Почвы

Факторы почвообразования.

Сероземы  – почвы сухого субтропического климата. Средняя температура самого холодного месяца от +2 до -5 ^оС, самого теплого – 26-30 ^оС. Количество осадков варьируется в разных районах от 100 до 500 мм. Испаряемость 1000-1700 мм, коэффициент увлажнения 0,12-0,33. Основное количество осадков выпадает зимой и весной, летом дождей почти нет. Промачивание почвы бывает до глубины 1-2 м. Летом иссушение почв очень сильное, влажность понижается до максимальной гигроскопичности, когда в почве не остается жидкой влаги.

Сероземы  приурочены в основном к расчлененным долинам, наклонным горным равнинам, холмистым предгорьям, склонам гор, столовым плато.

Почвообразующими  породами являются главным образом  лессы и лессовидные суглинки пролювиального, делювиального и аллювиального генезиса. Они нередко подстилаются галечниками.

Характерная черта растительности сероземов  – господство или существенное участие  эфемеров и эфемероидов, приспособленных  к контрастному режиму увлажнения. Весной они бурно вегетируют, образуя  сплошной, очень плотный покров; к началу лета отмирают и выгорают. Среди эфемеров доминируют мятлик живородящий, осочка, луковичный ячмень и др.

Фитомасса растений в момент максимального развития составляет 120-150 ц/га, из них надземная часть - 15-25 ц/га. Ежегодно синтезируется около 100 ц/га органического вещества, вовлекается в биологический круговорот от 100 до 400 кг/га зольных элементов. Биологический круговорот интенсивен. Растительные остатки разлагаются весной с большой скоростью. На поверхности почвы не образуется войлока, отмершие корни также быстро разлагаются.

Почвообразовательный  процесс.

В зимне-весенний период почвы промачиваются на глубину 100-150 см, поэтому наиболее легкоподвижны продукты выветривания и почвообразовния – хлориды и сульфаты - вымываются из верхних горизонтов и накапливаются в нижней части почвы на границе слоя максимального промачивания. В этот период, теплый и достаточно влажный, активно протекают почвенные процессы, бурно развиваются эфемеры, цветут кустарники, оживляется деятельность микроорганизмов, идет гумификация растительных остатков. В среде, богатой углекислотой и влагой, идет разложение первичных и вторичных глинистых минералов.

Кратковременность влажного периода весьма ограничивает процесс оглинивания. Образующиеся гумусовые вещества вследствие высокой активности микрофлоры быстро минерализуются, поэтому сколько-нибудь значительного накопления их в сероземах не наблюдается. Гумуса в верхнем горизонте 1-3 %, ниже он постепенно убывает. Быстрое течение процессов новообразования и распада гумусовых веществ способствует образованию фульвокислот и простых форм гуминовых кислот с невысокой оптической плотностью, слабо конденсированных. Светло-серый цвет всего профиля сероземов связан  с высоким содержанием карбонатов кальция, начиная с самой поверхности. В почвах, образующихся  на карбонатных наносах, значительная доля карбонатов унаследуется от почвообразующей породы. Малое количество осадков, высокая испаряемость, подтягивание в сухой период растворов к поверхности почвы способствует сохранению карбонатов в гумусовом горизонте. Максимум карбонатов обнаруживается на глубине 20-60 см – в иллювиальном карбонатном горизонте.

Карбонаты кальция  поступают в фульватно-ксерокарбонатные почвы с непромывном режимом, также с эоловым твердым материалом, содержащим СаСО₃ и с атмосферными осадками. При несколько повышенной минерализации атмосферных осадков в почву из атмосферы может поступать столько кальция, сколько его участвует в биологическом круговороте. При непрерывном режиме и кратковременных периодах насыщения почвы углекислотой бикарбонат кальция лишь слабо перемещается по профилю почв. В результате вся почвенная толща подвергается субэральному атмогенно-биогенному обызвестковыванию.

Строение  профиля.

В профиле  сероземов различают следующие  горизонты:

А – гумусовый, серый или светло-серый, сверху задернованный, чешуйчато-мелкокомковатый; мощность его 12-17 см;

АВ  – переходный, более светлый, серо-палевый, кавернозный, дырчатый от ходов и камер животных, непрочно-комковатый, с выделениями карбонатов в виде плесени по стенкам пустот; мощность 15-26 см;

В_Са – буровато-палевый, уплотненный, с редкими ходами и камерами землероев, с выделениями карбонатов в виде белоглазки, журавчиков, плесени; мощность 60-100 см;

ВС  – палевый, с глубиной 1,5-2 м – прожилки и друзы гипса.

Свойства почвы.

Профиль серозема не дифференцирован по содержанию ила, S_iO₂ и R₂О₃ – они распределены равномерно. Количество гумуса в верхнем горизонте варьируется от 1 до 3,5 % для разных подтипов. В составе гумуса содержание фульвокислот несколько превышает количество гуминовых кислот. Гуминовые кислоты представлены относительно простыми формами. Для сероземов характерно относительно высокое содержание азота: C:N=6-9. Запас гумуса у почв разных подтипов варьируется от 50 до 160 т/га.

Емкость катионного обмена невысока – 16 мг-экв/100 г в  гумусовом горизонте и 7-8 мг-экв/100 г в породе. Это обусловлено преобладанием гидрослюд в составе ила и невысоким содержанием илистой фракции. Поглощающий комплекс сероземов насыщен в основном кальцием, с глубиной возрастает доля обменного магния.

Сероземы  – карбонатные почвы. Карбонаты содержатся по всему профилю, начиная с поверхности. Максимум карбонатов приходится на горизонт В_Са.

Сероземы микроагрегированы. Глинистые частицы под влиянием карбонатного цемента соединяются в прочные микроагрегаты, равные по крупности пылеватым частицам. Сероземы обладают хорошими вводно-физическими свойствами: высокой водопроницаемостью, удовлетворительной влагоемкостью.

Орошение – важнейшее  условие 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.

Сероземы обладают свойствами, благоприятными для орошения: микроагрегированность, высокой пористостью, хорошим естественным дренажом, особенно в случая, когда почвы подстилаются галечниками, грунтовые воды залегают глубоко и имеют хороший отток. В условиях затрудненного оттока вод без активно работающего дренажа происходит вторичное засоление сероземов. Для предупреждения вторичного засоления кроме дренажа необходима сложная система мероприятий.

 

11. КРАСНОЗЕМЫ И ЖЕЛТОЗЕМЫ

 

Географическое  распространение в мире и в  нашей стране.

Красноземы  и желтоземы - одни из преобладающих на Земле почв (около 19% суши). В России влажные субтропики распространены по Черноморскому побережью Кавказа, от Туапсе до границ с Абхазией, на высотах до 300 м над уровнем моря. Далее субтропики простираются в Грузии до Батуми и Поти. В Колхиде субтропический пояс поднимается в горы до высоты 600 - 700 м. Особенно большие площади влажных субтропиков представлены в Юго-Восточной Азии, в Китае, Южной Корее. Встречаются они также в южной части Северной Америки, на юге Австралии, в предгорьях Гималаев.

Факторы почвообразования.

Основной  климатический показатель в условиях субтропического биоклиматического пояса - высокое количество атмосферных осадков, 1500-5000 мм, а иногда и более. Коэффициент увлажнения более 1,0-1,5. Это предопределяет промывной водный режим в почвах и корах выветривания. Следовательно, все, что растворяется, выносится фильтрующимися водами за пределы почвы, в грунтовые воды, и далее в родники, ручьи, реки. Вся кора выветривания, включая почвы, освобождается от легкорастворимых солей, карбонатов и гипса. Углекислота, растворенная в воде, при отсутствии оснований создает условия к подкислению почв и почвообразующих пород.

В Юго-Восточной  Азии развиваются смешанные леса из листопадных и хвойных пород с примесью вечнозеленых форм. На месте вырубленных лесов растут высокие травы. Среди древесных пород наиболее обычны: земляничное дерево, японская береза, черная японская ольха, горное гинкго, клен, дуб, каштаны, ликвидамбра, грецкий орех и др.; из хвойных деревьев - юньнаньская сосна, горная китайская сосна, ель, криптомерия. Широко распространены заросли бамбука. В австралийских лесах господствуют эвкалипты и акации, а в Южной Америке хвойные деревья - араукарии и мате. На Черноморском побережье в зоне влажных субтропиков представлен многопородный лиственный лес с вечнозеленым подлеском. Древесный ярус: бук, каштан, граб, дуб. В подлеске встречаются лавровишня, понтийский рододендрон, падуб, на опушках - колючие лианы, азалии, ежевики.

Особенности биологического круговорота веществ  во влажном субтропическом лесу определяются интенсивной биологической активностью, которая замедляется только в зимний относительно прохладный сезон. Характерно обилие ежегодно синтезируемого органического вещества, количество которого уступает только постоянно влажным дождевым лесам тропиков. Практически весь растительный опад поступает на поверхность почвы. Однако органогенный горизонт (лесная подстилка) на поверхности почвы не образуется и носит фрагментарный характер. Коэффициент ее накопления составляет 0,2-0,3 годового опада, т. е. мезофауна и микроорганизмы при их высокой активности могли бы переработать в 3-5 раз больший объем органики, чем ее поступает в биологический круговорот ежегодно.

Почвообразовательный  процесс.

Для желтоземов и красноземов характерны три основных группы почвообразовательных процессов:

1. Интенсивная минерализация лесной подстилки и гумусообразование с малым гумусонакоплением. Разложение органического опада субтропического леса происходит в основном при участии грибной микрофлоры. Быстрота преобразования растительной органики при активном участии грибов способствует образованию гумусовых веществ фульватного типа, растворимых в воде, не закрепляющихся в почвенной массе. Поэтому гумусовые горизонты в почвах субтропического леса не формируются. При минерализации растительного опада, а минерализуется 80-90% его объема, зольные элементы в большинстве своем вновь поглощаются корневыми системами и идут на формирование биомассы леса. Только избыточная, причем незначительная часть, выходит за пределы биологического круговорота и попадает в грунтовые воды. Невысокая насыщенность основаниями почвенных растворов стабилизирует слабокислую реакцию почвенной среды.

2. Полное выщелачивание легкорастворимых солей и карбонатов при промывном водном режиме. В почвенном профиле отсутствуют горизонты накопления простых солей.

3. Аллитизация минеральной части по аллитсиамитному типу с накоплением вторичных минералов типа гетита, гиббсита, каолинита и иллита.

Профиль почвы.

Для красноземов  и желтоземов характерно следующее строение профиля:

А₀ - лесная подстилка. Накопление растительного опада не происходит, он практически полностью разлагается в течение года;

A₁Bt - гумусово-метаморфический, серовато-желтый, неясно комковатый с точечными железисто-марганцевыми конкрециями. Мощность 15-20 см;

Bt_Fe - иллювиально-железистый метаморфический, ярко ферраллитизированный, желтый, плотный, практически бесструктурный, вязкий с железисто-марганцевыми новообразованиями. Общая мощность почвы 60-80 см;

ВС (С) - элювий исходной породы с ясными следами ферраллитного процесса (красные, желтые и бурые тона в окраске).

Свойства  почвы.

Главные составляющие почвенного покрова - красноземы и желтоземы. Само название этих почв определяет их облик. Накопление окислов железа и алюминия - главнейший результат. В литосфере, после кислорода и кремния, преобладающим элементом является алюминий, и затем железо. В связи с этим описываемые процессы чаще называют аллитизацией. Но употребляется так же термин фераллитизация. Количественно эти явления определяют соединения алюминия. Однако внешний вид почв и кор выветривания зависит от окислов железа, которые имеют красную и желтую окраску. В желтоземах присутствуют гидратированные формы окислов железа, имеющие желтую окраску. В красноземах же преобладают безводные минералы, которым присущи красно-бурые тона. Обычно желтоземы развиваются в более умеренных условиях субтропиков, с более низкими температурами. Образующиеся свойства аллитности (ферраллитности) включают красную и желтую окраску, прочную железистую микроструктуру, низкую поглотительную способность, слабую связность, пластичность и набухаемость.

Свободные окислы железа и алюминия и сопутствующие им вторичные алюмосиликаты (минералы каолиновой группы и гидрослюды) образуются в результате распада и преобразования первичных алюмосиликатов и силикатов. Полное преобразование этих минералов происходит только во влажных тропиках, где коры выветривания носят название аллитных. В субтропиках типичные аллитные коры выветривания и почвы не формируются. В гипергенных слоях, наряду с продуктами аллитизации, наблюдается и исходный материал - различные алюмосиликаты как первичные, так и вторичные, включая гидрослюды и монтмориллонит. Поэтому почвы и коры выветривания подобного типа называют сиаллиталлитными.

Основные  особенности химических свойств: малая  гумусированность, кислая и слабокислая реакция среды, низкая поглотительная способность, присутствие в почвенном поглощающем комплексе ионов водорода, обогащенность минеральной массы почвы окислами железа и алюминия.

Красноземы  и желтоземы имеют невысокое агрономическое плодородие. Они слабогумусированы и бедны важными для растений макроэлементами: кальцием, магнием, серой, фосфором, калием, азотом и многими микроэлементами и нуждаются в удобрениях, особенно органических. Мощность гумусового горизонта всего 15-20 см, а запасы гумуса - до 150 т/га. Отношение С_КГ: С_ФК составляет около 0,5.

Растительное  богатство субтропического леса - результат не плодородия почвы, а биологической специфичности лесной растительности, аккумулирующей и сохраняющей в биомассе комплекс элементов-биофилов.