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: 11 из 16

Дополнительная литература

1.Ковда В.А. Происхождение и режим засоленных почв. Ч.1 и 2. М.-Л. АН СССР. 1936-1947.

2.Боровский В.М. Формирование засоленных почв и галогеохимических провинций Казахстана. М.: Наука. 1982.

3.Славный Ю.А. К теории образования автоморфных солонцов // Почвоведение. 2001. № 3. С.375-382.

4.Голованов А.И. и др. Оценка направленности и интенсивности процесса соленакопления (на примере почв юга Западной Сибири) // Почвоведение. 2002. № 5. С.531-544.

5.Дёмкин В.А. Пространственно-временные закономерности в развитии солонцового процесса в почвах сухих и пустынных степей // Почвоведение. 1995. № 3. С.533-540.

6.Егоричев Г.А., Байменова А.Т. Борный токсикоз в почвах Казахстана //Изв. АН КазССР. Сер. биологическая. 1980 № 3.

7.Лавров А.П. География такыров Зарубежной Азии // Пробл. освоения пустынь. 1986. № 1. С.17-21.

8.Черноусенко Г.И. и др. Засоление почв побережья северных и восточных морей России // Почвоведение. 2001. № 1-. С. 1192-1206.

9. Хитров Н.Б. Система показателей для краткой характеристики засоленных почв // Почвоведение. 1986. №4. С.67-79.

10. Михайличенко В.М. Галогенез и осолонцевание почв равнин Северного Казахстана. Алма-Ата: Наука. 1979. 232 с.

11.Михайличенко В.Н. и др. Генезис и география солонцов чернозёмной зоны Северного Казахстана //Тр. Ин- почвоведения АН КазССР. Т.20. 1972.

12. Базилевич Н.И. Лесостепные солоди. М.: Наука. 1967.

13.Ильин В.Б., Аникина А.П. О борном засолении почв //Почвоведение. 1974. № 1. С. 102-108.

14. Колесов Н.А. Генезис и классификация солодей и осолоделых почв // Труды Томского ун-та. 1957. Т.140. М.17-25.

13.Курачёв В.М., Рябова Т.Н. Засолённые почвы Западной Сибири. Новосибирск: Наука. 1981.152 с.

15.Ливеровский Ю.А. Зверовые солонцы Сихотэ-Алиня //Уч.записки МГУ. 1959. Вып. 189.

14.Паракшин Ю.П. «Сопочные» солонцы Казахстанского мелкосопочника //Почвоведение. 1974. № 8. С.137-140.

ЛЕКЦИЯ 13

ПОДЗОЛИСТЫЕ И МЕРЗЛОТНО-ТАЕЖНЫЕ ПОЧВЫ ТАЕЖНО-ЛЕСНОЙ ЗОНЫ

Таежно-лесная природная зона занимает бóльшую часть бореального (умеренно холодного) пояса. На территории СНГона размещается в пределах следующих почвенно-биоклиматических областей: 1. Европейско-Западно-Сибирская таежно-лесная; 2. Восточно-Сибирская мерзлотно-таежная; 3. Дальневосточная таежно-лесная.

Разнообразие природных условий таежно-лесной оны обусловливает развитие ряда процессов почвообразования, а результате которых образуются почвы с различными признаками и свойствами.

Основные процессы, под действием которых формируется почвенный покров зоны, - подзолистый, дерновый и болотный; они могут протекать каждый самостоятельно (в более или менее чистом виде) или в сочетании. В пределах Восточно-Сибирской области почвы образуются под большим влиянием мерзлотных процессов.

Таким образом, в зависимости от проявления указанных процессов, их сочетаний и производственной

деятельности человека формируется все многообразие почв зоны.

Подзолистые почвы

Почвы подзолистого типа образуются в результате развития подзолистого процесса, который в наиболее чистом виде протекает под пологом таежного хвойного леса с моховым покровом и временным избыточным увлажнением. Наиболее 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.

Название подзолистых почв происходит от народного русского слова «подзол».

В научную литературу этот термин ввел В.В.Докучаев. О происхождении подзолистых почв высказаны и разработаны различные гипотезы и теории. В.В.Докучаев, П.А.Костычев и Н.М.Сибирцев считали, что подзолистые почвы сформировались при участии растительности и под влиянием перегнойных кислот. Докучаев первый определил, что подзолистые почвы распространены и приурочены к хвойным лесам: пихтовым, еловым, сосновым.

На последующее развитие научных представлений о природе подзолистого процесса почвообразования большое влияние оказали коллоидно-химическая теория К.К.Гедройца и биологическая – В.Р.Вильямса.

Большое значение в современных представлениях о подзолообразовательном процессе имели работы И.В.Тюрина, Н.П.Ремезова, А.А.Роде, И.Н.Антипова-Каратаева, Е.Н.Ивановой, И.С.Кауричева, В.В.Пономаревой и др.

На основании имеющихся в настоящее время экспериментальных данных развитие подзолообразовательного процесса можно представить следующим образом:

Подзолистый почвообразовательный процесс протекает под хвойным и смешанным лесом. Он характеризуется анаэробными и аэробными микробиологическими процессами, прерывисто протекающими в верхней части почвы вследствие периодического избытка влаги в горизонте А₂. В анаэробных условиях возникают восстановительные процессы, приводящие к образованию подвижных форм железа, марганца, алюминия, усиленному выщелачиванию и оглеению. Огромная роль в подзолообразовании принадлежит лесной подстилке, состоящей из отмерших частей растений – хвои, веток, стеблей и др. растительных остатков. Эти остатки содержат мало кальция, азота и много трудноразлагаемых соединений, таких как лигнин, воскá, смолы, дубильные вещества. Подстилка обладает кислотными свойствами, что угнетает деятельность бактерий.

В результате промывного водного режима и действия кислых соединений из верхних горизонтов лесной почвы удаляются в первую очередь все легкорастворимые соединения. При дальнейшем воздействии кислот подвергаются разрушению и более устойчивые соединения первичных и вторичных минералов, чему способствуют также деятельность микрофлоры и корней растений.

В результате подзолообразовательного процесса под слоем лесной подстилки обособляется подзолистый горизонт, обладающий следующими основными признаками и свойствами: 1) вследствие выноса железа и марганца и накопления остаточного кремнезема цвет горизонта из красно-бурого или желто-бурого становится светло-серым или белесым, напоминающим цвет печной золы; 2) горизонт обеднен элементами питания, полуторными окислами и илистыми частицами; 3) горизонт имеет кислую реакцию и сильную ненасыщенность основаниями; 4) в суглинистых и глинистых разновидностях горизонт приобретает пластинчато-листовую структуру или становится бесструктурным.

Часть веществ, вынесенных из лесной подстилки и подзолистого горизонта, закрепляется ниже подзолистого горизонта. Образуется горизонт вмывания, или иллювиальный горизонт, обогащенный илистыми частицами, полуторными окислами железа и алюминия и рядом других соединений. Другая часть вымываемых веществ с нисходящим током воды достигает почвенно-грунтовых вод и, перемещаясь вместе с ними, выходит за пределы почвенного профиля. В иллювиальном горизонте за счет вымытых соединений могут образоваться вторичные минералы типа монтмориллонита, гидроокислов железа и алюминия и др. Иллювиальный горизонт приобретает заметную уплотненность, иногда некоторую цементированность. Гидроокиси железа и марганца иногда накапливаются в профиле почвы в виде железо-марганцевых конкреций. В почвах легкого механического состава они приурочены чаще к иллювиальному горизонту, а в тяжелых – к подзолистому. Образование этих конкреций, очевидно, связано с жизнедеятельностью специфической бактериальной микрофлоры.

В некоторых случаях в иллювиальном горизонте подзолистых почв легкого механического состава (песчаных) накапливается значительное количество гумусовых веществ. Такие почвы получили название подзолистых иллювиально-гумусовых почв.

Интенсивность проявления подзолистого процесса зависит от конкретного сочетания факторов почвообразования. Одно из условий его проявления – нисходящий ток воды: чем меньше промачивается почва, тем слабее проявляется подзолистый процесс.

Большое влияние на подзолистый процесс оказывает почвообразующая порода и, в частности, ее химический состав. На карбонатных породах подзолистый процесс значительно ослабевает.

Состав древесных пород также оказывает огромное влияние на выраженность подзолистого процесса. В одним и тех же условиях местообитания оподзоливание под лиственными и, в частности, широколиственными лесами (дуб, липа и др.) происходит слабее, чем под хвойными.

Наряду с оподзоливанием, генезис подзолистых почв связан с лессиважем. Теория лессиважа (лессивирования) берет начало во взглядах К.К. Глинки (1924), который полагал, что при подзолообразовании из верхних горизонтов почвы выносятся илистые частицы без их химического разрушения.

Подзолистые почвы в ряде случаев обеспечивают достаточно высокую биологическую продуктивность лесных угодий. При использовании же подзолистых почв в сельскохозяйственных целях требуются специальные мероприятия по повышению их плодородия.

Все подзолистые почвы объединяются в тип подзолистых почв. Выделяют 3 подтипа: 1) глееподзолистые, 2)подзолистые, 3) дерново-подзолистые.

1) Глееподзолистые почвы формируются под северо-таежными хвойными и смешанными лесами с мохово- и лишайниково-кустарниковым напочвенным покровом, на породах суглинистого и более легкого механического состава. Они характеризуются отчетливо выраженным оглеением верхней части профиля и образованием торфянистой подстилки. Мощность почвенного профиля достигает 80-100 см.

2)Подтип подзолистых (типичных) почв формируется под среднетаежными хвойными лесами с моховым или мохово-кустарниковым растительным покровом.

Эти почвы с поверхности имеют подстилку (А₀) мощностью от 2-5 до 10 см. Ниже залегает слаборазвитый гумусовый горизонт, представленный слоем грубого гумуса мощностью 1-3 см (А₀ А₁), или фульватный гумус вмыт из подстилки на глубину 3-5 см (А₁ А₂). Ниже слаборазвитого гумусового горизонта залегает подзолистый горизонт А₂ , затем иллювиальный (В), а ниже – порода С. Между подзолистым и иллювиальным горизонтами выделяется переходный А2В, а между иллювиальным и породой – ВС.

3) Подтип дерново-подзолистых почв формируется в южной тайге под хвойно-широколиственными, хвойно-мелколиственными, сосново-лиственными, мохово-травянистыми и травянистыми лесами на породах различного состава.

Развивающаяся под пологом лесов травянистая растительность приводит к формированию в профиле подзолистой почвы дернового горизонта. Таким образом, в дерново-подзолистых почвах уменьшается или совсем исчезает горизонт А₀ появляется гумусовый горизонт А1, светло-серого цвета, непрочной комковатой структуры. Ниже располагаются подзолистый горизонт А₂.

Профиль подзолистых супесчаных и суглинистых почв отчетливо дифференцирован по содержанию ила: подзолистый горизонт обеднен, а иллювиальный по сравнению с ним обогащен илистой фракцией.

Валовой химический состав минеральной части подзолистых почв показывает обедненность подзолистого горизонта по сравнению с породой, железом и алюминием и заметное его обогащение (остаточное) кремнеземом.

Отмеченная закономерность в распределении железа, алюминия и кремнезема, а также ила по профилю является важным показателем развития подзолистого процесса и наиболее существенным диагностическим признаком подзолистых почв.

Подзолистые почвы содержат мало гумуса (от 1-1,5 до 2-4%), который сосредоточен в небольшом по мощности горизонта (2-3 см). В составе гумуса преобладают фульвокислоты. Почвы бедны азотом, фосфором.

Для подзолистых и особенно глееподзолистых почв типично повышенное содержание подвижного железа, алюминия и марганца, часто в количествах, токсичных для сельскохозяйственных растений.

Почвы подзолистого типа характеризуются невысокой емкостью обмена (от 2-4 мг·экв – в песчаных почвах до 12-17 мг·экв – суглинистых), низкой насыщенностью основаниями (менее 50%), кислой реакцией и малой буферностью.

Подзолистые почвы имеют повышенную обменную кислотность, обусловленную водородом и Al³⁺.

Физические и водно-физические свойства подзолистых почв определяются гранулометрическим составом исходных пород, их сложением, выраженностью подзолистого процесса. Подзолистые почвы бесструктурные, их плотность заметно увеличивается при переходе от верхних горизонтов к нижним. Иллювиальный горизонт отличается повышенной плотностью и наименьшей пористостью.

Подзолистые почвы формируются при промывном типе водного режима.

В весенний и раннелетний период в суглинистых почвах наблюдается избыточное сезонное увлажнение, с которым связано развитие поверхностного оглеения. Наиболее ярко оно развито в глееподзолистых почвах.

Группа мерзлотно-таежных почв

(тип: кислые бурые таежные почвы – по В.О.Таргульяну, 1971).

Мерзлотно-таежные почвы распространены к востоку от Енисея в Восточно-Сибирской мерзлотно-таежной области и на севере – Дальнего Востока. Они формируются на многолетнемерзлых породах преимущественно суглинистого гранулометрического состава в условиях холодного климата (среднегодовые температуры – 2-4ºС) под светлохвойной тайгой (лиственница сибирская и даурская). Почвы характеризуются холодным профилем и в течение 7-8 месяцев в году имеют отрицательную температуру. Оттаивающий летом слой почвы (деятельный) зимой промерзает до многолетней мерзлоты.

Мерзлотно-таежные почвы типичны для северной и, в частности, средней тайги в Забайкалье, в Якутии, на Колыме и Чукотке. Они встречаются также в долинах южной части Аляски. Большие массивы мерзлотно-таежных почв приурочены к территории Канадского кристаллического щита: между Большим Медвежьим и Невольничьим озерами и Гудзоновым заливом, на полуострове Лабрадор. В континентальных районах Азии южная граница распространения мерзлотно-таежных почв проходит примерно по 50-й параллели, на Аляске и в центральной части Северо-Американского материка по 60º, на полуострове Лабрадор опускается до 54º северной широты.

Мерзлотно-таежные почвы в Евразии приурочены к области сплошного и прерывистого распространения многолетнемерзлых пород, в Северной Америке – к области островной мерзлоты.

В настоящее время в группе мерзлотно-таежных почв выделяют три типа: 1) мерзлотно-таежные глеевые почвы; 2) мерзлотно-таежные неоглеенные почвы (гомогенные криоземы, по И.А.Соколову, 1980); 3) мерзлотные палевые почвы (Е.Н.Иванова, 1970; И.А.Соколов, Г.М.Быстряков, 1980).

Мерзлотно-таежные почвы при близком залегании мерзлоты (50-60 см) и достаточно большом количестве осадков имеют чаще всего оглеенный профиль.

Для северной Якутии, например, характерно такое строение мерзлотно-таежных глеевых почв: подстилка мощностью 5-7 см, под которой сразу идет переувлажненный оглеенный горизонт В_g, серо-сизого цвета, который постепенно почти без изменения окраски переходит в мерзлотный горизонт.

Почвы полугидромофные не оподзолены или слабо оподзолены, кислые (на карбонатных породах – слабощелочные) оттаивают летом на глубину 50-100 см. В нижней части профиля кислотность меньше.

В связи с малой скоростью выветривания в условиях сурового континентального климата в мерзлотно-таежных почвах отмечается низкое содержание высокодисперсных минералов. Их состав наследуется от почвообразующей породы.

Дифференциация профиля по валовому составу не выражена, но отчетливо прослеживается аккумуляция подвижных оксидов железа как по всему профилю, так и особенно в верхней его части.

Гумус мерзлотно-таежных почв резко фульватный (С_г.к. : С_ф.к. = 0,3-0,6). Гумус имеет потечный характер, но его максимум наблюдается в верхней части почвенной толщи (под подстилкой – 5-10%) с постепенным падением вниз по профилю. В надмерзлотном горизонте наблюдается второй максимум его содержания (на глубине 50 см – 5%, на глубине 1 м – 2-3%).

Для органогенных горизонтов мерзлотно-таежных почв характерна карманистость, языковатость, связанная с горизонтальным надмерзлотным элювиированием органических веществ и заполнением ими морозобойных трещин.

Для мерзлотно-таежных почв характерно равномерное распределение илистой фракции по профилю. Почвы среднего и тяжелого механического состава бесструктурны и практически водонепроницаемы. При распашке водно-физические свойства мерзлотно-таежных почв еще более ухудшаются.

Генезис мерзлотно-таежных глеевых почв обусловливается следующими основными элементарными почвенными процессами: подстилкообразование и поверхностное накопление грубого гумуса; гумусовая мобилизация подвижного железа и последующая его миграция за счет криогенных процессов (миграция веществ к фронту промерзания или коагуляция на месте); при наличии льдистой мерзлотности в плохих условиях дренажа развивается процесс оглеения и, наоборот, при относительно хорошем дренаже может начаться процесс миграции и выноса алюможелезо-гумусовых соединений и формирование осветленного горизонта (оподзоливание). Кроме того, для мерзлотно-таежных почв, как и для всех криогенных почв, характерны такие критурбационные процессы, как морозобойное растрескивание, пучение, тиксотропное течение, криогенное оструктуривание.

При наличии мерзлотного нанорельефа мерзлотно-таежные почвы обычно бывают приурочены к бугоркам – повышениям, в понижениях же и трещинах между бугорками распространены болотные почвы.

Мерзлотно-таежные неоглеенные почвы (гомогенные криоземы) развиваются под редкостойной угнетенной лиственничной тайгой на самых разнообразных почвообразующих породах. В отличие от оглеенных таежных почв. В отличие от оглеенных таежных почв обязательным условием их формирования должно быть отсутствие застойного режима увлажнения.

Гомогенные криоземы имеют следующие признаки: 1) торфянистый характер органогенного горизонта; 2) очень малая мощность профиля и высокое залегание льдистой мерзлоты; 3) обилие в минеральном горизонте неразложившихся и полуразложившихся растительных остатков за счет криотурбаций; 4) гомогенность, бесструктурность, плывунность; 5) отсутствие признаков оглеения.

В отличие от глеевых почв, для гомогенных криоземов типично равномерное распределение железа в профиле.

Мерзлотные палевые почвы в отличие от мерзлотно-таежных (глеевых и неглеевых) формируются в условиях ультраконтинентального холодного полузасушливого климата преимущественно на средних и основных породах.

Специфические особенности строения профиля палевых почв следующее: 1) наличие гумусово-аккумулятивного горизонта А; 2) метаморфический характер горизонта В; 3) отсутствие признаков альфегумусового процесса (вынос и переотложение коллоидальных органно-металлических компонентов; 4) фульватное гумусообразование без потечности гумуса; 5) высокое относительное содержание окристаллизованных соединений свободного железа при низком содержании аморфных соединений; 6) полная насыщенность основаниями (палевые нейтральные почвы) или умеренная насыщенность (кислые палевые почвы); 7) строение профиля: О – лесная подстилка, А – гумусово-аккумулятивный горизонт с содержанием гумуса до 15%, Вт – сиаллитно-метаморфический.