Лекция почвовебение. Лекция_почвоведение. Введение цель и задачи курса, краткая история развития почвоведения

• Название: Введение цель и задачи курса, краткая история развития почвоведения
• Анкор: Лекция почвовебение
• Дата: 08.10.2022
• Размер: 0.71 Mb.
• Имя файла: Лекция_почвоведение.doc
• Тип: Лекция; #721494
• страница: 10 из 16

Дополнительная литература

1.Абдыхалыков С.Д., Науменко А.А. Региональные особенности и агрогенез тёмно-каштановых почв Северного Казахстана. Алматы: КазНУ. 2003. 82 с.

2.Афанасьева Е.А. Черноземы Средне-Русской возвышенности. М.: Наука. 1966.

3.Крупеников И.А. Новые представители почв чернозёмного типа //Почвоведение. 1983. № 12. С. 78-85.

4. Крупеников И.А. Слово о черноземе // Почвоведение. 1989. С. 134-143.

5. Ливеровский Ю.А. Луговые чернозёмовидные почвы и генезис ландшафтов амурских прерий //см.:Ливеровский Ю.А. Проблемы генезиса и географии почв. М.: Наука. 1987. С. 163-170.

6. Ногина Н.А. Черноземы Центральноазиатской фации // Почвоведение. 1985. №5. С.8-19.

7.Черноземы СССР. Т.1 М.: Колос. 1974. 560 с.

8.Голубчиков Ю.Н. Энергия былых лесов? (К теории

лесного генезиса черноземов // Энергия: экономика, техника, экология. 1992. № 9. С.45-46.

9.Давлятшин И.Д., Христенко А.Ф., Науменко А.А. Почвы степной пашни Казахстана накануне третьего тысячелетия. Алматы. КазНУ. 1996. 41 с.

10.Докучаев В.В. Дороже золота русский чернозём. М: МГУ.1994. 594 с.

11.Дурасов А.М. Тёмно-каштановые карбонатно-солонцеватые почвы Северного Казахстана //Почвоведение. 1960. № 2. С. 24-31.

ЛЕКЦИЯ 12

ЗАСОЛЕННЫЕ ПОЧВЫ И СОЛОДИ

К засоленным почвам относятся солончаки, солончаковатые почвы и солонцы. Они широко распространены в зоне сухих степей, пустынных степей, встречаются также в степной, лесостепной и таежно-лесной зонах.

Широкое распространение засолённых почв в Казахстане было установлено в начале ХХ века экспедициями Переселенческого управления под руководством академика К.Д.Глинки. По этому поводу он писал: «…солонцовые и солончаковые пространства нашего низового Поволжья, Крыма, Предкавказья и Закавказья положительно ничтожны по сравнению с такими же пространствами Казахстана и Туркестана». Прикаспийскую низменность по праву образно называют «царством солонцов», где их гораздо больше «фоновых» светло-каштановых почв.

Образование засоленных почв связано с накоплением солей в грунтовых водах и породах и условиями, способствующими их аккумуляции в почвах. При выветривании горных пород образуется значительное количество растворимых солей.

С выходом на дневную поверхность морских соленосных осадков суша получает огромное количество легкорастворимых солей. Наиболее типичными областями аккумуляции солей на территории СНГ являются Прикаспийская, Туранская и Западно-Сибирская низменности.

Значительное количество легкорастворимых солей может образоваться при извержении вулканов: выделяющиеся газы и пары содержат серу, хлор, которые служат источником образования хлоридов и сульфатов.

Большая роль в аккумуляции водорастворимых солей в почвогрунтах принадлежит растительности. При аэробном разложении растительных остатков в условиях засушливого климата может накапливаться большое количество легкорастворимых солей. Одним из источников солей в почвах служат минерализованные грунтовые воды при неглубоком их залегании.

Перераспределение солей происходит под действием ветра, поверхностных и грунтовых вод.

Интенсивность процессов перераспределения солей и накопления их в почвах определяется климатическими условиями – количеством атмосферных осадков и величиной испарения, а также фильтрационными свойствами почв, почвообразующих пород и растворимостью солей.

В условиях влажного климата при промывном типе водного режима соли выщелачиваются за пределы почвогрунта и поэтому не накапливаются. В аридных районах происходит их накопление.

На количество накопления солей в пределах одной зоны большое влияние оказывает рельеф местности и его дренированность.

Солончаки

«На солончаке не приведи господи никому долго побывать. Конь там одно время бывает доволен: он соль лижет и с неё много пьёт и жиреет, но человеку там – погибель. Живности даже никакой нет… Или ещё того хуже было на солончаках над самым над Каспием: солнце рдеет, печёт, и солончак блестит, и море блестит… Одурение от этого блеску даже хуже, чем от ковыля делается, и не знаешь тогда, где себя, в какой части света числить, то есть жив ли ты или умер и в безнадёжном аду за грехи мучишься». (И.С.Лесков. «Очарованный странник». 1873).

К солончакам относятся почвы, содержащие большое количество водорастворимых солей с самой поверхности.

В зависимости от химизма засоления содержание солей в верхнем горизонте солончаков колеблется от 0,6-0,7 до 2-3 и более процентов.

Солончаки образуются при близком залегании к поверхности минерализованных грунтовых вод в условиях жаркого климата, при выпотном типе водного режима.

При испарении воды верхние горизонты почв обогащаются водорастворимыми солями.

Солончаки могут образоваться и в результате приноса солей ветром, что имеет место в приморских областях и в районах распространения засоленных озер.

Солончаки нередко возникают при неправильном орошении, а также вследствие внутрипочвенного перераспределения солей из-за неровности рельефа.

Большое значение в образовании солончаков имеет растительность. Образующиеся при минерализации растительных остатков соли в условиях аридного климата накапливаются в верхних слоях почвы.

Растительный покров на солончаках неоднородный и определяется характером их засоления и содержания солей. На солончаках с очень высокой степенью засоления растительность сильно изрежена и представлена различными видами солянок.

В составе золы солянок преобладают биогалогены (хлор, сера, натрий).

Высокое содержание солей в солончаках определяют строение их профиля и свойства.

Профиль солончаков в большинстве случаев слабо дифференцирован на генетические горизонты. В нем выделяют гумусовый горизонт (А), переходный (В) и почвообразующую породу (С). По всему профилю солончака заметны выцветы солей, особенно после подсыхания стенки разреза.

Нередко в нижней части, а иногда по всему профилю, отмечаются признаки оглеения – ржаво-охристые вкрапления или сизые пятна.

Классификация и диагностика солончаков

Тип солончаковых почв подразделяется на 2 подтипа - солончаки гидроморфные и автоморфные.

Гидроморфные солончаки развиваются в условиях близкого залегания минерализованных грунтовых вод.

Автоморфные солончаки образуются на засоленных почвообразующих породах при глубоком залегании уровня грунтовых вод. Почвообразующими породами чаще всего являются элювий и делювий третичных, меловых и др. древних отложений, а также морские засоленные породы четвертичного периода, например, шоколадные глины Прикаспия.

Гидроморфные солончаки разделяются на роды: типичные гидроморфные, луговые, болотные, соры (шоры), приморские, мерзлотные, вторичные отакыренные пустынные.

Типичные гидроморфные солончаки формируются в условиях близкого залегания сильноминерализованных грунтовых вод. Профиль их слабо дифференцирован на генетические горизонты. Водорастворимые соли содержатся в большом количестве по всему профилю с максимальной концентрацией в верхней части.

Луговые солончаки также развиваются при близком залегании грунтовых вод, но с более слабой минерализацией. Профиль их отчетливее подразделяется на генетические горизонты. Среди луговых солончаков особо выделяются карбонатно-кальциевые, которые в отличие от других солончаков содержит меньше водорастворимых солей, более карбонатны и гумусированы. На таких солончаках обычно хорошо развивается луговая растительность и они представляют в этом случае высокопродуктивные сенокосные угодья. Среди луговых солончаков часто встречаются солончаки с содовым засолением. Сода наиболее угнетает развитие растительности и урожайность естественных трав на них очень низкая.

Соровые (шоровые) солончаки развиваются в результате испарения поверхностной воды мелководных соленых озер и русел древних рек.

Приморские солончаки – наиболее молодые образования морских отложений. Характеризуются наличием влажной рыхлой солевой корочки, под которой идет песчаный или супесчаный слой с огромным количеством ракушек. Горизонт сильно засолен, засоление хлоридное. На небольшой глубине (1-2 м) обнаруживается горько-соленая вода.

Вторичные солончаки образуются в результате неправильного орошения.

Мерзлотные солончаки характеризуются наличием на небольшой глубине мерзлотного горизонта, служащего водоупором. Эти солончаки характеризуются сильным засолением или только верхних горизонтов, или всего профиля.

Болотные солончаки развиваются при очень близком залегании грунтовых вод. По всему профилю отмечается оглеение и сильное засоление, а иногда и оторфовывание горизонта.

Отакыренные (пустынные) солончаки имеют своеобразную трещиноватую поверхность, образование которой связано с особыми гидротермическими условиями зоны.

Качественный состав засоления отражается на внешних (морфологических) признаках солончаков.

В этой связи среди них различают корковые, пухлые, мокрые и черные солончаки.

В солончаках с преобладанием хлористого натрия на поверхности образуется корка.

При содержании в большом количестве хлористого кальция и магния, отличающихся высокой гигроскопичностью, развиваются мокрые солончаки.

При повышенном содержании соды увеличивается растворимость органического вещества и профиль солончака приобретает темную (черную) окраску.

По характеру распределения солей солончаки подразделяются на виды: поверхностные (соли в слое 0-30 см) и глубокопрофильные (соли по всему профилю до грунтовых вод).

Наряду с общим содержанием водорастворимых солей и качественным их составом можно учитывать глубину скопления солевых горизонтов. Если водорастворимые соли отличаются на глубине 5-30 см, то такие почвы относят к высокосолончаковым или солончаковым; на глубине 30-80 см – к солончаковатым; 80-150 см – к глубокосолончаковатым и глубже 150 см – к незасоленным.
Свойства солончаков.

Равномерное распределение илистых частиц, кремния и полуторных окислов является одной из характерных особенностей типичных солончаков.

При рассолении и проявлении признаков осолонцевания наблюдаются некоторое обогащение горизонта В илистыми частицами и полуторными окислами.

Содержание гумуса в верхних горизонтах солончаков колеблется от 1 до 8%, отражая зональные особенности их развития. Наиболее гумусированы солончаки лесостепной зоны. Однако количество гумуса в солончаках в пределах той или иной зоны зависит от степени и вида их засоления. В большинстве случаев солончаки относят к числу малогумусированных почв.

В составе гумуса, как правило, преобладают фульвокислоты. Солончаки отличаются бедным запасом азота и зольных питательных элементов.

Емкость поглощения солончаков низкая – 10-20 мг·экв. Однако в некоторых высокогумусированных солончаках лесостепной зоны она может достигать 50-60 мг ^. экв. В составе обменных оснований преобладают кальций, магний, имеется натрий. В содовых солончаках главными компонентами поглощающего комплекса являются магний и натрий.

Реакция солончаков, засоленных нейтральными солями, обычно слабощелочная (рН водной вытяжки 7,3-7,5); содовые солончаки имеют очень высокую щелочность, рН достигает 9-11. Солончаки имеют с самой поверхности карбонаты.

Мелиорация солончаков

Наиболее эффективный и радикальный прием удаления солей и опреснения почв – промывка. Промывные нормы зависят от степени засоления, влажности, механического состава и глубины залегания грунтовых вод. Промывку обычно проводят в осенне-зимний период, когда грунтовых воды залегают наиболее глубоко, а испарение – минимальное.

В целях предотвращения подъема грунтовых вод необходим отвод промывных вод с орошаемой территории – дренаж. Повышение плодородия промытых от солей почв достигается внесением органических и минеральных удобрений улучшением структуры, усилением биологической активности почв. Для этих целей следует высевать солеустойчивые культуры (люцерна, ячмень, просо).

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.

С о л о н ц ы

Солонцы относятся к засоленным почвам, в которых легкорастворимые соли во вредных для растений количествах находятся на некоторой глубине (20-50 см и глубже). Характерной же особенностью солонцов является содержание значительного количества обменного натрия (более 15%) в почвенном поглощающем комплексе.

Присутствие обменного натрия приводит к развитию в почвах целого ряда неблагоприятных свойств: образованию соды, щелочной реакции, высокой раздробленности почвенных коллоидов большой растворимости гумусовых веществ. Минеральные коллоиды и гумусовые вещества вымываются из верхнего (элювиального) горизонта и осаждаются на некоторой глубине, образуя очень плотный горизонт вмывания (иллювиальный, собственно солонцовый). В сухом состоянии солонцовый горизонт сильно уплотнен. Во влажном состоянии этот горизонт сильно разбухает, становится вязким, липким, водонепроницаемым.

Солонцы автоморфные распространены крупными массивами или пятнами среди черноземных и каштановых почв на засоленных породах в условиях пересеченного рельефа, на тех участках, где соленосные породы близки подходят к поверхности и на древних речных террасах. Грунтовые воды на породах суглинистого и глинистого механического состава залегают на глубине 5-7 м и не принимают участия в формировании почв.

По вопросу происхождения солонцов имеется несколько теорий. Общее для них – признание ведущей роли иона натрия в развитии неблагоприятных солонцовых свойств.

Согласно коллоидно-химической теории К.К.Гедройца, солонцы образовались при рассолении солончаков, засоленных нейтральными солями натрия.

Биологическая теория образования солонцов развита В.Р.Вильямсом, который считал, что источником солей натрия служит степная и полупустынная растительность – полыни, солянки, камфаросма, кермек и др.

Исследованиями последних лет доказано, что солонцовые почвы могут возникать, минуя солончаковую стадию (В.А.Ковда и др.). Такое образование солонцов возможно в том случае, когда источником натрия является сода. В этих условиях происходит внеконкурентное поглощение натрия из почвенного раствора.

Не рассматривая все теории образования солонцов, отметим, что в природных условиях они могут образовываться следующими способами:

· путем рассоления солончаков, засоленных нейтральными натриевыми солями;

· при воздействии на почву слабоминерализованных растворов, содержащих соду;

· на засоленных породах в результате биогенного накопления натриевых солей, в т.ч. и соды, а также вследствие подъема солей по капиллярам в верхние горизонты при их сильном иссушении.

Классификация и диагностика солонцов.

Классификация солонцов сложная, поскольку они формируются в разных зонах, а в пределах зон в различных геоморфологических и гидрологических условиях.

Наиболее важные генетические и мелиоративные особенности солонцов (химизм, степень засоления и др. признаки) определяются гидрологическими условиями их формирования. Поэтому в настоящее время солонцы делят на 3 типа по характеру их водного режима и комплексу связанных с ними свойств (особенностям солевого режима, гумусонакопления и др.): автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные.

Солонцы авторморфные (степные) формируются в условиях глубокого залегания грунтовых вод (глубже 6 м). Образование их связано в основном с выходом засоленных почвообразующих пород. Наиболее часто встречаются в сухостепной (солонцы каштановые) и полупустынной зонах. В черноземной зоне (солонцы черноземные) встречаются реже и приурочены к участкам увалистых водоразделов, склонов, где близко к поверхности выходят засоленные породы. Растительный покров представлен степными злаково-полынными группировками, в состав которых входят полынь черная и белая, камфаросма, прутняк, кокпек, типчак, ромашник тысячелистный и др.

Солевой профиль степных солонцов четко дифференцирован. Карбонатный горизонт выражен отчетливо, карбонаты в виде белоглазки на глубине 35-50 см и выше. Под ним залегает гипсовый горизонт, ниже - горизонт скопления легкорастворимых солей. Преобладает хлоридно-сульфатный тип засоления.

Солонцы полугидроморфные (лугово-степные) формируются на первой и второй надпойменных террасах, в межсопочных и приозерных понижениях в условиях дополнительного грунтового или смешанного (поверхностного и грунтового) увлажнения. Грунтовые воды залегают на глубине 3-6 м.

В профиле полугидроморфных солонцов более отчетливо, чем в гидроморфных обособляются карбонатный и гипсовый горизонты. Часто последний совмещается с карбонатным. Оба горизонта залегают неглубоко от поверхности (30-35 см). Преобладает хлоридно-сульфатный тип засоления.

Солонцы гидроморфные (луговые, лугово-болотные и луговые мерзлотные) формируются в поймах рек, в приозерных и межсопочных понижениях и других депрессиях под луговой солонцовой растительностью, представленной вострецом, подорожником солончаковым, кермеком, полынью солончаковой, волоснецом солончаковым с примесью лугового разнотравья.

Свойства солонцов

Характерная особенность механического состава солонцов – резкая дифференциация по профилю илистой фракции.

Гумусово-элювиальный горизонт отличается более легким механическим составом, иллювиальный обогащен илом и поэтому всегда тяжелее. Отчетливое перераспределение илистой фракции обусловлено пептизацией коллоидов.

Содержание гумуса колеблется в широких пределах в зависимости от зоны, в которой солонцы формируются, и от механического состава.

Солонцы черноземной зоны более гумусированы, чем каштановой. В составе гумусовых веществ в солонцовом горизонте ФК преобладают над ГК

Содержание обменного натрия в горизонте В₁ солонцов колеблется от 13-15% до 60% емкости поглощения. В солонцах содового засоления обменного натрия значительно больше, чем в хлоридно-сульфатных. В составе обменных оснований часто содержится много магния (35-45% емкости поглощения). Солонцы, имеющие соду, отличаются высокой щелочностью (рН 8-10). Солонцы, засоленные нейтральными солями, имеют слабощелочную реакцию.

Мелиорация солонцов

Основная причина отрицательных агрономических свойств почв, как уже отмечалось, наличие в них поглощенного натрия. Поэтому наиболее эффективное средство повышения плодородия солонцовых почв – замена натрия на кальций гипса или другой кальциевой соли.

Гипсование – наиболее радикальное средство мелиорации солонцов черноземной зоны с содовым засолением (многонатриевые), отличающихся высокой щелочностью почвенного раствора. В качестве мелиорирующих веществ используют не только гипс, но и другие кальциевые соли, например, фосфогипс или хлористый кальций при условии хорошей промывки. Положительное влияние оказывают также сернокислое железо, 1% раствор серной кислоты.

Норму гипса устанавливают по содержанию обменного натрия, что обычно составляет для луговых солонцов с содовым засолением 10-15 т/га и более, а для лугово-степных и степных хлоридно-сульфатных солонцов – 5-8 т/га.

На малонатриевых солонцах (особенно каштановых), характеризующихся близким залеганием от поверхности горизонта с высоким содержанием карбоната кальция, лучший мелиоративный эффект достигается при использовании агротехнических приемов и особенно агробиологического метода мелиораций солонцов, включающего глубокую ярусную вспашку с сохранением на поверхности почвы ее гумусового слоя, посев культур-фитомелиораторов (донник желтый, волоснец Ситникова, житняк, костер безостый, овес, просо, суданская трава, ячмень и др.), проведение влагонакопительных мероприятий и внесение удобрений.

Глубокая обработка солонцов улучшает их водно-солевой и питательный режим путем рыхления плотного солонцового горизонта и его перемешивания с нижележащим карбонатным горизонтом в целях «самомелиорации» солонца; растворимость карбоната кальция, вовлеченного в пахотный слой, повышается благодаря воздействию углекислоты, продуцируемой высеваемыми растениями.

С о л о д и

Солоди распространены преимущественно в лесостепной и степной зонах среди массивов черноземов и темно-серых лесных почв, но встречаются они и в зоне сухих и полупустынных степей среди каштановых почв. Наиболее характерны они для западно-сибирской лесостепи.

Солоди приурочены к плоским недренированным равнинам, к замкнутым понижениям, покрытым древесной растительностью, преимущественно осиной, березой, ивой и влаголюбиво травянистой растительностью. Растительность на солодях имеет вид небольших изолированных групп, разбросанных по степи, поэтому они и получили название колков или мокрых кустов. Развиваются солоди при высоком поверхностном или поверхностно грунтовом увлажнении и характеризуются промывным или периодически промывным типом водного режима.

Происхождение солодей связывают с процессами рассолонцевания солонцов или с постоянным воздействием на незасоленные почвы слабых растворов натриевых солей. В процессе осолодения почв происходит образование легкоподвижных гумусовых веществ, которые вымываются нисходящими токами воды из верхних горизонтов. Одновременно под воздействием щелочных растворов происходит частичный распад алюмосиликатной части почвы на кремнекислоту и гидроокиси железа и алюминия. Полуторные окислы затем выносятся в нижние горизонты; в верхних же горизонтах происходит относительное накопление аморфной кремнекислоты, горизонт приобретает белесую окраску, становится более легким по механическому составу, чем нижележащие.

Таким образом, профиль солодей формируется по элювиально-иллювиальному типу. Процессу выноса полуторных окислов и органического вещества способствует оглеение, которое сопутствует осолодению. В результате формируется профиль почв, который морфологически очень напоминает дерново-подзолистые почвы. Солоди в профиле могут содержать карбонаты на глубине 50-120 см. В случае же отсутствия карбонатов – критерием для определения почв должен быть характер окружающих почв.

Для солодей характерна четкая дифференциация на горизонты. Профиль почв имеет следующее морфологическое строение:

А₁(А₀ А₁) – гумусовый осолоделый или перегнойный горизонт, достигающий 10-15 см; сверху имеется слой лесной подстилки или дернины;

А₂ - осолоделый горизонт мощностью 5-20 см, белесый, плитчатой или слоевато-чешуйчатой структуры, содержит марганцево-железистые новообразования в виде дробинок, бобовин;

А₂В - переходный горизонт мощностью до 10 см, неоднородно окрашен, темно-бурый с белесыми пятнами и потеками, уплотнен, плитчато-мелкоореховатой структуры;

В – иллювиальный горизонт до 40 см мощностью, плотный, темно-бурый или бурый ореховато-призматической структуры с наличием белесой присыпки и глянцевого налета (лакировки) по граням структурных отдельностей. Горизонт часто разделяется на два-три подгоризонта: верхняя часть - В₁, нижняя часть – В₂, последняя имеет более светлую бурую окраску.

С – почвообразующая желто-бурая порода, плотная, встречаются карбонаты в виде пятен и журавчиков, оглеение появляется на разной глубине.

Солоди содержат от 1,5 до 6-8 и даже 15% гумуса, который глубоко проникает в почву и количество которого резко уменьшается в горизонте А₂. В составе гумуса преобладают фульвокислоты. Осолоделый горизонт А₂ обеднен илом, полуторными окислами и относительно обогащен кремнеземом. В иллювиальном горизонте В отмечается накопление ила и полуторных окислов.

Для почв характерно значительное содержание аморфной кремнекислоты. Емкость поглощения осолоделого горизонта - 10-15 мг·экв на 100 г. почвы. В составе катионов преобладают Са∙∙ и Mg∙∙, а также незначительные количества Na∙, следы H∙ и Al∙∙∙. Реакция почв вверху может быть от нейтральной до кислой, В нижней части – слабощелочная. Почвы могут содержать гипс. В водной вытяжке из солодей обнаруживается незначительное содержание легкорастворимых солей.

Солоди отличаются низким плодородием. Для окультуривания их необходимо внесение органических и минеральных удобрений, а также известкование. При залегании солодей мелкими пятнами среди распахиваемых массивов улучшение их возможно путем землевания. Крупные массивы солодей распахиваются вместе с вмещающими из черноземами. Но, как правило, использование солодей под посевы сельскохозяйственных культур ограничивается их положением на отрицательных элементах рельефа, что мешает своевременному проведению полевых работ, т.к. почвы длительное время находятся в переувлажненном состоянии. Солоди степных лиманов используются как сенокосы и пастбища.