Лекция почвы степной зоны

Почвы степной зоны

Черноземные почвы расположены южнее зоны серых лесных почв. Они простираются в виде сплошной,, но неровной полосы, начиная от границы с Румынией до Алтая. Восточнее Алтая черно­земная зона имеет островной характер. Черноземы распростране­ны здесь по межгорным котловинам и впадинам. Основные масси­вы черноземов распространены в лесостепной и степной зонах России — центральные области, Северный Кавказ, Поволжье, За­падная Сибирь.

Природные условия почвообразования

Климат. Он неоднороден, особенно в степной зоне. При движении с запада на восток количество тепла постепенно умень­шается, нарастают сухость и континентальность климата. Средне­годовая температура колеблется от 10 «С на западе до — 2 «С на вос­токе (Забайкалье). Сумма температур > 10 °С составляет в лесо­степной части зоны 2400—3200 °С на западе, 1400—1600 «С на вос­токе, а в степной части соответственно 2500—3500 и 1500—2300 °С. Продолжительность периода с температурой > 10 °С составляет в западных районах лесостепи 150—180 дней, в восточных — 90—

120 Дней, а в степной зоне — соответственно 140—180 и 97—140 дней.

Годовое количество атмосферных осадков на западе и в Пред­кавказье составляет 500—600 мм, при продвижении на восток уменьшается: в Поволжье до 300—400 мм, в Западной Сибири и Забайкалье до 300—350 мм. Большая часть годовых осадков выпа­дает в летний период (40—60 %), которые неравномерно распреде­ляются во времени и нередко имеют ливневый характер. Количе­ство зимних осадков невелико, особенно в Сибири; они образуют маломощный, неустойчивый снеговой покров, что способствует глубокому и сильному промерзанию сибирских черноземов.

В лесостепной части зоны соотношение между количеством осадков и испаряемостью приближается к единице; здесь господ­ствует периодически промывной режим. В степной части зоны в черноземах складывается непромывной водный режим; отноше­ние количества осадков и испаряемости составляет 0,5—0,6. Глу­бина промачивания почв уменьшается в южном направлении.

В западных районах зоны с более продолжительным вегетаци­онным периодом с многоснежной и мягкой зимой возделывают широкий ассортимент сельскохозяйственных культур. На востоке зоны суровые, продолжительные и малоснежные зимы, что огра­ничивает набор сельскохозяйственных культур, затрудняет и дела­ет невозможным перезимовку озимых и возделывание многолет­них бобовых трав, ограничивает выращивание плодовых.

Рельеф. Рельеф зоны черноземных почв равнинный, слабо­волнистый или увалистый. Наибольшей расчлененностью харак­теризуются территории Средне-Русской, Приволжской возвы­шенностей, Общего Сырта и Донецкого кряжа.

В азиатской части черноземные почвы распространены на юге Западно-Сибирской низменности со слабо расчлененным релье­фом. Восточнее черноземы встречаются на равнинных и предгор­ных территориях Алтая, Минусинской впадины и Восточных Саян.

Почвообразующие породы. В основном они пред­ставлены лёссами и лёссовидными суглинками (от легких до тяже­лых суглинков).

Глинистые почвообразующие породы встречаются на террито­рии Окско-Донской низменности, в Предкавказье, Поволжье и Заволжье, в ряде районов Западной Сибири. В некоторых районах черноземы развиваются на элювиальных плотных осадочных по­родах (мел, опоки и др.).

Лёссы и лёссовидные суглинки очень податливы процессам водной эрозии, что обусловливает смыв почв на крутых склонах и развитие оврагов.

Особенностью химического состава почвообразующих пород черноземной зоны является их карбонатность, в отдельных про­винциях (Западно-Сибирская, частично Среднерусская) — засо­ленность.

Растительность. Та растительность, под влиянием ко­торой сформировались черноземы, в настоящее время практичес­ки не сохранилась. Былая площадь черноземных почв распаха­на, остальную используют в качестве пастбищ и сенокосов.

Естественная растительность в прошлом в лесостепи характе­ризовалась чередованием лесных участков с луговыми степями.

Леса частично сохранились по водоразделам, балкам и речным террасам. В европейской части зоны лесная растительность пред­ставлена преимущественно дубом, в Западной Сибири — березо­выми колками.

Травостой луговых степей был представлен мезофильными ви­дами, разнотравьем, бобовыми: высокостебельные ковыли, тип­чак, тимофеевка степная, ежа сборная, шалфей луговой, таволга, горицвет, осока низкая, клевера, эспарцет, лядвенец и др. Проек­тивное покрытие достигало 90 %.

Южнее луговые степи характеризовались разнотравно-ковыль­ными и типчаково-ковыльными ассоциациями. В их травостое от­носительно большее участие принимали ксерофитные растения, основной фон которых в разнотравно-ковыльных степях состав­ляли узколистные ковыли, типчак, тонконог, степной овес, шал­фей поникший, горицвет волжский, колокольчики, осока призе­мистая, подорожник степной, молочай, клевер горный и др. В тип-чаково-ковыльных степях преобладали низкостебельные перис­тые ковыли, тырса, типчак, житняк, осоки. Дефицит влаги способствовал развитию в этих степях эфемеров и эфемероидов — мортук, луковичный мятлик, тюльпаны, бурачок, полыни со сте­пенью проективного покрытия 40—60 %.

К настоящему времени естественная растительность сохрани­лась в основном лишь на крутых склонах, в балках, каменистых почвах, заповедных участках.

Наиболее важными процессами образования черноземов явля­ются дерновый и элювиальный. Последний выражен в основном в профильной миграции гидрокарбоната кальция, который образу­ется при разложении растительных остатков, богатых кальцием.

Эти процессы развиваются под многолетней растительностью травянистых степей в лесостепной и степной зонах в условиях пе­риодически промывного и непромывного водных режимов и фор­мируют гумусовый и карбонатный профили чернозема.

Ежегодный опад под растительностью луговых степей Алтая со­ставляет 10—20 т органической массы на 1 га, из которых на долю корней приходится до 80 %. В биологический круговорот из этой массы вовлекается от 600 до 1400 кг/га азота и зольных элементов. Это значительно больше, чем поступает на каждый гектар с опадом широколиственных лесов (150—500 кг) или с опадом травяни­стой растительности сухой степи на каштановых почвах (200— 250 кг).

Развитие дернового процесса при формировании черноземов обусловило образование мощного гумусово-аккумулятивного го­ризонта, накопление элементов питания растений и оструктуривание профиля.

При минерализации органических остатков травянистых фор­маций в Черноземной зоне создаются близкие к оптимальным усло­вия для гумусообразования. Особенно это проявляется весной и ранним летом, когда в почве достаточно влаги и наиболее благопри­ятная температура. В период летнего иссушения микробиологичес­кие процессы ослабевают, усиливаются реакции поликонденсации и окисления, приводящие к усложнению гумусовых веществ. Гуми­фикация идет в условиях избытка кальциевых солей, насыщения гу­мусовых веществ кальцием, что практически исключает формиро­вание и вынос водорастворимых органических соединений.

Для черноземного процесса почвообразования свойственны гуматный тип гумуса, сложность гуминовых кислот, преимуще­ственное закрепление их в форме гуматов кальция, пониженное присутствие фульвокислот. Под воздействием гумусовых веществ разложения почвенных минералов практически не происходит; их взаимодействие с минеральной частью почвы приводит к образо­ванию устойчивых органоминеральных соединений.

Вторичные минералы (монтмориллонит и др.) при чернозем­ном процессе образуются как при выветривании первичных мине­ралов, так и путем синтеза из продуктов разложения опада, но они не перемещаются по профилю почвы.

Вместе с накоплением гумуса при черноземообразовании идет закрепление в форме сложных органо-минеральных соединений важнейших элементов питания растений (N, Р, S, Са и др.), а так­же возникновение в гумусовом слое зернистых водопрочных агре­гатов. Последние образуются не только в результате клеящей спо­собности гумусовых веществ, но и при воздействии на почву жи­вых корней травянистых растений и интенсивной жизнедеятель­ности почвенных животных, особенно червей.

Таким образом, важнейшими особенностями генезиса черно­земов являются образование гумусовых веществ, преимуществен­но гуминовых кислот, взаимодействие их с минеральной частью почвы, образование органоминеральных соединений, водопроч­ной макроструктуры и вынос из верхних горизонтов почвы легко­растворимых продуктов почвообразования.

Неоднородность факторов почвообразования, изменения кли­матических условий, растительности определяют особенности черноземообразования в пределах зоны.

Наиболее благоприятные условия для черноземного процесса складываются в южной части лесостепной зоны с оптимальным гидротермическим режимом, приводящим к формированию мак­симальной биомассы. Севернее более влажные условия климата способствуют выносу оснований из опада, выщелачиванию и даже оподзоливанию черноземных почв.

Южнее уменьшается количество атмосферных осадков, нарас­тает дефицит влаги в почве, снижается количество поступающих в почву органических остатков, усиливается их минерализация, что приводит к снижению интенсивности гумусообразования и гумусонакопления.

В соответствии с особенностями факторов почвообразования в зоне черноземов выделяют следующие подзоны: оподзоленных и выщелоченных черноземов, типичных черноземов, обыкновен­ных черноземов, южных черноземов.

Первые две подзоны относятся к южной лесостепи, третья и четвертая — к степи.

Изменения климата, растительности в Черноземной зоне в на­правлении с запада на восток привели к фациальным различиям черноземных почв, проявляющимся в разной мощности гумусово­го слоя, содержании гумуса, формах выделения карбонатов, глуби­не промывания, особенностях водного и теплового режимов.

Черноземы южноевропейской фации, Придунайской и Предкавказской провинций формируются в условиях более мягкого и влажного климата. Они почти не промерзают, быстро оттаивают, глубоко промываются. Биологический круговорот протекает ин­тенсивно; почвообразование охватывает более мощный слой по­чвы; формируется большая мощность гумусового горизонта при относительно невысоком содержании гумуса (3—6 %). Профиль почвы характеризуется большей промытостью, глубоким залега­нием гипса и мицелярной формой карбонатов.

К востоку нарастает континентальность климата, сокращается период вегетации, увеличиваются время и глубина промерзания почв. Черноземы центральных провинций (Среднерусская, Завол­жская) развиваются в умеренно континентальных условиях, отно­сятся к средне- и высокогумусным (6—12 %).

Черноземы западносибирской и восточносибирской фаций глубоко промерзают и медленно оттаивают; уменьшаются глубина промачивания и распространение корневых систем растений; со­кращается период активного разложения органических веществ. Мощность гумусового горизонта этих черноземов меньше, чем в центральных провинциях, а гумуса в верхнем горизонте несколько больше (5,5—14 %). Сильное растрескивание черноземов в холод­ное время (и вхождение Na + в ППК) обусловливает языковатость гумусового профиля. Черноземы восточносибирской фации ха­рактеризуются наименьшей мощностью гумусового горизонта с содержанием гумуса от 4 до 9 %, которое резко снижается с глуби­ной.

С продвижением на восток от центральных провинций умень­шается количество атмосферных осадков и солевые горизонты за­легают на меньших глубинах. Как следствие малой промытости почв наблюдается комплексность почвенного покрова.

Далее к востоку черноземные почвы развиваются в предгорных условиях и горных котловинах с большим выпадением осадков, что приводит к более глубокому вымыванию легкорастворимых солей.

Отмеченные зональные и фациальные особенности черноземо-образования находят отражение в степени выраженности основ­ных признаков черноземного типа почв.

Сельскохозяйственное использование почв существенно изме­няет природный процесс почвообразования. Прежде всего изме­няются характер биологического круговорота веществ, условия формирования водного и термического режимов.

С пахотных угодий при выращивании сельскохозяйственных культур ежегодно отчуждается большая часть создаваемой биомас­сы, в почву поступает значительно меньше органических остатков. Почва при возделывании яровых и пропашных культур долгое вре­мя остается без растительного покрова, что приводит к уменьше­нию поглощения почвой зимних осадков, усилению промерзания, ухудшению водного режима.

При распашке целинных черноземов разрушается структура почвы как под влиянием усиления минерализации гумуса, так и механических обработок. Происходит снижение гумуса и азота в пахотном слое. Так, количество гумуса в обыкновенном черноземе за 300 лет уменьшилось на 27 % и азота — на 28 % (Адерихин, 1964). Среднегодовые потери гумуса из пахотного слоя типичных и вы­щелоченных черноземов составляют 0,7—0,9 т/га (Чесняк, 1983).

В пахотных почвах Центрально-Черноземной зоны по сравне­нию с целинными и залежными землями в пахотном слое про­изошло значительное снижение гумуса и общего азота

Источник

Агрономическая оценка и сельскохозяйственное использование почв степной, полупустынной и пустынной зоны

Лекция № 6

1.Условия почвообразования и генезис каштановых и бурых почв

2. Лугово-каштановые почвы.

3. Особенности с/х использования и приемы окультуривания почв зоны сухих степей.

4. Агрономическая оценка почв пустынной зоны.

5. Почвы горных областей.

1. Зона сухих и полупустынных степей тянется узкой полосой от берегов Дуная до степной части Украины, включает часть Ставропольского края, Поволжье, юг Западной Сибири, Минуссинскую степь.

Общая площадь зоны свыше 100 млн. га (12,8% почв РФ), из которых 43,2 млн га– каштановые почвы (4,8%); бурые почвы – 46 млн га.

В зоне 1/3 почвенного покрова занята солонцами, солончаками и их комплексами.

Климат зоны континентальный, засушливый, жаркий, в течении года выпадает около 180-300 мм осадков, большая часть осенью, зимой и весной.

Летние осадки выпадают в виде ливней, быстро испаряются.

Снежный покров имеет небольшую мощность – 10-15 см. Дуют сильные ветры, снег часто сдувается в низины. Снег тает быстро, почва промачивается на незначительную глубину, происходит сильное испарение. Характерен выпотной тип водного режима и наблюдается резкая смена суточных температур.

Рельеф зоны неоднороден. В Ставропольском крае и Прикаспийской низменности преобладают равнины с характерными микропонижениями глубиной 40-100 см, которые называются подами. В Прикаспийской низменности характерными являются морские и древнеаллювиальные отложения. Особенностью этих пород является их карбонатность и часто засоленность.

Растительность зоны характеризуется наличием полынно-типчаковых ассоциаций с участием ксерофитов (растения, имеющие короткий вегетационный период, которые хорошо переносят недостаток влаги). Характерною особенностью растительности является то, что она покрывает 40-50% поверхности почвы. Урожай естественных трав составляет 8-10 ц/га сухой массы и 30-40 ц/га – корневой системы. В засушливых условиях происходит усиленная минерализация гумуса и органического вещества, что приводит к незначительному накопления гумуса. Отсюда особенностью почвообразования зоны являются слабо выраженные процессы образования гумуса и перераспределения по профилю водорастворимых солей.

Свойства каштановых почв зависят от подтипа почв и вида. Темно-каштановые характеризуются большим содержанием гумуса, более мощным гумусовым профилем. В профиле отсутствует перераспределение кремнезема и илистых частиц. В темно-каштановых почвах содержание валового N 0,25-0,30%, Р 0,5-0,6%; К 1,5-2,0%.

Светло-каштановые почвы залегают в основном на засоленных материнских породах, что часто вызывает их солончаковатость.

Бурые почвы формируются в южной части зоны в более засушливых условиях с бедной растительностью и сильной насыщенностью материнской породы минеральными солями. Они по своим свойствам близки к светло-каштановым почвам, но отличаются по следующим признакам:

1) МГГ не превышает 10-15 см; окраска бурая, но гумусовый горизонт осветлен, а горизонт В более темный, вскипают с поверхности.

2) Гипс и легкорастворимые соли залегают выше.

3) Содержание гумуса, как правило, не превышает 2%.

4) Чаще всего бурые почвы бывают солонцеватыми, емкость поглощения в горизонте В около 12-18 мг-экв / 100г почвы.

2. Лугово-каштановые почвы встречаются среди каштановых почв в подах (понижениях), надпойменных террасах, в местах с повышенным увлажнением за счет скопления атмосферных вод.

Растительный покров этих участков более развит, что способствует большему накоплению гумуса до 4-6% с преобладанием гуминовых кислот. В переходном горизонте В₁ наблюдаются затеки гумуса и гумусовая пленка на гранях структурных отдельностей. МГГ больше, соли залегают глубже.

Подтипы:

1) Луговато-каштановые – 4 -7% гумуса;

2) Лугово-каштановые – 3-6% гумуса.

Виды:

2) Светлые –

В северной и центральной частях зоны на темно-каштановых и каштановых почвах, характеризующихся более высоким природным плодородием, возделываются лучшие сорта твердой пшеницы, а также кукуруза, просо, подсолнечник, бахчевые и другие культуры.

Светло-каштановые почвы вследствие неблагоприятного водного режима могут быть использованы под земледелие только при орошении или выборочно при интенсивном снегозадержании и применении других приемов, направленных на накопление и бережное использование влаги. На светло-каштановых почвах без орошения получают невысокие и неустойчивые урожаи.

В связи с широким распространением каштановых почв легкого механического состава первостепенное значение имеет борьба с ветровой эрозией.

Также важными приемами улучшения почв сухих степей являются:

1) Накопление и сохранение влаги;

2) Использование различных видов орошения;

3) Солонцеватые разности требуют гипсования, а также можно применять фитомелиорацию, т. е. посев трав, способствующих выносу солей из нижних горизонтов и улучшающих структуру (люцерна, пырей бескорневищный, донники желтый и белый).

4. Пустынная зона расположена в основном в Средней Азии и Казахстане.

Зона занимает свыше 130 млн. га, из них около 30% занимают солончаки и солонцы, 36% – песчаные почвы.

Климат зоны крайне засушливый, среднегодовая температура свыше +18 о С, средняя температура в июле до +35-45 о С, а почвы до – +80 о С. Осадков выпадает 70-150 мм, в основном зимой и ранней весной. Они сдуваются в отрицательные формы рельефа.

Зональными типами почв являются серо-бурые почвы, такыры и пустынно-песчаные почвы. Встречаются также луговые и лугово-болотные засолённые почвы.

Почвообразующие породы – элювий гипсоносных третичных пород и аллювиальные песчаные отложения.

Растительность характеризуется ксерофитностью, изреженностью и комплексностью. Преобладают полукустарники и кустарники, осока песчаная, мятлик луковичный, полыни.

Процесс гумусообразования отличается прерывистостью и кратковременностью. Поэтому профиль серо-бурых почв состоит из небольшой (3-5 см) серой корочки, которая переходит в слоеватый горизонт А мощностью 5-7 см.

Затем идет В_к (25-30 см), он уплотнен, содержит белоглазку. Структура призмовидная, а в нижней части содержится гипс (на глубине 30 см). С глубины 40 см появляются легкорастворимые соли. Общая мощность профиля 50-60 см. Гумуса содержатся менее 1%. Количество азота незначительное. Реакция щелочная. Большая часть этих почв используется как пастбища, незначительная часть освоена и используется как пашня при орошении.

Такыры – особый тип почв глинистых пустынь. Это дно высохших озер. Расположены в основном на равнинных участках, на них не произрастает высшая растительность, а в периоды увлажнения они покрываются лишайниками и зелеными водорослями. При высыхании растрескиваются.

Мощность профиля 30-40 см, присутствует очень плотная корочка до 3 см.

Такыры распаханы всего на 0,4% в оазисах (выращивают хлопчатник, кукурузу, люцерну).

Сероземы – это почвы предгорно-пустынных степей. Они распространены в Средней Азии, Закавказье. Занимают 33 млн. га. Материнской породой служат лессы и лессовидные суглинки. Осадков выпадает 150-200 мм. Ку = 0,12-0,15.

Что характерно для этой зоны: растения проходят фазы вегетации очень быстро, имеют укороченный цикл развития. Растительность ксерофитная и эфемерная: живородящий мятлик, пустынная осока. В весенний период активно протекают процессы почвообразования, т.е. гумусообразование и минерализация органических веществ. Поэтому содержание гумуса 1-2,5%, МГГ = 6-20 см, ЕКО = 9-18 мг-экв/100г. Гумус часто распределяется по всему профилю. На глубине 60-80 см залегает слой с гипсом. Для сероземов характерна микропористость, т.к. очень высока микробиологическая активность. Высокая щелочность и карбонатность почвы увеличивается с 20 см и глубже.

Основные признаки и свойства сероземов:

1) Слабая дифференциация профиля на генетические горизонты;

2) Слабая выраженность макроструктуры;

3) Рыхлое сложение;

4) Очень много почвенной фауны, перерытость профиля;

5) Высокая карбонатность всего профиля, реакция щелочная;

6) Оглиненность профиля по сравнению с материнской породой.

Горизонты: А, В, Вк и Ск.

Используются для выращивания хлопчатника, бахчевых культур, кукурузы.

Источник