Факторы почвообразования
 Скачать 210.36 Kb.
|
СОДЕРЖАНИЕОглавлениеВведение 2 1. Факторы почвообразования 3 1.1 Климат 3 1.3 Почвообразующая порода 4 1.6 Выветривание 6 2. Морфологические признаки почв 8 2.1 Строение профиля 8 2.2 Мощность почвы и отдельных горизонтов 8 2.4 Структура 10 2.6 Новообразования и включения 11 2.7 Гранулометрический состав 11 3. Свойства почвы 13 3.1 Химические (содержание макро и микроэлементов, рН) 13 3.2 Физические 13 3.3 Биологические 14 3.4 Почвенные режимы 16 3.4.1 Тепловой режим 16 3.4.2 Воздушный режим 16 3.4.3 Водный режим 18 3.4.4 Питательный режим 18 4. Хозяйственное использование данного типа почв 21 Заключение 22 Список литературы 23 ВведениеПустынная зона расположена к югу от полупустынной и охватывает обширную территорию Средней Азии и Казахстана. Пустынная зона занимает 130 млн. га. Зональными типами почв являются серо-бурые, такыры, такыровидные и пустынные песчаные почвы. Общая площадь указанных почв (без пустынных песчаных) около 65 млн. га. Почвенный покров пустынной зоны чрезвычайно неоднороден и представлен комплексами и сочетаниями серо-бурых почв разной степени солонцеватости и засоления с такырами, солончаками, песчаными пустынными почвами и массивами перевеянных песков. На долю последних приходится около 40%. Значительную площадь составляют солонцы, луговые и лугово-болотные засоленные почвы пойм, дельт рек, озерных впадин и других депрессий (Кауричев). 1. Факторы почвообразования1.1 КлиматПустынная зона характеризуется крайне засушливым климатом. Среднегодовое количество осадков в различных районах колеблется от 75 до 200 мм. Основная часть их приходится на зимний и ранневесенний периоды. Летом осадков почти не бывает. В этой зоне испаряемость в несколько раз превышает осадки, что обусловливает сухость атмосферы и почв. Температура поверхности почвы в отдельные годы достигает 70° С. Влажность воздуха падает до 20—30%. Снеговой покров держится недолго, высота его 5—10 см. Среднегодовая температура около 18° С (15—20°). Средняя температура наиболее теплого месяца (июля) в северной и северо-восточной части зоны 23—26° С, в южной и юго-западной 26—32° С. Средняя температура наиболее холодного месяца (января) в северной части зоны —5, —15° С, в южной —1, —5° С. Продолжительность периода с температурой больше 5° С соответственно составляет 194—235 и 230— 275 дней. Безморозный период 160—200 дней в северной части зоны и 195—248 дней в южной. Пустынная зона отличается высокой суммой температур выше 10° С (4000—5000°) и большой интенсивностью солнечной радиации, что сближает эту зону с областью сухих субтропиков. Отмеченные особенности климата оказывают большое влияние на растительность, образование почв и характер их сельскохозяйственного использования (Кауричев). 1.2 Рельеф Рельеф пустынной зоны характеризуется большим разнообразием — от равнинно-слабоволнистого до холмисто-увалистого и низкогорного. Большое распространение в пустынях имеют эоловые формы рельефа (Ганжара). Огромную территорию занимает Туранская низменность, прилегающая с юга к котловине Аральского моря с песчаными пустынями Каракум, Кызылкум и Муюнкум. Большую площадь составляют древние и современные дельты Сырдарьи, Амударьи, Теджена, Тургая, Мургаба, Атрека, а также древние долины Узбоя и других рек. Значительный массив охватывает Сарыкамышская котловина. С севера к Туранской низменности прилегает возвышенное пустынное плато Устюрт, с севера-запада Бетпак-Дала (Кауричев). 1.3 Почвообразующая породаПочвообразующие породы представлены карбонатными лессовидными суглинками, аллювиально-озерными отложениями, третичными глинами, щебнистыми покровными суглинками и др. Для почвообразующих пород характерны карбонатность, засоленность и гипсоносность. Распространены песчаные отложения (Ганжара). В центральной части зоны широко распространены аллювиальные песчано-глинистые породы. Общей характерной особенностью почвообразующих пород зоны являются скелетность и преобладание в составе мелкозема мелкого песка. Разнообразие состава почвообразующих пород определяет формирование различных пустынных ландшафтов — каменистые, глинистые, галечниковые, солончаковые, песчаные пустыни, отличающихся своими особенностями растительности, мезо- и микрорельефа и почвенного покрова (Ковриго). 1.4 Биологические факторы Растительный покров пустынной зоны характеризуется ксерофитностью, изреженностью и комплексностью. В растительном покрове вследствие большой засушливости климата преобладают различного рода полукустарники и кустарники, развивающие глубокую корневую систему. Эфемерная растительность летом выгорает и вновь оживает осенью. Видовой состав не отличается богатством и определяется типом пустыни и связанными с ним особенностями водного и солевого режимов. По характеру растительного покрова выделяют пустыни песчаные, глинистые, гипсовые и солончаковые. 1.5 Вода Существует две точки зрения на генезис серо-бурых пустынных почв. По одной из них свойства серо-бурых почв соответствуют комплексу современных факторов почвообразования, прежде всего характеру климата и растительности. Согласно другой точке зрения, многие свойства серо-бурых пустынных почв не объяснимы современными факторами и процессами и связаны с предшествовавшими эпохами более влажного климата. Плювиальные эпохи обусловили более активную геохимическую миграцию веществ, мощную эрозионную деятельность и интенсивную гидрогенную аккумуляцию. С влажным климатом было связано приближение к поверхности почвенно-грунтовых вод, развитие процессов гидроморфной аккумуляции карбонатов, гипса, легкорастворимых солей, а также проявление таких процессов, как оглинивание и ожелезнение. Согласно этой точке зрения аккумуляции в серо-бурых почвах карбонатов и особенно гипса, часто достигающие многих сотен тонн на 1 га, являются реликтовыми признаками, не связанными с современными почвенными процессами. К таким же признакам относят и дифференциацию профиля серо-бурых почв по содержанию ила, наличие оглиненного Вса горизонта. Аридизация климата, последовавшая за периодом увлажнения, привела к замедлению процессов превращения и миграции минеральных веществ (Ковда). 1.6 ВыветриваниеНезначительное увлажнение и слабое проявление биологических процессов обусловливают в пустынной зоне охват почвообразованием небольшого по мощности слоя породы (40—50 см) и, как следствие, малую мощность почвенных горизонтов и профиля в целом. В зоне в связи с биоклиматическими условиями наблюдаются слабое проявление гумусообразования, его прерывистость и кратковременность. Поэтому в серо-бурых почвах в верхнем слое отмечается лишь незначительное содержание гумуса (< 0,5 %) с упрощенной структурой входящих в его состав гумусовых веществ. Более активно изменение верхней части породы при почвообразовании происходит под влиянием различных физических (промораживание, иссушение), химических (химическое выветривание, образование осадков карбонатов и других солей и цементация частиц) и физико-химических процессов (осолонцевание). Они проявляются в форме образования поверхностного пористого коркового карбонатного горизонта, слабоожелезненного подкоркового, пожелтения поверхности почвенных частиц, обогащения нижних горизонтов водорастворимыми солями и гипсом (Ковриго). 2. Морфологические признаки почв2.1 Строение профиляВ профиле серо-бурых почв выделяются следующие генетические горизонты: К — палево-серая плотная крупно-пористая корка (2—3 см). Е — палево-светло-серый рыхлый слоеватый подкорковый горизонт (3—5 см). Вса — бурый или коричневый, плотный, призмовидно-комковатый, оглиненный, часто с белоглазкой в нижней части (10—25 см). BCsa — буровато-желтый, более рыхлый, с выделениями легкорастворимых солей и гипса (Ковда). Наиболее четко дифференциация профиля на горизонты выражена у солонцеватых серо-бурых почв. Часто нижняя часть профиля сильно обогащена скоплениями гипса. Тип серо-бурых почв разделяется на три фациальных подтипа: серо-бурые пустынные очень теплые промерзающие, серо-бурые пустынные субтропические кратковременно промерзающие и серо-бурые пустынные субтропические жаркие непромерзающие. Выделяют следующие роды: обычные (солончаковатые), гипсоносные, солончаковые, такырно-солонцеватые, промытые (приуроченные к понижениям, профиль промыт от солей и гипса). Деление на виды не разработано (Ковриго). 2.2 Мощность почвы и отдельных горизонтовСеро-бурые почвы имеют следующее строение профиля: К — корковый горизонт (2—3 см); Е — 3—5 см; BCa, —10—25 см; ВС — буровато-желтый, более рыхлый горизонт, с выделениями карбонатов, гипса и легкораствормых солей (Ковриго). 2.3 Окраска В профиле серо-бурой почвы сверху выделяется пористая корочка палево-серого цвета мощностью 3—5 см. Далее идет более темный, обычно коричневатый, уплотненный, иногда слабо ожелезненный и оглиненный горизонт с пятнами карбонатов (белоглазки). В нижней части профиля, на глубине 40—50 см, отмечаются выделения гипса и легкорастворимых солей. Серо-бурые почвы в отличие от бурых пустынно-степных и сероземов характеризуются повышенным содержанием карбонатов в самом верхнем горизонте (Кауричев). И. П. Герасимов указывает на следующие морфологические признаки этих почв: 1)на поверхности корка, обычно серого цвета, пористая; 2)далее слоеватый горизонт рыхлого сложения, плитчатого или чешуйчатого строения;
2.4 СтруктураВ профиле серо-бурой почвы сверху выделяется пористая корочка мощностью 3—5 см. Под ней слоеватый горизонт мощностью 5—7 см. Далее идет горизонт призмовидно-комковатой структуры с пятнами карбонатов (белоглазки) (Кауричев). 2.5 Сложение К — плотная корка; Е — рыхлый, слоеватый; BCa, — уплотненный; ВС — более рыхлый горизонт (Ковриго). 2.6 Новообразования и включенияСеро-бурые почвы пустынь имеют плохо выраженный светлый гумусовый горизонт с содержанием 0,5...1% гумуса и довольно высоко поднятый гипсовый слой (0,5... 0,8 м) с 5...10% гипса. Горизонт В буроватой окраски из-за накопившихся в нем полуторных окислов, начинается обычно с глубины 10 см. В этом отношении серо-бурые почвы резко отличаются от сероземов предгорий, что и дало основание к их выделению (Голубев). 2.7 Гранулометрический составСреди серо-бурых пустынных почв преобладают супесчаные и легкосуглинистые, хрящевато-щебневатые или галечниковые. В гранулометрическом составе главная роль принадлежит тонкопесчаной и крупнопылеватой фракциям. Характерны опесчаненность корки, наличие щебенки на поверхности и увеличение содержания илистой фракции в горизонте Вса. Минералогический состав серо-бурых почв отличается высоким содержанием первичных минералов, поскольку выветривание здесь происходит очень медленно. В илистой фракции большая часть приходится на гидрослюды, затем идут минералы смектитовой группы, типичен палыгорскит. Другие минералы встречаются в качестве сопутствующих (Ковда). 3. Свойства почвы3.1 Химические (содержание макро и микроэлементов, рН)Содержание гумуса низкое (до 1%), в его составе преобладают фульвокислоты. В составе поглощенных катионов — Са2+, Mg2+, иногда Na+. Реакция среды щелочная (рН 8-8,5) (Ганжара). Емкость катионного обмена низкая — около 10 мг-экв/100 г в составе обменных катионов преобладают кальций и магний. Серо-бурые пустынные почвы карбонатны с поверхности. Содержание карбонатов в корочке достигает 7—11% и постепенно убывает вниз по профилю. Это важный диагностический признак отличающий серо-бурые почвы от бурых полупустынных и сероземов. Серо-бурые пустынные почвы гипсоносны и в типичном проявлении засолены легкорастворимыми солями. Они содержат соли в количестве, превышающем 0,3%, на глубине 30—80 см. Таким образом, род обычных почв является в то же время солончаковатым. Состав солей хлоридно-сульфатный. Особого внимания зacлуживает гипс, который часто образует самостоятельный горизонт на контакте с породой, содержащий 30—60% CaSО4 • 2Н2О мощностью от 30 до 100 см. Гипсовый горизонт распространен очень широко и всегда связан с самыми древними почвами. Молодые почвы не имеют этого горизонта (Ковда). 3.2 ФизическиеДля серо-бурых почв характерны слабая оструктуренность, неблагоприятное сложение профиля. Более плотное сложение отмечается в корковом слое и солонцеватом горизонте. Эти горизонты отличаются и более низкой водопроницаемостью. Серо-бурые почвы испытывают резкий дефицит влаги. Даже весной запасы продуктивной влаги очень невелики. Летом полевая влажность ниже коэффициента завядания растений. Свойства серо-бурых почв в значительной мере определяются провинциальными особенностями зоны. Почвенный покров Арало-Каспийской провинции чрезвычайно комплексный. В состав комплексов входят серо-бурые почвы, развитые под полынной и боялычевой растительностью, серо-бурые солонцеватые и солончаковатые почвы, формирующиеся под биюргунниками. В Арало-Балхашской провинции преобладают серо-бурые и серо-бурые такыровидные почвы, развитые под солянковой растительностью, а также обширные массивы бугристо-грядовых карбонатных песков (Северные Каракумы, Муюнкумы, Прибалхашские), среди которых значительное распространение имеют такыры. В западной части Бетпак-Дала характерен комплекс серо-бурых почв с солонцами (А. М. Петелина). Для серо-бурых почв Северотуранской и Южнотуранской провинций, расположенных в южной части пустынной зоны с субтропическим умеренно теплым климатом, характерны высокая карбонатность, более сильная солончаковатость и слабое проявление солонцеватости (Кауричев). 3.3 БиологическиеВ феврале — марте кончается короткая малоснежная зима и верхний слой почвы пропитывается снеговой и дождевой водой. Нисходящий ток ее может лишь на небольшую глубину вынести растворимые в ней карбонаты и другие минеральные соли. Быстрое нагревание почвы пробуждает к жизнедеятельности микробы. Находящиеся в это время в значительном количестве в почве нитраты, фосфаты кальция, магния и калия создают благоприятные условия для быстрого развития эфемеров и эфемероидов. В первой половине лета (май — июль) эфемеры и крупнотравье засыхают, цветет верблюжья колючка и вегетирует гиргензония. Осенью (вторая половина октября — ноябрь) усыхает верблюжья колючка. Если выпадают дожди, начинают снова развиваться эфемеры, в первую очередь осоки песчаная и пустынная. Зимой (декабрь — февраль) при теплой погоде эфемеры зеленеют, цветет безвременник (крокус), гусиный лук. По мере высыхания почвы деятельность микробов ослабевает в верхних слоях и усиливается в нижних. Как только талые воды пропитают почву, влага под действием тепла начинает подниматься вверх и испаряться. До глубины 50 см пустынные почвы могут увлажняться лишь парообразной влагой и водой, проникающей по ходам червей, насекомых, отмерших корней растений. Массовая вегетация растений продолжается 2...3 месяца, затем они засыхают. Летом в глинистой пустыне развиваются только одиночные глубоко укореняющиеся растения. Эфемеры и эфемероиды после отмирания оставляют в почве мало органического вещества, а высыхающая их надземная часть поедается скотом или разрушается и разносится ветром. Остатки растений в пустынях минерализуются под влиянием аэробных микробов, в результате чего появляются окисленные соли. Реакция почвенной среды нейтральная или слабощелочная. Почвы насыщаются основаниями.. Образовавшиеся соли или сохраняются до осени, или частично используются растениями с глубоко проникающей корневой системой. Таким образом, в пустынной зоне круговорот веществ интенсивно происходит только в поверхностном слое почвы. Глубокие слои почвообразованием затрагиваются мало, поэтому профиль почвы почта не дифференцирован. В нем наблюдается передвижение лишь карбоната кальция и сульфата кальция в результате уменьшения растворимости этих солей с повышением температуры. Холодные талые и дождевые воды будут опускать эти соли в нижние слои почвы. При капиллярном же поднятии воды лишь часть солей поднимается в верхние, более нагретые слои почвы. Этим объясняется то, что на сероземах при слабой увлажненности и большой испаряемости в 45...50 сантиметровом слое в виде про« жилок и плесени накопляются соли кальция (Голубев). 3.4 Почвенные режимы3.4.1 Тепловой режимДля серо-бурых пустынных почв характерен непромерзающий тип теплового режима. Он наблюдается в почвах, у которых отсутствует промерзание профиля, а положительные значения имеют не только среднегодовые температуры, но и температура самого холодного месяца. Такой тип теплового режима присущ почвам теплой европейской фации умеренного пояса, а также областям субтропического и тропического поясов (Мамонтов). 3.4.2 Воздушный режимВ начальный период вегетации в автоморфных почвах с благоприятными физическими свойствами почвенный воздух, как правило, насыщен О2 и обеднен СО2. Это обусловлено сравнительно низкими температурами воздуха и почвы, тормозящими биологические процессы, в результате чего образующийся диоксид углерода практически полностью выделяется в атмосферу. По мере повышения температуры живая фаза почвы функционирует интенсивнее, и в начале — середине лета (в период максимальной биологической активности) почвенный воздух наиболее обогащен СО2. В этот период состав почвенного воздуха особенно существенно изменяется при достаточной влажности почвы. В дальнейшем по мере замедления развития растений, иссушения почвы и снижения микробиологической активности происходит постепенный отток избытка диоксида углерода за пределы почвенного профиля и обогащение его кислородом. В начале осени при благоприятных температурах в связи с увеличением влажности почвы и активизацией микрофлоры содержание СО2 в почвенном воздухе ненамного увеличивается. В середине — конце осени и зимой биологическая деятельность лимитируется низкими температурами и почвенный воздух по составу приближается к атмосферному. Во влажные годы по сравнению с обычными СО2 накапливается в почвенном профиле в большем количестве, при этом содержание его в течение вегетационного периода подвержено менее резким колебаниям. В засушливые годы продуцирование СО2 ограничено и почвенный воздух по составу мало чем отличается от атмосферного. При неустойчивом увлажнении в течение вегетационного периода изменения в составе почвенного воздуха носят пульсирующий характер с несколькими чередующимися максимумами и минимумами содержания СО2 в зависимости от выпадающих осадков. Наиболее благоприятным воздушным режимом характеризуются хорошо оструктуренные суглинистые и глинистые почвы, а также почвы легкого гранулометрического состава. Имея рыхлое сложение и хорошо развитую систему некапиллярных пор, такие почвы способны быстро пропускать и перераспределять воду и воздух, поступающие в них. Благодаря этому содержание воздуха в корнеобитаемом слое почвы в течение вегетационного периода растений поддерживается на достаточно высоком уровне — 20...25 % от объема почвы (Мамонтов). 3.4.3 Водный режимВесьма ограниченное количество осадков определяет непромывной тип водного режима. Слабое промачивание профиля приводит к развитию таких свойств серо-бурых почв, как карбонатность и солончаковатость. Образование корки у серо-бурых пустынных почв связано с высокой дисперсностью органической и минеральной части и контрастностью гидротермического режима почв. Причина высокой дисперсности почв — щелочная реакция почвенного раствора. Щелочность обусловлена бикарбонатами и карбонатами натрия, образующимися при минерализации полынно-солянковой растительности. Прочность корки определяется переходом бикарбонатов натрия и кальция в карбонаты, которые цементируют диспергированную массу почвы (Кауричев). почвообразование морфологический эрозионный пустынный 3.4.4 Питательный режимСлабое накопление гумуса в пустынных почвах и их почти повсеместная засоленность обусловлены также особенностями биологического круговорота веществ. По данным Л. Е. Родина и Н. И. Базилевич (1965), общее количество органической массы, содержащейся в надземных и подземных органах растений в наиболее распространенных пустынных сообществах на серо-бурых почвах, составляет в среднем около 100 ц на 1 га, т. е. в несколько раз меньше, чем в степях. Под покровом пустынной растительности опад очень мал. Около 80% биомассы приходится на корневую систему. Опад пустынных растений отличается высокой зольностью. В зеленых частях полукустарниковых растений она достигает 15—20%, солянок — до 50%. Зольность эфемеров не превышает 5—8%. В биомассе пустынной флоры на серо-бурых почвах накапливается до 200 кг на 1 га различных химических элементов. Наряду с кальцием и магнием отмечается заметная аккумуляция натрия. Повышенная концентрация его способствует увеличению щелочности почвенного раствора и развитию процессов осолонцовывания почв. В золе солянок содержится, кроме натрия, много хлора и серы (Кауричев). 3.5 Степень подверженности эрозионным процессам Почвы пустынь подвержены воздействию ветровой эрозии. Для защиты от нее необходимо сохранять растительный покров. Умеренная нагрузка способствует улучшению травостоя: животные не только поедают траву, но и рыхлят копытами землю удобряют почву, заделывают осыпавшиеся семена растений. Только при очень большой нагрузке травостой сбивается. Песчаные почвы при большой нагрузке превращаются в сыпучие барханные пески, особенно вокруг водопоев. Основное условие повышения производительности пустынных пастбищ — подсев трав, а также введение правильной системы выпаса без перегрузки и вытаптывания травостоя. Важно также подсевать наиболее ценные местные растения, например, полынь узбекскую и бодхызскую. Подсев проводят во вспаханную почву сеялками, а на сильно разбитых песках —с самолета (Голубев). 4. Хозяйственное использование данного типа почвОсновные массивы серо-бурых почв используют под пастбища. Важное значение при этом имеет режим эксплуатации пастбищ, исключающий возникновение и развитие дефляции. В земледельческое использование в зоне активно вовлечены лишь аллювиальные почвы. Неблагоприятные свойства серо-бурых почв (плохие водно-физические и физико-химические свойства, сильная засоленность) и низкий общий уровень плодородия в условиях дефицита воды для проведения орошения исключают вовлечение этих почв в активное земледельческое использование. Имеющийся опыт орошаемого земледелия на этих почвах свидетельствует о возможности создания культурно-оазисных почв и получения в условиях орошения и применения удобрений высоких урожаев хлопка, риса, кукурузы, овощей, бахчевых, плодовых культур и винограда. Для освоения наиболее приемлемы не солонцеватые, слабосолонцеватые, незасоленные или слабозасоленные почвы на легких породах. Непригодны к использованию при орошении серо-бурые маломощные гипсоносные, щебенчатые и сильнозасоленные почвы. Помимо серо-бурых почв зональными типами в пустынной зоне являются такыры, песчаные пустынные такыровидные почвы (Ковриго). ЗаключениеСеро-бурые пустынные почвы использовать в земледелии без орошения невозможно из-за резкого дефицита влаги. Орошение позволяет получать высокие урожаи ценных культур, но оно затруднено отсутствием местных источников воды, высокой гипсоносностью, близким залеганием плотных пород, щебнистостью, сложным неровным рельефом. Зона пустынь является базой пастбищного животноводства (Ковда). Список литературы
Размещено на |