geolike.ru

Типы почв - чернозем и солонец

Чернозем.

Черноземы наиболее плодородные почвы. Чернозем как тип почвообразования формируется в результате следующих ведущих процессов: дерновый процесс; образование и накопление гумусовых веществ (гумификация); выщелачивание и миграция простых солей; оглинивание почвенной массы.

Дерновый процесс наблюдается во многих почвах, однако наиболее ярко он проявляется в черноземах, особенно в типичных и обыкновенных, где охватывает мощную толщу почвы. В черноземах процесс выщелачивания обязательно сопровождается явлениями вертикальной восходящей миграции солей в сухие периоды года. Это приводит к новообразованиям конкреций CaCO₃, СaSO₄ и легко растворимых солей. Выщелачивание и миграции солей при непромывном водном режиме являются условиями формирования солевых иллювиальных горизонтов (белоглазка, гипс, легкорастворимые соли).

Строение черноземов

Все черноземы имеют общее генетическое строение профиля независимо от географического распространения.

А- гумусовый горизонт. Однородной темно-серой окраски иногда со слабым буроватым оттенком. В целинных и длительно залежных почвах могут формироваться горизонты А₀ (степной войлок) и А_д (дерновый горизонт), имеющий прекрасную зернистую структуру без порошистых фракций. Горизонт А в пахотных черноземах подразделяется на А_пах (пахотный горизонт) и А_подпах (подпахотный горизонт). Пахотный горизонт, как правило, имеет разрушенную структуру. Она глыбистая после вспашки под зябь, после зимы становится пушистой.

Ценные зернистые и комковатые фракции или практически отсутствуют. Подпахотный горизонт сохраняется строение целинных вариантов чернозема;

АВ- гумусовый переходный горизонт. Однородное гумусовое темно-серое окрашивание ослабевает. Горизонты А+АВ определяет мощность гумусового профиля. Она изменяется в широких пределах от 45 до 150 см. Горизонт имеет хорошо выраженную комковатую структуру.

В(ВС)- переходный горизонт. Неоднороден по окраске, с преобладанием бурых тонов. Встречаются затеки гумуса, гумусовые пятна. Неоднородность окраски создается также интенсивной перерытостью землероющими животными, наличием червороин и кротовин, обилием прожилок и мицелия карбонатов;

В_са (С_са )- десуктивно-карбонатный иллювиальный горизонт с обилием конкреционных новообразований извести в виде белоглазки, журавчиков и др. Общее накопление СаСО₃ достигает 10-14%. С глубиной количество извести уменьшается. Нижняя граница профиля чернозема определяется стабильным количеством СаСО₃, характерным для материнской породы;

В_CsSa (C_CsSa )-иллювиальный горизонт гипса и легкорастворимых солей. Он обнаруживается только у черноземов южных и обыкновенных. Хорошо промытые атмосферными осадками оподзоленные, выщелоченные и типичные черноземы этого горизонта не имеют;

С - почвообразующая порода

Таким образом мощность чернозема почвообразования определяется горизонтами А+АВ+В+В_Са +С_{С s} или А+АВ+В+В_Са. Она простирается от материнской породы С и составляет у разных подтипов от 150 до 450 см. кроме общей мощности всего профиля, обозначается отдельно мощность гумусовых горизонтов А+АВ, нижняя граница которых совпадает с содержание гумуса около 1,0%. В быту мощность горизонта ассоциируется с мощностью гумусовых горизонтов. В классификации принято видовое разделение на маломощные, среднемощные, мощные и сверхмощные черноземы именно по мощности А+АВ.

Состав и свойства черноземов

Общая особенность черноземов – гранулометрический и минералогический состав повторяет особенности почвообразующей породы. Гранулометрический состав практически не испытывает изменений в процессе новообразования. Исключение составляет подзолистые и выщелоченные черноземы восточно-европейской фации и оподзоленные южно-европейской в этих подтипах наблюдается элювиально-иллювиальная ослабленная дифференциация илистой фракции в профиле.

Тяжелые глинистые черноземы встречаются редко и приурочены не к лессовидной породам, а глинам другого происхождения. Не столь широко распространенны черноземы легкосуглинистого гранулометрического состава.

Черноземы повторяют лессовидные свойства почвообразующих лессовидных глин и суглинок. В минералогическом составе черноземе преобладает первичные минералы. Из вторичных (высокодисперсных) минералов в большинстве черноземных почв встречаются минералы монтмориллонит. Имеется также черноземы, в илистой фракции которых превалируют минералы каолинитовой группы.

В илистой фракции черноземов содержится также окристаллизованные полуторные окислы (гетит, гиббсит), аморфные вещества и небольшое количество высокодисперсного кварца.

Высокодисперсные минералы распределены по профилю равномерно. Различие в минералогическом составе черноземов связано с особенностями пород и условиями выветривания первичных материалов.

Гумусовый профиль чернозема

Важнейшая свойство черноземов, их главная генетическая черта-богатство гумусом особого биохимического состава. Гумусовый профиль чернозема является продуктом степной и лугово-степной растительности, произрастающей в условиях оптимального увлажнения первичным материалом, из которого образуется мощный гумусовый горизонт чернозема, служит не только корнеопад, но и прижизненные корневые выделения степных трав типа клеящих органических веществ и содержащие минеральные элементы. В химическом смысле черноземы можно считать наиболее совершенным почвенный органоминеральным новообразованием. Его компонент, возможно, приближаться по своей химической структуре к индивидуальным химическим соединениям - настолько определенны его свойства, настолько однороден в пределах гумусового горизонта его состав и настолько резко он отличается от состава и структуры исходных растительных остатков. В составе гумуса чернозема преобладает черные гуминовые кислоты, связанные с кальцием. В таблице 5 приведены сравнения мощности горизонтов чернозема:

Таблица 2.3- Чернозем, мощность горизонтов

Физико-химические свойства

Поглотительная способность черноземов отличается высоким уровнем: типичны величины для горизонта А 35-40 мг-экв. на 100г. почвы. Высокая емкость обмена определяется, главным образом, вторичными глинистыми минералами типа монтмориллонита, каолинита и минералов иллит-монтморилонитовой группы. Поглотительная способность коллоидов органического происхождения не превышает 20% от суммы поглощенных катионов. Именно на эту величину происходит и уменьшение их количества по профилю черноземов. Высокая поглотительная способность – залог прочного, но обратимого закрепления катионов в структуре минеральных органоминеральных и гумусовых коллоидов. Поэтому черноземы могут удерживать и отдавать растениям элементы-биофилы: К, Са, Мg, Na, и многие другие в том числе необходимые растениям микроэлементы.

Физические и водно-физические свойства черноземов

Все подтипы черноземов хорошо впитывают влагу выпадающих осадков. Это связанно с хорошей оструктуренностью и оптимальными физическими свойствами, обуславливающими легкую фильтрацию гравитационной влаги. Механические элементы скоагулированы в прочные микроагрегаты, преобладающая часть которых по размеру относится к песчаной и крупнопылеватой фракциям, составляющим в сумме 65-80% от веса. Целинные почвы имеют зернистую (горизонт А0 и зернисто-комковатую (горизонт АВ) структуры. Однако выраженность структурных агрегатов неодинакова. Она более четко у выщелоченных и типичных черноземов. Водопрочность структуры высокая.

Черноземы обладают высокой влагоудерживающей способностью, но характеризуется низким диапазоном, активной влаги.

Основные агрохимические свойства черноземной почвы представлены в таблице.

Таблица 2.4 - Агрохимические свойства чернозема

Использование земельного фонда

Черноземная зона важнейший земельческий фонд. Половина пахотных почв представлена черноземами. Здесь выращивают зерновые, технические, масленичные культуры и другие. Такой район хорошо подходит под животноводство и плодоводство.

Важнейшая задача сельскохозяйственного производства на черноземных почвах, это правильное использование их высокого потенциального плодородия, предохранение гумусового слоя от разрушения.

Солонцы.

Солонцы являются интразональными почвами. Сплошного распространения, как правило, не имеет, а встречаются в комплексе с другими почвами. Солонцы содержат в коллоидах иллювиального горизонта обменный натрий в количестве более 15% от емкости катионного обмена. Почвы с количеством обменного натрия менее 15% относят к солонцеватым.

Генезис, строение солонцов

Образование солонцов происходит в результате комплексного проявления следующих почвообразовательных процессов: солонцовый, осолодение, элювиально-иллювиальная дифференциация профиля почвы, дерновый выщелачивание.

Солонцовый процесс

Связан с внедрением в почвенный поглощающий комплекс (органические, минеральные и органоминеральные коллоиды) обменных ионов натрия. Обменный натрий определяет многие химические, коллоидные, физические и водно-физические свойства почв, которые и вызывают солонцеватость. Разрушается структура почвы, коллоиды приобретают свойство текучести во влажном состоянии и глыбистости в сухом. Появление в почвенном растворе ионов Na⁺ в количестве, когда ионное равновесие (раствор коллоида) позволяет им внедряться в почвенный поглощающий комплекс, вызвано притоком солей, от грунтовых вод или первичным солончаконакоплением, или в результате минерализации растительных остатков высокозольной травянистой растительности. Соли натрия могут выступать с ирригационными водами.

Осолодение или щелочной гидролиз представляет собой разрушение минеральной части под воздействием щелочных растворов. Разрушаются как первичные, так и вторичные минералы. В подвижное состояние переходят комплексные соединения железа и алюминия, высвобождается кремнезем. Осолодение в разной степени проявления сопровождается солонцовый процесс и строго приурочено к гумусовому горизонту А.

Элювиально-иллювиальная дифференциация профиля почвы происходит под воздействием нискоходящих токов атмосферной влаги. Возникает интенсивный вынос веществ, представленных в преобладающей массе органоминеральными коллоидами гидроокислов железа и алюминия с гуминовыми веществами. Это приводит к относительному накоплению в верхнем элювиальном горизонте А кремнезема и формированию уплотненного глинистого иллювиального горизонта В_Na, обогащенного полуторными окислами. Низкая водопроницательность иллювиального горизонта вызывает псевдоглеевые процессы разрушения минеральной части. Продукты разрушения агрегатируются в конкреции окислов железа и марганца и усиливают элювиальность горизонта А. Накоплении. В этом горизонте SiO₂ способствует интенсивное развитие диатомовых водорослей.

Выщелачивание и миграция легкорастворимых солей CaSO₄, CaCO₃ под воздействием нисходящих токов воды приводит к освобождению элювиально-иллювиальной почвенной массы от легкорастворимых солей и формированию ниже этой толщи солевых горизонтов скопления карбонатов, гипса, хлоридов кальция, магния, натрия, сульфатов магния и натрия. В связи с непромывным водным режимом все соли остаются заключенными в солевом профиле солонца и не мигрирует за его пределы. Водорастворимые соли натрия, залегающие в подсолонцовом солевом горизонте, питает при периодическом увлажнении и высыхании солонцовый горизонт. Солевой горизонт солонцов является постоянным резервом натрия, обеспечивая устойчивость солонца в природе и возможность реставрации солонцовых свойств.

Дерновый процесс ослаблен и охватывает только элювиальную толщу солонцов, т.е. горизонт А. В таблице 7 приведена характеристика мощности горизонтов на солонцовых почвах.

Таблица 2.5- Солонец, мощность горизонтов

Состав и свойства

Характерная особенность гранулометрического и валового состава солонцов – резкая дифференциация по профилю илистой фракции SiO₂, Fe₂ O₃, Al₂ O₃. Гумусо-элювиальный горизонт отличается более легкими составом, иллювиальный обогащен илом и поэтому всегда тяжелее. Отчетливое перераспределение илистой фракции обусловлено пептизацией коллоидов. Преобладающими минералами илистой фракции является минералы группы монтмориллонита и гидрослюд с примесью аморфных веществ. Солонцовые горизонты содержат больше минералов монтмориллонитовой группы, чем верхние, для которых характерно относительное накопление кварца.

Содержание гумуса колеблется в широких пределах в зависимости от зоны, в которой солонцы формируются, и гранулометрического состава. Солонцы черноземной зоны более гумусированны, чем каштановой. В составе гумусовых веществ в солонцовом горизонте фульвокислоты преобладают над гуминовыми кислотами.

Содержание обменного натрия в горизонте В_Na солонцов колеблется от 13-15% до 60% емкости поглощения. В солонцах содового типа засоления обменного натрия значительно больше, чем в хлоридно-сульфатных. В составе обменных оснований часто содержится много магния. Солонцы, имеющие соду, отличаются высокой щелочностью (рН 9-10).

Солонцы отличаются плохим водно-физическим и физико-механическом свойствами. В сухом состоянии они плотного сложения, а во влажном сильно набухает, вязкие, липкие. Водопроницаемость низкая, количество влаги, недоступной растениям, высокие. В таблице приведены некоторые агрохимические свойства солонцов.

Таблица 2.6-Агрохимические свойства солонцов

Сельскохозяйственное использование солонцов

Солонцы являются большим резервом расширения сельскохозяйственных угодий. Солонцы и солонцеватые почв не благоприятные для большинства растений. Их негативные свойства заключаются в крайне отрицательных физических и химических характеристиках солонцового горизонта, в присутствии в пределах почвенного профиля токсичных водорастворимых солей.

Солонцеватость резко снижает плодородность почв, понижая урожай большинства сельскохозяйственных культур.

Культурные растения неодинаково реагируют на солонцеватость почв. Это необходимо учитывать для рационального использования солонцовых почв. При освоении солонцов после их мелиорации для создания благоприятного агробиологического фонда и повышения плодородия высевают солонцеустойчивые растения. К ним относится донник, суданская трава, пырей ползучий, пырей сизый. По мере окультуривания солонцов хорошие урожаи начинают давать ячмень, пшеница, сорго.

К культурам, осваивающим солонцы и солонцеватые почвы, по праву можно отнести рис. Из плодовых культур устойчива к солонцеватости только айва.