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: 1852 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
Генезис болотных почв
Болотные почвы относятся к интразональным и встречаются во многих зонах. Основные их площади (около 70 млн. га) находятся в тундровой и таежно-лесной зонах России. В более южных зонах они распространены значительно меньше, где приурочены в основном к поймам рек и отличаются зональными особенностями.
Образование и развитие болотных почв связано с избыточным увлажнением, возникающим под воздействием поверхностных или грунтовых вод. Причинами поверхностного переувлажнения может быть застаивание воды в понижениях рельефа (западины, котловины) при ее накоплении за счет поверхностного стока с окружающих повышенных участков. Вода может застаиваться и на равнинных территориях при отсутствии или слабом проявлении поверхностного стока и наличии водоупорных горизонтов в толще почвы или почвообразующей породе. Например, в случае развития почв на двучленных отложениях с песчано-супесчаной верхней толщей и подстиланием тяжелыми покровными или моренными слабоводопроницаемыми породами. Переувлажнение почв возникает также при близком залегании к поверхности грунтовых вод. При насыщении почвенных горизонтов до полной влагоемкости создаются условия для появления и развития приспособленной к переувлажнению болотной растительности и образования болотных почв.
Болотные почвы формируются при развитии двух процессов — торфообразования и оглеения. Их часто объединяют под названием «болотный процесс».
В зависимости от проявления процесса торфообразования среди болотных почв выделяют болотные торфяные и болотные минеральные почвы. К последним относятся перегнойно-глеевые и иловато-глеевые. Основные площади болотных почв представлены болотными торфяными почвами. Торфообразование — накопление на поверхности почвы полуразложившихся растительных остатков в результате замедленной их гумификации и минерализации в условиях избыточного увлажнения. На начальных стадиях заболачивания переувлажнение почвы вызывает смену растительности: поселяются влаголюбивые автотрофные растения, которые затем могут сменяться зелеными мхами, кукушкиным льном и наконец сфагнумом.
Возникающие при избыточном увлажнении анаэробные условия резко затормаживают процессы минерализации и гумификации отмирающей растительности. На поверхности почвы начинают накапливаться полуразло- жившиеся органические остатки, формируя постепенно слой торфа. Превращение органических веществ при торфообразовании представляет собой сложный биохимический процесс, в котором участвуют различные группы микроорганизмов. Наибольшее изменение торфяной массы происходит в поверхностном 5-10 сантиметровом слое, где возникает кратковременная аэрация. При этом часть растительных остатков гумифицируется. Нижележащие слои торфяной массы, находясь в условиях постоянного устойчивого анаэробиозиса, почти не изменяются. Поэтому в составе органического вещества торфа присутствуют растительные остатки, в разной степени затронутые разложением, частично продукты их гумификации (гумусовые вещества) и промежуточные продукты распада органических веществ отмерших растений. Прирост торфа в таежной зоне в год составляет 0,27-0,67 см. Степень изменения растительных остатков при торфообразовании в значительной мере зависит от их химического состава (содержания азота, оснований), реакции среды.
Наиболее распространенными растениями -торфообразователями являются осоки, пушицы, камыш, тростник, вейник, рогоз, канареечник и т. д., среди полукустарников и древесных — багульник, клюква, вереск, ива, береза, ольха черная и серая, сосна обыкновенная, ель, лиственница и т. д. Особенно важную роль в торфообразовании играют мхи: гипновые, кукушкин лен и белые сфагновые. Состав болотной растительности, смена одних группировок другими в большой степени зависят от состава и свойств заболачивающихся почв и переувлажняющих их вод. При устойчивом переувлажнении богатых почв (дерново-глеевых, луговых и др.) развиваются болотная травянистая растительность, некоторые виды кустарниковых и древесных растений, требовательных к условиям питательного режима. Такая же по составу болотная растительность развивается и при переувлажнении почв водами, содержащими повышенное количество различных минеральных соединений (бикарбонатов кальция, растворимых форм элементов питания).
На таких участках торфяные горизонты образуются при близкой к нейтральной или слабощелочной реакции, при которой активнее идут процессы гумификации и разложения растительных остатков. Образующийся при этом торф характеризуется повышенной степенью разложения, большим содержанием в составе органического вещества торфа гумусовых соединений. Подобные условия обычно создаются в понижениях рельефа (шлейфы склонов, притеррасные поймы и т. д.). В связи с отмеченными особенностями развития болотного процесса такие болота и соответствующие им торфяные болотные почвы получили название низинных.
На водораздельных участках переувлажнение обычно создается за счет застаивания на поверхности или водоупоре в толще почв или породы бедных минеральными веществами вод атмосферных осадков. В этих условиях устойчиво развиваются малотребовательные растения-торфообразователи — сфагновые мхи, угнетенные формы сосны, березы, багульник, клюква и др. Бедные зольными элементами и азотом остатки такой болотной растительности формируют слаборазложившийся торф с невысокой долей участия его в составе органического вещества гумусовых соединений. Болота и болотные торфяные почвы, развивающиеся в этих условиях, получили название верховых.
Заторфовывание водоемов. Основной путь образования болотных почв связан с описанными явлениями заболачивания суши под влиянием устойчивого избыточного увлажнения, поселения болотной растительности и формирования торфяных горизонтов. Образование торфяных болотных почв происходит также при заторфовывании водоемов (озер, заводей рек, стариц и т. д.). При отмирании планктона (водоросли, моллюски и др.) его масса смешивается на дне с минеральным илом, образуя сапропель (гниющий ил). По мере нарастания толщи сапропеля на нем, начиная с мелководья, у берегов поселяются земноводные растения — камыш, тростник и др. При их отмирании на сапропеле постепенно образуется торфяная масса, заполняющая мелководье. Процесс нарастания торфа усиливается за счет отмирающих остатков плавающих растений — сабельника, телореза и др. При заторфовывании водоемов могут образовываться наиболее мощные торфяники (до 15 м и более).
О г л е е н и е. Постоянное переувлажнение при заболачивании минеральных горизонтов приводит к развитию в них процесса оглеения. Оглеение (глееобразование) — это сложный биохимический восстановительный процесс, протекающий в анаэробных условиях при переувлажнении почв при непременном наличии органического вещества и участии анаэробных микроорганизмов. Важнейшие явления, протекающие при оглеении, — восстановление элементов переменной валентности (Fе, Мn, S, N и др.), разрушение алюмосиликатов, образование вторичных алюмоферрисиликатов, взаимодействие подвижных продуктов минеральных соединений с активными формами водорастворимых органических веществ и образование подвижных органо-минеральных соединений.
Наиболее характерная черта глееобразования — восстановление окисного железа в закисное. Оно может происходить, по-видимому, как в результате ферментативной деятельности микроорганизмов, так и воздействия продуктов жизнедеятельности анаэробной микрофлоры (Н2, Н2S, масляная кислота и др.) и гумусовых кислот. При восстановлении окисного железа происходит растворение (снятие) железистых пленок на поверхности почвенных минералов. В результате этого почвенная масса приобретает осветленную сизоватую окраску, свойственную исходным минералам. Такая окраска усиливается и за счет образования вторичных алюмоферрисиликатов, в состав которых входит закисное железо. Поэтому горизонты, где развиваются устойчивые процессы оглеения, имеют сизоватую, грязно-зеленоватую или голубоватую окраску. Такие горизонты называют глеевыми.
Если оглеение носит периодический характер и сменяется развитием окислительных процессов или не достигает высокой интенсивности, то обычно сплошного глеевого горизонта не образуется, а формируется горизонт с отдельными сизовато-зеленоватыми и ржаво-охристыми пятнами. Такие горизонты называют глееватыми. Процессы оглеения развиты не только в собственно болотных почвах, но и во многих типах почв, относящихся к полугидроморфным (луговые, глеево-подзолистые, дерново-глеевые, солоди и др.).
При оглеении Мn восстанавливается до Мn 2 . + Повышенные его количества токсичны для растений. При устойчивом оглеении сера восстанавливается до Н2S, FеS.Значительным превращениям при оглеении подвергаются соединения азота и фосфора. При оглеении развивается процесс денитрификации, что может вызвать значительные потери азота почвы и вносимых удобрений. Изменение фосфатного режима обусловлено образованием в оглеенных горизонтах фосфатов закиси железа типа вивианита, и при периодической смене восстановительных процессов окислительными — накоплением труднодоступных растениям фосфатов окисного железа. Оглеение вызывает дезагрегацию почвенной массы. Глеевые горизонты характеризуются высокой плотностью. Таким образом, оглеение существенно ухудшает условия питательного режима и физические свойства почв. Для их улучшения требуется коренное изменение водно-воздушного режима.
Если оглеение возникает в верхних горизонтах в случаях поверхностного их переувлажнения и носит временный характер, то такое его проявление приводит к развитию элювиально-глеевого процесса. Элювиально-глеевый процесс, развиваясь в условиях контрастного водного режима, характеризуется:
контрастным проявлением окислительно — восстановительных процессов в верхних горизонтах профиля — резким снижением ОВ-потенциала в период временного переувлажнения с последующим повышением потенциала при просыхании почвы и нарастании аэрации;
превращением органических веществ с образованием большого количества подвижных и агрессивных форм — фульвокислот, низкомолекулярных кислот, полифенолов;
образованием подвижных восстановленных форм железа и марганца, а в условиях кислой реакции и подвижных соединений алюминия;
активным взаимодействием агрессивных органических веществ с компонентами минеральной части почвы с образованием водорастворимых комплексных органо-минеральных соединений и их миграцией с нисходящим или боковым током воды.
Указанные особенности элювиально-глеевого процесса определяют широкое его участие в образовании осветленных элювиальных горизонтов в почвах с явлениями временного поверхностного избыточного увлажнения (подзолистых, болотно-подзолистых, солодях, серых лесных, глеевых и др.).
Источник