от солончаков солонцы содержат водорастворимые соли не в
самом верхнем горизонте, а на некоторой глубине. Одной из характерных
особенностей солонцового процесса почвообразования является наличие в
солонцах иллювиальных горизонтов и связанные с этим неблагоприятные
физико-химические и водно-физические свойства.
Под солонцовым процессом понимается внедрение в ППК иона
натрия и связанное с этим резкое повышение дисперсности органической и
минеральной части, снижение устойчивости коллоидов по отношению к воде
и возникновение щелочной реакции почвы.
По вопросу генезиса солонцов имеется несколько теорий.
Теория Гедройца. Согласно коллоидно-химической теории К.К.
Гедройца солонцы образовались при рассолении солончаков, засоленных
90
нейтральными солями натрия. В почвах, содержащих большое количество
натриевых солей, создаются условия для насыщения поглощающего
комплекса ионами натрия путем вытеснения из него других катионов.
Почвенные частицы, насыщенные натрием, теряют агрегатное состояние
вследствие высокой гидратации иона натрия. Коллоиды, обогащенные
натрием, обладают способностью удерживать на своей поверхности воду,
сильно набухают, приобретают устойчивость против коагуляции и
значительную подвижность. При высоком содержании натрия резко
возрастает растворимость органической и минеральной частей почвы в
результате появления щелочной реакции.
Na +
(ППК)
+
Ca(HCO3)2
↔ (ППК) Ca 2+ + 2NaHCO3
Na +
Подщелачивание
раствора
способствует
дальнейшему
диспергированию
почвенных
коллоидов,
вследствие
этого
они
выщелачиваются из верхнего горизонта и на некоторой глубине
коагулируют, накапливаются и образуется иллювиальный (солонцовый)
горизонт. Гедройц различал 2 стадии развития солонцовых почв:
1 стадия – засоление почв нейтральными солями Na, т.е. образование
солончаков;
2 стадия – рассоление солончаков и развитие солонцовых почв:
удаление растворимых солей, образование соды, диспергирование почвенных
частиц и вынос их в них по профилю
Такие же взгляды на генезис солонцов развивал К.Д. Глинка.
Однако последующими исследованиями было установлено, что
образование солонцов при рассолении солончаков может происходить только
в том случае, если в составе солей солончака отношение (Na +) : (Ca ++ +
Mg++) ≥ 4. В природных условиях такое соотношение солей в почвенном
растворе очень редко и теория образования солонцов из солончаков не
является универсальной.
Биологическая теория образования солонцов по В.Р. Вильямсу. Он
считал, что источником солей натрия служит степная и полупустынная
растительность – полыни, солянки, камфоросма, кермек и др. При
минерализации растительных остатков образуется большое количество
солей, в том числе и соды. Почвенно-поглощающий комплекс насыщается
натрием, что вызывает пептизацию, набухание, заплывание и несолонцеватая
почва превращается в солонец, а с сухостью она растрескивается, образует
глыбы, а со временем, в отрицательных элементах рельефа (микрорельеф) –
превращаются в солончак. Несолонцеватая (незасоленная) почва
солонцеватая почва солонец солончак. Исследованиями последних лет
(В. А. Ковда, Антипов-Каратаев и др.) доказано, что солонцы могут
образоваться в том случае, если источником натрия является сода.
Как образуется сода?
91

Натрий осадочных и магматических пород взаимодействует с
СО2 почвенного раствора – образует Na2CO3 – соду

При взаимодействии нейтральных натриевых солей с
карбонатами почвы: Na2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + Na2CO3

При обменной реакции:
+
(ППК) 2Na + Ca(HCO3)2 → (ППК) Ca + 2NaHCO3 или (ППК) 2Na+ +
H2CO3 → (ППК) 2H + Na2CO3

Биологическим путем: NaNO3, Na2SO4 → их анионы
поглощаются растениями, а Na+ взаимодействует с СО2 почвенного раствора
дает соду (Na2CO3)

При разложении опада степной и пустынной растительности

При биохимических процессах восстановления сульфата натрия с
помощью сульфатредуцирующих бактерий в присутствии органического
вещества в анаэробных условиях:
Na2SO4 + 2C → Na2S + 2CO2,
Na2S + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2S
Исследования последних лет показали, что в природе встречаются
солонцы с высоким содержанием обменного магния и незначительным
количеством натрия в ППК. Природа «магниевых» солонцов или
малонатриевых в настоящее время еще не выяснена. В соответствии с
имеющимися в настоящее время экспериментальными данными можно
считать, что высокое содержание магния не является доказательством его
роли в образовании солонцов (он относительно накапливается при
вымывании ионов натрия). Ученые Сушков, Усов и др. считают, что один
магний не играет в солонцовом процессе, а сочетание его с натрием (50 и
более процентов) – солонцовые свойства на лицо (Панов, Адда).
Теория Б.В. Андреева. По иному на генезис малонатриевых солонцов
смотрел Андреев Б.В. По его мнению обменный натрий является не
причиной, а следствием солонцового процесса. В обменном состоянии
натрий в почвах появляется в том случае, когда гальмиролизу (распаду,
выветриванию минералов под действием солевых растворов) подвергаются
натриевые минералы. Экспериментальными исследованиями Б.В. Андреева
установлено, что при взаимодействии солевых растворов как одновалентных,
так и двухвалентных металлов с чистыми минералами, глинами и почвой
происходит глубокое их изменение. При последующем воздействии водных
растворов происходит сильный распад алюмосиликатов с накоплением
гидрофильных коллоидов, богатых кремниевой кислотой. Коллоидная
кремневая кислота отличается высокой гидрофильностью и при наличии ее в
большом количестве почвы приобретает характерные для солонцов свойства.
Таким образом, высокая гидрофильность коллоидов зависит не только от
наличия натрия в почвах, но и от природы самих коллоидов.
Большое значение в формировании иллювиальных горизонтов
солонцов имеет состав глинных минералов, в частности, присутствие
монтмориллонита и высокогидратированных коллоидов, образовавшихся в
процессе гальмиролиза минералов.Следовательно, в природных условиях
92
солонцы могут образовываться различными путями. Поэтому в настоящее
время генезис солонцов считается полигенным.
Классификация. Выделяются следующие подтипы солонцов:

Солонцы черноземно-степные:

Солонцы черноземные лугово-степные

Солонцы черноземные луговые

Солонцы черноземные лугово-болотные

Солонцы каштановые степные:

Солонцы каштановые лугово-степные

Солонцы каштановые луговые

Солонцы бурые полупустынные

Солонцы бурые луговые

Солонцы мерзлотные
Наиболее важные генетические и мелиоративные особенности
солонцов определяются гидрологическими условиями их формирования.
Солонцы лугово-болотные развиваются по периферии озер при
близком уровне грунтовых вод и избыточном поверхностном увлажнении
под мохово-травянистым покровом.
Солонцы луговые – развиваются в условиях близкого залегания
грунтовых вод до 3 м и испытывают постоянное или периодическое
воздействие водно-солевых растворов.
Солонцы лугово-степные развиваются на первой и второй
надпойменных террасах, в межсопочных и приозерных понижениях.
Грунтовые воды залегают на глубине 3-6 м.
Солонцы степные развиваются в условиях глубокого залегания
грунтовых вод – глубже 6 м (в зоне каштановых и бурых почв).
Солонцы классифицируются на виды: по мощности гумусоэлювиального горизонта (А):

корковые
- мощность гор. А
- 5 см

мелкие
- мощность гор. А
- 5-10 см

средние
- мощность гор. А
-10-18 см

глубокие
- мощность гор. А
- > 18 см
По анионам классифицируются:

на содовые (СО2),

нейтральные (Cl-SO4, SO$-Cl),

хлоридные (Cl); по катионам – кальцево-магниевые, натриевые и
т.д.
По глубине залегания солей:

высокосолончаковые
5-30 см

солончаковатые
30-80 см

глубокосолончаковатые
80-150 см

незасоленные
> 150 см
По содержанию натрия:
93

до 10%
с очень низким

10-25%
низким

25-40%
средним

> 40%
с высоким
По степени гумусированности (в гор. А):

высокогумусированные
более 6%

средние
3–6%

малогумусированные
менее 3%
Cостав и свойства солонцов. Наиболее характерные следующие
диагностические признаки.

Четкая дифференциация профиля на горизонты А1, В1, В2, С1, С2

Солонцовый гор. В1 – более темной окраски, чем А
(надсолонцовый за счет диспергирования гумуса)

Распыленность верхнего гор. А

Резкое уплотнение гор.В1 (солонцовый) с образованием
глыбистой, столбчатой, призматической структуры

На гранях структурных отдельностей отмечается глянцеватая
«лакировка»

Повышенная карбонатность В2

Обогащенность материнской породы С легкорастворимыми
солями
Профиль солонца разделяется на ряд отчетливо выраженных
горизонтов:
А – гумусно-элювиальный от светло-бурого до серого, надсолонцовый,
мощностью от 2-3 см до 20-25 см, комковатый или пластинчатой структуры,
слоеватый, пористый, обедненный илистой фракцией, а поэтому более
легкого механического состава
В1 – солонцовый или иллювиальный, мощностью от 7-12 см до 25 см и
более; более темный, темно-бурый или бурый с коричневым оттенком,
столбчатой структуры, реже призматической, ореховатой или глыбистой,
структура легко распадается на ореховатые отдельности с глянцеватой
лакировкой. Горизонт в сухом состоянии плотный, трещиноватый, во
влажном – вязкий, бесструктурный, мажущийся
В2 – подсолонцовый горизонт более светлой окраски, призматической
или ореховатой структуры, обычно содержит гипс и карбонаты. За ним
выделяется горизонт максимального скопления легкорастворимых солей
(Сс).
С – материнская порода
Состав. Характерной особенностью механического состава солонцов
является резкая дифференциация по профилю илистой фракции.
Горизонт А отличается более легким гранулометрическим составом,
иллювиальный горизонт обогащен илом и поэтому более тяжелый.
Отчетливое перераспределение илистой фракции обусловлено пептизацией
коллоидов.
94
Преобладающими минералами илистой фракции являются минералы
монтмориллонитовой – гидрослюдистой групп с примесью аморфных
веществ. Солонцовые горизонты отличаются более высоким содержанием
минералов монтмориллонитовой группы, чем верхние (для которых
характерно относительное накопление кварца).
Свойства. Верхние горизонты относительно обогащены кремнеземом,
а иллювиальные – более высоким содержанием железа и алюминия.
Карбонатные горизонты больше содержат кальция и магния.
Количество гумуса колеблется от 2 до 12%, что связано с
географическим положением, с мощностью надсолонцового горизонта, со
степенью солонцеватости и мех. Составом.
Чем севернее залегают солонцы, чем больше мощность гор. А, чем
выше содержание поглощенного натрия и тяжелее гранулометрический
состав, тем выше содержание перегноя. В составе гумусовых веществ в
солонцовом горизонте преобладают фульвокислоты (ФК) над гуминовыми
(ГК).
Емкость поглощения колеблется в пределах 20-47 мг-экв на 100г
почвы (от содержания гумуса и гранулометрического состава). (ППК) Ca,
Mg, Na. Содержание обменного натрия в гор. В1 колеблется от 13-15 до 60%
емкости поглощения. Часто много содержится поглощенного магния.
Солонцы, содержащие соду, отличаются высокой щелочностью – рН = 8 – 10.
Солонцы, засоленные нейтральными солями, имеют слабощелочную
реакцию.
На небольшой глубине, в нижней части горизонта В (В2) содержится
значительное количество солей. Причем, чем меньше мощность гор. А, тем
больше солей и тем ближе они залегают к поверхности.
Физические свойства. По плотности почвы и скважности
иллювиальный горизонт заметно отличается от других горизонтов.
Водопроницаемость гор. В крайне низкая. Вода через него может
проходить только по щелям, когда почва сухая. Но как только иллювиальный
горизонт смачивается водой и набухает, он уже не пропускает воду.
В связи с такими свойствами водный режим солонцов складывается
крайне неблагоприятно.
Весной, после таяния снега, или летом, после обильного дождя на
поверхности солонцов долго стоят лужи, хотя почва внутри сухая. Поэтому
весной солонцы значительно медленнее, по сравнению с окружающими
почвами, просыхают и приходят в состояние спелости и готовности для
проведения весенних работ. И. наконец, солонцы запасают влагу только в
поверхностном горизонте А (2-30 см), где и вынуждена располагаться почти
вся корневая система растений. Понятно, что чем меньше мощность гор. А,
тем меньше запасов влаги.
Причем, благодаря бесструктурности этого горизонта, в сухие периоды
года, влага быстро теряется на испарение. Содержание доступной влаги в
солонцах в целом низкая.
95
Помимо перечисленных отрицательных свойств солонцов, они
обладают и положительными свойствами: богатством и подвижностью
почвенных соединений, высокой микробиологической активностью.Зерно,
выращиваемое на солонцах, отличается стекловидностью, повышенной
калорийностью и содержанием белка. Для использования солонцовых почв
необходимо ослабить их отрицательные свойства и усилить положительные.
Солонцы – резерв расширения с.х. угодий, но обладают низким
естественным
плодородием.
Считают,
что
основной
причиной
отрицательных агроклиматических свойств солонцов является наличие и
высокое содержание натрия. Поэтому до сих пор наиболее эффективным
средством повышения плодородия солонцовых почв является замена натрия
на кальций гипса или другой кальциевой соды (гипсование).
Na +
(ППК)
+
CaSO4++ ↔ (ППК) Ca + Na2SO4
Na +
Гипсование – наиболее эффективное средство повышения плодородия
солонцов с содовым засолением, отличающихся высоким содержанием
поглощенного натрия и щелочностью почвенного раствора. В качестве
мелиорирующих веществ в последнее время используют иакже CaCO2 при
условии хорошей промывки, сернокислое железо и различного рода
гипсоносные породы (гажа). Доза гипса обычно составляет 8-10 т/га для
луговых солонцов и 3-5 т/га – для лугово-степных и степных. Установлено,
что положительное действие гипса проявляется в зонах с осадками не менее
350 мм в год и при более низких нормах внесения. Необходимо учитывать,
чтобы гипс вносили в солонцовый горизонт. Гипсование – дорогостоящее
мероприятие. Поэтому для солонцов, у которых карбонаты и гипс залегают
на небольшой глубине – 30-35 см предлагается самомелиорация солонцов
путем глубокой вспашки (Заволжье).
Агробиологический метод включает в себя мелиоративные вспашки
(трехъярусная, плантажная) в зависимости от мощности гумусового
горизонта и залегания солей, что обеспечивает как бы «самомелиорацию»
внесение удобрений, влагонакопление, посев культур освоителей
(фитомелиорация)
Глубина мелиоративных вспашек и в целом система агротехнических
мероприятий
по
окультуриванию
солонцов
должна
быть
дифференцированной в зависимости от мощности надсолонцового горизонта,
степени его задерненности и гумусированности, глубины залегания
карбонатов, гипса, солей и грунтовых вод. Наиболее эффективной
мелиоративной вспашкой степных глубоких и средних солонцов является
глубокая вспашка на 30-45 см с почвоуглублением. Эффективна также и
трехъярусная вспашка, при которой гор.А остается на месте, а В
перемешивается с карбонатным (В1) (урожай +3-5 ц/га). На степных
солонцах, с глубоким залеганием карбонатов, наиболее эффективна
плантажная вспашка на глубину 40 – 45 см.
96
Плантажная вспашка недопустима при близком залегании грунтовых
вод воизбежание вторичного засоления. В Зап. Сибири положительные
результаты дают безотвальная вспашка и вспашка на глубину
надсолонцового слоя с постепенной припашкой столбчатого горизонта и
одновременным
почвоуглублением
для
разрыхления
плотного
иллювиального горизонта. На мелких и средних солонцах черноземной зоны,
имеющих хорошо задерненный надсолонцовый горизонт, эффективны
поверхностные обработки с сочетанием с глубоким рыхлением, с внесением
химич. мелиорантов.
Сравнительно
легко
окультуриваются
солонцы
легкого
гранулометрического состава.
4) Все вышеуказанные мероприятия дают положительный эффект на
фоне орошения или снегозадержания. Мелиоративные вспашки усиливают
впитываемость влаги и делают более эффективными приемы по накоплению
влаги, снега, задержанию талых вод.
5) В систему агромелиоративных мероприятий по коренному
улучшению плодородия солонцов, кроме глубокой обработки, входят
внесение органических и минеральных удобрений, а также травосеяние.
3.
Солоди:
генезис,
классификация,
свойства
и
сельскохозяйственное использование.
Солоди (0,1%) и осолоделые (0,4%) почвы составляют 0,5% общей
площади почв бывшего Союза.
Солоди распространены в лесостепной и степной зонах, встречаются
среди сухих и полупустынных степей. Наиболее широко солоди
распространены в пределах лесостепи Западно-Сибирской низменности.
Приурочены к понижениям, т.е. тоже их происхождение связано с
микрорельефом.
Согласно теории Гедройца солоди образуются из солонцов путем
деградации (разрушения) их в результате чего происходит замещение
обменного Na на Н.
Вследствие щелочной реакции солонцов и водонепроницаемости
столбчатого гор. В в условиях с продолжительным застаиванием воды на
поверхности, с течением времени происходит выщелачивание перегноя и
разрешение минеральной части почвы солевыми растворами. Этот процесс
Гедройц назвал осолодением, а почвы – солодями.
Характерной особенностью солодей является быстрое удаление из
почвы органической части и усиленный распад алюмосиликатной части с
образованием кремнекислоты. Русский ученый Болышев считал, что эта
кислота может еще накапливаться химическим путем и при действии слабых
растворов натриевых солей на незасоленные почвы. То вначале идет
осолонцевание профиля, затем нисходящими токами воды выносятся
продукты щелочного гидролиза. По мнению Болышева значительная часть
кремнекислоты накапливается биогенным путем в результате развития
97
диатомовых водорослей концентрирующих кремнеземов при построении
своих панцирей.
Другие ученые: Ярков, Кауричев считают, что в образовании
солодей большая роль принадлежит анаэробным процессам, развивающимся
в условиях избыточного увлажнения. Временный анаэробиозис способствует
образованию
активных
органических
кислот
(фульвокислот
и
низкомолекулярных кислот) и подвижных форм железа и марганца, дающие
комплексные органо-минеральные соединения. В виде этих форм из верхних
горизонтов в нижние выносится магний, окислы кальция, магния и т.д. И на
определенной глубине образуется плотный столбчатый иллювиальный
горизонт. Следовательно, образование солодей связано не только со
специфическими физико-химическими процессами, протекающими в
профиле этих почв, но и с определенной совокупностью биологических и
биохимических процессов. При осолодении существенное изменение
претерпевает минеральная и органическая часть почвы и происходит четкая
дифференциация профиля.
Строение профиля. Профиль солодей резко дифференцирован на
горизонты А0 ; А1; А2; А2В; В (В1, В2); С.
А0 – лесная подстилка из дерна
А1 – перегнойно-аккумулятивный горизонт, небольшой мощности (5-20
см), серого цвета, слабооструктуренный;
А2 – осолоделый, белесый, плитчатый или слоевато-чешуйчатой
структуры с железисто-марганцевыми новообразованиями в форме
конкреций и ржаво-охристых пятен;
В – иллювиальный горизонт (В1, В2 и В3) темно-бурого или бурого
цвета, ореховато-призмовидной структуры с отчетливо-выраженной
лакировкой и присыпкой SiO2 на гранях структурных отдельностей, плотный,
вязкий. Нижняя часть горизонта более светлой окраски.
С – почвообразующая порода, желто-бурого цвета, с неясно
выраженной структурой, плотного сложения, выделения карбонатов в виде
расплывчатых пятен.
Свойства солодей:

По гранулометрическому составу верхний осолоделый горизонт
обеднен илистыми и коллоидными частицами, а иллювиальный обогащен
ими

Валовой анализ показывает неоднородность профиля по
распределению полуторных окислов. Осолоделый горизонт (А2) обычно
содержит значительно меньше полуторных окислов, чем иллювиальный (В).
Наоборот, горизонт А2 отличается более высоким содержанием кремнезема

Содержание гумуса в гор. А колеблется от 1,5 до 10% и выше (в
оторфованных горизонтах – 20%). В гор. А2 оно резко уменьшается. В
составе гумуса ФК занимают значительный процент

Емкость поглощения в осолоделом горизонте солодей невысокая
– 10-15 м-экв., в иллювиальном горизонте – 30-40 м-экв. на 100 г почвы. В
98
составе поглощенных оснований в гор. А (ППК) Ca, Mg, H; в гор. В (ППК)
Ca, Mg, Na.

Реакция солевой вытяжки в гор. А2 кислая или слабо кислая, в
гор. В и С – нейтральная или слабощелочная. Содержание солей в профиле
солодей незначительное.

Солоди имеют неблагоприятные водно-физические свойства. Они
характеризуются
слабой
водопроницаемостью,
что
связано
с
бесструктурностью осолоделого и большой плотностью иллювиального
горизонтов. Пылеватость и бесструктурность осолоделого горизонта служат
причиной образования корки, которая затрудняет аэрацию, и тем самым
усугубляет увлажнение солодей.
Таким образом, солодям характерны сильная выщелоченность и плохие
физические свойства.
Солоди имеют низкое естественное плодородие. В осолоделых
горизонтах содержится незначительное количество органического вещества
и питательных элементов. В большинстве случаев солоди целесообразнее
оставлять под древесными породами, выполняющими роль полезащитных
насаждений.
В том случае, когда они вовлечены в сельскохозяйственное
производство, необходимо проводить следующие агротехнические
мероприятия.
1. Вносить органические и минеральные удобрения, т.к. бедны
питательными веществами и имеют плохие физические свойства.
2. Многие солоди имеют в верхних горизонтах кислую реакцию. В
целях улучшения свойств таких солодей следует проводить известкование.
3. Важнейшим агротехническим приемом улучшения воднофизических свойств солодей, является глубокое рыхление и обогащение их
органическим веществом.
4. Поскольку солоди залегают по западинам и различного рода
понижениям, они длительное время находятся в переувлажненном
состоянии, что исключает возможность своевременного проведения полевых
работ. При залегании солодей мелкими пятнами на распаханных массивах,
улучшение их возможно путем землевания.
Кроме солодей в природе встречаются осолоделые почвы. Они более богаты
питательными веществами, имеют лучшие свойства и более высокое плодородие.
Поэтому потребность в удобрениях и других приемах на них меньше.