ГИСТОСОЛИ: ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЧВЫ
Несмотря на то что морской климат и малопроницаемая материнская порода способствуют образованию гистосолей, последние не обнаруживают ясной приуроченности к определенному климату или субстрату. Депрессии с близким к поверхности уровнем зеркала грунтовых вод являются местами, благоприятными для формирования гистосолей. Гистосоли образуются
 Рис. 54. Обобщенная блок-диаграмма связи распространения гистосолей с рельефом. |
 МИНИМАЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА (С) В ОРГАНОГЕННОМ СЛОЕ ПОЧВЫ, 0 /, Рис. 55. Содержание органического ¡вещества (углерода), позволяющее отнести горизонты к органическим, при различном содержании глины* |
также на вогнутых склонах в област$х разгрузки грунтовых вод там, где долгое время сохраняются прохладные и восстановительные условия. Некоторые гистосоли образуются на вогнутых возвышенных поверхностях $ условиях прохладного влажного климата, например в некоторых районах Ирландии, Шотландии и т. д. Их часто называют Верховыми торфяниками, верховыми или висячими болотами или климатическими болотами.
Неклиматические гистосоли встречаются вместе с самыми различными почвами.
Объемный вес большей части прстосолей бывает ниже 1 г/см 3 . Фарнхам и Фаней (Farnham, Finney, 1965) приводят даже величину 0,06 г/см 3 сухого веса. 1 С усилением минерализации величйны объемного веса возрастают (Boelter, 1965)
Различия в объемных весах разных гистосолей связаны с количеством минеральных примесей и типом растительности, из которой формируются почвы. Гистосоли обычно насыщены водой и имеют очень высокую влагоемкость. Большая часть влаги находится в крупных порах (гравитационная влага) или в настолько тонких порах, что она недоступна растениям. (Boelter, Blake, 1964). В связи с сильным усыханием гистосолей их водно-физические свойства рекомендуется определять in situ и приводить в расчете на сырое вещество (Boelter, 1964).
Емкость катионного обмена в гистосолях определяется карбоксильными, фенольными и, вероятно, другими функциональными группами (Broadbent, Bradford, 1952). Их количество возрастает с увеличением степени разложенности, и в некоторых почвах отмечались такие огромные величины емкости обмена, как 200 мг-экв/100 г и выше (Broadbent, 1953). Отрицательные заряды органических коллоидов сильно меняются при разных значениях pH: от 10—20 мг-экв при низких pH (3,7 при соотношении воды и почвы 1:1) до 100 мг-экв и более при pH=7 (Dolman, Buol, 1967).
Источник
Гистосоль
В качестве гистозоля используются почвы с (возможно, несколько метров) мощными органическими горизонтами соответственно. Они являются порядком таксономии почв Министерства сельского хозяйства США и эталонной группой почв Всемирной справочной базы почвенных ресурсов (WRB). Большинство гистозолей образовались в условиях кислородного голодания и водонасыщения ( торф ), но их можно найти в прохладных регионах даже при хорошем снабжении кислородом. Они встречаются в основном в северном полушарии Земли и в основном в регионах с холодным влажным климатом в умеренных широтах и бореальной зоне ( Западная Сибирь , Финляндия , Канада ), а также вЭверглейдс в американском штате Флорида , на Суматре , в бассейне реки Конго и в мангровых болотах Азии.
Содержание
Определения
Определения двух систем похожи, но не идентичны. В Таксономии почв гистозоли можно найти в ключе после гелисолей , поэтому органические вечномерзлые почвы относятся к гизолям (гистелам). В WRB гистозоли отделяются раньше криопочв , поэтому органические почвы вечной мерзлоты относятся к гистозолям (криогистозолям). Определения диагностического органического материала ( органического материала ) немного отличаются. В WRB для органического материала требуется не менее 20% органического углерода. В Таксономии почв он составляет от 12 до 20%, в зависимости от водонасыщенности и содержания глины . Минимальная толщина органического материала, необходимого для Histosol, аналогична: 60 см, если органический материал состоит как минимум из трех четвертей волокон мха, в противном случае — 40 см. Если органический материал находится непосредственно на скале, скелете или аналогичном грунте, для Histosol достаточно меньшей толщины.
- Все водонасыщенные гистозоли WRB принадлежат почвам департамента Мура . Однако водонасыщенные гистозоли таксономии почв являются болотами только в том случае, если они содержат не менее 15% органического углерода. И наоборот, только часть болотных почв KA5 относится к гистозолям, потому что гистозоли имеют более строгие критерии мощности, а в некоторых случаях также более строгие критерии содержания органического углерода.
- По данным КА5, почти все неводонасыщенные гистозоли относятся к каменным и скелетно-гумусовымпочвам . Но это гистосоли только в том случае, если они соответствуют критериям содержания органического углерода и минимальной толщины. Требуемая толщина в WRB составляет не менее 10 см, в Таксономии почв она зависит от характера грунта.
Происхождение, использование и распространение
Гистозоли возникают на слегка наклонной местности с низкой активностью почвенных животных и микроорганизмов и, следовательно, с очень плохим разложением. Часто насыщение почвы водой препятствует быстрой деградации растительного материала. В результате органический материал накапливается на поверхности быстрее, чем может быть разрушен, так что могут образовываться мощные органические горизонты почвы.
Значение pH гистозолей обычно находится в кислотном диапазоне, содержание питательных веществ низкое. Поэтому на гистосолях обычно бывает скудная растительность. Если их осушить, велик риск ветровой эрозии . Из-за высокого содержания органических веществ компоненты Histosol служат топливом, а также расщепляются и используются для получения горшечной почвы для садоводства .
Осушение гистозолей приводит к быстрой минерализации органического материала и выделению углекислого газа . Дренаж может быть вызван таянием вечной мерзлоты в результате глобального потепления. Однако во многих местах это вызвано непосредственно людьми, например, на Суматре, где большие площади осушаются для выращивания масличных пальм.
Общая площадь всех гистозолей во всем мире составляет около 3,5 миллионов квадратных километров или 3 процента площади суши, свободной ото льда.
классификация
Таксономия почв Министерства сельского хозяйства США делит гистосоли на пять подотрядов:
Источник
Преодоление потерь углерода при ведении сельского хозяйства на болотных почвах
Во многих регионах мира земледелие ведется на участках почвы, отнесенных к категории гистосолей (болотные почвы). Гистосоли имеют толстый слой богатого органического вещества, называемого торфом. Ученые обеспокоены тем, что земледелие на этих почвах может привести к тому, что они потеряют ценный углерод.
Команда исследователей из Университета Лаваля (Канада) попыталась доказать, что болотные почвы могут быть устойчиво использованы для сельского хозяйства.
Болотные почвы (гистосоли) – органогенные почвы, сформировавшиеся там, где продукция органического вещества была высокой, а скорость его разложения – низкой из-за избыточного увлажнения. Небольшие участки этих почв широко распространены на внутриматериковых болотах или на маршах побережий. Применение дренажа и контроль за уровнем грунтовых вод повышают плодородие этих почв, которые особенно пригодны для выращивания овощных культур. Половина площади, покрытой этими почвами, приходится на тундровую и северотаёжную зоны Евразии и Северной Америки.
Для этого ученые провели двухэтапный эксперимент, который включал добавление различных видов растительного материала в почву. Их работа была похожа на то, как садовник на заднем дворе добавляет компост в почву, чтобы возместить потерянные питательные вещества.
Первая цель состояла в том, чтобы лучше понять разложение растительного материала. Ученые рассмотрели свойства разложения конкретных растительных материалов и то, как они влияют на долговременные запасы углерода в почве. Вторая задача состояла в том, чтобы определить, какое растение работает лучше всего, основываясь на моделировании долгосрочного хранения углерода в почве.
Углерод в этих почвах теряется в результате эрозии, обработки почвы и естественного процесса, называемого минерализацией. Углерод выделяется из почвы в виде углекислого газа — вредного парникового газа, попадающего в атмосферу.
В своем первом эксперименте команда использовала в качестве биомассы три культуры: сорго, мискантус (веерник) и ива. Они помещали растительный материал из этих культур в проницаемые мешки, а мешки — непосредственно в почву.
Затем они проанализировали, какие растительные материалы имели лучшие характеристики разложения. Те, что разрушаются медленно, лучше всего подходят для более длительного хранения углерода в почве.
Полевое исследование разложения дало учёным данные о том, что произошло с тремя различными растительными материалами в течение 17 месяцев. Хорошим кандидатом станет урожай, который будет дольше сохраняться в почве, потому что накопление углеродного запаса будет более эффективным, поэтому нужно меньше биомассы, применяемой каждый год. При этом важны характеристики стабильности растительного материала.
Затем исследователи использовали данные разложения, чтобы смоделировать, насколько каждое растение поможет почве в течение длительного периода времени. Они обнаружили, что мискантус и ива работают гораздо лучше, чем сорго. Они также рассчитали количество растений, которые помогут почвам быть наиболее устойчивыми.
«Если у вас есть такой урожай, как мискантус, который разлагается меньше, чем сорго, накопление с годами намного эффективнее, — объясняют исследователи. — Имитационная часть добавила новую перспективу, потому что мы тогда смогли увидеть, что равновесие углерода — это то, что может быть достигнуто. Было фантастично видеть, что добавление растительного материала из года в год позволяет фермерам преодолевать недостаток углерода, потерянного при выращивании в гистосолях».
Они добавляет, что трудно оценить, когда эти фермеры могли бы перенять эту практику. Однако вполне возможно, что в течение следующих 10 лет эта новая практика сохранения почв может быть использована фермерами.
В то время, как многие ученые не считают, что гистосоли должны использоваться для сельского хозяйства, у многих фермеров нет выбора. Для того чтобы сельскохозяйственное сообщество и перерабатывающие предприятия могли зарабатывать себе на жизнь, фермеры должны выращивать сельскохозяйственные культуры на доступных им землях.
Результаты команды из Университета Лаваля очень важны для решения проблемы. Это исследование показывает, что можно обрабатывать эти почвы устойчиво.
Ученые боялись, что данное исследование будет подвергнуто критике, потому что это новый взгляд на растениеводство на этих очень особых почвах. Многие ученые считают, что культивируемые гистосоли должны быть возвращены в их естественное состояние, или что процесс деградации этих почв необратим. Но этот проект действительно нацелен на разработку устойчивого способа выращивания высокоценных культур на этих почвах.
Источник