Почвы

Влажные субтропики - территории интенсивного сельскохозяйственного использования. Богатейшие субтропические леса трансформировались в сельскохозяйственные угодья, где возделываются рис, чай, цитрусовые, табак и др.

12. КРАСНО-ЖЕЛТЫЕ И КРАСНЫЕ ФЕРРАЛИТНЫЕ ПОЧВЫ

Географическое  распространение в мире и в нашей стране.

Красно-желтые и красные  ферраллитные почвы широко распространены в экваториальном поясе в Южной  Америке, Африке, на полуострове Малакка, на Новой Гвинее. В Южной Америке широтно вытянутая зона красно-желтых ферраллитных почв протягивается через весь континент: от Анд до Атлантического побережья. Она охватывает всю Амазонскую низменность, Гвианское нагорье и северную часть Бразильского нагорья. В Африке зона красно-желтых ферраллитных почв охватывает конго-гвинейскую почвенную область (впадина Конго и побережье Гвинейского Залива).

Факторы почвообразования.

Красно-желтые и красные  ферраллитные почвы формируются  в наиболее теплых и влажных условиях. Климатические сезоны года почти не выражены и нет существенных температур. Коэффициенты увлажнения 7-8 месяцев в году равны 1-2,0, а в остальные не опускаются ниже 0,6 и температуры почвы большую часть года не превышают 20^оС, а в субтропиках в зимнее месяцы не опускаются ниже 8-10^оС.

Красно-желтые и красные  ферраллитные почвы образуются на породах среднего и особенно кислого состава, особенно в условиях слаборасчлененного рельефа, почвы имеют признаки гидроморфизма, в них меньше окислов железа, последние более гидротированы. Почвообразующие породы – продукты выветривания феррсиаллитно-аллитного или ферраллитного состава, бедные основаниями, богатые полуторными окислами, и с глинными минералами каолинит-галлуазитовой группы.

Экваториальная  зона гилея, или постоянно влажные  дождевые леса, характеризуется обилием выпадающих осадков. Типичны величины 2500-7000 мм в год. Дожди идут большую часть года почти ежедневно. Сформировавшиеся здесь многие тысячелетия назад лесные формации имеют многоярусное строение, в котором участвуют несколько ярусов древесных пород, кустарники, низкие и высокие травы, эпифиты, мхи, водоросли, лишайники, грибы и т. д. В их состав входит огромное количество видов растений. Обилие видов растений крайне велико, но число особей, относящихся к одному виду, обычно незначительно. Кроме высоких бертолетий, сейб и пальм, в экваториальных лесах растут лавровые, миртовые, мимозовые и бобовые, фикусы, гевеи, красные деревья. В наземном покрове присутствуют различные крупные травянистые растения с мощными стеблями и листьями: древовидные папоротники, достигающие нескольких метров высоты, бромелиевые, какао, кофейные деревья, бананы, канновые, цветущие крупными яркими цветами. К ним прибавляются злаки, ситовники, марантусы. На деревьях и на земле - множество стелющихся, ползучих и вьющихся растений, стебли которых достигают толщины и крепости канатов. По биоразнообразию и структуре биомассы тропические леса не имеют себе равных в мире.

В условиях гилей  происходит обильное накопление фитомассы, во много раз превышающее все известные на Земле биоценозы. Ежегодный опад может достигать 1500 т/га, в то время как в наших суббориальных широколиственных лесах он не превышает 100 т/га. Примечательно, что при таких громадных величинах поступления в биологический круговорот растительного опада накопление постояной лесной подстилки не происходит. Все в кратчайший срок перерабатывается биотой до простых химических соединений. Подсчеты показали, что фауна и микрофлора гилей могли бы преобразовать до 10 годовых опадов.

Почвообразовательный процесс.

Комплекс  почвообразовательных процессов определяется следующими явлениями:

1. Вынос всех растворимых компонентов различного происхождения за пределы почвы и коры выветривания. Это выщелачивание не только щелочных и щелочноземельных катионов, но и коллоидов, главным составляющим которых является кремнезем, растворов органических веществ, включая гумусовые кислоты и т. д. Вымываемые вещества становятся не доступными живым организмам. Это первопричина формирования в тропиках крайне бедных по плодородию почв.
2. Полнейшее преобразование минеральной массы почвы и коры выветривания по ферраллитному (аллитному) типу. Происходит разрушение всех алюмосиликатов и силикатов как первичных, так и вторичных минералов и накопление минеральной массы, состоящей только из различных окислов железа и алюминия и вторичного алюмосиликатного минерала - каолинита. Вторичный синтез и накопление минерального каолинита - главнейшая черта аллитизации. Этот минерал в гипергенных процессах земной коры остается абсолютно устойчивым. Остальные продукты разрушения выносятся за пределы почвы и коры выветривания. В экваториальных дождевых лесах ферраллитизация придает почвам или красный цвет (обезвоженные окислы железа) или желтую окраску (гидратированные минералы окислов железа). Ферраллитный процесс дополняет продуктами разрушения явления выноса растворимых веществ. Геологическая природа исходных пород существенного значения не имеет. Конечный результат - ферраллитные коры выветривания, повсеместно близки по составу и свойствам и различаются только по количеству содержащихся в них Fe₂O₃, A1₂O₃, кварца и каолина.
3. В высшей степени интенсивная минерализация биологических остатков различного происхождения. Биофильные элементы сразу же поглощаются организмами и включаются в биологический круговорот. Выноса элементов-биофилов за пределы коры выветривания не происходит. Нисходящие фильтрующиеся почвенные воды всегда мягкие, безкальцивые. Маловероятно накопление полуразложившегося опада лесной подстилки или торфяной массы.
4. Типична гумификация с образованием только фульвокислот, которые быстро или минерализуются или попадают в грунтовые воды, а затем в речные системы. Вода многих тропических рек часто имеет желтоватый цвет и даже коричневатый цвет. Гумусовые темноокрашенные горизонты, как правило, не образуются. Исключение составляют почвы относительно прохладных горных систем, где возможно образование особых гумус-ферраллитных почв, входящих в систему горной зональности тропических стран.
5. Латеритный процесс как природное явление типичен для листопадных гилей с сухим сезоном в годовом цикле увлажнения. В почвах дождевых лесов возможно антропогенное латеритообразование после сведения леса и включение почв в сельскохозяйственный оборот. Обнаженная, перегретая под лучами Солнца ферраллитная масса склонна к цементизации в бесплодной каменистый латерит.

6. Длительная эволюция почв может провоцировать процессы лессиважа, оглеения и псевдооглеения, оподзаливания, что способствует латеритообразованию, элювиально-иллювиальной ферраллитизации профиля и даже формированию особых тропических подзолов.

Профиль почвы.

Профиль красно-желтых и красных красно-желтых ферраллитных почв состоит из следующих горизонтов:

А - верхняя часть активного почвообразования мощностью около 0,7 м. Здесь господствуют биологические циклы гумификации и минерализации органических веществ. Образующиеся фульвокислоты минерализуются или вымываются нисходящими токами влаги. На красном и желтом фоне просматриваются серые тона от слабого накопления гуминовых кислот. Характерна железистая зернисто-комковатая структура. Процессы гумификации, оподзоливания и лессивирования формируют горизонты А₁, A₁A₂, A₂. Горизонт А, с большой условностью можно назвать гумусовым. Типичны здесь псевдогумусовые явления. Реакция среды слабокислая или кислая.

Зона В - нижняя часть активного почвообразования. Интенсивная инфильтрация влаги, развитие процессов выщелачивания, оглинивания, иллювиирования. Господство красных тонов в окраске. Мощность горизонта В, 0,7-2,0 м. Реакция среды слабокислая.

Зона С - собственно кора выветривания и почвообразующая порода, зона литомаржа - «гнилого камня». Мощность этой части коры выветривания достигает огромных размеров и сможет простираться на глубину 100-200 м. Независимо от исходной горной породы ее состав везде практически однороден: окислы алюминия и железа и алюмосиликат каолин. Некоторое разнообразие может вносить инертный кварц (SiO₂), входящий в состав исходных горных пород. Поэтому коры выветривания различаются на аллитные и сиаллитные (фераллитные, сифераллитные). Красная и желтая окраска связана с процессами аллитизации, а выщелачивание практически освобождает кору выветривания от простых солей и свободного кремнезема.

Зона D - слабо разрушенная горная порода. Характерны начальные стадии выветривания, аллитизации, выщелачивания.

Свойства  почвы.

Красно-желтые и красные  ферраллитные почвы по всему профилю имеют кислую реакцию (рH 4,0-5,5), самые низкие значения рH свойственны нижней части гумусового горизонта. В нераспаханных почвах содержание гумуса в самом верхнем 3-5 сантиметровом слое часто достигает 10%. Однако уже на глубине 10-15 см оно падает до 2 %, а в метаморфическом горизонте – до 1 5 и менее. В составе гумуса преобладает фракция фульвокислот, отношение Сг/Сф равно 0,5-0,6 в верхней части и 0,2-0,1 в нижней части гумусового горизонта. Фракция гуминовых кислот представлена бурыми гуминовыми или ульминовыми кислотами (первая фракция в групповом составе), связанными с фульвокислотами и подвижными формами окислов железа. Фракция гуминовых кислот, связанных с кальцием, отсутствует.

Вся толща почв обеднена основаниями, кремнеземом и обагащена окислами железа и алюминия, составляющими в сумме около 50-60%. Отношение SiO₂/Al₂O₃ в илистой фракции бычно меньше – 2,0. Содержание оснований составляет десятые доли процента, несколько увеличиваясь в гумусовой части профиля.

Емкость поглощения почв очень мала: в самом верхнем горизонте 10-15 мг/экв на 100 г почвы. В составе поглощенных оснований преобладает алюминий, в небольшом количестве по всему профилю присутствует поглощенный водород. Поглощенные водород и алюминий составляют около 85-90% от суммы поглощенных оснований.

В красно-желтых и красных  ферраллитных почвах присутствуют и  поглощенные анионы (сульфат-ион, хлор и др.), что связано с большим содержанием неокристаллизированных гидроокислов железа и алюминия, имеющих в коллоидном состоянии в кислой среде положительный заряд и поглощающие анионы.

Цвет почв зависит в значительной степени  от содержания в почвообразующих породах окислов железа и от степени их гидратации. В красных ферраллитных почвах, имеющих обычную хорошую мелкокомковатую структуру, связанную с воздействием окислов железа, наблюдаются отдельные железистые конкреции и местами целые горизонты сцементированных железистых конкреций.

На красных и красно-желтых ферраллитных почвах выращивают теплолюбивые тропические культуры – кофейное дерево, масличную пальму, каучуконосы, рис, какао, бананы, ананасы и др.

При сведении леса и вовлечении красных и красно-желтых ферралитных почв в пашню земля может дать два-три удовлетворительных урожая, и затем превратится в практически бесплодную массу. Без интенсивного окультуривания и поддержания плодородия земледелие обречено на неудачу.

Для повышения производительности земель необходимы специфический комплекс минеральных удобрений, обеспечивающий получение нескольких урожаев в  год, и меры по ликвидации избыточной кислотности почв. Большое значение имеют мероприятия по борьбе с почвенной эрозией, а также разработка способов освоения почв с близкими к поверхности латеритными горизонтами и приемов, противодействующих их образованию при распашке.

13.  КРАСНО-БУРЫЕ ПОЧВЫ САВАНН И СЛИТОЗЕМЫ

13.1. Красно-бурые почвы саванн

Географическое  распространение в мире и в  нашей стране.

Красно-бурые почвы  саванн широко распространены в Африке, Австралии и в Юго-Восточной Азии.

Факторы почвообразования.

Это наиболее типичные почвы сухих саванн тропического пояса в районах с продолжительностью сухого сезона 6-7 месяцев и годовой суммой осадков 800-1200 мм. Красно-бурые почвы саванн распространены на хорошо дренированных высоких равнинах, значительно реже в горных районах.

Для гидротермического  режима саванн характерны постоянно  высокая температура и резко  меняющееся по сезонам увлажнение: среднегодовая температура 24-28°С; коэффициент увлажнения во влажный сезон 0,6-0,8, а в сухой 0,3-0,4; многие месяцы осадков не бывает вовсе, а в сезон дождей характерны мощные ливни. Такой специфический режим определяет особенности выветривания и новообразования минералов, а также миграционные процессы.

Саванна - наиболее распространенный тип ландшафта тропиков. Древесно-травянистые сообщества представлены (от влажных к засушливым) высокотравными, низкотравными и опустошенными саваннами. Среди древесных фитоценозов соответственно встречаются светлые леса, сухие леса и заросли кустарников. Между чисто древесными и древесно-травянистыми сообществами масса переходов. Выделяют саванно-лес, лесистую саванну, мозаику саванны и леса, парковую саванну и др.

Типичными древесными породами всех тропических саванн являются пальмы (определенные виды) и акации. Видовое разнообразие последних очень велико, особенно в Австралии. Но можно указать и специфические древесные и кустарниковые породы отдельных континентов, например, баобаб для Африки и эвкалипты для Австралии, индийский баньян из рода фикусов. Среди растений саванн можно назвать бутылочные деревья, мимозы, казуарины, молочаи, кактусы, кебрачо и др.

С наступлением влажного сезона происходит быстрое  нарастание растительной массы, накапливающейся за один сезон на гектаре до 12-30 т/га. Пробуждение трав происходит очень быстро: достаточно одного обильного дождя, чтобы распустились почки, появились ростки, которые скоро достигают значительной мощности. В процессе филогенетического развития организмы приобрели такие наследственные способности, которые позволяют им быстро расти, с первых же часов интенсивно используя питательные вещества почвы, накопившиеся там в удобноусвояемом виде за сухой промежуток времени. Саванны - идеальная среда для травоядных животных. Чрезвычайно разнообразна фауна членистоногих.

Почвообразовательный  процесс.

Специфический гидротермический режим саванн определяет особенности выветривания и новообразования минералов, а также миграционные процессы. В переменно влажных областях с продолжительным сухим периодом процессы выветривания не достигают ферралитной стадии ни в коре выветривания, ни в почвах.

В саваннах почвообразовательный процесс протекает под пологом  травянистой растительности, обуславливающей развитие дернового процесса. Разрозненно стоящие деревья существенно влиять на него не могут. Саванны вовлекают в биологический круговорот еще меньше элементов. Во влажные летние сезоны в период активной вегетации травянистой растительности идет гуммификация растительных остатков, в сухой и жаркий зимний период гумусовые вещества частично полимеризуются и закрепляются в верхней части профиля. Оснований для полной нейтрализации гумусовых кислот в почвах не хватает. В слабокислых растворах идет частичное растворение гидроокислов железа, разрушение структурных отдельностей, вынос илистых частиц из верхней части профиля. В сухой жаркий зимний период происходит дегидратация и закрепление гидратов окислов железа, их частичная сегрегация и образование «псевдопеска» - мелких сцементированных гидроокислами конкреций. В жаркий сухой период часть гумусовых веществ минерализуется и несмотря на обильное поступление органических остатков, гумусовый горизонт в этих почвах маломощный и содержание гумуса относительно невысокое.