Морфологический профиль болотных почв
Относительно прост и может состоять из трех основных горизонтов:
АО — очес буровато-желтого или зеленовато-бурого цвета, состоящий из неразложившихся остатков сфагновых, гипновых или долгомошных мхов с примесью фрагментов отмерших трав и корней; в основном развит в почвах верховых болот; мощностью — от нескольких до 10—15 см;
Т — торфяный горизонт; в почвах верховых болот — бурый или темно-бурый, в верхней части горизонта полуразложившиеся растительные остатки сохраняют исходное биологическое строение, в нижней — степень разложения торфа возрастает; в почвах низинных болот торфяный горизонт буровато-серого или коричневого цвета, с глубиной может переходить в перегнойный или перегнойно-торфяный более темного, коричневого или черного, цвета;
G — глеевый минеральный горизонт сизовато-серого или голубовато-сизого цвета.
Торфяные болотные верховые почвы— формируются на плоских водоразделах и увлажняются водой атмосферных осадков. На верховых болотах произрастают главным образом белые мхи, морошка, голубика.
Строение профиля.В профиле болотной почвы выделяют: сфагновый очес (Л^) мощностью 10—15 см; под ним залегает торфяной горизонт (Г), ниже расположен глеевый (G), еще ниже находится материнская порода (С).
Классификация. по степени разложения торфа: торфяные менее 25% и перегнойно-торфяные – 25-45%. По мощности торфяного горизонта: торфянисто-глеевые – 20-30 см; торфяно-глеевые 30-50 см; торфяные на мелких торфах 50-100 см; на глубоких торфах-более 200 см.
Свойства. Торф верховых болот представляет собой слаборазложившуюся массу с низкой зольностью (5—7%) и высокой кислотностью (рН 3—4). Он беден питательными веществами, слабо насыщен основаниями 10-30%. Влагоемкость торфа верховых болотных почв очень высокая — 1000—1200%. ЕКО 80-90 мг-экв на 100 г почвы. Преобладают фульвокислоты.
Торфяные болотные низинные почвы — Болотные низинные почвы образуются в понижениях рельефа и увлажняются грунтовыми водами. На низинных болотах растут тростники, осоки, зеленые мхи, ольха и др. Торфообразование происходит при слабокислой и нейтральной реакции среды и торф формируется с высокой степенью разложения.
Строение профиля.Под верхним горизонтом Ао т выделяется среднеразложившейся торфяно-перегнойный горизонт Т ПТ или сильно разложившейся Т П . Ниже Т1 и Т2, различаются по цвету, плотности, степени разложения и глеевый горизонт.
Свойства.Торф низинных болот имеет высокую степень разложения (30—60%) и зольность (10—20%), рН его составляет 5,5—7,0. Он более насыщен основаниями и богаче элементами питания растений. Влагоемкость торфа низинных болот составляет 400—900%, азота 1,6-3,8% повышенное, ЕКО 130-200 мг-экв на 100 г почвы, плотность 0,1-0,15 г\см 3 . Низинные торфяники могут содержать повышенное количество железа, извести, водорастворимых солей.
Агрономическая оценка болотных почв
Болотные почвы подлежат осушению, осушенные используются под многолетние травы, кормовые и овощные севообороты, технические и зерновые культуры. Водный режим болотный застойный или грунтово-болотный слабопроточный. При освоение тепловой режим ухудшается, становятся более холодными, образуются мерзлотные прослойки. В осушенных торфяниках усиливается биологическая активность. В пахотном слое возрастает зольность из-за усиления процессов минерализации, увеличивается плотность до 0,25, снижается влагоемкость до 250-4005. Пересушка вызывает гибель урожаев и подвергаются эрозии ветровой. Высокое содержание азота, но он в труднодоступной форме, вносят азот, фосфор и калийные удобрения. Вносят ОУ и известь. В почвах недостаток меди. Торф применяют как удобрение, в чистом виде не эффективен из-за низкой доступности элементов питания. Сельскохозяйственное использование. Наиболее ценны в сельскохозяйственном отношении почвы низинных болот. Их используют в качестве органических удобрений или после осушения для возделывания зерновых, кормовых, овощных культур и посадки ягодников. На осушенных торфяниках располагают культурные сенокосы и пастбища. На удобрение торф низинных болот лучше использовать в составе компостов.
Для повышения плодородия почв низинных болот необходимо регулирование водного режима, внесение калийных и фосфорных удобрений, микроэлементов (особенно меди), освоение правильных севооборотов и другие мероприятия.
Торф верховых и переходных болот может употребляться в качестве удобрения после использования на подстилку скоту или после компостирования.
Источник
Болотные почвы: условия образования, морфологический облик, свойства, классификация, с/х использование.
Большая часть болотных почв сосредоточена в таежно-лесной и тундровой зонах. В европейской части России болота широко распространены в Карелии, республике Коми, а также на территории Мурманской, Ленинградской, Архангельской, Вологодской областей. В азиатской части болота занимают огромные территории в Западной Сибири и на Дальнем Востоке. Условия образования болотных почв и болот различны, но всегда связаны с поверхностным или грунтовым переувлажнением, которое может возникать при близком залегании грунтовых вод, накоплении воды на поверхности бессточных понижений, зарастании растительностью прудов и озер.
По характеру водного питания и обеспеченности элементами минерального питания болота делятся на верховые (олиготрофные), переходные (мезотрофные) и низинные (эутрофные).Верховые болота образуются на водоразделах и верхних террасах речных долин, имеют в основном атмосферный режим увлажнения. Характеризуются бедностью элементов минерального питания растений, кислой реакцией среды, преимущественным развитием сфагновых мхов.Переходные болота образуются путем смешанного заболачивания и имеют атмосферно-грунтовый тип питания. Растительный покров таких болот характеризуется сочетанием “низинных” и “верховых” растений.Низинные болота располагаются чаще всего в долинах и поймах рек, озерных котловинах и др. Их питают грунтовые и поверхностные воды, содержащие много питательных элементов, поэтому такие болота обладают высоким потенциальным плодородием. Растительность низинных болот более богата. Среди травянистых растений встречаются различные осоки, тростник обыкновенный, вахта трехлистная, вейники, хвощовые, мытник, аир и др. Древесная растительность представлена ольхой черной, березой пушистой, елью, сосной и др. Из кустарников встречаются ивы, черемуха, рябина, а из мхов – в основном зеленые гипновые, реже – некоторые сфагновые.
Для болотообразования и формирования болотных почв характерны два сопряженных процесса – торфообразование и оглеение (глеевыйпроцесс). Различают два основных типа заболачивания, или болотообразования: 1.заболачивание суши, 2.заболачивание и заторфовывание водоемов. Заболачивание суши. Заболачивание суши происходит несколькими путями, всегда при застойном гидроморфном водном режиме, который создается атмосферными водами на территориях, сложенных тяжелыми слабоводопроницаемыми породами; при подъеме пресных (мягких) грунтовых вод на бескарбонатных, чаще легких породах, подстилаемых тяжёлыми моренными, покровными или озерными отложениями; при подъеме жестких (минерализированных) грунтовых вод.
На первых стадиях формируется оторфованнаялесная подстилка, а в нижних горизонтах появляются признаки оглеения. Далее при заболачивании атмосферными осадками и мягкими, грунтовыми водами развиваются перегнойно-подзолистые, поверхностно-глееватые почвы, которые при дальнейшем оторфовываниистановятся:торфянисто- и торфяно-подзолисто-глеевыми глеевыми, торфяно-глеевыми и торфяными почвами верховых болот.
При заболачивании жесткими грунтовыми водами создается более благоприятный питательный режим для растений, т.к. они содержат различные минеральные соединения. При таких условиях развивается разнообразная влаголюбивая травянистая растительность (осоки, злаки, тростники), из древесных и кустарниковых пород преобладают ольха черная, ивы, береза пушистая, смородина черная и др. • Из-за присутствия бикарбоната кальция создается близкая к нейтральной или слабощелочная реакция среды. В этих условиях формируются дерново-глеевые почвы, которые при длительном переувлажнении превращаются в болотные низинные торфяные почвы.
Процессы заболачивания почв могут возникать после вырубки леса в связи с резким уменьшением десукции. Избыток воды способствует расселению сначала травянистых болотных растений и образованию травяных торфов, а затем поселению на них сфагновых мхов с образованием болот верхового типа.
Заболачивание и заторфовывание водоемов. Значительная часть болот лесной зоны образовалась в результате заторфовывания водоемов. Сначала на дне озера накапливается озерный ил, преимущественно состоящий из минеральных частиц. После отмирания водорослей, животных и микроскопических организмов на дне озера образуется смесь минеральных и органических частиц – озерный сапропель. Одновременно берега озер зарастают различными растениями (осоки, камыш плавающие растения (водяные лилии, рдест) и др.)Отмирая, они образуют на дне значительный слой полуразложившегося торфа. При его накоплении замедляется, а затем приостанавливается течение воды, ухудшается разложение донных органических остатков. В образовании торфяной массы участвуют и плавающие растения (трифоль, сабельник, талорез и др.). Эти растения могут образовывать довольно мощный плотный ковер-сплавину, состоящую из отмерших и живых растений. Так постепенно происходит заторфовывание водоема сверху и снизу. На поверхности торфяной толщи поселяется различная болотная растительность. При заторфовывании водоемов мощность торфяников достигает 15–20 метров и более.
Состав и свойства болотных почв Особенности состава и свойств болотных торфяных почв определяются, прежде всего, составом и свойствами торфяных горизонтов. • Состав глеевых горизонтов в значительной степени зависит от состава пород: они обычно уплотнены, имеют неблагоприятные физические свойства, содержат подвижные формы закиси железа. •Генетическая и агрономическая оценка торфа проводится по степени его разложения, ботаническому составу, составу органических веществ, содержанию азота, зольности, реакции среды и физическим свойствам. • Степень разложения связана главным образом с интенсивностью биохимического распада растительных тканей в верхнем слое залежи. В полевых условиях степень разложения торфа можно определить глазомерно. Органическое вещество торфа составляет основную его часть. В торфе верховых болот в основном содержится целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин и воскосмолы, он слабогумусирован, содержание гумусовых веществ – 10–15% к массе торфа, преобладают фульвокислоты. • Торф низинных болот хорошо гумифицирован, в нем содержится 40–50% гумусовых веществ, преобладают гуминовые кислоты. • Торф болотных почв богат азотом, но азот содержится в малорастворимых формах. • Фосфор в торфе содержится в основном в органической форме и в небольших количествах. Все торфа бедны калием. • Болотные почвы характеризуются низкой плотностью (верховые – 0,03–0,10 г /см3, низинные – 0,1–0,2 г /см3); высокой влагоемкостью (верховые 700–1500%, иногда до 3000%, низинные – 360–900%); слабой водопроницаемостью и низкой теплопроводностью.
Торфяные болотные верховые почвы. Распространены преимущественно в северной и средней тайге таежно-лесной зоны европейской части России, а также на севере Западной Сибири, на Камчатке и Сахалине. Образуются главным образом на водоразделах в условиях увлажнения пресными (мягкими) атмосферными водами. Наиболее характерной растительностью верховых болотных почв являются сфагновые мхи; из полукустарников встречаются голубика, багульник, морошка и др.; древесная растительность представлена сильно угнетенными сосной, елью, березой.Классификация торфяных болотных верховых почв. По степени развития процесса почвообразования различают два подтипа болотных верховых почв – болотные верховые торфяно-глеевые и болотные верховые торфяныепочвы.Болотные верховые торфяно-глеевые почвы.Формируются в пониженных частях водоразделов, по окраинам верховых болот, на боровых песчаных террасах и зандровых равнинах. Мощность торфяных горизонтов менее 50 см.Болотные верховые торфяные почвы. Мощность торфяных горизонтов более 50 см. Занимают центральные части верховых торфяных болот на водораздельных равнинах и песчаных террасах таежно-лесной зоны под специфической олиготрофной растительностью (сфагновые мхи, угнетенная сосна, пушица, полукустарники). Профиль болотных верховых торфяных почв слабо дифференцирован на горизонты.
Торфяные болотные низинные почвы. Торфяные болотные низинные почвы формируются в глубоких понижениях рельефа на водоразделах, в понижениях речных террас, и на склонах в таежно-лесной и лесостепной зонах при избыточном увлажнении минерализованными грунтовыми водами. Наиболее характерной растительностью низинных болотных почв являются осоки, тростники, гипновые мхи, ольха, ива, береза и др.
Использование.Лесорастительные свойства болотных почв обычно очень низки из-за избыточного увлажнения, недостатка кислорода и малого количества элементов питания. Насаждения на болотных почвах часто имеют угнетенный вид и отличаются небольшой высотой и сильной изреженностью. Наиболее эффективный способ повышения лесорастительных условий торфяников – осушение. При осушении торфяников прирост деревьев увеличивается в 2–4 раза. • В настоящее время осушение болот производят на огромных площадях. На бедных торфах перед посадкой леса вносят минеральные удобрения и микроэлементы. •Торф низинных болот широко используется как органическое удобрение на подзолистых и дерново-подзолистых почвах. • После разработки его тщательно проветривают для устранения избыточной влажности, усиления микробиологических процессов и окисления вредных закисных соединений.
Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 1872 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
Болотные почвы морфологические признаки
Болото (Bog; Fen; Marsh; Mire; Muskeg)
Болото – участок земной поверхности, постоянно или большую часть года насыщенный водой и покрытый специфической болотной растительностью. Соответствующая экосистема характеризуется накоплением в верхних горизонтах субстрата мертвых неразложившихся растительных остатков, во временем превращающихся в торф.
Болота возникают при зарастании озер, в результате переувлажнения почвы, при неглубоком залегании грунтовых вод и т.д.
Болотные растительные сообщества образованы растениями, принадлежащими в к различным жизненным формам. Особенно велика роль мхов, выступающих главными ценозообразователями и торфообразователями и являющихся сильными эдификатормами. Болота как среда обитания для растений характеризуются следующими основными особенностями: постоянное или периодически обильное увлажнение, недостаточная аэрация, низкие температуры, бедность азотно-минерального питания, постоянное нарастание субстрата.
Болота занимают сравнительно небольшие площади. Но в целом их роль значительна, так как они способствуют заболачиванию близлежащей территории. Болота образуются при зарастании водоемов (замкнутых стоячих озер, а также речных заводей, мелководий и лиманов).
Заболачивание происходит может происходить при избытке атмосферных осадков и при подъеме грунтовых вод. На первых стадиях формируется оторфованная лесная подстилка, а в нижних горизонтах почвы появляются признаки оглеения. При заболачивании пресными грунтовыми водами сначала формируются болотно-подзолистые почвы, затем торфяно-глеевые и торфяные.
Суть болотного процесса – в пределах верхних горизонтов почвы постепенно накапливается большое количество мертвых органических веществ и оформляется мощный торфяной горизонт.
Болотные почвы формируются под воздействием двух основных процессов:
КЛАССИФИКАЦИЯ
Различают верховые, низинные и переходные болота. По преобладающей растительности различают лесные, кустарничковые, травяные, моховые болота; по микрорельефу различают бугристые, плоские и выпуклые болота.
Болотные почвы (Bog soils) (Gley-podzolic soils)
Болотные почвы делят на 2 типа:
- Торфяные болотные верховые
- Торфяные болотные низинные
Болотные почвы – почвы, формирующиеся в условиях длительного или постоянного избыточного увлажнения (заболачивания) под влаголюбивой болотной растительностью. Обычно болотные почвы формируются в лесной зоне умеренных поясов. После осушения на болотных почвах выращивают сельскохозяйственные культуры, добывают торф. Болотные почвы распространены в РФ, Белоруссии, Украине, Канаде, США, Бразилии, Аргентине, Индонезии и др. Болотные почвы подразделяются на торфяные и торфяно-глеевые.
Торфяные болотные верховые
Болотные верховые торфяно-глеевые почвы распространены по краям верховых болот и в неглубоких бессточных понижениях равнинных водоразделов. В их профиле выделяют следующие горизонты:
А0, О – очес сфагновых мхов с примесью корневищ полукустарничков, древесных корней и трав, мощность 10-15 см.
Т – торфяной горизонт мощностью 30-50 см, по степени разложения торфа этот горизонт подразделяют на подгоризонты – Т1, Т2
G – глеевый горизонт
В глинистых и тяжелосуглинистых почвах верхняя часть глеевого горизонта прокрашена потечным гумусом в сизовато-серые и темно-серые тона (Gh), а нижняя представлена зеленовато-оливковым или голубовато-сизым глеем (G). На песках под торфяным горизонтом часто образуется коричневый или ржаво-коричневый гумусово-железистый горизонт (Gfh), под которым расположен глеевый горизонт (G).
Болотные верховые торфяные почвы занимают центральные части верховых болот. Профиль их слабо дифференцирован на горизонты. Вверху обычно выделяют очес, под которым залегает торфяной горизонт Т бурого или желтовато-бурого цвета, насыщенный влагой, с хорошо оформленными растительными остатками. Обычно в пределах почвенных горизонтов до глубины 30-60 см расположены живые корни деревьев и полукустарничков и кустарничков.
Торфяные болотные низинные
Эти почвы формируются в глубоких депрессиях рельефа на водораздельных равнинах, древнепойменных террасах, в понижениях речных долин, на склонах в таежно-лесной и лесостепной зонах в условиях дополнительного притока минерализованных грунтовых вод. В отличие от верховых болотных почв низинные почвы обычно обладают слабокислой или нейтральной реакцией среды, высокой степенью насыщенности основаниями, большей обеспеченностью питательными веществами, высокой зольностью.
2. Генезис, классификация, состав, свойства и использование серых лесных почв
Особенности географии серых лесных почв
Образование подтипов серых лесных почв обусловлено биоклиматическими условиями. Поэтому светло-серые лесные почвы тяготеют к северным районам полосы серых почв, серые – к срединным, а темно-серые – к южным. Одновременно существуют провинциальные особенности серых лесных почв. В настоящее время выделяют Украинскую, Среднерусскую, Прикамскую, Западно-Сибирскую и Приалтайскую провинции полосы серых лесных почв. В каждой провинции в соответствии с местными условиями серые лесные почвы имеют определенные отличия. Так, например, в Украинской провинции вследствие большого количества осадков, более теплого климата и высокой водопроницаемости почвообразующих пород (лессов) почвы характеризуются более глубоким промачиванием. Здесь формируются серые почвы с большой мощностью гумусового горизонта (до 25 см у светло-серых и до 35 см у темно-серых). В Прикамской провинции мощность гумусового горизонта уменьшается (у светло-серых – около 20, у темно-серых – 45 см), но содержание гумуса увеличивается.
Происхождение серых лесных почв длительное время привлекало внимание исследователей. По этому вопросу были высказаны диаметрально противоположные мнения.
Известны гипотеза Коржинского–Панфильева образования серых лесных почв в результате деградации черноземов при наступлении леса на степь, гипотеза Вильямса – проградации лесных почв в результате наступления степи на лес. В настоящее время серые лесные почвы можно рассматривать как тип почв, формирующихся в ландшафтных условиях лиственных лесов умеренного увлажнения.
Распространение серых лесных почв ограничивается континентальными условиями. В Европе площадь под этими почвами быстро сокращается с востока на запад; на Дальнем Востоке они также отсутствуют. В Северной Америке распространение серых лесных почв не выходит за пределы внутриконтинентальной территории. Серые лесные почвы значительно плодороднее дерново-подзолистых. Они благоприятны для выращивания зерновых (рожь, пшеница), кормовых, садово-огородных культур, а также таких технических культур, как конопля и отчасти лен.
Основной недостаток этих почв – сильно сниженное плодородие в результате многовекового их использования и значительная эродированность. Для увеличения плодородия необходимо внесение удобрений – органических и минеральных. Кислые светло-серые почвы известкуют.
Особенности морфологии серых лесных почв
Профиль серой лесной почвы имеет следующее строение:
АО – лесная подстилка, состоящая из спада деревьев и трав, обычно с незначительной мощностью – 1-2 см.
А1 – гумусовый горизонт серого или темно-серого цвета, содержит большое количество корней трав, обладает непрочной мелко- или средне-комковатой структурой. В нижней части горизонта часто присутствует налет кремнеземистой присыпки. Мощность гумусового горизонта составляет около 20—30 см. А2 или А1/А2 – горизонт вымывания. Он имеет серый цвет и намечающуюся листовато-пластинчатую структуру, в верхней части местами переходящую в неясно выраженную комковатую структуру, а в нижней – в мелкоореховатую. Мощность этого горизонта около 20 см. В темно-серых почвах он отсутствует. Встречаются мелкие железомарганцевые конкреции.
А1А2 – гумусово-элювиальный горизонт мощностью 8-15 см в целинных и 26-28 см в освоенных почвах, серый, белесоватый, обеднен илом, гидроксидами железа и алюминия, слабо уплотнен, структура комковато-плитчатая, отмечается кремнеземистая присыпка, переход ясный.
В – горизонт вмывания. Для него характерен коричнево-бурый цвет и прекрасно выраженная ореховатая структура, которая в верхней части мелкая, книзу постепенно становится все более крупной и переходит в неясно призматическую. Структурные отдельности и поверхности пор покрыты блестящими темно-коричневыми пленками. Встречаются мелкие железомарганцевые стяжения. Мощность горизонта вмывания значительная – 80– 100 см.
С – покровный лессовидный суглинок желтовато-бурого цвета, с хорошо выраженной призматической структурой. В этих суглинках часто присутствуют карбонатные новообразования, которые являются реликтовым продуктом.
Классификация серых лесных почв
Тип серых лесных почв разделяют на три подтипа – светло-серых, серых и темно-серых. Названия этих подтипов связаны с интенсивностью окраски гумусового горизонта. С убыванием интенсивности окраски несколько уменьшается мощность гумусового горизонта, а главное – степень выраженности вымывания этих почв. Согласно Д. Г. Виленскому, горизонт А2 обнаруживается только у светло-серых и серых лесных почв, у темно-серых он отсутствует, хотя в верхней части горизонта В на поверхности ореховатых отдельностей есть кремнеземистая присыпка и нижняя часть горизонта Ад также имеет белесоватый оттенок. Некоторые исследователи склонны объединить в один тип светло-серые лесные почвы и дерново-подзолистые.
Серые лесные почвы в зависимости от мощности гумусового горизонта, содержания гумуса и выраженности признаков оподзоливания подразделяют на светло-серые, серые и темно-серые, отличающиеся по агрохимическим свойствам (табл. )
| Подтип | Мощность гумусового горизонта, см | Содержание гумуса, % | рН солевой вытяжки |
| Светло серые | 15– 25 | 1,6– 3,4 | 4,8– 5,4 |
| Серые | 25– 30 | 2,2– 4,7 | 5,2 – 5,7 |
| Темно-серые | 40– 60 | 3,5– 7,0 | 5,5– 6,0 |
| Подтип | Гидролитическая кислотность мекв на 100г. | Сумма обменных оснований мекв на 100г | Степень насыщенности, V, % | Подвижный фосфор мг на 100 г почвы | Подвижный калий мг на 100 г почвы |
| Светло серые | 2,3-3,8 | 10– 18 | 72– 82 | 6 | 10 |
| Серые | 2,9– 3,5 | 14– 25 | 76– 87 | 8 | 13 |
| Темно серые | 2,3-5,4 | 20-36 | 80-86 | 12 | 15 |
Oт светло-серых к серым и темно-серым почвам увеличиваются мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, сумма обменных оснований и степень насыщенности основаниями, уменьшается кислотность. Серые лесные почвы обычно имеют невысокое содержание усвояемых соединений азота, подвижного фосфора и калия, но оно может сильно колебаться в зависимости от степени окультуренности и предшествующей удобренности почвы.
Необходимо систематическое применение органических и минеральных удобрений, а на светло-серых почвах с кислой реакцией, кроме того, и известкование. Эффективность минеральных удобрений наиболее высокая в западных провинциях зоны и несколько ниже в центральном и особенно восточном районах.
В повышении урожаев сельскохозяйственных культур на серых лесных почвах ведущая роль принадлежит азотным удобрениям, на втором месте по эффективности стоят фосфорные удобрения, слабее действуют калийные, применение которых, однако, необходимо под картофель, сахарную свеклу и для получения высоких урожаев зерновых культур.
3. Генезис, классификация, состав, свойства и использование черноземных почв
Черноземы – почвы лесостепной и степной зон умеренного пояса, самые богатые гумусом, содержание которого составляет 6-9%, отчего почвы имеют интенсивный черный или буро-черный цвет. Мощность гумусового горизонта – от 40 до 120 см. Органическое вещество накапливается в верхней части профиля, иллювиальный горизонт обогащен кальцием.
При достаточном количестве влаги черноземы очень плодородны; используются под посевы зерновых, технических, овощных, кормовых культур, сады, виноградники. Черноземы распространены в России, в Западной и Юго-Восточной Европе, в Казахстане, Китае, США, Канаде, Аргентине, Чили.
Распространение черноземов
Автоморфные почвы ландшафтов луговых и лугово-разно-травных степей получили название черноземов. Черноземы простираются сплошной полосой через Восточно-Европейскую равнину, Южный Урал и Западную Сибирь до Алтая: восточнее они образуют отдельные массивы. Черноземы распространены на материках северного полушария – в Евразии и Северной Америке. Они занимают 260 млн. га (1,7 % суши), в том числе 23 млн. га – горные черноземы. Почти половина площади черноземов приходится на долю СССР, где они образуют пояс, вытянутый островами с запада на восток на расстояние около 7 тыс. км, занимая 163 млн. га, или 7,4% площади страны. Кроме того, 10,5 м. ч. га в СССР принадлежит горным черноземам.
Изучение черноземов России имело особое значение для развития почвоведения. Эти почвы исследовались особенно настойчиво в силу их высокого плодородия и важного экономического значения. В. В. Докучаев называл чернозем « царем почв».
Введение понятия о типе черноземов
Черноземы стали объектом исследования с самого зарождения науки о почве. Еще М. В.Ломоносов (1763) сформулировал положение о происхождении чернозема от согнития животных и растительных тел со временем. После М. В. Ломоносова шло постепенное накопление фактического материала о свойствах и распространении черноземов, был высказан ряд интересных гипотез об их происхождении. Подлинно научное изучение черноземов началось с В. В. Докучаева, который собрал огромный материал о строении, свойствах, распространении и условиях образования чернозема России. Этот материал был обобщен им в монографии «Русский чернозем» (1883), которая явилась основой для создания генетического почвоведения. Как тип почвы чернозем впервые выделен В. В. Докучаевым в классификации почв 1896 г. Большой вклад в изучение происхождения, состава и свойств черноземов внес П. А. Костычев. В своей работе «Почвы черноземной области России» (1886), он показал, что в образовании чернозема ведущую роль играют биологические процессы, а основным фактором гумусонакопления и структурообразования в черноземе является разложение корней травянистых растений.
Первые фундаментальные исследования водно-физических свойств и водного режима черноземов были проведены А. А. Измаильским и Г. Н. Высоцким. В последующее время широко развернулись работы по глубокому изучению свойств, процессов и способов рационального использования черноземов такими учеными как Л. И. Прасолов, П. Г. Адерихин, И. А. Крупеников, Е. А. Афанасьева, А. Ф. Большаков, Ф. Я. Гаврилюк, К. П. Горшенин, Н. А. Ногина, Н. Н. Розов и др. В процессе изучения черноземов В. В. Докучаевым были заложены основы генетического почвоведения. По образному выражению В. И. Вернадского, «в истории почвоведения чернозем. сыграл такую же выдающуюся роль, какую имели лягушка в истории физиологии, кальций в кристаллографии, бензол в органической химии». Поэтому народное русское слово «чернозем» вполне заслуженно вошло в качестве научного термина в наиболее распространенные языки мира. Развитие взглядов на природу черноземных почв претерпело сложную эволюцию. Академик П. Паллас в 1779 г. высказал предположение о том, что чернозем представляет собой морской ил, оставшийся после отступания Черного и Каспийского морей. В 40-х годах прошлого века знаменитый английский геолог П. Мурчисон, приглашенный Николаем I для геологического обследования России, предложил гипотезу о ледниковом происхождении чернозема. Согласно этой гипотезе чернозем – продукт переотложения ледниковым морем и айсбергами черной юрской глины.
В дальнейшем была выдвинута теория болотного происхождения чернозема (академики Э. Эйхенвальд, Н. Борисяк). Несколько позже академик Ф. Рупрехт (1866) разработал теорию наземно-растительного происхождения чернозема. Этот ученый считал чернозем исключительно продуктом растительности и не придавал важного значения другим факторам почвообразования.
Современные представления о черноземе сформулировал В. В. Докучаев в своем монографическом исследовании «Русский чернозем» (1883). В.В.Докучаев показал, что чернозем формируется в результате взаимодействия всех факторов почвообразования. В последующем черноземы углубленно изучались многими исследователями как в нашей стране, так и за рубежом.
Еще знаменитый географ и натуралист П.С.Паллас, путешествовавший по России в 1768–1774 годах, так объяснял образование черноземов: «Судя. по скрытым в земле старым древесным пням и корням, степи эти, по-видимому, в незапамятные времена были покрыты лесом».
Сейчас южная граница лесов умеренного пояса приблизительно совпадает с северной границей чернозема. Но то, что водораздельные леса в прошлом распространялись южнее, сомнений не вызывает. Значит, и чернозем хотя бы в какой-то мере формировался под лесами, перелесками, лесостепями.
Тем не менее последнее столетие все настойчивее и последовательнее утверждаются представления о степном генезисе чернозема. Позднее было показано формирование чернозема из болотных и луговых засоленных почв после их отрыва от грунтовых вод. Концепция степного или лугового генезиса чернозема повлекла рекомендации по повышению его плодородия, связанные прежде всего с орошением и внесением удобрений. Сейчас, когда многие из черноземов таким путем превратились в засоленные «белоземы», время задуматься о роли лесов в формировании чернозема. Ведь если чернозем формировался при участии лесов, хотя бы парковых и островных, то деградирует он уже при одном обезлесении, еще до всякой распашки. Значит, для подъема его плодородия нужно полезащитное лесоразведение.
Напротив, если чернозем имеет степное образование, если он формировался под влажными, а то и засоленными лугами, то для подъема его плодородия действительно нужны обводнение, строительство каналов, оросительные мелиорации. Интерес к прошлому наших степей увязывается, таким образом, с практическими запросами современности. В истории образования почв оказывается не только их настоящее, но и будущее.
Экология черноземообразования
Черноземы развиваются в условиях суббореального слабоаридного климата с хорошо выраженной сезонной контрастностью. При большой широтной протяженности черноземной зоны различные фации черноземов существенно различаются между собой по климатическим показателям. Однако по условиям летнего периода – температуре и количеству осадков, а также по наличию зимнего промерзания все черноземы близки между собой. Черноземы распространены преимущественно на платформенных равнинах, но встречаются также островами среди других почв в межгорных впадинах, котловинах и на слабо эродируемых склонах горных систем. Почвообразующей породой для черноземов служат главным образом четвертичные лёссы и лёссовидные породы, карбонатные, пористые. Встречаются черноземы и на третичных глинах.
Гранулометрический состав глинистый, в редких случаях более легкий. Небольшая часть черноземов развита и на элювии плотных горных пород – гранитов, базальтов, песчаников, мергелей, однако в этих случаях они весьма специфичны.
Черноземы – это почвы травянистых формаций, приуроченных к степной и лесостепной зонам. Характерный гумусовый профиль обязан воздействию травянистой растительности с ее мощной, быстро отмирающей и легко гумифицирующейся корневой системой. Роль биологического круговорота в формировании свойств черноземов определяется не столько химическим составом растений степи, сколько его высокой интенсивностью (большим количеством ежегодно обращающихся химических элементов), поступлением основной массы опада внутрь почвы, активным участием в разложении бактерий, актиномицетов, беспозвоночных, для которых благоприятен биохимический состав опада и общая биоклиматическая обстановка. Большую роль в формировании свойств черноземов играет мезофауна, особенно велика роль дождевых червей. Их численность в профиле типичных черноземов достигает 100 и более на 1 м2. При таком количестве дождевые черви ежегодно выбрасывают на поверхность до 200 т почвы на 1 га и в результате суточных и сезонных миграций проделывают большое количество ходов. Вместе с отмершими частями растений дождевые черви захватывают частицы почвы и образуют в процессе переваривания прочные глино-гумусовые комплексы, выбрасываемые в форме копролитов. По мнению Г. Н. Высоцкого, черноземы в значительной степени обязаны дождевым червям своей зернистой структурой.
Целинная степь была местом обитания большого количества позвоночных. Наибольшую численность и значение имели землерои (суслики, слепыши, полевки и сурки), которые перемешивали и выбрасывали на поверхность большое количество земли. Устраивая в почве норы, они образовывали кротовины – ходы, засыпанные массой верхнего гумусного слоя. Благодаря перемешиванию почвы грызуны постепенно обогащали гумусовые горизонты карбонатами, чем замедляли процессы выщелачивания, а глубокие горизонты – гумусом, что приводило к опусканию границы гумусового горизонта. Таким образом, их деятельность способствовала формированию наиболее характерных свойств черноземов.
В настоящее время целинных черноземов практически не осталось. Большая часть их распахана. Биологический фактор почвообразования при вовлечении черноземов в земледелие существенно изменился.
Строение почвенного профиля
В – горизонт, переходный к породе, имеет преимущественно бурую (до палевой) окраску; с языками и затеками гумуса, призмовидную структуру; по степени гумусированности, признакам иллювиирования веществ, наличию и формам выделения карбонатов, характеру структуры, обилию кротовин обычно разделяется на несколько подгоризонтов; в оподзоленных и выщелоченных черноземах разделяется на горизонты – Bt в верхней части и Вса в нижней, а в других подтипах выделяется как Вса;
С – материнская порода, обычно Сса.
Свойства черноземов
В черноземах слабо развиты процессы разрушения, перемещения и превращения минералов тонких фракций. Оглинивание заметно проявляется только в черноземах теплых фаций, где оно приводит к накоплению ила в верхней и средней частях профиля. Такие черноземы описаны в Молдавии и Предкавказье.
Элювиально-иллювиальная дифференциация почвенной толщи по гранулометрическому, минералогическому и химическому составу или не проявляется, или развита слабо. В частности, в оподзоленных, выщелоченных, осолоделых и солонцеватых черноземах верхняя часть профиля несколько обеднена, а горизонт В обогащен илом, алюминием, железом.
В типичных черноземах распределение ила, кремния, алюминия, железа равномерное или почти равномерное. Существенны различия лишь в распределении гумуса и связанных с ним биофильных элементов, а также кальция и магния, карбонатов. Минералогический состав черноземов определяется прежде всего составом почвообразующих пород. В черноземах, сформированных на лёссах и лёссовидных суглинках, во фракции>1 мкм преобладают кварц (60-80%) и полевые шпаты (10-20%). Тяжелые минералы составляют 2%, остальное приходится на карбонаты кальция и магния. В составе ила преобладают гидрослюды (50-60%), затем минералы с расширяющейся решеткой (30-40%) и каолинит (менее 10%). Распределение этих минералов по профилю близко к равномерному, однако характерно пониженное содержание монтмориллонита и повышенное гидрослюд в поверхностном горизонте.
Черноземы относятся к числу почв, наиболее богатых гумусом. В наиболее сильно гумусированных тучных черноземах его содержание в поверхностном слое достигает 10-12%, а запас гумуса в метровом слое мощного чернозема может быть 600-700 т/га. В составе гумуса черноземов преобладают гуминовые кислоты, а среди них фракция, связанная с кальцием. Гумус отличается высокой степенью полимеризации и конденсированности и прочной связью с глиной. Он обладает слабой способностью к миграции и устойчив к микробному разложению, что приводит к его накоплению в почве.
Черноземы обладают высокой емкостью катионного обмена, особенно в гумусовом горизонте, богатом органическими коллоидами (до 50 мг-экв на 100 г почвы). В составе поглощенных оснований преобладает кальций, содержание магния в 5-8 раз меньше. Типичные, обыкновенные и южные черноземы полностью насыщены основаниями, оподзоленные и выщелоченные содержат небольшое количество обменного водорода в верхнем горизонте, солонцеватые черноземы — небольшое количество обменного натрия.
Реакция почвенного раствора близка к нейтральной. Выщелоченные и оподзоленные черноземы отличаются слабокислой реакцией верхней части профиля, а обыкновенные и южные – слабощелочной реакцией всего профиля.
По словам Л. И. Прасолова (1939), в некоторых отношениях физические свойства характеризуют природу чернозема более ярко, чем его химизм. Черноземы обладают исключительно хорошими водно-физическими свойствами, обусловленными прекрасной зернистой водопрочной структурой гумусового горизонта. Благодаря этой структуре горизонт A, имеет оптимальную порозность, влагоемкость и водопроницаемость. Плотность верхних горизонтов типичного чернозема составляет 1,0-1,2 г/см , порозность метровой толщи в среднем более 50%, водопроницаемость 200 мм/ч и более, полная влагоемкость метровой толщи в среднем около 50%.
Черноземы по сравнению с другими почвами характеризуются более высоким естественным плодородием, имеют мощный гумусовый горизонт, значительно больше содержат гумуca и общею азота в пакетном горизонте с постепенным снижением их по профилю (табл. ).
Валовой запас гумуса и азота в слое 0– 20 см составляет соответственно 60– 220 и 3-15 т на 1 га, а в метровом слое – в 3-4 раза больше. Общее содержание фосфора (P2O5) колеблется от 0,1 до 0,3%, а валовой запас его 2-4,5 т на 1 га. Реакция этих почв близка к нейтральной или слабощелочная (рН 6-8), обменная кислотность, как правило, отсутствует, гидролитическая кислотность колеблется от 0 до 4 мэкв на 100 г.
Черноземы имеют высокую емкость поглощения и степень насыщенности основаниями. У типичного чернозема наибольшая мощность гумусового горизонта, более высокое содержание гумуса, общего азота, фосфора и валовые их запасы (соответственно 120-220, 7-15 и 3,5-4,5 т на 1 га), а также емкость поглощения. К северу – у выщелоченного чернозема и к югу -у обыкновенного и особенно южного черноземов эти показатели снижаются. Реакция почвы слабокислая у выщелоченного чернозема и слабощелочная у обыкновенного и южного, у которых также выше степень насыщенности основаниями, и незначительная или вовсе отсутствует гидролитическая кислотность. У выщелоченных черноземов гидролитическая кислотность достигает часто 3-5 мэкв на 100 г. Все подтипы черноземов богаты калием, общее содержание его равно 2,5-3%, а валовой запас 45-60 т на 1 га. Несмотря на высокое потенциальное плодородие черноземов, обеспеченность их усвояемыми формами азота и подвижным фосфором, особенно старопахотных и слабо удобрявшихся почв, очень часто невысокая. Поэтому на этих почвах наблюдается высокая эффективность фосфорных, а при более благоприятных условиях увлажнения – и азотных удобрений. На старопахотных и слабоудобрявшихся черноземах уменьшаются по сравнению с целинными запасы общего и обменного калия, поэтому на таких почвах, особенно под калиелюбивые культуры (сахарная свекла, картофель, подсолнечник и др.), эффективно применение калийных удобрений (вместе с азотными и фосфорными). Минеральные удобрения эффективнее в более увлажненных западных районах Черноземной зоны, в восточных районах (параллельно с ухудшением условий увлажнения) эффективность их снижается.
| Подтип | Мощность гумусового горизонта , см | Содержание гумуса,% | рН подпой вытяжки | Гидролитическая кислотность мэкв на 100г. | Емкость поглощення мэкв на 100г | Степень насыщенности, V% |
| Выщелоченный | 80—150 | 6—9 | 5,5—6,5 | 2—4 | 45—55 | 85-95 |
| Оподзоленный | 100—180 | 8—12 | 6,5—7 | 0,5—3 | 50—60 | 90-98 |
| Обыкновенный | 60— 1 40 | 5—8 | 7-8 | 0—1 | 40—50 | 95-100 |
| Южный | 40—80 | 3—6 | 7—8 | 0—0,5 | 25—35 | 98-100 |
Классификация черноземов
Классификационное разделение черноземов, несмотря на их большую изученность, до сих пор остается дискуссионным, что является отражением их большого разнообразия. В «Русском черноземе» В. В. Докучаев указывал на «почти бесконечное разнообразие черноземных почв» и на необходимость их подразделения.
Впервые разделение черноземов на подтипы было проведено Н. М. Сибирцевым, который в своей общей классификации почв 1895 г. выделил черноземы темно-шоколадные, обыкновенные, тучные и коричнево-темные, или деградированные. На почвенной карте Европейской России в 1898 г. он показал черноземы южные (шоколадные), обыкновенные, тучные и северные, или деградированные.
Постепенно после работ Л. И. Прасолова, Н. Н. Розова, Е. Н. Ивановой сложилось представление о едином типе чернозема и разделении его на пять подтипов в соответствии с природной зональностью на Русской равнине, где с севера на юг более или менее закономерно прослеживается смена подтипов чернозема: черноземы оподзоленные и выщелоченные в северной лесостепи, черноземы типичные в южной лесостепи, черноземы обыкновенные в северной степи и черноземы южные в южной степи на переходе к сухим степям. Именно так разделяется на «подзональные» подтипы тип черноземов в «Классификации и диагностике почв СССР» (1977).
Однако на сегодняшний день в связи с неразработанностью общих принципов классификации почв не представляется возможным разрешить все противоречия классификации черноземов. Ниже деление черноземов на подтипы дается в соответствии с «Классификацией и диагностикой почв СССР» 1977 г. В этом же документе выделяются следующие роды черноземов: обычные, слабодифференцированные, глубоковскипающие, бескарбонатные, карбонатные (пропитанные), остаточно-карбонатные, карбонатные перерытые, солонцеватые, остаточно-солонцеватые, глубокосолонцеватые, осолоделые, проградированные (вторично-насыщенные), остаточно-луговатые (террасовые), глубинно-глееватые, щельные, слитые. Различия между черноземами разных родов отражают различия в характере материнских пород и истории развития почв. Например, слитые черноземы развиваются на тяжелых глинах, остаточно-карбонатные – на плотных карбонатных породах и т. п.
Виды черноземов выделяются по мощности гумусового горизонта A+АВ (в см):
- сверхмощные >120
- мощные 80– 120
- среднемощные 40– 80
- маломощные 25– 40 очень
- маломощные 9
- среднегумусные 6– 9
- малогумусные 4– 6
- слабогумусированные
Источник