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: 13 из 16

Дополнительная литература

1.Буроземообразование и псевдооподзоливание в почвах Русский равнины. М.: Наука. 1974.

2.Ливеровский Ю.А. К географии и генезису бурых лесных почв (см.: Ливеровский Ю.А. Проблемы генезиса и географии почв. М.: Наука. 1987. С.178-189.

3.Убугунова В.И. и др. Бурые горно-лесные почвы Прибайкалья // Почвоведение. 1985. №7. С.15-21.

4.Ахтырцев Б.П. Серые лесные почвы Центральной России. Воронеж. ВГУ. 1979.

5.Карпачевский Л.О., Строганова М.Н. Общие закономерности почвообразования в лесной зоне // Почвообразование в лесных биогеоценозах. М.: Наука. 1989. С.5-12.

ЛЕКЦИЯ 15

ПОЧВЫ ПУСТЫННОЙ ЗОНЫ, ПРЕДГОРНЫХ (ПУСТЫННО-СТЕПНЫХ) И ГОРНЫХ ОБЛАСТЕЙ

Согласно исследованиям казахстанских почвоведов (А.М.Петелина, У.У.Успанов К.Ш.Фаизов и др.), основной тип почв пустынь – бурые пустынные, которые подразделяются на два подтипа: бурые северной пустыни и серо-бурые почвы средней пустыни. Имеется и другая точка зрения (Е.В.Лобова и др.) российских почвоведов, которые бурые почвы (тип) относят к полупустынной зоне, а серо-бурые почвы (тип) к пустынной зоне.

Не вдаваясь в подробности дискуссии, примем за факт мнение казахстанских ученых, т.е. будем рассматривать бурые пустынные почвы на уровне типа с двумя подтипами – бурыми и серо-бурыми.

Генетические особенности и свойства пустынных почв определяются прежде всего их относительно неглубоким ежегодным промачиванием (30-50 см), главным образом, весной и, частично, осенью. Процессы миграции веществ по профилю имеют ярко выраженный сезонный характер: скоротечный – весной, затухающий летом и зимой. В результате смены небольшого весеннего увлажнения резким летним иссушением, повторяющимся в многолетнем цикле, на поверхности почвы образуется хрупкая пористая уплотненная корка мощностью от 1-3 до 5-10 см, под которой залегает слоевато-чешуйчатый горизонт. Эти горизонты в совокупности являются наиболее характерными показателями пустынного почвообразования, не имеющими аналогов в других природных зонах. По мнению Н.И.Горбунова (1974), образованию корки в пустынных почвах способствует присутствие в их профиле минералов группы монтмориллонита, гидрослюд и аморфных веществ.

Небольшое количество поступающего в почву опада ксерофитных полукустарников и солянок в результате интенсивных аэробных процессов быстро минерализуется до конечных простых соединений, слабо обогащая почву органическим веществом.

Сложившиеся биоклиматические условия, состав и свойства материнских пород определяют следующие главные особенности пустынного почвообразования: слабое передвижение продуктов выветривания и почвообразования по почвенному профилю, внешне проявляющееся в нерезкой дифференциации всего почвенного профиля; отсутствие дернового горизонта, свойственного степному типу почвообразования, формирование вместо него пористой корки и слоеватого подкоркового горизонта; малую мощность гумусового горизонта и невысокое содержание в нем органического вещества фульвокислотного состава; низкую емкость поглощения; слабую агрегированность и песчано-пылеватый состав минеральной массы; перераспределение илистой фракции по почвенному профилю, сопровождающееся образованием уплотненного, заметно оглиненного и ожелезненного бурого и красновато-бурого иллювиального горизонта в средней части профиля. В почвах широко развиты карбонатность, солончаковатость и отчасти слабо выраженная солонцеватость.

Содержание гумуса в бурых пустынных почвах суглинистого состава равно 1,1-1,6%. Емкость поглощения мала (10-15 мг·экв) и имеет тенденцию возрастать в средней части профиля (до 15-20 мг·экв). В составе поглощенных оснований 70-80% приходится на долю обменного кальция, 20-25% - магния и 3-5% - натрия.

Бурые почвы (в северной части зоны) в большинстве карбонатны с поверхности, причем содержание СО2 карбонатов в профиле увеличивается с глубиной, достигая максимума в средней части профиля (20-30 см) и материнской породе (в суглинистых почвах СО₂ в горизонте А – 1,6, В – 4, 1, С – 5,0%).

В центральной части зоны – подзоне серо-бурых почв – зональные почвы карбонатны с поверхности и характеризуются накоплением СО₂ карбонатов одновременно в верхней и средней частях профиля, т.е. имеют два карбонатных максимума. С глубины 50-80 см появляется гипс в виде жилок и желтоватых конкреций.

Бурые почвы обладают щелочной реакцией почвенного раствора по всему профилю (8,0-8,6).

Освоение бурых почв для земледелия возможно при условии орошения. При этом требуется разработка мероприятий по предотвращению вторичного засоления, осолонцевания, развития дефляции. Почвы обладают низким природным плодородием, поэтому при орошении хороший эффект дают азотные и фосфорные удобрения. Рационально использовать бурые почвы для выращивания бахчевых, овощных и плодовых культур, а также под пастбища.

Такыры – это глинистые почвы пустынь с лишенной растительности паркетообразной поверхностью, в сухое время разбитой сетью трещин на многочисленные полигональные отдельности. Они широко распространены в пустынях Азии, где их площадь составляет 1,1 млн. га (Лобова, Хабаров, 1983), Африки, Северной Америки и Австралии.

Такыры – это почвы пустынь с аридным или супераридным резко контрастным по температурным условиям зимы и лета, дня и ночи климатом, где годовая нормы осадков не превышает 150 мм и обычно менее 50 мм.

«Пошли такыры – острова твёрдой красной глины гладкие как асфальт. Машина мчалась по ним, оставляя след цвета красного дерева. Перед мотором метались обезумевшие суслики.» - так образно писал о такырах К.Г.Паустовский в своём очерке «По Калмыкской степи» (см.: Наши достижения. 1931. № 7-8).

Такыры приурочены к пониженным участкам подгорных равнин, древним дельтам и аллювиальным равнинам, котловинам среди песков и понижениям плато. Они редко образуют крупные массивы, но встречаются пятнами.

Для образования такыров необходимо периодическое заливание территории поверхностными водами, несущими взвешенный материал и соли, и низкий уровень почвенно-грунтовых вод. При несоблюдении второго условия образуются солончаки.

Такыры формируются, главным образом, на тяжелых породах с повышенным содержанием ила. В пределах второго метра глина обычно сменяется песком, иногда галечником.

Е.В.Лобова (1960) на основании обширного материала о такырах Средней Азии и Казахстана, в соответствии с идеями, высказанными И.П.Герасимовым и Е.Н.Ивановой, назвала их «автогидроморфными почвами пустынной зоны, развивающимися при избыточном поверхностном увлажнении, в конкретных сезонных условиях засоления-рассоления, карбонатности и солонцеватости». Это определение такыров наиболее удачно и признано большинством почвоведов.

С поверхности такыры имеют светло-серый корковый горизонт мощностью 1-8 см, пористо-ячеистого строения, разбитый трещинами на многогранные плитки. Под ним залегает также маломощный в несколько см чешуйчатый сероватый или бурый горизонт, глубже идет бесструктурный либо глыбисто-плиточный горизонт соленакопления.

Содержание гумуса в такырах 0,3-1,0%. Емкость поглощения 5-10 мг·экв на 100 г почвы, реакция среды сильнощелочная. Преобладающее большинство такыров засолено, максимум солей находится в подкорковом горизонте.

В представлении почвоведов такырообразование является почвенным процессом.

И.П.Герасимов и Е.Н.Иванова относят такыры к почвам гидроморфного ряда солончаково-солонцового типа почвообразования. В формировании профиля такыров ведущая роль принадлежит процессам переменного засоления и рассоления, а сами такыры определены как поверхностные, или карликовые солонцы пустынной зоны. Солонцово-солончаковая гипотеза образования такыров получила наиболее широкое распространение и признание.

Сторонники почвенно-геологической гипотезы (У.У.Успанов, А.Н.Розанов) считают, что в развитии профиля такыров и их физических свойств большую роль играет глинистый механический состав пород, на которых они формируются.

Биологическая гипотеза образования такыров высказана Н.Н.Болышевым. Сторонники этой гипотезы большую роль в развитии такыров отводят низшим растениям, в частности водорослям и лишайникам. В процессе жизнедеятельности низших организмов и при их разложении в условиях анаэробиозиса образующиеся органические кислоты оказывают разрушающее действие на минеральную часть. В результате в такырной корке происходят накопления аморфной кремнекислоты и обеднение полутороокисями. Такыр приобретает признаки осолодения (Н.Н.Болышев).

Такыры по совокупности признаков относятся к почвам, в которых совмещаются одновременно солончаковатость, солонцеватость и осолодение.

Тяжелый механический состав и своеобразные гидротермические условия пустынной зоны играют важную роль в формировании отрицательных свойств, присущих такыровым почвам.

В пустынной зоне большое распространение имеют такыровидные пустынные почвы песчаных пустынь.

Такыровидные пустынные образования приурочены в наиболее молодым по возрасту аллювиальным равнинам, развиваются под лишайниковой растительностью с примесью солянок и эфемеров. Отличаются слаборазвитым профилем с пористой корочкой.Тип такыровых почв по характеру засоления, увлажнения и степени развития корки подразделяются на два подтипа – такыры типичные и такыры опустыненные (Лобова, 1967).

Такыры опустыненные (лишайниковые) развиваются при периодическом (не ежегодным) затоплении поверхностными водами. Эти такыры имеют более мягкую слоеватую пористую корку, похожую на корку серо-бурых почв.

Наиболее широко распространены такыры типичные. Все такыры трудно поддаются освоению.

К системе мелиоративных мероприятий такыров относятся плантажная вспашка, промывка от солей, пескование, внесение органических и минеральных удобрений.

Сероземы в пределах СНГ распространены в Северо-Притяньшанской, Кура-Араксинской, Западно-Притяньшанской, Пригиссарской и Прикопетдагской почвенных провинциях предгорно-пустынно-степной зоны. Это первая ступень вертикальной зональности. Здесь короткие периоды увлажнения почв и активизации почвенных процессов сменяются длительными сухими периодами, в течение которых биологические процессы ослаблены, почвы сильно иссушаются, прогреваются.

В умеренном и субтропическом поясах влажный период падает на более прохладные зимние месяцы (300-600 мм/год).

Образование сероземов связано с хорошо дренированным рельефом, исключающим воздействие на почву грунтовых вод.

Наиболее типичные сероземы формируются на эоловых лёссовидных отложениях и лёссах. Лёссы обрамляют пустыни и аккумулируются в местах ослабления деятельности ветра – на склонах и у подножия гор. Они широко распространены в предгорьях и на подгорных равнинах Средней, Центральной и Восточной Азии, на подгорных плато у скалистых гор в Северной Америке и у подножия Центральных и Южных Анд в Аргентине.

Лёссы – очень пористые, хорошо водо- и воздухопроницаемые породы, обычно не засоленные или с небольшим количеством гипса и легко растворимых солей.

Эти почвы образуются не только на лёссах, но и на различных лёссовидных породах – облессованных элювиально-делювиальных, делювиальных, пролювиальных и древнеаллювиальных отложениях, верхние горизонты которых в настоящее время не подвергаются воздействию грунтовых вод.

Растительность имеет черты ксерофитности и эфемерности. В предгорных районах эфемеры – пустынная осока и живородящий мятлик. При повышении абсолютной высоты – эфемеры и эфемероиды. Высокие предгорья – пырейно-разнотравные эфемеровые степи.

Наиболее хорошо изучены сероземы в СНГ. Начало их исследованию положил С.С.Неуструев в период работы экспедиций Переселенческого управления (1908-1914 г.г.). Систематическому описанию и анализу генезиса сероземов посвящена монография А.Н.Розанова (1951).

Классификация сероземов

В СНГ сероземы делятся на 3 подтипа: сероземы светлые, типичные и темные.

Светлые сероземы (до 300-600 мм н.у.м.) наиболее аридный подтип. В Средней Азии и Казахстане они образуют нижнюю подзону сероземной зоны в системе предгорий. Светлые сероземы имеют профиль очень слабо окрашенный из-за низкой гумусности и высокой карбонатности. Горизонт А светло-серый, мощностью 12 см, сменяется палево-светло-серым горизонтом АВ (В1) мощностью до 20 см. Содержание гумуса в дерновом горизонте целинных почв 1-1,5%, в пахотном горизонте 0,6-1,0%. Количество карбонатов равно 7-14% в верхнем горизонте и 12-15% в средней и нижней частях профиля. В большинстве случаев светлые сероземы засолены легкорастворимыми солями на глубине 1,5-2 м.

Типичные сероземы (500-800 м н.у.м.) – центральный подтип с наиболее ярко выраженными свойствами типа – образует среднюю подзону. Почвы обладают горизонтом А серого цвета мощностью до 15 см, горизонтом АВ (В1) палево-серого цвета мощностью до 40 см. Содержание гумуса в верхнем 10 см слое 1,5-2,5%, в распаханных почвах – 1-1,5%. Типичные сероземы содержат больше илистых частиц по сравнению со светлыми сероземами, поэтому они лучше оструктурены. Профиль обычно промыт от легкорастворимых солей. Солончаковатые почвы встречаются редко.

Темные сероземы (от 500-600 до 900-1000 м н.у.м.) представляют подтип, формирующийся в наиболее влажном климате, приуроченный к наиболее высоким частям предгорий и низкогорий. Горизонт А имеет мощность 17 см, АВ – около 30 см. Содержание гумуса в верхнем горизонте целинных сероземов 2,5-4%, в распаханных – 1,5-2%. Темные сероземы наиболее выщелочены по сравнению с другими подтипами. Содержание карбонатов увеличивается вниз по профилю от 2-4 до 15%. Засоления не обнаруживается, гипсовый горизонт залегает глубже 2-3 м. Среди темных сероземов много маломощных и щебнистых, залегающих на плотных породах.

Сероземы разделяют на роды: обычные, солончаковатые, галечниковые. Итак, основные свойства сероземов:

· слабая дифференциация профиля на генетические горизонты,

· невысокая гумусированность (за исключением темных сероземов) при заметной растянутости гумусового профиля,

· отсутствие ярко выраженной макроструктуры при хорошо выраженной микроагрегатности,

· высокая пористость и рыхлое сложение, обусловленные активной деятельностью почвенной фауны,

· карбонатность всего профиля при заметном уменьшении карбонатов в верхней его части,

· щелочная реакция, связанная с высокой карбонатностью почв,

· некоторое оглинение профиля почвы по сравнению с породой.

Сероземы – это почвы, на которых возникли и развились древние человеческие цивилизации. Древнейшие культуры Средней Азии и Ближнего Востока характеризовались развитием орошаемого земледелия. Орошение – важнейшее условие развития земледелия на сероземах. На орошаемых землях возделываются зерновые и кормовые культуры, бахчевые, овощные и плодовые культуры, виноград и хлопчатник. Хлопководство – наиболее важное направление сельского хозяйства.

В условиях поливного земледелия на сероземах необходимы мероприятия по предупреждению и борьбе с явлениями вторичного засоления почв. В условиях правильного орошения сероземы нуждаются в повышении плодородия – создании глубокого пахотного слоя, внесении минеральных и органических удобрений, посевов сидератов, введения люцерново-хлопковых севооборотов.

Основные закономерности формирования и распределения почв в горных районах подчиняются закону вертикальной зональности, установленному профессором В.В.Докучаевым. Под вертикальной зональностью следует понимать смену почв с высотой местности, что связано с изменением климата и растительности.

Определяющей чертой вертикальной зональности является изменение климатических условий. С увеличением высоты происходит уменьшение средней температуры воздуха на 0,5º на каждые 100 м

Возрастает, по мере увеличения высоты, суммарная солнечная радиация, при этом доля прямой радиации возрастает, а рассеянной уменьшается.

Почвообразование в горах протекает в основном на плотных породах, что обусловливает относительно, в сравнении с почвами равнинных территорий, малую мощность почвенного профиля (50-60 см), высокую щебнистость и очень плохую сортированность материала, слагающего почвенную толщу.

Характерной общей чертой для горных почв является слабая дифференциация почвенного профиля.В горах формируются коры выветривания в основном элювиального типа.

Чрезвычайно велика роль рельефа в горном почвообразовании. Ее прекрасно охарактеризовал В.В.Докучаев, образно назвав рельеф «вершителем почвенных судеб» в горах.

Господствующими видами поверхности в горах являются склоны различной формы, крутизны и экспозиции. Такой характер рельефа обусловливает сильное развитие процессов склоновой денудации, а также формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимического оттока.

Процессы денудации, постоянно удаляющие верхние слои продуктов выветривания и почвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля.

Такое постоянное «омоложение», обусловливая сравнительно малый относительный возраст горных почв, вовлекает в процессы почвообразования и выветривания все новые слои почвообразующей породы.

Таким образом, горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются продуктами выветривания и почвообразования, в т.ч. элементами питания растений, с другой – постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока. В них преобладают первичные минералы.

Содержание органического вещества в них велико и может достигать 15-20% и более (в верхней части гумусового горизонта), однако в его составе много слабо разложившихся растительных остатков.

На процессы почвообразования оказывает влияние экспозиция склонов. Наибольшие различия в почвенном покрове склонов в тех горных системах, которые расположены в зоне умеренного или недостаточного увлажнения.

Характер чередования почв в системе высотной поясности имеет свои особенности в различных горных странах и даже в разных частях одной горной страны. Он зависит от положения горной страны в системе широтной зональности, а также от сухости и континентальности климата; может существенно осложняться местными биоклиматическими и литологическими условиями.

В подходах к классификации горных почв имеются две точки зрения. Согласно первой, все горные почвы рассматриваются как самостоятельные типы, отличные от аналогичных почв равнинных территорий. Согласно второй, в самостоятельные типы выделяются лишь оригинальные горные почвы, не встречающиеся на равнинах СНГ. К ним отнесены горно-луговые, горно-луговые черноземовидные и горные лугово-степные. Все остальные горные почвы, имеющие аналоги на равнинах, рассматриваются как единый с ними тип.

Горно-луговые и горные лугово-степные почвы. Это самостоятельные оригинальные типы высокогорных почв. Они формируются в условиях большого количества осадков под луговой разнотравной растительностью альпийского и субальпийского типов на различных почвообразующих породах.

Интенсивность проявления дернового процесса и степень гумусированности горно-луговых почв определяется характером растительности и почвообразующей породы. На карбонатных породах развиваются более мощные и гумусированные почвы.

Горно-луговые почвы характеризуются развитой оторфованной дерниной, бурой окраской верхних гумусовых горизонтов, небольшой их мощностью (20-40 см). Профиль горно-луговых и лугово-степных почв характеризуется скелетностью и выщелоченностью от карбонатов. Эти почвы содержат 8-20% гумуса, в составе которого преобладают фульвокислоты.

Своеобразными «эндемичными» почвами в Заилийском Алатау являются, например, горно-лесные темноцветные (С.П.Матусевич, 1943; М.А.Глазовская, 1949). Они формируются в поясе сильно расчлененного среднегорного рельефа, где занимают более влажные и прохладные склоны северных и близких к ним экспозиций на высотах от 1600 до 2600 (2800) м. Растительный покров представлен осветленным, преимущественно травяным лесом из тянь-шаньской ели. Почвообразующими породами служат в основном элювиально-делювиальные суглинки.

Сверху у горно-лесных темноцветных почв обычно выделяется маломощная, пронизанная травами, рыхлая подстилка (А₀ = 2-3 см), состоящая из растительного опада. Под ней развивается также маломощный темно-серый коричневатый дерновый горизонт или коричневато-черный дерново-перегнойный гумусовый горизонт (Ад₁ , Адп₁ = 5-12 см). Ниже следует темно-коричневый гумусово-аккумулятивный горизонт (А₁ = 10-30 см), а глубже переходный горизонт (В = 30-60 см).

Верхний горизонт этих почв содержит до 15-30% гумуса. Глубже гумусность сначала резко уменьшается (до 8-13%) в горизонте А1, а затем плавно убывает, причем на глубине 80 см она иногда составляет 1-2%.

Емкость поглощения почв высокая – 40-60 мг ^. экв на 100 г почвы. Поглощающий комплекс насыщен основаниями, кальцием (70-90%) и магнием (5-25%). Реакция почвенных суспензий в гумусовых и иллювиальных горизонтах кислая и слабокислая.

Площади горно-лесных темноцветных почв – это лесохозяйственные угодья. Леса, произрастающие на них, имеют большое водоохранное значение.

При использовании горных почв в земледелии необходимо проведение специальных противоэрозийных мероприятия. Высокогорные луга и степи являются прекрасными пастбищами и сенокосными угодьями. Необходимое условие их рационального использования – это нормированный выпас.