Понятие о почве и плодородии, создание культурных почв. Роль почвоведения в развитии естественно - исторических наук

Показатели, характеризующие  состояние плодородия

Уровень окультуренности

Уровень деградации

Устойчивость показателей  и приемы регулирования

Освоенные

Окультуренные (экономически целесообразный уровень)

Высокоокультурен-ные (агрономически оптимальный уровень

Среднедегра-дированные

Сильнолегради- рованные (территория экологического бедствия

 Технологические

Устойчивые

Площадь выведенных земель, %общей площади сельскохозяйственных угодий: пашня сенокосы и пастбища

Создание рационального агропедоценоза

-

-

-

30-60

> 60

-

-

-

50-70

> 75

Мощность пахотного слоя, см

< 15

15-25

> 25

15-20

< 15

Углубление пахотного  слоя

Содержание физической глины, %

< 20 или > 60

20-60

30-45

> 60

>60

Регулирование водно-воздушного режима

 Водно-воздушный режим

Устойчивый

Запас продуктивной влаги в слое 0-100 см на начало вегетации, мм

80-120

80-120

160-200

80-100

< 80

Орошение

Общая пористость, %

< 45

45-50

50-55

< 45

< 30

Совместное внесение органических удобрений и кальцийсодержащих  соединений

Агрофизические

Антропогенно изменяемые

Плотность сложения, г/см²

1,4-1,5

1,3-1,4

1,3-1,2

1,4-1,5

>1,5

Своевременное применение агротехнических  приемов, гипсование.

 Агрохимические 

Антропогенно изменяемые

Гумус, %

1,3-2,0

2,0-2,5

1,3-2,0

< 1,0

Внесение органических удобрений, расширенный посев многолетних  трав, гипсование

Азот легкогидролизуемый, Mr/100 г почвы

<3

3-5

5-10

<3

<3

Внесение органических удобрений, посев бобовых культур 

  Фосфор подвижный,  мг/100 г почвы

< 1,5

2,0-3,0

>3

< 1,5

< 1,5

Внесение 90-110 кг/га фосфорных  удобрений для увеличения содержания Р205 на  1 Mr/100 г почвы

Калий обменный, Mr/100 г почвы рН

10-15

15-20

20-40

10-15

10-15

Поддержание бездефицитного баланса калия 

8,0-8,5

8,0-7,5

7,0-7,5

> 8,0

> 8,5

Гипсование 

Состояние почвенного поглошаюшего комплекса

Устойчивое 

ЕКО, мг : экв/lОО г почвы Степень насыщения кальцием, %

18-22  < 50

18-22  50-60

22-30  > 60

18-22  < 50

< 18  < 40

Гипсование 

 Биологические

Антропогенно изменяемые

Количество биоты в пахотном слое, ц/га

1,5-2,5

1,5-2,5

3,0-7,0

1,0-1,5

<1,0

Органические удобрения, известкование, создание благоприятного воздушного режима при обработках.

Мелиоративные показатели

Устойчивые

Содержание токсичных  солей, %

0,1-0,2

0,1-0,2

< 0,1

0,3-0,5

> 0,5

 Промывка при орошении

Содержание обменного  Na, мг·экв/100 г почвы

3-5

3-5

3-5

5-10

>10

Гипсование

Содержание ионов Сг

> 1,0

0,5-1,0

0,5-1,0

1,0-1,5

>2

»

SO~-, Na+, г/л Са2+: Na+

< 2,0

2,0-3,0

> 3,0

< 1,5

< 1,0

»

Поднятие уровня минерализованных  (> 3 г/л) грунтовых вод, м

3-5

5-7

>7

2-3

<2

 Мелиоративные приемы,   предупреждающие повторное осолонцевание и засоление

Минерализация  грунтовых  вод, м

3-5

3-5

<3

>5

>7

Продуктивность, т/га

Антропогенно изменяемая

Зерновые культуры

< 1,0

1,3-2,0

>5

1,0-1,2

< 1

Комплекс приемов,  повышающих плодородие почв

Бурые  пустынно-степные почвы формируются в условиях резко засушливого климата под изреженной растительностью. Небольшое количество органических остатков в почве, быстрая их минерализация, слабое выщелачивание легкорастворимых солей приводят к образованию слабогумусированного маломощного профиля с довольно четкой дифференциацией его на генетические горизонты. 
 
В профиле бурых пустынно-степных почв выделяют верхний гумусово-элювиальный горизонт (A₁) серовато-бурого или палево-серого цвета, рыхлого сложения и слоеватой структуры. Часто с самой поверхности отслаивается очень тонкая корочка. Мощность гумусового горизонта 10— 15 см. Книзу идет гумусово-иллювиальный горизонт (B₁) более темной буровато-коричневатой окраски уплотненного или плотного сложения, трещиноватый, с крупнокомковатой или глыбистой структурой. Реже прослеживается призмовидность и глянцевитость на изломе. Мощность горизонтов A₁B₁ около 30—35 см. Под гумусово-иллювиальным залегает иллювиальный карбонатный горизонт (В_к), неоднородно окрашенный желтовато-бурый с белесыми пятнами карбонатов. 
 
Карбонатный горизонт плотного сложения, глыбистой или ореховатой структуры. На глубине 80—100 см обособляется гипсовый горизонт (С_г), ниже которого обнаруживаются и легкорастворимые соли (С_с). 
 
Соли, в том числе и натриевые, образующиеся при минерализации органических остатков и выветривании, не вымываются глубоко, поэтому создаются условия для внедрения натрия в поглощающий комплекс, что обусловливает развитие в бурых пустынно-степных почвах элементов солонцового процесса. Солонцеватость в этих почвах проявляется почти повсеместно. 
 
В основу разделения типа бурых пустынно-степных почв на подтипы положены степень их гумусированности и выщелоченность профиля от легкорастворимых солей, что в известной мере определяется как местными условиями (механический состав почв, характер породы, условия залегания), так и особенностями их развития В основу разделения бурых пустынно-степных почв на роды положены солонцеватость, солончаковатость и карбонатность. 
 
Род обычных пустынно-степных почв сохраняет признаки и свойства типа. 
 
Солонцеватые почвы содержат в поглощающем комплексе от 3 до 15% натрия. Нижняя часть гумусового горизонта (В) уплотнена, структура комковато-призмовидная или глыбистая. Карбонаты и легкорастворимые соли располагаются ближе к поверхности по сравнению с бурыми несолонцеватыми. 
 
Остаточно-солонцеватые осолоделые почвы имеют признаки осолодевания в гумусовом горизонте. Для него характерны присыпка SiO₂, листоватая структура, пористое сложение. 
 
В нижней части гумусового горизонта выражена солонцеватость при незначительном содержании поглощенного натрия. 
 
Солончаковатые почвы отличаются повышенным содержанием водорастворимых солей в пределах метра. 
 
Характерный признак бурых пустынно-степных карбонатных почв — вскипание с поверхности и большое скопление карбонатов на небольшой глубине. 
 
Рыхлопесчаные почвы развиты на песчаных породах, отличаются слабой дифференциацией профиля, выщелоченностью от легкорастворимых солей и карбонатов. 
 
Гипсоносные почвы формируются на породах с остаточным гипсом. 
 
На маломощном элювии плотных пород образуются малоразвитые бурые почвы, сильнощебенчатые, а иногда и каменистые. 
 
Бурые пустынно-степные безгипсовые почвы развиваются на легких породах, у них нет признаков солонцеватости, они не засолены, малокарбонатны, профиль их частично щебенчатый. 
 
Бурые пустынно-степные почвы подразделяются по степени солонцеватости, солончаковатости, карбонатности и каменистости. 
 
Среди бурых почв по понижениям формируются лугово-степные бурые почвы. Они более гумусированы, чем бурые почвы, чаще и отчетливее носят признаки солонцеватости, осолодения и солончаковатости. Среди лугово-степных бурых почв выделяют несолонцеватые, солонцеватые, солончаковатые, выщелоченные, осолоделые, карбонатные и глеевые роды. 

Серо-бурые почвы  и такыры.

Серо-бурые почвы и такыры —  наиболее характерные генетические образования пустынной   зоны. 
 
Строение и свойства серо-бурых почв и такыров определяются особенностями пустынного процесса почвообразования, протекающего в условиях сильнозасушливого климата и ксерофитно-эфемерного характера растительности. Пустынные почвы отличаются незначительным количеством гумуса, малой мощностью гумусового горизонта, его бесструктурностью. В почвах пустынной зоны наиболее ярко проявляются процессы осолонцевания, накопления с самой поверхности карбонатов, а на небольшой глубине — легкорастворимых солей и гипса. 
 
Слабое увлажнение и сильное иссушение поверхности почв летом способствуют образованию пористой корки — характерного признака почв пустынной зоны. Серо-бурые почвы имеют пористую корку (К) палево-серого цвета, мощностью 3—5 см. Под ней выделяется слоеватый горизонт мощностью 5—7 см (A₁). Далее идет более темный, обычно коричневатый, уплотненный горизонт призмовидно-комковатой структуры с пятнами карбонатов (В_к), в нижней части его на глубине 20—30 см  отмечаются  выделения гипса. С глубины 30—40 см появляются легкорастворимые соли. Эти почвы отличаются неблагоприятными физическими свойствами. Серо-бурые почвы подразделяются на подтипы и роды. 
 
Серо-бурые карбонатные почвы отличаются от серо-бурых малокарбонатных более высоким содержанием карбонатов по всему профилю. Максимум карбонатов наблюдается в средней и верхней частях профиля. 
 
Серо-бурые малокарбонатные (Казахстанские) почвы имеют более четкую обособленность генетических горизонтов, чем карбонатные (Туранские). 
 
Серо-бурые (несолонцеватые) почвы развиваются на рыхлых породах. Профиль их слабо дифференцирован. 
 
Солонцеватые почвы характеризуются более плотным сложением, трещиноватостыо, комковато-глыбистой или призмовидной структурой. 
 
Солочаковатые отличаются более высоким содержанием водорастворимых солей. 
 
Гипсоносные содержат на глубине 40—50 см до 50% гипса. Они приурочены к сильно загипсованным отложениям морского происхождения. 
 
Серо-бурые почвы подразделяют на виды но степени засоления, солонцеватости и мощности профиля. В самостоятельный род выделяются неполноразвитые на плотных породах. 
 
Среди серо-бурых почв встречаются лугово-серо-бурые пустынные почвы, аналоги лугово-степных бурых почв. Развиваются они по понижениям под злаково-полынной растительностью. Характеризуются различной степенью выщелоченности и засоления в зависимости от свойств подстилающих пород и условий залегания по рельефу. 
 
Такыры — почвы глинистых пустынь. Поверхность их полигональнотрещиноватая, плотная, розоватого или палево-серого цвета. Верхний горизонт покрыт крупнопористой (ячеистой) плотной коркой (К) мощностью 2—3 см, переходящей в слоеватый или чешуйчатый, пористый, но менее уплотненный слой (A₁). Мощность корки и слоеватого горизонта 3—7 см. Далее идет комковатый горизонт (В_с), содержащий водорастворимые соли, сменяющиеся почвообразующей породой (С_с). 
 
Для такыров характерна высокая карбонатность профиля. Максимальное количество их отмечается в верхнем горизонте. 
 
Такыры разделяются на два подтипа: такыры типичные (водорослевые) и такыры опустыненные (лишайниковые). Среди такыров типичных выделяют следующие роды. 
 
Обычные (солончаковатые) на небольшой глубине содержат водорастворимые соли, солончаковые — соли залегают прямо под коркой. Солонцеватые промыты от солей на некоторую глубину, имеют более уплотненную корку или подкорковый слой и повышенную щелочность водной вытяжки. Солонцеватые слитые (хаковые) формируются в местах с длительным застоем воды, имеют глубокотрещиноватую плотную корку куполовидной формы. Они характеризуются крушюглыбистой структурой и различаются по степени промытости от солей и осолонцованно-сти. Опесчаненные развиваются вследствие наноса песка на их поверхность и поселения на ней высшей растительности, что нехарактерно для других такыров. Такыры старозалежные формируются на залежах после прекращения орошения. 
 
Такыры опустыненные (лишайниковые) образуются при периодическом затоплении поверхностными водами. Эти такыры имеют более мягкую слоеватую пористую корку.

№174 Условие почвообразования горных пород. Структура вертикальной зональности горных почв.

Горные территории, по-видимому, осваивались первыми на земле и горное земледелие является одним из самых древних. Современное горное земледелие (включая горные долины и расчлененные низкокогорья) во многих странах  имеет весьма существенное значение. Почвы горных территорий несмотря на их частую маломощность и каменистость освоены в среднем в тропическом поясе на 9%, в субтропическом поясе на 14% и в суббореальном поясе на 8%. 
 
Целью данной работы является изучение особенностей процесса почвообразования горных почв, а также изучение их физических, физико-химических свойств. Также в данной работе рассмотрены  вопросы о закономерностях распространения, классификации и диагностике горных почв. 
 
Рассмотрены основные задачи, соответствующие данным целям: 
 
1)Изучена закономерность формирования и распространения горных почв. 
 
2)Рассмотрены условия почвообразования в горах, а также особенности почвообразовательного процесса горных почв. 
 
3)Изучена классификация и основные свойства (как физические так и физико-химические) горных почв. 
 
4)Приведены конкретные примеры горных почв различных территорий. 
 
5)Рассмотрен вопрос об использовании горных почв и их охране. 
1.Вертикальная зональность 
Особое значение в вопросах строения почвенного покрова имеют закономерности вертикальной зональности в горах. Впервые на эти закономерности обратил внимание В.В.Докучаев, который в статьях, опубликованных в 1898-1899 гг, посвященных учениям о зонах природы, выдвинул представление на примере Кавказа о вертикальной зональности почв в горах. 
 
Под вертикальной зональностью следует понимать смену почв в зависимости от высоты местности, что связано с изменением климата и растительности. 
 
Подобно тому, как на равнине в широтном направлении происходит смена почвенных зон, в горных районах с изменением высоты местности почвенные зоны располагаются в виде поясов. 
 
Вертикальные почвенные зоны не являются простым повторением широтных почвенных зон. Они сильно укорочены, сжаты, а отдельные из них нередко выпадают. Это явление получило название интерференции зон. Примером интерференции может служить отсутствие в Южном Закавказье между горно-степными каштановыми почвами и горно-луговыми почвами не только горно-лесных, но и горных черноземов.  
 
Всем горным почвам присуща укороченность профиля и его генетических горизонтов. Отличительным признаком горных почв является их скелетность – каменистость или щебнистость. 
 
Иногда с высотой местности последовательная смена почв нарушается. Явление обратного, или «неправильного», залегания почв получило название инверсии почвенных зон. Примером инверсии может служить Южное Закавказье , где горные черноземы ( например, Лоийской степи) залегают выше горно-лесных почв. 
 
Случается, одна почвенная зона внедряется в другую, что обусловлено или экспозицией склона, или проникновением почвенных зон по долинам горных рек. Такое смещение одной зоны в другую называется миграцией почвенных зон. Примером подобной аномалии является значительное продвижение вверх по склонам северной экспозиции горно-лесных почв, а по южным склонам – горно-степных. (Герасимов И.П., 1986) 
2.Условия почвообразования 
 
Условия почвообразования в горных областях отличаются большим многообразием. 
 
Высотная поясность характеризуется прежде всего закономерной сменой климата. 
 
С увеличением высоты происходит уменьшение средней температуры воздуха в среднем на 0,5° С на каждые 100 м. С увеличением высоты возрастают количество выпадающих атмосферных осадков, суммарная солнечная радиация, повышается относительная влажность воздуха. 
 
В горном климате отмечаются более резкие контрасты в суточном и сезонном циклах, чем у соответствующих почв равнин. 
 
Рельеф горных областей сложный. Он связан с геологической историей горных систем и особенностями слагающих их пород. Общими чертами горного рельефа являются чрезвычайно сильная его расчлененность и разнообразие форм. Господствующими видами поверхности в горах являются склоны различной формы, крутизны и экспозиции. 
 
Рельеф обуславливает сильное развитие процессов склоновой денудации, формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимических оттоков. Процессы денудации постоянно удаляют верхние слои продуктов выветривания и почвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля. Таким образом, горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются продуктами выветривания и почвообразования, с другой – постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока. (Богатырев, Владыченский , 1988) 
 
Почвообразующими породами служат разнообразные продукты выветривания в основном элювиального, реже аккумулятивного типа. Широко распространены продукты выветривания меловых, третичных (известняки, песчаники, сланцы) осадочных отложений, а также пород магматического происхождения. 
 
В соответствии с высотной поясностью в горных системах происходит распределение растительности. Наиболее общей закономерностью является смена с высотой лесных поясов на пояса травянистых, чаще луговых, растительных сообществ, субальпийских, альпийских лугов и еще выше – пояс господствования скал, осыпей, ледников и снежников. 
 
Протяженность по высоте лесных поясов уменьшается по мере увеличения сухости и континентального климата. 
 
В районах вулканических гор действующие вулканы постоянно снабжают окружающие пространства пеплом, газами, растворами. Вулканические почвы обычно характеризуются высоким и устойчивым плодородием. Часто встречаются погребенные почвы нескольких циклов, захороненные свежими порциями пеплов, потоками лавы, слоями пемзы. Косвенное влияние вулканизма на почвообразование проявляется через грунтовые воды, питаемые вулканическими источниками и термальными водами, которые обогащены соединениями кремния и алюминия. Вулканизм могучий фактор почвообразования. Для территорий с действующими вулканами характерны генетически с ними связанные землетрясения. Однако сильные землетрясения охватывают и такие территории, где вулканизм сейчас не проявляется. В сейсмических зонах Земли нередко наблюдаются смещения почвенных профилей и горизонтов. Прямое влияние землетрясений на почвенный покров может проявляться в форме образования глубоких и широких трещин, опусканий и поднятий отдельных участков поверхности на метр и более, а главное массовых оползней огромных глыб почвы и породы, что в целом глубоко меняет топографическую и гидрографическую обстановку местности и, как правило, усиливает смывы и переотложение почв. В горах бассейна Сурхоба (Гиссаро-Алай) на склонах наблюдаются свежие сейсмические срывы коры выветривания и почвенно-дернового покрова, на участках которых уже успели образоваться эрозионные борозды и промоины.  
 
Многообразие природных условий почвообразования приводит к формированию различных горных почв. Характер высотной поясности, число вертикальных почвенных структур определяются положением горной страны в системе широтной зональности. 
 
В почвенном покрове горных стран встречаются как почвы, характерные только для гор, отсутствующие на равнинах, так и почвы, имеющие аналоги на равнинных территориях. 
 
К первым относятся горно-луговые, горно-луговые черноземновидные и горные лугово-степные. Все остальные горные почвы относятся к основным типам, соответствующим равнинным аналогам.