/
Author: Александрова Л.Н. Кауричев И.С. Панов Н.П.
Tags: почвоведение почвенные исследования география биология сельское хозяйство агрономия агрохимия
Year: 1982
Text
УЧЕБНИКИ И УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ ДЛЯ ВЫСШИХ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИИ
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
Под редакцией профессора,
доктора сельскохозяйственных паук И. С. К а у р п ч е в а
Допущено Главпым уиравленном высшего и среднего сельскохозяйст¬
венного образования Министерства сельского хозяйства СССР в качестве
учебника для студентов высших сельскохозяйственных учебпых заве¬
дений но специальности «Агрохимия и почвоведение»
@
МОСКВА «КОЛОС» 19»
ББК 40.3
П 65
УДК 631.4(075.8)
Рецензенты: кандидаты сельскохозяйственных наук
7\ В. Вологжанова, А. И. Паутов, О. А Скрябина,
В П. Чернов, старший преподаватель В. В. Карпушенков
Почвоведение/И. С. Кауричев, Л. Н. Александрова,
П 66 Н. П. Панов и др.; Под ред. И. С. Кауричева. — 3-е изд.,
персраб. и доп. — М.: Колос, 1982. — 496 с., ил.— (Учеб¬
ники и учеб. пособия для высших с.-х. учеб. заведений).
В учебнике для студентов сельскохозяйственных вузов по специальности
«Агрохимия и почвоведение» даны общая схема образования и развития поч¬
вы и ее плодородия, состав, свойства и режимы почв, принципы их класси¬
фикации, почвенно-гсографическое районирование, генезис, зональная харак
теристика почв и сельскохозяйственное использование, энергетика почвообра¬
зования и охрана почв.
Второе издание учебника «гПочвоведение» было удостоено Государ¬
ственной премии СССР.
Иван Сергеевич Кауричев, Людмила Николаевна Александрова,
Иван Павлович Гречин, Николай Петрович Панов,
Николай Николаевич Поддубный, Николай Николаевич Розов,
Мария Васильевна Стратонович
Зав. редакцией В. С. Грачева
Редактор Ю. Г. Челышкин
Художественный редактор В. М. Варлашин
Технический редактор Е. В. Соломович
Корректор Я. Я Туманова
ИБ № 2726
Сдано в набор 25.08.81. Подписано к печати 03.12.81. Т-24392.
Формат 70Xl08l/i6- Бумага тип ЛГ® 1. Гарнитура литературная.
Печать высокая. Уел. печ. л. 43,4. Уел. кр.-отт. 43,4. Уч.-изд л 42,66
Изд № 213. Тираж 40 000 экз. Заказ № 837. Цена 1 р. 90 к
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Колос»,
107807, ГСП, Москва, Б-53, ул. Садовая-Спасская, 18.
Владимирская типография «Союзполиграфпрома»
при Государственном комитете СССР по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли
600000, г Владимир, Октябрьский проспект, д. 7.
ББК 40.3
631.4
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
© Издательство «Колос», 1975
© Издательство «Колос», 1982, с изменениями
ОТ АВТОРОВ
Третье издание учебника «Почвоведение» подготовлено на основе
переработки и дополнения текста второго издания. В настоящем издании
существенно переработаны: «История развития почвоведения», «Общая
схема почвообразовательного процесса», «Структура почв», «Болотные
почвы», «Агропроизводственная группировка и бонитировка почв»,
«Эрозия и меры борьбы с нею», введены разделы «Энергетика почвооб¬
разования» и «Охрана почв». При описании почв основных земледель¬
ческих зон дана характеристика структуры почвенного покрова. Уточ¬
нены данные о площадях некоторых почвенных типов и подтипов по
материалам, опубликованным в книге «Природно-сельскохозяйственное
районирование земельного фонда СССР», составленной Главным управ¬
лением землепользования и землеустройства МСХ СССР, Почвенным
институтом имени В. В. Докучаева и Государственным научно-иссле¬
довательским институтом земельных ресурсов (М., Колос, 1975).
Существенные поправки внесены в связи с уточнением классифика¬
ционного положения переходных почвенных групп на границах почвен¬
ных зон (дерново-подзолистых, бурых лесных и серых лесных почв,
полупустынных и пустынных почв), а также на контактах между чер¬
ноземами и лугово-черноземными почвами. Эти уточнения явились
результатом больших крупно- и среднемасштабных почвенных съемок,
проведенных на территории Сибири и Дальнего Востока в малообсле-
дованных районах, а также на территории Казахстана.
Внесены уточнения в описание классификации отдельных типов
почв в соответствии с «Классификацией и диагностикой почв СССР»
(М., Колос, 1977).
Отдельные главы и разделы учебника написаны и переработаны
следующими авторами: профессором Л. Н. Александровой — «Организ¬
мы и их роль в почвообразовании», «Органическое вещество почв»;
профессором И. П. Гречиным| — «Общая схема почвообразования»
(переработана профессором Л. Н. Александровой), «Микроэлементы»,
«Радиоактивность почв» (в главе IV), «Воздушные свойства и воздуш¬
ный режим почв», «Почвы таежно-лесной зоны» (переработана профес¬
сором И. С. Кауричевым); профессором И. С. Кауричевым— «Введе¬
ние» (совместно с Н. Н. Розовым), «Структура почвы», «Почвенный
раствор и окислительно-восстановительные процессы в почвах», «Пло¬
дородие почв» (совместно с Н. Н. Розовым), «Почвы арктической и
тундровой зон», «Болотные почвы», «Серые лесные почвы лесостепной
зоны», «Черноземные почвы лесостепной и степной зон», «Почвы пред-
горно-пустынных степей субтропиков», «Пески и песчаные почвы»,
«Эрозия почв и меры борьбы с нею», «Охрана почв» (в главе XXXIV);
«Почвенные карты. Использование материалов почвенных исследова¬
ний» (совместно с профессором / Н. Н. Поддубным |); профессором
Н. П. Пановым — «Почвы сухих степей», «Засоленные почвы и солоди»,
«Почвы полупустынной зоны», «Почвы пусты HHOjl зоны», «Почвы
!•
3
сухих субтропических степей, ксерофитных лесов и кустарников»,.
«Почвы влажных субтропиков», «Почвы горных областей»; доктором
географических наук Н. Н. Розовым — «История почвоведения» (сов¬
местно с профессором И. С. Кауричевым), «Учение о генезисе почв.
Классификация почв», «Главные закономерности географического рас¬
пространения почв и почвенно-географическое районирование», «Зе¬
мельные ресурсы СССР, их использование в земледелии и охрана почв»,
«Бурые лесные почвы» (совместно с профессором И. С. Кауричевым),
«Агроироизводственная группировка и бонитировка почв», «Почвенный
покров мира»; профессором | Н. Н. Поддубным|—«Почвенные коллоиды
и поглотительная способность почв» (переработана профессором
Л. Н. Александровой), «Физические свойства почв», «Водные свойства
и водный режим почв», «Тепловые свойства и тепловой режим почв»;,
доцентом М. В. Стратонович — «Почвообразующие породы», «Минера¬
логический состав почв и почвообразующих пород», «Химический
состав почв и почвообразующих пород», «Механический состав почв и
почвообразующих пород».
ВВЕДЕНИЕ
Почвоведение — наука о почвах, их образовании (генезисе), строе¬
нии, составе и свойствах; о закономерностях их географического рас-
пространения; о процессах взаимосвязи с внешней средой, определяю¬
щих формирование и развитие главнейшего свойства почв — плодоро¬
дия-, о путях рационального использования почв в сельском и народном
хозяйстве и об изменении почвенного покрова в агрикультурных усло¬
виях.
Почвоведение как научная дисциплина оформилось в нашей стране
в конце XIX столетия благодаря трудам выдающихся русских ученых
В. В. Докучаева, П. А. Костычева, Н. М. Сибирцева.
Первое научное определение почвы дал В. В. Докучаев: «Почвой
следует называть «дневные» или наружные горизонты горных пород
(все равно каких), естественно измененные совместным воздействием
воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых». Он
установил, что все почвы на земной поверхности образуются путем
«чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растительно¬
сти и животных организмов, состава и строения материнских горных
пород, рельефа местности и, наконец, возраста страны». Эти идеи
В. В. Докучаева получили дальнейшее развитие в представлениях о поч¬
ве, как о биоминеральной («биокосной») динамической системе, нахо¬
дящейся в постоянном материальном и энергетическом взаимодействии
с внешней средой и частично замкнутой через биологический круговорот.
Основным свойством почвы является плодородие — способность
удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспе¬
чивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла
для нормальной деятельности и создания урожая. Именно это важней¬
шее качество почвы, отличающее ее от горной породы, подчеркивал
В. Р. Вильямс, определяя почву как «поверхностный горизонт суши
земного шара, способный производить урожай растений».
Развитие почв и почвенного покрова, как и формирование их плодо¬
родия, тесно связаны с конкретным сочетанием природных факторов
почвообразования и многообразным влиянием человеческого общества,
с развитием его производительных сил, экономических и социальных
условий.
Особая роль в почвообразовании принадлежит живым организмам,
прежде всего зеленым растениям и микроорганизмам. Благодаря их
воздействию осуществляются важнейшие процессы превращения горной
породы в почву и формирование ее плодородия: концентрация элемен¬
тов зольного и азотного питания растений, синтез и разрушение органи¬
ческого вещества, взаимодействие продуктов жизнедеятельности
растений и микроорганизмов с минеральными соединениями породы и
т. п. В познание биологической сущности почвообразования особый
вклад внесли В. Р. Вильямс и В. И. Вернадский.
Разнообразие климатических условий, растительности, горных пород,
рельефа, различный возраст отдельных территорий обусловливают и
5
разнообразие почв в природе. Географические закономерности их рас¬
пространения определяются сочетанием факторов почвообразования.
Для земного шара и отдельных его материков эти закономерности
связаны с зональными изменениями климата и растительности и выра¬
жаются в развитии горизонтальной и вертикальной зональностей почв.
Особенности почвенного покрова небольших территорий связаны преж¬
де всего с влиянием рельефа, состава и свойств пород па климат поч¬
вы, растительность и почвообразование.
Благодаря своим особым качествам почва играет огромную роль
в жизни органического мира. Являясь продуктом и элементом ландшаф¬
та— особым природным телом, она выступает как важная среда в
развитии природы земного шара.
Вместе с тем, обладая свойством плодородия, почва выступает как
основное средство производства в сельском хозяйстве. Используя почву
как средство производства, человек существенно изменяет почвообразо¬
вание, влияя как непосредственно на свойства почвы, ее режимы и пло¬
дородие, так и на природные факторы, определяющие почвообразование.
Посадка и вырубка лесов, возделывание сельскохозяйственных культур
изменяют облик естественной растительности; осушение и орошение
меняют режим увлажнения и т. п. Не менее резкие воздействия на поч¬
ву вызывают приемы се обработки, применение удобрений и средств
химической мелиорации (известкование, гипсование).
Следовательно, почва является не только предметом приложения
человеческого труда, но в известной степени и продуктом этого труда.
Таким образом, почвоведение изучает почву, как особое природное
тело, как средство производства, как предмет приложения и аккумуля¬
ции человеческого труда, а также в известной степени как продукт
этого труда.
Как основное средство производства в сельском хозяйстве, почва
характеризуется следующими важными особенностями: незаменимостью,
ограниченностью, неперемещаемостью и плодородием. Эти особенности
подчеркивают необходимость исключительно бережного отношения к
почвенным ресурсам и постоянной заботы о повышении плодородия почв.
Почвоведение является широкой естественнонаучной дисциплиной.
Среди наук, с которыми соприкасается почвоведение, с одной стороны,
необходимо назвать пауки фундаментальные (физика, химия, матема¬
тика), методами которых почвоведение широко пользуется, и, с другой
стороны, естественные, сельскохозяйственные и экономические науки,
с которыми почвоведение находится в состоянии постоянного теорети¬
ческого обмена. К последним относятся: науки геолого-географнческого
цикла (геология вместе с минералогией и петрографией, гидрогеология,
физическая география, геоботаника, биогеоценология); науки агробио¬
логического цикла (биология, микробиология, биохимия, агрохимия,
физиология растений, растениеводство, земледелие, луговодство, лесо¬
водство) и, наконец, науки аграрно-экономического -цикл а (политэконо¬
мия, сельскохозяйственная экономика, землеустройство и др.).
Наиболее важными разделами почвоведения являются:
учение о формировании и развитии (генезисе) почв;
учение о почвенном покрове как целостном пространственном обра¬
зовании, взаимосвязанном с внешней средой (география почв);
учение о плодородии почв и почвенного покрова и о прнниципах его
регулирования агротехническими и мелиоративными методами.
Наряду с названными главными разделами в составе почвоведения
выделяются его фундаментальные разделы по свойствам почвенной
массы (физика почв, химия почв, биология почв и т. д.) и прикладные
разделы по формам использования почв и почвенного покрова (агроно¬
6
мическое, лесное и мелиоративное почвоведение и т. д.). Эти прикладные
разделы оказывают огромное влияние на развитие общей теории почво¬
ведения, так как являются источником обширных первичных материа¬
лов и базой проверки теоретических концепций.
Особым разделом является классификация почв, которая должна
строиться на использовании материалов всех разделов и быть единой
таксономической системой для картографирования почв, характеристи¬
ки и комплексной оценки их плодородия, создания единого земельного
кадастра страны и накопления данных (в форме «математических бан¬
ков») с целью их последующего математического анализа.
Поскольку взаимосвязи почв и почвенного покрова с другими нау¬
ками и различными сторонами жизни общества очень многообразны,
то наряду с единой (базовой) классификацией почв необходимы от¬
раслевые и региональные классификации и группировки почв.
На науке о почве в значительной мере строится разработка систем
ведения сельского хозяйства, рациональных севооборотов, систем удоб¬
рения, проектов организации территорий и мелиорации земель.
Положения почвоведения и географии почв в такой обширной и
разнообразной по природным условиям стране, как Советский Союз,
широко используются при планировании размещения сельскохозяйст¬
венных культур и сортов, сельскохозяйственной техники, удобрений,
мелиоративных мероприятий и т.д.
Наша страна обладает большими почвенными богатствами. На ее
территории расположено около половины плодороднейших почв мира
— черноземов, значительные площади занимают каштановые почвы, на
которых выращиваются твердые пшеницы, мы располагаем почвами
аридных субтропиков — сероземами на лессовых породах, наиболее
пригодными для возделывания хлопчатника. Огромные площади дер¬
ново-подзолистых и подзолистых почв служат базой для обеспеченного
влагой «нечерноземного» земледелия и обширного лесного хозяйства.
Социальные и технические преобразования в сельском хозяйстве, осу¬
ществленные в нашей стране за годы Советской власти, привели к круп¬
ным успехам в использовании почвенных ресурсов и к повышению пло¬
дородия почвенного покрова. Так, если площадь пахотных земель в цар¬
ской России составляла около 100 млн. га, то к 1980 г. она достигла око¬
ло 225 млн. га. Площадь орошаемых и осушенных земель до Великой
Октябрьской социалистической революции была 5,2 млн. га; в настоя¬
щее время она приближается к 27 млн. га.
Успешное осуществление программы партии по интенсификации
сельского хозяйства, изложенной на мартовском (1965) Пленуме ЦК
КПСС и развитой в последующих решениях партии и правительства,
позволило добиться крупных успехов в рационализации использования
земель и повышении урожайности сельскохозяйственных культур. Курс
партии на интенсификацию сельского хозяйства на основе широкой ме¬
ханизации всех его отраслей, химизации и мелиорации почв, решения
партии и правительства о развертывании мелиоративных работ, об ор¬
ганизации агрохимслужбы, о дальнейшем развитии сельского хозяйства
в Нечерноземной зоне РСФСР ставят новые задачи и требуют дальней¬
шего развития теоретических основ почвоведения, его агрономических
разделов, а также общей теории почвенного плодородия.
Принятые на XXVI съезде КПСС «Основные направления экономи¬
ческого и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период
до 1990 года» предусматривают продолжить курс на всемерную ин¬
тенсификацию сельскохозяйственного производства и ставят как важ¬
нейшую задачу в области земледелия повышение плодородия почв и
урожайности.
7
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПОЧВОВЕДЕНИЯ
Накопление эмпирических знаний о почве началось с того времени,
когда человек перешел от сбора дикорастущих растений к выращива¬
нию их на полях, к возделыванию почвы.
Первые попытки обобщения знаний о почве, накопленных земле¬
дельцами, относятся к античному периоду. Так, в сочинениях древне¬
греческих философов Аристотеля и Теофраста встречается разделение
почв на прекрасные, хорошие, плодородные, приемлемые, истощенные,
бедные, бесплодные. Однако развитие почвоведения как науки нача¬
лось значительно позднее.
В конце XVIII в. и в первой половине XIX в. в Западной Европе
возникло два представления о почве — агрогеологическое и агрикуль-
турхимическое.
Сторонники агрогеологического направления (Фаллу, Берендт,
Рихтгофен и др.) рассматривали почву как рыхлую горную породу,
образующуюся из плотных горных пород под влиянием выветривания.
Растениям отводилась пассивная роль перехватчиков высвобождаю¬
щихся при выветривании элементов питания.
Агрикультурхимическое направление связано с работами А. Тэера,
Ю. Либиха и др. Представители этого направления рассматривали
почву лишь как источник элементов питания. Тэером была высказана
гипотеза, что растения питаются органическим веществом почвы (гу¬
мусовая теория). В 1840 г. Либих опубликовал работу «Химия в при¬
ложении к земледелию и физиологии растений», в которой указывал, что
растения усваивают из почвы минеральные питательные вещества. Ли¬
бих рассматривал почву не как природное образование, а лишь как
массу вне связи с процессом ее возникновения и развития.
Агрикультурхимическое и агрогеологическое направления не соз¬
дали основы для развития почвоведения как науки, ибо они не форси¬
ровали научного представления об образовании почвы как особого есте¬
ственноисторического тела.
Почвоведение как наука зародилось в России, где были разработа¬
ны его научные основы и главные методы исследований. Обширные
просторы страны с богатым и многообразным почвенным покровом,
широкое развитие земледелия определили большой интерес к углуб¬
ленному изучению почв.
В 1725 г. в России была открыта Академия наук, затем начались
первые исследования почв русскими учеными. М. В. Ломоносов впер¬
вые высказал правильную мысль о том, что развитие почвы протекает
во времени в результате взаимодействия растений и горных пород:
«И каменные голые горы часто показывают на себе зелень мху молодо¬
го, которая после чернеет и становится землей; земля, накопясь долго¬
тою времени, служит после к произведению крупного мху и других
растений».
Академией наук были организованы экспедиции для изучения при¬
родных условий страны, давшие первые материалы о земельных бо¬
гатствах и сельском хозяйстве обширной территории России.
8
В. В. Докучаев
Значительно расширились иссле¬
дования почв с организацией Вольно¬
го экономического общества (1765),
ставившего своей целью изучение сель¬
ского хозяйства России.
После отмены крепостного права
земледелие, как писал В. И. Ленин,
«... принимает все более и более тор¬
говый, предпринимательский харак¬
тер», и далее «... земледельческий ка¬
питализм впервые подорвал вековой
застой нашего сельского хозяйства,
дал громадный толчок преобразова¬
нию его техники, развитию произво¬
дительных сил общественного труда»*.
В XIX в. сельское хозяйство России
стало предъявлять повышенные тре¬
бования к научным исследованиям и
тем способствовать значительному раз¬
витию сельскохозяйственной науки.
Во второй половине XIX в. в гу¬
берниях европейской части России
получают широкое распространение
работы по оценке земель, которые
проводились агрономами и экономистами на основе оиросно-статис-
тического метода в связи с налогообложением и развитием хлебной
торговли. Были составлены первые обзорные почвенные карты евро¬
пейской части России (Веселовский, Вильсон, Чаславский), на кото¬
рых наметились некоторые границы почвенных зон.
Большое значение для развития научного почвоведения как нового
этапа в изучении почвенного покрова имели достижения в области ес¬
тествознания в целом и в особенности таких наук, как геология, химия,
физиология растений и микробиология.
В. В. Докучаев (1846 -1903) был создателем науки о ночве, новой
научной дисциплины — естественноисторического, или генетического,
почвоведения.
Приступая по поручению Вольного экономического общества к ис¬
следованию черноземов европейской части России, В. В. Докучаев
наметил в программе работ новые принципы изучения почв как само¬
стоятельного естественноисторического тела, формирующегося под
влиянием природных факторов почвообразования. Дата утверждения
этой программы (март 1877 г.) может рассматриваться как начальный
момент в развитии генетического почвоведения.
В капитальном труде «Русский чернозем» (1883) В. В. Докучаев
окончательно обосновывает растительно-наземное происхождение
черноземов под степной растительностью, впервые систематически опи¬
сывает их морфологические профили и рассматривает их географичес¬
кое распространение в связи с условиями почвообразования.
В. В. Докучаев впервые установил, что почва — самостоятельное
природное тело и ее формирование есть сложный процесс взаимо¬
действия пяти природных факторов почвообразования: климата, рель¬
ефа, растительного и животного мира, почвообразующих пород и воз¬
раста страны. Он показал, что почва беспрерывно изменяется во вре¬
мени и пространстве.
Л е н и н В. И. Полное собрание сочинений, т. 3, с. 308, с. 311.
9
Дальнейшее изучение В. В. Докучаевым черноземов, серых лес¬
ных почв и дерново-подзолистых почв в составе земских экспедиций
(Нижегородская и Полтавская губернии) и экспедиции лесного де¬
партамента способствовали разработке сравнительно-географического
метода изучения почв с учетом всех экологических условий и созда¬
нию первой научной естественноисторической классификации почв.
В этих же работах В. В. Докучаев намечает естественноисторический
принцип сравнительной оценки почвенного плодородия (бонитировку
их правоспособности), а в работе «Наши степи прежде и ^теперь»
(1899) рассматривает мероприятия по преобразованию степей, улуч¬
шению водного режима почв и созданию устойчивого от засух степно¬
го земледелия.
В. В. Докучаевым было выдвинуто принципиальное положение о
необходимости изучения не только отдельных факторов и явлений при¬
роды, но и закономерных связей между ними. Он писал, что до сих пор
изучались «главным образом отдельные тела — минералы, горные по¬
роды, растения и животные — и явления, отдельные стихии — огонь
(вулканизм), вода, земля, воздух... но не их соотношения, не та гене¬
тическая вековечная и всегда закономерная связь, которая существует
между силами, телами и явлениями, между мертвой и живой приро¬
дой, между растительными, животными и минеральными царствами...
А между тем именно эти закономерные взаимодействия составляют
сущность познания естества... лучшую и высшую прелесть естествозна¬
ния» («К учению о зонах природы», 1892).
Из этнх положений В. В. Докучаева о закономерности связи между
организмами и неживой природой вытекает его учение о зонах при¬
роды.
Учение о зонах природы оказало глубокое влияние на дальнейшее
развитие не только почвоведения, но и смежных наук — геоботаники,
физической географии, лесоводства, геохимии.
В. В. Докучаев разработал схему классификации почв северного
полушария. В ней выделены пять мировых географических зон (боре-
альная, таежная, черноземная, аэральная, латеритная), каждая ха¬
рактеризуется развитием определенных почв, процессов выветривания,
преобладающих грунтов, климатических условий, характером расти¬
тельности, фауны и рельефа. В. В. Докучаев разработал методы ис¬
следования почвы, создал основы почвоведения, установил многие за¬
кономерности почвообразования и предложил ряд практических меро¬
приятий по повышению эффективного плодородия почв.
Учение Докучаева о почве оказало большое влияние на геологию,
геохимию, минералогию, геоботанику, лесоводство, земледелие, расте¬
ниеводство, географию.
В. В. Докучаев оставил огромное литературное наследство — 225
печатных работ. Его главнейшие труды «Русский чернозем» (1883).
«К учению о зонах природы» (1889), «Материалы к оценке земель
Нижегородской губернии» (14 вып., 1884—1886), «Материалы к оценке
земель Полтавской губернии» (16 вып., 1889—1894), «Труды экспедиции,
снаряженной Лесным департаментом» (18 вып., 1884—1898), «Мате¬
риалы по изучению русских почв» (10 вып., 1885—1886), «Наши степи
прежде и теперь» (1889).
Среди трудов многочисленных учеников и последователей В. В. До¬
кучаева выделяются работы Н. М. Сибирцева (1860—1900), который
написал первый учебник почвоведения, систематизировал и развил ос¬
новы учения В. В. Докучаева о почве. Он конкретизировал определение
почв, выделив на первый план взаимодействие растительности и горных
пород в различных условиях климата и рельефа, разделил факторы
10
Н. М. Сибирцев
П. Л. Костычев
почвообразования па биотические и абиотические, внес существенные
уточнения в классификацию почв, установил разделение почв на зональ¬
ные, интр азональные и азональные, ввел понятие «почвенного рода» и
продолжил докучаевские работы по борьбе с засухой.
Одновременно с развитием школы В. В. Докучаева изучение почв
проводилось П. А. Костычевым (1845—1895), который заложил науч¬
ные основы агрономического почвоведения и сделал ряд важных тео¬
ретических обобщений, связавших почвоведение и земледелие.
П. А. Костычев подчеркивал тесную связь образования почв с
жизнью растений и определял почву как «верхний слой земли до той
глубины, до которой доходит главная масса растительных
корней».
Он провсл большие работы по изучению разложения раститель¬
ных остатков в почве и роли микроорганизмов в этом процессе, оказав¬
шие значительное влияние на последующее изучение органического ве¬
щества почв. П. А. Костычев указал на важную роль водопрочной
структуры в плодородии почв и на роль гумуса в ее образовании. Он
тесно связывал все приемы агротехники со свойствами почв и с осо¬
бенностями климатических условий. В работе «Почвы черноземной
области России» П. А. Костычев рассматривал особенности гумусооб-
разования в черноземах и других сопутствующих им почвах и наме¬
чал мероприятия по повышению их плодородия, исходя из научного
анализа процессов почвообразования. По выражению Н. М. Сибирце*
ва, в ряду основателей почвоведения П. А. Костычеву принадлежит
одно из первых двух мест.
Период, связанный с деятельностью В. В. Докучаева, П. А. Косты-
чева и Н. М. Спбирцева, определивший создание научного генетичес¬
кого почвоведения, вошел в его историю как докучаевский этап.
Новый этап в развитии русского почвоведения наступает в первые
годы XX в. в связи с ростом капиталистических отношений в деревне,
с ее классовым расслоением и с переселенческим движением крестьян
на восток. В широких масштабах проводятся почвенные исследования
с использованием докучаевского метода, во многих губерниях европей-
11
ской части России на средства губернских земств Главным переселен¬
ческим управлением организуются экспедиционные работы в азиатской
части России, в районах, перспективных для переселения крестьян. В
этих работах участвуют К. Д. Глинка, Л. И. Прасолов, С. С. Неустру-
ев, Б. Б. Полынов, Н. А. Димо и др.
Характерной особенностью указанных исследований являютя регио¬
нальные подходы к трактовке генезиса почв, к классификации и но¬
менклатуре ночв. Создаются региональные почвенные школы со своими
названиями ночв.
Одновременно проводятся более углубленные химические и физи¬
ко-химические исследования почв для раскрытия сущности почвооб¬
разовательного процесса и изучения водных свойств почв.
Выдающаяся роль в этот период принадлежит К. Д. Глинке (1867—
1927). Он был руководителем почвенных исследований Главного пере¬
селенческого управления, ведущим почвоведом докучаевского почвен¬
ного комитета. Им выполнен ряд оригинальных работ по выветриванию
горных пород, генезису, географии и классификации почв. К. Д. Глин¬
кой написан фундаментальный учебник почвоведения, опубликованный
в 1908 г. и вышедший в шести изданиях. К. Д. Глинка заведовал ка¬
федрами почвоведения в Ново-Александрийском, Воронежском н
Ленинградском сельскохозяйственных институтах. Он был одним из ор¬
ганизаторов Почвенного института имени В. В. Докучаева.
К. Д. Глинка сыграл выдающуюся роль в популяризации идей и
методов русского и советского почвоведения за границей.
П. С. Коссович (1862- 1915) —один из основоположников изучения
физических, химических и агрохимических свойств почв. В своих тру¬
дах «Основы учения о почве» (1911), «Курс почвоведения» (1903),
«Почвообразовательные процессы, как основа генетической почвенной
классификации» (1910) он не только систематизировал сведения о поч¬
вах, ио и развил оригинальные идеи по вопросам почвообразования,
классификации и эволюции почв.
В 1914 г. было опубликовано первое издание «Почвоведение»
В. Р. Вильямса, существенно отличавшееся от других курсов биоло¬
гической и агрономической направленностью.
Великая Октябрьская социалистическая революция ознаменовала
начало советского периода в развитии почвоведения. Национализация
земли, последующая социалистическая реконструкция сельского хо¬
зяйства коренным образом изменили условия развития почвенной нау¬
ки и использование ее достижений -в народном хозяйстве.
Были созданы государственные научно-исследовательские учрежде¬
ния по почвоведению в Академии наук СССР и союзных республиках,
значительно расширена сеть кафедр почвоведения в университетах и
сельскохозяйственных вузах. Координацию исследований в области
почвоведения и обобщение накопленных материалов возглавил создан¬
ный при АН СССР Почвенный институт имени В. В. Докучаева (1925).
Все это значительно укрепило почвоведение в организационном отно¬
шении и создало прочную базу для дальнейшего развития теоретичес¬
ких исследований и изучения почв страны в соответствии с требовани¬
ями сельского хозяйства.
Как признание важной роли почвоведения среди естественных наук
и его успехов явилось учреждение специальной кафедры почвоведения
в Академии наук СССР и избрание в 1927 г. первым академиком-поч-
воведом К. Д. Глинки. В последующие годы в действительные члены
АН СССР избирались К. К. Гедройц, Д. Н. Прянишников, В. Р. Виль¬
ямс, Н. М. Тулайков, Л. И. Прасолов, Б. Б. Полынов, И. В. Тюрин,
Я. В. Пейве, И. П. Герасимов.
12
В 20-е годы (1927—1930) широко
развертываются почвенные исследова¬
ния в Средней Азии, Казахстане, на
Кавказе, на Украине, в Белоруссии.
Под редакцией К. Д. Глинки состав¬
ляются почвенные карты азиатской
части СССР (1927) и европейской ча¬
сти СССР (1930), развиваются физи¬
ка, химия, биология почв, учение о ге¬
незисе, географии и картографии почв.
Важным теоретическим вкладом
этого периода советского почвоведения
было создание К. К. Гедройцем уче¬
ния о поглотительной способности
почв на основе исследования роли поч¬
венных коллоидов в почвообразовании
и плодородии почв.
К. К. Гедройц (1872 -1932) дал
глубокий анализ коллоидных свойств
почв и показал их значение для раз¬
вития сельскохозяйственных растений,
а также разработал теоретическое
обоснование мероприятий по известкованию и фосфоритованию кислых
почв, по гипсованию солонцов и т.д. Труды К. К. Гедройца «Учение о
поглотительной способности почв», «Химический анализ почв», «Солон¬
цы и их происхождение» были важным этапом в развитии почвоведения
и агрохимии и явились основой современных взглядов на физико-хими¬
ческую сущность процессов почвообразования и химических приемов
мелиорации ночв.
Важное значение в развитии географии, экологии и эволюции почв
имели работы С. С. Неуструева (1874—1928) «Элементы географии
почв» и «Почвы и циклы эрозий».
В этих работах были развиты идеи В. В. Докучаева о факторах
почвообразования.
Следующий период советского почвоведения совпадает с реконст¬
руктивным периодом в жизни нашей страны. В связи с коллективиза¬
цией сельского хозяйства и организацией колхозов и совхозов встал
вопрос о взаимосвязи почвоведения с земледелием и с проблемами
сельскохозяйственного производства. В это время в стране широко
проводятся крупномасштабные съемки почвенного покрова для целей
землеустройства, совершенствуются принципы и методы этих съемок
(JI. И. Прасолов, К. П. Горшенин, А. А. Краскж и др.). На значитель¬
ных площадях осуществляются агрохимические исследования
(Д. Н. Прянишников, Л. Н. Соколовский, Н. П. Карпинский,
В. А. Францесон и др.). Проводится общий учет почвенных ресурсов
СССР для целей планирования сельского хозяйства и выявляются воз¬
можности дальнейшего земледельческого освоения почв; закладыва¬
ются основы мелиоративного почвоведения (Б. Б. Полынов, Л. П. Ро¬
зов, В. Л. Ковда, И. Н. Антипов-Каратаев). Выходит первый обобщаю¬
щий труд «Почвы СССР». Советское почвоведение выходит на между¬
народную арену. Наши почвоведы участвуют в первом Международном
конгрессе почвоведов в Вашингтоне (1927 г.) и организуют в 1932 г.
второй Международный конгресс почвоведов в Москве и Ленин¬
граде.
Особое значение в этот период получают теоретические исследова¬
ния В. Р. Вильямса в области генетического и агрономического почво¬
13
ведения, вскрывшие глубокие связи
между почвоведением и земледелием.
В. Р. Вильямс (1863—1939) —
крупнейший советский ученый почво¬
вед и агроном, объединивший в поч¬
воведении генетические концепции
В. В. Докучаева с почвенно-агрономи-
чсскими концепциями П. А. Костыче-
ва и создавший биологическое направ¬
ление в почвоведении. Он показал ве¬
дущую роль растительных формаций
как природных сообществ высших зе¬
леных растений и микроорганизмов в
формировании генетического профиля
почв и их плодородия.
Сущность почвообразования по
В. Р. Вильямсу определяется как диа¬
лектическое взаимодействие процессов
синтеза и разложения органического
вещества, протекающее в системе Ma-
в. Р. Вильямс лого биологического круговорота ве¬
ществ.
Исходя из этого положения,
В. Р. Вильямс рассматривал почвообразование как единый по своей
биологической сущности и грандиозный по масштабам процесс, связан¬
ный с эволюцией жизни на земной поверхности и находящий свое от¬
ражение в конкретных почвах в каждую геологическую эпоху.
Большое внимание им было уделено изучению состава гумуса, об¬
разованию специфических гумусовых веществ и их роли в формирова¬
нии почв. Эти исследования дали мощный толчок последующим рабо¬
там И. В. Тюрина и его школы по изучению органических веществ
почв.
Взгляды В. Р. Вильямса в области теории почвообразовательных
процессов (подзолистый, дерновый, болотный) оказали большое влия¬
ние на дальнейшее развитие представлений о генезисе почв.
Особое место в трудах В. Р. Вильямса занимает изучение основных
проблем луговодства и процессов взаимодействия луговой раститель¬
ности с почвой (дерновый процесс). Им выявлена и подчеркнута важ¬
ная роль многолетних луговых злаковых и бобовых трав в накоплении
гумуса, в формировании агрономически ценной структуры и в целом
плодородия почв. В. Р. Вильямс рассматривал плодородие как важ¬
нейшее свойство почвы, отличающее ее от других геологических обра¬
зований и развивающееся вместе с развитием почвы. Он стремился
глубже понять сущность почвенного плодородия, исходя из потребнос¬
тей растений в физиологических факторах их жизни (свет, тепло, вода,
воздух, пища и т.д.), и особо подчеркивал значение воды и пищи как
факторов, наиболее поддающихся агротехническому и мелиоративному
регулированию.
Исходя из этих представлений, В. Р. Вильямс отмечал необходи¬
мость при возделывании сельскохозяйственных растений одновремен¬
ного воздействия па всю сумму факторов их жизни и роста в целях
максимального удовлетворения потребности растений.
Свои положения в области генетического почвоведения и изучения
плодородия почв В. Р. Вильямс тесно связывал с практическими воп¬
росами сельского хозяйства и положил их в основу разработанной
им травопольной системы земледелия. Наиболее важные и оригиналь¬
14
ные взгляды были высказаны В. Р. Вильямсом о роли живых организ¬
мов в почвообразовании, о сущности почвообразовательного процесса
и природе отдельных конкретных процессов, о малом биологическом
круговороте веществ, о плодородии почв, почвенном гумусе и структу¬
ре почв.
После Великой Отечественной войны развитие советского почвове¬
дения характеризуется дальнейшим развитием теоретических исследо¬
ваний, новым циклом крупномасштабных почвенных съемок для тер¬
риторий укрупненных колхозов и совхозов, развитием биологических
идей в почвоведении, активным участием в решении задач по даль¬
нейшему развитию сельскохозяйственного производства.
Наиболее важными достижениями этого периода являются следую¬
щие:
разработка общего почвенно-географического учения на биоклима-
тической основе о почвенно-биоклиматических поясах и областях мира,
о почвенных зонах, фациях и провинциях (Л. И. Прасолов, И. П. Ге¬
расимов, Е. Н. Иванова, Н. Н. Розов и др.), которое легло в основу
советских картографических обобщений мировых почвенных материа¬
лов, в основу «Почвенно-географического районирования СССР» и по¬
служило принципиальной базой для учета почвенных ресурсов СССР
и мира;
разработка общего учения о корах выветривания и о геохимии лан¬
дшафтов на основе биогеохимических идей В. И. Вернадского (Б. Б. По¬
лынов, В. А. Ковда, М. А. Глазовская п др.), имеющего большое зна¬
чение для изучения эволюции почвениого покрова, мелиоративной
оценки территории и поисков полезных ископаемых;
крупные теоретические разработки в области питания растений и
применения удобрений, ознаменовавшиеся дальнейшим развитием оте¬
чественной школы агрохимии, основателем которой был академик
Д. Н. Прянишников, создание агрохимической службы в стране;
развитие генетических и почвенно-агрономических исследований на
основе изучения органических веществ почв (И. В. Тюрин, М. М. Ко¬
нонова, Л. Н. Александрова, В. В. Пономарева, Д. С. Орлов и др.),
почвенных процессов и режимов (А. А. Роде, И. Н. Скрынникова,
И. С. Кауричев, Е. А. Афанасьева и др.), агрофизических и мелиора¬
тивных исследований (Н. А. Качинский, В. А. Ковда, Л. П. Розов,
В. В. Егоров и др.), изучения физико-химических и химических свойств
почв (А. Н. Соколовский, И. Н. Антипов-Каратаев, Н. И. Горбунов,
Н. Г. Зырин и др.);
совершенствование единой классификации и диагностики почв
СССР (И. П. Герасимов, Е. Н. Иванова, Н. Н. Розов, В. М. Фридланд и
др.), методов почвенного картирования, изучение структуры почвенно¬
го покрова (В. М. Фридланд), разработка принципов и методов бонити¬
ровки почв и экономической оценки земель;
развитие региональных исследований по изучению почв Сибири и
Дальнего Востока, союзных республик и выход монографических обоб¬
щений по почвам этих территорий;
широкое участие советских почвоведов в изучении почв субтропи¬
ческого и тропического поясов и публикация монографий по генезису,
географии и характеристике почв этих территорий (М. А. Глазовская
«Почвы миоа», 1972—73 гг., С. В. Зонн «Почвообразование и почвы
субтропиков и тропиков», 1974 г., и др.).
В современный период особенно возросла роль почвоведения в ра¬
циональном использовании почв, правильной их оценке лля мелиора¬
ции, эффективного применения удобрений, разработки мероприятий по
борьбе с эрозией и охране почв.
15
Почвоведы ведут большую работу по интенсификации земледелия
в Нечерноземной зоне в связи с развитием мелиорации почв и химиза¬
цией сельского хозяйства.
Отечественное почвоведение оказало огромное влияние на развитие
учения о почвах за рубежом.
Русские названия почв «подзол», «чернозем», «солонец» и другие
приобрели международное употребление.
Распространению идей и методов отечественного почвоведения в
значительной мере способствовали перевод па языки других стран ра¬
бот русских и советских почвоведов, систематическое участие их в меж¬
дународных конгрессах, а также журнал «Почвоведение», издающийся
в нашей стране с 1899 г.
Докучаевский естественноисторический подход к изучению почв на¬
шел широкое отражение в работах почвоведов Западной Европы и
США.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
СОСТАВ И СВОЙСТВА ПОЧВЫ
Глава I
ВЫВЕТРИВАНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД И МИНЕРАЛОВ.
ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ ПОРОДЫ
ВЫВЕТРИВАНИЕ
Выветривание — совокупность сложных и разнообразных процессов
количественного и качественного изменения горных пород и слагающих
их минералов под воздействием атмосферы, гидросферы и биосферы.
Горизонты горных пород, где протекают процессы выветривания,
называются корой выветривания. В ней различают две зоны:
зону поверхностного, или современного, выветривания и зону глубин¬
ного, или древнего, выветривания. Мощность коры современного вы¬
ветривания, в которой может протекать почвообразовательный процесс,
колеблется от нескольких сантиметров до 2—10 м.
В процессе выветривания различают по преобладающему дейст¬
вию тех или других факторов три формы — физическое, химическое и
биологическое.
Физическое выветривание — механическое раздробление горных по¬
род и минералов без изменения их химического состава.
Выветривание начинается с поверхности, здесь возникают большие
градиенты суточных и сезонных температур. Постепенно выветривание
захватывает более глубокие слои породы и затухает в поясе постоян¬
ных температур. Наиболее интенсивно оно протекает при больших амп¬
литудах колебания температур; например, в жарких пустынях поверх¬
ность пород иногда нагревается до 60—70 °С, а ночью охлаждается
почти до 0°С.
Физическое выветривание ускоряется при наличии воды, которая,
проникая в трещины горных пород, создает капиллярное давление
большой силы. Еще сильнее разрушающая сила воды при замерзании.
При этом она расширяется на 1/10 своего объема и оказывает огром¬
ное давление на стенки трещин горных пород.
В областях аридного климата аналогичную роль играют соли, про¬
никающие в трещины и кристаллизующиеся в них. Так, ангидрит
(CaS04), присоединяя воду, превращается в гипс (CaS04-2H20), уве¬
личиваясь в объеме на 33%.
В результате физического выветривания горная порода уже способ¬
на пропускать воздух и воду и задерживать некоторое количество ее.
Физическое выветривание, раздробляя и разрыхляя массивные породы,
значительно увеличивает общую поверхность, что создает благоприят¬
ные условия для проявления химического выветривания.
Химическое выветривание — процесс химического изменения и раз¬
рушения горных пород и минералов с образованием новых минералов
и соединений.
Важнейшими факторами этого процесса являются вода, углекислый
газ и кислород. Вода — энергичный растворитель горных пород и ми¬
нералов.
Разложение минералов водой усиливается с повышением темпера¬
туры и насыщением ее углекислым газом; последний придает воде
2—837
17
кислую реакцию, что увеличивает разрушающее действие на минералы.
На ход химического разложения минералов влияет и температура. По¬
вышение ее на каждые 10 °С ускоряет течение химических реакций в
2—2,5 раза. Этим следует объяснить интенсивное химическое выветри¬
вание в экваториальных областях и замедленное в полярных. Раство¬
рение горных пород водой, особенно содержащей С02 и другие вещест¬
ва, широко распространено в природе. Так, при 25 °С в 1 л воды рас¬
творяется 0,0145 г кальцита, а при содержании в воде С02 раствори¬
мость его резко повышается из-за перехода СаС03 в бикарбонат:
СаС08 + СО, + Н8О^Са (НС03)а.
Повышается растворимость минералов в воде, содержащей соли,
особенно хлористые.
Основная химическая реакция воды с минералами магматических
пород — гидролиз приводит к замене катионов щелочных и щелоч¬
ноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода
диссоциированных молекул воды. Схематически эту реакцию для ор¬
токлаза можно выразить так:
KAlSi3Oe -f Н20 -*■ HA1SLA, + КОН.
Образующееся основание (КОН) обусловливает щелочную реакцию
раствора, при которой происходит дальнейшее разрушение кристалли¬
ческой решетки ортоклаза. КОН при наличии СОг переходит в форму
карбоната:
2КОН -Ь С02 = К2С03 + н2о.
С деятельностью воды связана также гидратация — химический
процесс присоединения частиц воды к частицам минералов, например:
2Fe*03 + ЗН20 = 2Fe203-3H20.
гематит лимонит
Гидратация наблюдается и в более сложных по составу минера¬
лах— силикатах и алюмосиликатах. Она приводит к разрыхлению по¬
верхности минералов, что обеспечивает в дальнейшем их взаимодейст¬
вие с окружающим водным раствором, газами и другими факторами
выветривания.
Окисление — реакция, широко распространенная в зоне вывет¬
ривания. Окислению подвергаются многочисленные минералы, содер¬
жащие закисиое железо или другие способные к окислению элементы.
Характерным примером окислительных реакций при выветривании мо¬
жет служить взаимодействие сульфидов с молекулярным кислородом
в водной среде. Так, при окислении пирита наряду с сульфатами и
гидратами окисей железа образуется серная кислота, участвующая в
создании новых минералов:
2FeS2 -f 7 02 + 2Н20 = 2FeS04 2H2S04;
12FeS04 4- 6Н20 -I- 302 = 4Fe* (S04)8 4Fe(OH)3;
2Fe2(S04)3 + 9H20 = 2Fe20.,-3H20 + 6H2S04.
В процессе окисления изменяется первоначальная окраска горных
пород, появляются желтые, бурые, красные тона. Сильно окисленные
породы обычно приобретают землистое пористое строение (например,
ферраллитная кора выветривания).
В результате химического выветривания изменяется физическое
состояние минералов и разрушается их кристаллическая решетка. По¬
18
рода обогащается новыми (вторичными) минералами и приобретает
связность, влагоемкость, поглотительную способность и другие свой¬
ства.
Биологическое выветривание—механическое разрушение и хими¬
ческое изменение горных пород и минералов под действием организ¬
мов и продуктов их жизнедеятельности. В разрушении горных пород
в поверхностных слоях земли активно участвуют живые организмы;
нет чисто абиотических (безжизненных) механических и химических
процессов выветривания. При биологическом выветривании организмы
извлекают из породы необходимые для построения своего тела мине¬
ральные вещества и аккумулируют их в поверхностных горизонтах по¬
роды, создавая условия для формирования почв. С поселением орга¬
низмов на горной породе ее выветривание значительно усиливается.
Корни растений и микроорганизмы выделяют во внешнюю среду угле¬
кислый газ и различные кислоты (щавелевую, яблочную, янтарную
и др.), которые оказывают разрушающее действие на минералы. Нит-
рификаторы образуют азотную кислоту, серобактерии и тионовые бак¬
терии— серную. Эти кислоты растворяют многие минеральные соеди¬
нения и усиливают процесс выветривания.
Доказано, что диатомовые водоросли, строя свой панцирь из крем¬
незема, способны разлагать алюмосиликаты. Слизистые выделения
силикатных бактерий, близких к роду Meghatherium, могут разрушать
нолевые шпаты. Грибы рода Penicillium выделяют вещество, которое
разрушает первичные минералы.
Значительное участие в биологическом выветривании массивных по¬
род принимают лишайники, выделяя углекислоту и специфические кис¬
лоты. Лишайники разрушают породы как химически, так и отчасти
механически проникновением гиф по плоскостям спайности внутрь зе¬
рен первичных минералов.
Животные, как и растения, механически разрыхляют горные поро¬
ды и своими выделениями способствуют их изменению.
Характер разрушения при выветривании зависит от условий среды,
в которой оно протекает, от минералогического состава пород, в част¬
ности от содержания S1O2. Последнее может отразиться на составе про¬
дуктов выветривания. Так, при выветривании кислых пород образу¬
ются преимущественно пески и супеси, средних пород — суглинки и
основных — тяжелые суглинки и глины.
Разные породы и минералы обладают неодинаковой устойчивостью
к процессам выветривания. Наиболее устойчивы метаморфические по¬
роды (например, кварциты), менее устойчивы осадочные. Больше
всего подвержены выветриванию вулканические пеплы, отличающие¬
ся высокой пористостью и содержанием минералов, легко поддающих¬
ся выветриванию (слюды и др.). Из минералов наиболее устойчив к
выветриванию кварц. Поэтому он накапливается в коре выветривания.
Менее устойчивы к выветриванию минералы, в состав которых входят
закисные формы железа. Промежуточное положение занимают поле¬
вые шпаты.
При выветривании наряду с разрушением первичных минералов об¬
разуются и вторичные минералы.
Большое значение в развитии процессов выветривания имеют кон¬
центрация и солевой состав растворов, реакция среды (величина pH),
окислительно-восстановительные условия и т.д. Процессы выветрива¬
ния в значительной степени обусловлены климатом. Интенсивность вы¬
ветривания определяется главным образом температурой и количеством
осадков. В условиях засушливого климата растворимые продукты вы¬
ветривания накапливаются, в условиях влажного климата выщелачи¬
2*
19
ваются. Поэтому на земном шаре образуются различные типы коры
выветривания, различающиеся по минералогическому составу.
Различают два основных типа коры выветривания:
сиаллитную, распространенную в регионах с умеренно-влажным
климатом, для нее характерны образование глинистых минералов, пре¬
имущественно монтмориллонитовой группы, и гидрослюд, сохранение
наиболее устойчивых первичных минералов;
а л л и т н у ю, формирующуюся в условиях влажного субтропического
и тропического климата, для которой характерно господство вторич¬
ных минералов группы гидроокисей железа и алюминия, почти полное
разрушение первичных минералов (кроме кварца), вынос оснований
и кремнезема; в составе глинистых минералов преобладают каолинит
или галуазит.
Классификация кор по условиям формирования и химическому со¬
ставу дана на странице 21 и 85.
ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ ПОРОДЫ
Почва является многофазной полидисперсной системой. Она состо¬
ит из твердых частиц, воды (почвенного раствора), почвенного возду¬
ха и живых организмов. Эти составные компоненты находятся в тесном
взаимодействии.
На долю твердой фазы большинства почв (минеральные почвы)
приходится 40 -65% объема почвы. Между твердыми частицами нахо¬
дятся поры, в которых размещаются почвообитающие организмы, вода
и почвенный воздух.
Твердая фаза минеральных почв состоит главным образом из ми¬
неральных веществ, которые составляют до 90—99% и более ее массы.
Минеральная часть ночвы обеспечивает условия закрепления кор¬
ней произрастающих растений, является наряду с органической частью
источником питательных веществ, влияет на физические и физико¬
химические свойства почвы.
Минеральную часть почвы принято различать по минералогическо¬
му, химическому и механическому составу. Состав минеральной части
почвы зависит от состава исходной почвообразующей породы и от ус¬
ловий, в которых развивается почва.
Горные породы, из которых формируется почва, называются
почвообразующими, или материнскими.
Твердая оболочка земли, или литосфера, состоит из магматических,
метаморфических и осадочных пород.
Магматические, или изверженные, породы образовались из сили¬
катных расплавов (магма), застывших в глубине земной коры (поро¬
ды глубинные — интрузивные), или из магмы, излившейся на поверх¬
ность Земли (породы излившиеся — эффузивные). Эти породы имеют
кристаллическое или скрытокристаллическое строение, преимущест¬
венно плотное сложение, поэтому широко известно и другое их назва¬
ние— массивнокристаллические (граниты, пегматиты, дуниты и др.).
Магматические породы составляют 95% общей массы пород, слагаю¬
щих литосферу, однако почвообразующими являются лишь в редких
случаях, главным образом в горных областях.
Метаморфические породы — вторичные массивнокристаллические
породы, образовавшиеся из магматических или осадочных пород в нед¬
рах земли в результате глубоких превращений (сланцы, гнейсы). Их
значение в почвообразовании также мало. Основная поверхность зем¬
ли покрыта осадочными породами.
Осадочные породы — отложения продуктов выветривания массивно¬
го
кристаллических пород или остатков различных организмов. Они под¬
разделяются на обломочные, химические осадки и биогенные. Среди
осадочных пород химического и биогенного происхождения важную
роль в почвообразовании имеют карбонатные отложения — известня¬
ки, мергели, доломиты, мел.
Древние осадочные породы, образованные в дочетвертичный пери¬
од, со временем утратили рыхлость, пористость и являются преиму¬
щественно плотными породами.
Дневнис осадочные породы и массивнокристаллические объединя¬
ются по возрасту в одну группу дочетвертичных, или коренных, по¬
род. Молодые осадочные породы сформировались в четвертичный пе¬
риод в результате выветривания коренных пород и переотложения
продуктог, их разрушения водой, ветром, льдом. Их образование про¬
должается и в настоящее время. В отличие от плотных коренных пород
они характеризуются благоприятными для почвообразования свойст¬
вами: рыхлым сложением, пористостью, водопроницаемостью, водо-
удержнвающей и поглотительной способностью.
Рыхлые осадочные породы являются главными и о ч в о о б р а-
зующ ими породами. На этих породах почти повсеместно развива¬
ются почвы.
В зависимости от генезиса, условий формирования четвертичные
осадочные породы характеризуются различным составом, строением,
сложением и свойствами, что существенно отражается на почвообразо¬
вании и плодородии формирующихся почв.
Минералогический, химический и механический состав пород опре¬
деляет условия произрастания растений, оказывает большое влияние
на гумусонакопление, оподзоливанис, оглесние, заболачивание, засо¬
ление и другие процессы. Так, карбонатность пород в таежно-лесной
зоне создает благоприятную реакцию среды, способствует формирова¬
нию гумусового горизонта, его оструктуренности. Повышенное со¬
держание водорастворимых солей приводит к образованию засоленных
почв. В зависимости от механического состава, характера сложения
(рыхлые, плотные) породы различаются по водопроницаемости, вла-
гоемкости, пористости, что предопределяет в процессе развития почв их
водный, воздушный, тепловой режимы, развитие заболачивания. На
водный режим почв влияет строение породы. Различают одночленные
породы, имеющие однородный состав до глубины промачивания, и
многочленные (двучленные, трехчленные и т.п.), состоящие из различ¬
ных по составу слоев.
Ниже дается описание основных генетических типов четвертичных
осадочных пород.
Элювиальные породы, или элювий, - продукты выветривания ко¬
ренных пород, оставшиеся на месте образования. Элювий формирует¬
ся в горных областях и на равнинных плато. В зависимости от свойств
исходной породы, климатических условий и рельефа элювий отли¬
чается большим разнообразием по составу и мощности. Для элювия
характерны тесная связь с исходной породой, постепенный переход от
рыхлого мелкоземистого материала к плотной породе.
Значение элювиальных пород в почвообразовании определяется их
свойствами. На элювии карбонатных пород в Нечерноземной зоне фор¬
мируются плодородные дерновые почвы. На маломощном элювии поч¬
вы отличаются щебеночным составом.
Совокупность остаточных продуктов выветривания различных по
составу элювиальных образований в верхнем слое литосферы называ¬
ется остаточной (элювиальной) корой выветривания. Перемещен¬
ные водой, ветром, льдом продукты выветривания формируют акку¬
мулятивные (переотложенные) коры выветривания.
21
Делювиальными породами, или делювием, называются наносы,
отложенные на склонах дождевыми и талыми водами. Делювий откла¬
дывается в виде пологого шлейфа. В вершине шлейфа часто накапли¬
вается грубый материал, иногда обломочный, а в конце шлейфа — пы¬
леватый, глинистый. Плоскостной склоновый сток формирует делю¬
виальные наносы с наибольшей мощностью у основания склона, где
движение воды замедляется и материал оседает.
Для делювия характерны относительная сортированность и хорошо
выраженная слоистость. Встречаются несортированные и неслоистые
наносы. По составу делювий ранообразен.
Делювиальные породы широко распространены в предгорных об¬
ластях и служат материнскими породами для различных почв.
Пролювий формируется в горных странах, у подножия гор в резуль¬
тате деятельности временных водных и селевых потоков значительной
силы. Пролювий характеризуется плохой сортированностью, включе¬
нием крупнообломочного материала.
Делювий и пролювий часто сочетаются, образуя делювиально-про-
лювиальные отложения.
Аллювиальные породы, или аллювий, представляют собой осадки,
отложенные при разливе рек (пойменный аллювий). К аллювиальным
породам относятся также донные отложения рек (русловый аллювий).
Русловый аллювий обычно сложен песками различной зернистости.
Пойменный аллювий преимущественно суглинистый и глинистый.
В пределах поймы, в старицах, накапливается старичный аллювий,
богатый органическим веществом.
Горные реки в отличие от равнинных формируют только русловый
аллювий.
Аллювиальные отложения характеризуются горизонтальной или ко¬
сой слоистостью, окатанностью минеральных зерен, включением ор¬
ганических остатков.
Аллювий широко распространен на территории Советского Союза и
служит материнской породой для различных пойменных почв, отлича¬
ющихся высоким плодородием.
Озерные отложения выполняют понижения древнего рельефа, от¬
личаются глинистостью и слоистостью. Таковы, например, ленточные
глины, образовавшиеся в приледниковых озерах (озерно-ледниковые
отложения) и широко распространенные в северо-западной части
европейской территории СССР. В озерных отложениях часто наблю¬
даются органические прослойки, могут накапливаться углекислый
кальций (Полесье, Западная Сибирь), а в сухих областях — гипс и
легкорастворимые соли. Накопление легкорастворимых солей превра¬
щает озерные отложения в засоленные. Пересыхая, соленые озера об¬
разуют солончаки.
Ледниковые, или моренные, отложения — продукты выветривания
различных пород, перемещенные и отложенные ледником. Эти породы
широко распространены в северной части европейской территории
СССР, в Западной Сибири. Обычно залегают на возвышенных водо¬
раздельных пространствах. Для морен характерны следующие особен¬
ности: несортированность, неоднородный механический состав, нали¬
чие валунов, обогащенность песчаными фракциями, красно-бурая, реже
желто-бурая и другая окраска.
Окраска зависит от характера коренных пород подледникового
ложа, условий выветривания и почвообразования. При оглеении цвет
морены приобретает серо-сизый оттенок.
По механическому составу морены разнообразны, однако наибо¬
лее широко представлены валунными песчанистыми суглинками. По
22
химическому составу различают бескарбонатные и карбонатные море¬
ны. Карбонатная морена встречается локально, преимущественно в
северо-западных областях Нечерноземья (Ленинградская, Новгород¬
ская, Вологодская, Псковская). По составу и свойствам она более бла¬
гоприятна для произрастания растений. На этой породе развиты сла¬
бо- и среднеподзолистые виды почв, а также плодородные дерново¬
карбонатные почвы. Бескарбонатные моренные отложения способству¬
ют проявлению подзолистого процесса, на них формируются средне-
и сильноподзолистые почвы. При сильной завалуненности пород свойст¬
ва почв значительно ухудшаются.
Флювиогляциальные, или водноледниковые отложения связаны с
деятельностью мощных ледниковых потоков. Вытекая из-под ледника,
они перемещали моренный материал и переоткладывали его за краем
ледника.
Флювиогляциальные отложения характеризуются сортированностью,
слоистостью, не содержат валунов, бескарбонатные, преимущественно
песчаные и песчано-галечниковые. Эти породы широко распространены
в таежно-лесной зоне европейской территории СССР, особенно в
Полесской и Мещерской низменностях. Почвы, сформированные на
флювиогляциальных отложениях, отличаются низким плодородием.
Они бедны гумусом, питательными веществами, обладают малой вла-
гоемкостью. Нередко верхняя толща флювиогляциальных наносов
(до 50—60 см) подстилается суглинками и глинами, что приводит к
застаиванию воды на контактах пород и возникновению контактного
оглеения. В замкнутых понижениях, когда флювиогляциальные отло¬
жения подстилаются глинами, возникает заболачивание и развивают¬
ся болотно-подзолистые почвы.
Покровные суглинки распространены в зоне ледниковых отложе-
иий и рассматриваются как отложения мелководных приледниковых
разливов талых вод. Широко представлены в центральных областях
Нечерноземной зоны РСФСР. Для них характерно покровное залега¬
ние на морене, откуда и произошло их название.
Покровные суглинки в отличие от моренных суглинков характери¬
зуются желто-бурой окраской, хорошо выраженной сортированностью,
большим содержанием пылеватых фракций, не содержат валунов. По
механическому составу — чаще тяжелые и средние пылеватые суглин¬
ки однородного строения с преобладанием фракций крупной пыли
(0,05—0,01 мм) и ила (<0,001 мм). В связи с этим покровные суглин¬
ки во влажном состоянии сильно набухают, а при подсыхании растре¬
скиваются на ореховатые и призматические отдельности, отличаются
плотностью сложения, слабой водопроницаемостью, высокой капилляр¬
ностью. По химическому составу — преимущественно бескарбонатные.
На покровных суглинках развиты подзолистые, дерново-подзолистые
почвы, испытывающие нередко переувлажнение, а также серые лесные
почвы.
Лёссы и лёссовидные суглинки имеют различный генезис. Их общи¬
ми чертами являются палевая или буровато-палевая окраска, карбо-
натность, пылевато-суглипистый механический состав с преобладанием
крупнопылеватой фракции (0,05—0,01 мм), мучнистость, пористость,
рыхлое сложение, микроагрегировапность, хорошая водопроницае¬
мость.
По химическим и водно-физическим свойствам эти породы наибо¬
лее благоприятны для развития растений. При благоприятных климати¬
ческих условиях на них формируются высокоплодородные черноземные
почвы, а также развивается ряд других почв — сероземы, каштановые,
серые лесные.
23
Лёссы наиболее широко распространены на Украине и в Средней
Азии. Лёссовидные суглинки в отличие от лёссов имеют место как во
внслсдииковых областях, так и в областях ледниковых отложений, сре¬
ди покровных суглинков. Они широко встречаются в Белорусской ССР,
в центральных областях Нечерноземной зоны РСФСР (Московская,
Смоленская, Калужская, Рязанская и др.), в степных районах. Лёссо¬
видные суглинки менее карбонатны, встречаются бескарбонатные, бо¬
лее грубозернистые. В них слабее выражена мучнистость и пористость,
отмечается слоистость.
Эоловые отложения образуются в результате аккумулятивной дея¬
тельности ветра, которая проявляется особенно интенсивно в пусты¬
нях. К эоловым отложениям относятся сортированные песчаные на¬
носы, которые откладываются недалеко от областей дефляции. Эти
наносы образуют особые формы рельефа — бугры, дюны, барханы.
Морские отложения формируются в результате перемещения бере¬
говой линии морей, явлений трансгрессии и регрессии, которые неод¬
нократно наблюдались в четвертичный период. Морские отложения от¬
личаются слоистостью, сортированностью и большой аккумуляцией
солей. Встречаются на побережье северных морей, в Прикаспийской
низменности и других районах. Выходя местами на поверхность, эти
породы приводят к образованию засоленных почв.
Глава II
МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ И МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ
И ПОЧВООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД
В состав почвообразующих пород и почв входят первичные и вто¬
ричные минералы. Первичные минералы слагают магматические по¬
роды, а в рыхлых породах и почвах являются остаточным материалом
выветривания исходных пород. Вторичные минералы возникли из пер¬
вичных минералов под воздействием климатических и биологических
факторов.
Первичные минералы представлены преимущественно частицами
>0,001 мм, вторичные—<0,001 мм. В большинстве почв первичные
минералы преобладают по массе над вторичными, за исключением
ферраллитных почв, в которых первичных минералов часто меньше,
чем вторичных.
Первичные минералы. Наиболее распространенными первичными
минералами в породах и почвах являются кварц, нолевые шпаты, ам¬
фиболы, пироксены и слюды. Эти минералы составляют основную мас¬
су магматических пород. Средний минералогический состав магмати¬
ческих пород следующий (по Ф. У. Кларку):
Поскольку первичные минералы обладают различной устойчи¬
востью к выветриванию, относительное содержание их в иочвообразую-
щих породах и почвах иное, чем в магматических породах.
Так, в рыхлых породах больше кварца (SiCb), как наиболее устой¬
чивого к выветриванию минерала. Его содержание достигает 40—60%
и более. Второе место обычно занимают полевые шпаты (до 20%),
также обладающие большой механической прочностью, но менее ус¬
тойчивые к химическому выветриванию. Среди них широко распрост¬
ранен ортоклаз (KAlSi308), реже встречаются натриево-кальциевые
полевые шпаты или плагиоклазы.
Кварц и полевые шпаты крупнозернисты, поскольку выветривание
их идет медленно. Они сосредоточены главным образом в песчаных и
пылеватых частицах.
Амфиболы, пироксены и многие слюды легко поддаются выветри¬
ванию, поэтому в рыхлых породах и почвах они содержатся в неболь¬
ших количествах в виде мелких кристаллов.
Устойчивость к выветриванию определяется природой минералов,
их различием в химическом составе и кристаллической структуре.
Рассматриваемые минералы, как большинство минеральных химиче¬
ских соединений, обладают структурами ионного типа, образованными
противоположно заряженными ионами. Ионы в кристаллах минералов
расположены в виде геометрически правильной пространственной ре¬
шетки, называемой кристаллической. Благодаря такому строению
кристаллы минералов имеют форму геометрически правильных много¬
гранников. Для каждого минерала характерны своя кристаллическая
решетка и определенная форма кристаллов.
Взаимное расположение катионов и анионов в кристаллической
решетке обусловливается их объемом или величиной их радиусов (ионы
Минералы
Содержание, %
Полевые шпаты
Кварц
Амфиболы (рогоиые обманки) и пироксены
Слюды
Прочие
59,5
12,0
16,8
3.8
7.9
25
Рис. I. Островные кремнекислородные радикалы.
можно представить в виде сфер определенного радиуса). Число ионов
противоположного знака, окружающих данный ион, называется коор¬
динационным числом. Чем больше радиус иона, тем больше
вокруг него может разместиться без взаимного соприкосновения проти¬
воположно заряженных ионов.
Координационное число определяет форму окружения, или координа¬
цию вокруг иона, а следовательно, основной элемент структуры, характер
элементарной ячейки кристалла минерала.
Главным элементом структуры широко распространенных в почве
кислородных соединений кремния является кремнекислородный тетраэдр
(Si04)4-, в вершинах которого располагаются четыре иона кислорода,
а в центре — ион кремния. Кремнекислородный тетраэдр обладает че¬
тырьмя свободными валентными связями, которые могут быть компен¬
сированы присоединением катионов или соединением с другими кремне¬
кислородными тетраэдрами.
Соединяясь между собой через кислородные ионы, тетраэдры обра¬
зуют различные сочетания или типы структур: островные, цепные, лен¬
точные, листоватые (слоистые), каркасные. Каркасная структура рас¬
пространена в полевых шпатах, кварце, цепная — в пироксенах, листо¬
ватая — в слюдах, глинистых минералах, ленточная — в амфиболах,
островная — в оливине.
В островной тип структуры входят кремнекислородные радикалы,
состоящие из одного, двух и большего, но конечного числа тетраэдров.
Изолированные тетраэдры соответствуют формуле радикала (SiC>4)4-,
спаренные—(SijO?)6-, комплекс из трех тетраэдров—(S13O9)6-, из
четырех— (SUOis)®-, из шести— (Si60i8)12" (рис. 1).
В цепных, ленточных, листоватых, каркасных структурах кремнекис¬
лородные тетраэдры образуют бесконечные радикалы, сочленяясь в це¬
почки, ленты, листы, каркасы (рис. 2). Формула таких радикалов пока
зывает не количество атомов в кремнекислородных группах, а только
Коордииаиия
Координацион
ное число
Треугольник
Тетраэдр .
Октаэдр .
Куб . . .
3
4
6
8
26
отношение атомов в бесконечной группе, число атомов в элементарном
звене, бесконечным повторением которого можно воспроизвести всю
структуру.
Одинарные цепочки характерны для пироксенов с формулой радикала
(Si20e)4- оо, сдвоенные цепочки или ленты — для амфиболов с формулой
радикала (Si40n)6-<x>. Листоватая структура образуется, если тетраэд¬
ры соединяются вершинами в бесконечную группировку с радикалом
(Si4Oio) ^оо. Для каркасной структуры характерно сочленение тетраэд¬
ров в бесконечные трехмерные решетки, каркасы, не имеющие активных
ионов кислорода. В этом случае создается бесконечный нейтральный
радикал (Si02)°oo. Такую структуру имеет кварц, отличающийся боль¬
шой прочностью.
В каркасных структурах кремний (Si4-*") может быть замещен алю¬
минием (А13+) с образованием комплексной алюмокремниевой группы,
характерной для полевых шпатов. Свободная валентность компенсирует¬
ся катионами. Так, при замещении одной четверти атомов кремния ато¬
мами алюминия группа (Si^e)0 замещается группой [Al, SisJOe]1-. При
компенсации свободной валентности калием формула соответствует ор¬
токлазу К[А1, SieOe], при компенсации натрием — альбиту Na[Al, SieOe].
Ион алюминия по величине радиуса может находиться также в ше¬
стерной комбинации, образуя октаэдр и элементарную ячейку
а
6
в
Рис. 2. Кремнекислородные радикалы:
а — цепные; б • - ленточные; в - листоватые.
27
[А1(ОН)б]3-. В алюмогидроксильных октаэдрах ОН- может частично за¬
мещаться О2- с возникновением алюмо-кислородно-гидроксильных ок¬
таэдров, характерных для вторичных минералов.
Значение первичных минералов разносторонне: от их
количества (особенно крупнозернистых фракций) зависят агрофизиче¬
ские свойства почв, они являются резервным источником зольных эле¬
ментов питания растений, а также образования вторичных минералов.
Вторичные минералы. В почвах и породах состав наиболее распро¬
страненных вторичных минералов, как и первичных, невелик. Среди вто¬
ричных минералов различают минералы простых солей, минералы гид¬
роокисей и окисей, глинистые минералы.
Минералы простых солей образуются при выветривании
первичных минералов, а также в результате почвообразовательного про¬
цесса. К таким солям относятся кальцит СаСОз, магнезит MgCOs, доло¬
мит [Са,Мд](СОз)г, сода Na2CC>3-IOII2O, гипс CaSC>4-2H2C), мирабилит
Na2SC>4’ ЮН20, галит NaCl, фосфаты, нитраты и др. Эти минералы спо¬
собны накапливаться в почвах в больших количествах в условиях сухого
климата. Качественный и количественный состав их определяет степень
и характер засоления почв.
Минералы гидроокисей и окисей — это гидроокиси
кремния, алюминия, железа, марганца, образующиеся в аморфной форме
при выветривании первичных минералов в виде гидратированных высо¬
комолекулярных гелей и постепенно подвергающиеся дегидратации и
кристаллизации с образованием окисей и гидроокисей кристаллической
структуры. Кристаллизации способствуют высокая температура, замер¬
зание, высушивание, окислительные условия почвы.
Гидроокись кремния (Si02-nH20) по мере старения переходит в твер¬
дый гель — опал (Si02-nri20) с содержанием воды от 2 до 30%, затем,
теряя воду, в кристаллические формы халцедона и кварца Si02. Гидро¬
окись марганца кристаллизуется в виде минерала пиролюзита Мп02,
исиломелана тМпО • Мп02• п\ 120.
Гидраты полутораокисей (А120з- «Н20, Fe2C>3- /г1120), кристаллизуясь,
образуют вторичные минералы: бемитЛ1203-Н20, гидраргилит (гиббсит)
А120з-ЗН20 или А1(ОН)3, гематит Fe2C>3, гетит Fe203-H20, гидрогетит
Рс20з-ЗН20. Эти минералы встречаются в небольших количествах во
многих почвах. Гетита и гиббсита много в ферраллитных почвах.
Степень окристаллизованности минералов обусловливает их раство¬
римость: чем больше окристаллизованность, тем меньше растворимость.
На растворимость гидратов полутораокисей большое влияние оказывает
реакция среды. При рН<5 в ионную форму переходит алюминий, а при
рН<3 — трехвалентное железо.
К высокодисперсным аморфным соединениям относятся также гуму¬
совые вещества, вулканические туфы, аллофан (Al203-Si02*nH20). От
содержания и природы аморфных веществ зависят многие свойства ночв.
Гумусовым веществам и полутораокисям принадлежит особая роль в
структурообразовании. Аморфные полутораокиси благодаря своей огром¬
ной поверхности поглощают много фосфора, делают его малодоступ¬
ным растениям.
Глинистые минералы являются вторичными алюмосилика¬
тами с общей химической формулой nSi02AI203-mH20 и характерным
молярным отношением Si02: А12Оз, изменяющимся в пределах от 2 до 5.
Глинистые минералы образуются в результате синтеза из простых
продуктов выветривания первичных минералов (гидроокиси, соли), пу¬
тем постепенного изменения первичных минералов в процессе выветри¬
вания и почвообразования, а также могут образоваться биогенным пу¬
тем из продуктов минерализации растительных остатков.
28
О°2~ (Q)o/r •***
Рис. 3. Схема строения кристаллической решетки монтмо¬
риллонита.
К наиболее распространенным глинистым минералам относятся ми¬
нералы группы монтмориллонита, каолинита, гидрослюд, хлоритов, сме¬
шаннослоистых минералов. Эти минералы входят в состав природных
глин, в связи с чем они и получили название глинистых минералов.
Глинистым минералам присущи общие свойства: слоистое кристал¬
лическое строение, высокая дисперсность, поглотительная способность,
наличие в них химически связанной воды. Однако каждая группа мине¬
ралов имеет специфические свойства и значение в плодородии.
М и н е р а л ы м о н т м о р и л л о н и т о в о й группы. К этой группе
минералов относятся монтмориллонит и его разновидности— нонтронит,
бейделлит, сапонит и другие с химической формулой 4Si02Al203-nH20.
Молярное отношение Si02: А1203 = 4.
Монтмориллонит и относящиеся к его группе минералы широко рас¬
пространены в рыхлых породах и почвах, за исключением ферраллитных
(где их мало или совсем нет), имеют кристаллическую решетку трех¬
слойного типа (2: 1), состоящую из двух слоев кремнекислородных тет¬
раэдров и заключенного между ними октаэдрического слоя (рис. 3).
Трехслойные пакеты чередуются в кристаллах и придают им слоистую
структуру.
В тетраэдрах и октаэдрах минералов монтмориллонитовой группы
возможны изоморфные замещения, что обусловливает изменчивость хи¬
мического состава минералов. Избыточный заряд компенсируется ка¬
тионами, которые являются преимущественно обменными.
Кристаллическая решетка минералов подвижна. Связь между паке¬
тами слабая. В межпакетное пространство легко проникает вода, при
этом минералы сильно набухают. В зависимости от количества погло¬
щенной воды расстояние между пакетами может удваиваться. Большое
пространство между пакетами позволяет свободно проникать в них об¬
менным основаниям.
29
Минералы монтморил*
лонитовой группы обладают
наиболее высокой дисперс¬
ностью. Они содержат до
до 60% коллоидных частиц
и до 80% частиц <0,001 мм.
Особая структура и диспер¬
сность обусловливают высо¬
кую емкость поглощения
катионов. У монтморилло¬
нита она равна 80—120
м.-экв. на 100 г.
Водно-физические свой¬
ства минералов данной груп¬
пы малоблагоприятны. Они
содержат большое количе¬
ство воды, недоступной ра¬
стениям. Максимальная ги¬
гроскопичность у монтмо¬
риллонита достигает 30%.
Во влажном состоянии сильно набухают, в сухом уплотняются и
растрескиваются, обладают значительной липкостью, слабо водопрони¬
цаемы, образуют корку. В сочетании с гуминовыми кислотами минера¬
лы образуют водопрочные агрегаты. Поэтому на фоне высокого содер¬
жания гумуса в почвах, богатых минералами монтмориллонитовой груп¬
пы, водно-физические свойства значительно улучшаются.
Минералы каолииитовой группы (каолинит, галлуазит,
диккит, накрит) характеризуются более узким молярным отношением
Si02:Al203=2 соответственно химической формуле 2Si02-Al203-/iH20.
Встречаются в рыхлых корах и почвах в небольшом количестве, за ис¬
ключением ферраллитных, где каолинит является основным глинистым
минералом.
Кристаллическая решетка каолинита и его группы двухслойная (1 : 1),
состоит из одного слоя кремнекислородных тетраэдров и одного слоя
алюмогидроксильных октаэдров (рис. 4). Каолинит не набухает, так как
доступ воды в межпакетное пространство затруднен из-за сильной связи
между пакетами. Расстояние между пакетами постоянно. Каолинит со¬
держит мало щелочноземельных оснований (табл. 1). Дисперсность его
невысокая. Емкость поглощения не превышает 20 м.-экв. на 100 г. Пре¬
обладание каолинита в почвах — признак бедности их основаниями.
Гидрослюды (гидромусковит, гидробиотит и др.) широко рас¬
пространены в почвах. Структура их подобна монтмориллониту. Они от¬
носятся к трехслойным минералам с многочисленными изоморфными
замещениями. Химический состав переменный. Связь между пакетами
прочная, вода в них не проникает, а компенсирующие катионы калия не-
1. Химический состав глинистых минералов, % на сухую навеску, по Е. Т. Дегенсу
(В. А. Ковда, 1973)
Минерал
SIO,
Л1203
Fe*03
FeO
MgO
CaO
Na,0
к,о
Монтмориллонит
51,14
19,76
0,83
3,22
1,62
0,04
0,11
Каолинит
45,44
38,52
0,80
—
0,С8
0,08
0,66
0,14
Иллит
49,26
28,97
2,27
0,58
1,32
0,67
0,13
7,47
Вермикулит
35,92
10,68
10,94
0,82
22,00
0,44
Хлорит
26,68
25,20
—
8,70
26,96
0,28
—
—
Рис. 4. Схема строения кристаллической решетки
каолинита.
30
обменные. Обменный калий находится на краях разрушенной кристал¬
лической решетки.
Гидрослюды — важный источник калия для растений. Содержание
его в гидрослюдах типа иллита достигает 6—7%. Образуются гидро¬
слюды преимущественно из слюд и полевых шпатов.
Из трехслойных минералов широко распространен в почвах также
в е р м и к у л ит. По свойствам он близок к монтмориллониту.
Среди глинистых минералов в почвах часто встречаются хлори¬
ты. Кристаллическая решетка их четырехслойная, ненабухающая. Хло¬
риты представляют собой алюмосилакаты, содержащие железо, магний,
реже хром, никель. По условиям образования они могут быть и первич¬
ными минералами.
В почвах широко распространены и смешаннослоистые ми¬
нералы. В их кристаллической решетке чередуются октаэдрические и
тетраэдрические слои разных минералов: монтмориллонита с иллитом,
вермикулита с хлоритом и т. п.
Экспериментально доказано, что глинистые минералы участвуют в
поглощении фосфора.
Почва наследует минералогический состав почвообразующей породы.
Почвообразование сопровождается передвижением, разрушением, синте¬
зом минералов, но существенно не меняет минералогического со¬
става.
Анализируя распространение глинистых минералов в почвах, Н. И.
Горбунов отмечает, что строгой приуроченности их к типам почв нет. Одни
и те же минералы могут находиться в разных типах почв и разные ми¬
нералы в одном и том же типе почв. Эту закономерность Н. И. Горбунов
объясняет неодинаковым составом материнских пород и их возрастом,
а также генетической связью глинистых минералов, их возможными
взаимными превращениями.
МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ И ПОЧВООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД
Механические элементы, их классификация и свойства
Твердая фаза почв и почвообразующих пород состоит из частиц раз¬
личной величины, которые называются механическими элемен¬
тами. По происхождению различают минеральные, органические и ор-
гано-минеральные частицы. Они представляют собой обломки горных
пород, отдельные минералы (первичные и вторичные), гумусовые веще¬
ства, продукты взаимодействия органических и минеральных веществ.
Механические элементы находятся в ночве или породе в свободном
состоянии (например, в песке) и в агрегатном, когда они соединены в
структурные отдельности — агрегаты различной формы, величины и проч¬
ности. Крупные агрегаты могут разрушаться на механические элементы
и более мелкие агрегаты при механическом усилии или при размокании
в воде.
В микроагрегатах (<0,25 мм) частицы удерживаются более проч¬
но и для их полного разделения применяется химическая обработка.
Количественное определение механических элементов называется
механическим анализом.
Свойства механических элементов изменяются в зависимости от раз¬
мера. Близкие по размеру и свойствам частицы группируются во
фракции.
Группировка частиц по размерам во фракции называется класси¬
фикацией механических элементов.
31
По Н. А. Качинскому выделяются следующие фракции:
Наименование фгакции Размер фракции, мм
\. Камни >3
2. Гравий 3—1
3. Песок: крупный 1—0,5
средний 0,5—0,25
мелкий 0,25—0,05
4. Пыль: крупная 0,05—0,01
средняя 0,01 —0,005
мелкая 0,005— 0,001
5. Ил: грубый 0,001—0,0005
тонкий 0,0005—0,0001
6. Коллоиды <0,0001
7. Физическая глина <0,01
8. Физический песок >0,01
Кроме того, все частицы более I мм называются скелетной частью
почвы, менее 1 мм — мелкоземом.
Отдельные фракции по-разному влияют на свойства почв и пород.
Это объясняется различным минералогическим и химическим составом
фракций, их различными физическими и физико-химическими свойства¬
ми (табл. 2, 3, 4).
2. Минералогический состав механических элементов покровного суглинка
(А. А. Роде, 1955)
Размер механических
элементов, мм
Содержание первичных минералов, %
кварц
полевые
шпаты
слюды
роговые
обманки
прочие мине¬
ралы
1—0,25
86
14
0,25-0,05
81
12
4
3
0,05-0,01
72
15
7
2
4
0,01—0,005
63
8
21
5
3
<0,005
10
10
67
7
6
3. Химический состав механических элементов светло-серой лесной почвы
(И. Л. Качинский, 1965)
Размер механических
элементов, мм
Содержание, % на прокаленную навеску
SiO,
FejOj
AI2O3
MgO
К20
р*о.
0,05-0,01
85,91
2,45
5,92
0,57
1,44
следы
0,01—0,005
84,14
4,17
5,88
0,67
1,59
следы
0,005-0,001
73,44
4,89
14,73
2,72
1,70
0,33
-0,001
59,86
8,32
23,05
4,03
2,36
0,44
Почва не расчленена
81,67
4,90
7,18
1,22
1,85
0,16
Рассмотрим характерные свойства фракций.
Камни (>3мм) представлены преимущественно обломками гор¬
ных пород. Каменистость —отрицательное свойство почв. Наличие кам¬
ней в почвах затрудняет использование сельскохозяйственных машин
и орудий, мешает появлению всходов и росту растений.
Каменистость учитывают и классифицируют в зависимости от коли¬
чества частиц >3 мм (табл. 5).
На слабокаменистых почвах наблюдается ускоренный износ рабочих
поверхностей орудий обработки. Средне- и сильнокаменистые почвы
нуждаются в мелиоративных работах но удалению камней.
32
4. Водно-физические свойства механических фракций почвообразующих пород
(по В. В. Охотину и В. Г. Ткачуку)
Водные свойства
Физико-механические своИстш
о.
« .
пластичность
£
Размер механических
элементов, мм
*1*
т
з§г
= * и
о о U
а>
CS
S 2
о о
с. _
Sg
ч 3
3 ь
сс =:
So
V.3
с-
С
•к
О 2
предел
текучести
продел
раскаты¬
вания в
шнур
чг
л
Cs w
= %
fi
« d ч
S X К
Я 2
у L
5 2 S
а = 0
«о
Е о
% влажности
п S'
3-2
0,2
0,5
0
Не пластичны
2—1,5
0,7
0,2
СО
i
ю
»
»
1,5—1,0
0,8
0,12
4,5
»
»
1,0—0,5
0,9
0,072
8,7
»
0,5—0,25
1,0
0,056
20—27
0,0
»
0,25-0,10
М
0,030
50
5
»
0,10-0,05
2,2
0,005
91
6
»
0,05—0,01
3,1
0,0004
200
16
»
»
0,01-0,005
15,9
—
105
40
28
0,005—0,001
31,0
—
—
160
48
30
4,0
<0,001
405
87
34
8,2
5. Классификация почв по каменистости (по II. А. Качннскому)
Частицы 3 мм,
%
Степень каменистости почв
Тип каменистости
<0,5
Некаменистая
Устанавливается по характеру ске¬
0,5-5
Слабокаменистая
летной части
5—10
Среднекаменистая
Почвы могут быть валунные, галеч-
>10
Силыюкамеыистая
никовыс, щебенчатые
Валунный тип каменистости часто встречается в северо-западных рай¬
онах Нечерноземной зоны, щебенчатые почвы широко представлены в
горных и предгорных районах.
Гравий (3—1 мм)—состоит из обломков первичных минералов.
Высокое содержание гравия в почвах не препятствует обработке, но
придает им малоблагоприятные свойства — провальную водопроницае¬
мость, отсутствие водоподъемной способности, низкую влагоемкость.
Влагоемкость гравия (<3%) неудовлетворительна для произрастания
сельскохозяйственных культур.
Песчаная фракция (1—0,05 мм) состоит из обломков первич¬
ных минералов, и прежде всего кварца и полевых шпатов. Эта фракция
обладает высокой водопроницаемостью, не набухает, не пластична, од¬
нако в отличие от гравия обладает некоторой капиллярностью и влаго-
емкостью. Поэтому природные пески, особенно мелкозернистые, пригод¬
ны для выращивания сельскохозяйственных культур. Для полевых куль¬
тур пригодны пески с влагоемкостыо не менее 10%. для лесных культур
не менее 3—5%.
Пыль крупная и средняя. Фракция крупной ныли (0,05—
0,01 мм) по минералогическому составу мало отличается от песчаной,
поэтому обладает некоторыми физическими свойствами песка: не пла¬
стична, слабо набухает, обладает невысокой влагоемкостыо.
Для средней пыли (0,01— 0,005 мм) характерно повышенное содержа¬
ние слюд, придающих фракции повышенную пластичность, связность.
Средняя пыль, как более дисперсная, лучше удерживает влагу, но обла¬
3-837
33
дает слабой водопроницаемостью, не способна к коагуляции, не участву¬
ет в структурообразовании и физико-химических процессах, протекающих
в почве. Поэтому почвы, обогащенные фракцией крупной и средней пыли,
легко распыляются, склонны к заплыванию и уплотнению, отличаются
слабой водопроницаемостью.
Пыль тонкая (0,005—0,001 мм) характеризуется относительно
высокой дисперсностью, состоит из первичных и вторичных минералов.
В связи с этим обладает ряДом свойств, не присущих более крупным
фракциям: способна к коагуляции и структурообразованию, обладает
поглотительной способностью, содержит повышенное количество гуму¬
совых веществ. С другой стороны, обилие тонкой пыли в почвах в сво¬
бодном, не агрегированном состоянии придает почвам такие неблаго¬
приятные свойства, как низкая водопроницаемость, большое количество
недоступной воды, высокая способность к набуханию и усадке, липкость,
трещиноватость, плотное сложение.
Ил (<>3,001 мм) состоит преимущественно из высокодисперсных
вторичных минералов. Из первичных минералов встречается кварц, ор¬
токлаз, мусковит.
Илистая фракция имеет большое значение в создании почвенного
плодородия. Ей принадлежит главная роль в физико-химических процес¬
сах, протекающих в почве. Она обладает высокой поглотительной спо¬
собностью, содержит много гумуса и элементов зольного и азотного пи¬
тания растений. Коллоидной части этой фракции принадлежит особо
важная роль в структурообразовании.
Водно-физические и физико-механические свойства почв, обогащен¬
ных илистой фракцией, в значительной мере определяются способностью
ее коагулировать и склеивать механические элементы в агрегаты. Эта
способность зависит от минералогического и химического состава почвы,
обогащенности гумусом, соединениями кальция и железа, от состава по¬
глощенных катионов. Структурная почва даже при высоком содержании
ила характеризуется благоприятными физическими свойствами. Дисперс¬
ная илистая фракция имеет неблагоприятные физические свойства
(табл. 4).
Таким образом, с уменьшением размера механических элементов
значительно изменяются их свойства. Из таблицы 4 видно, что свойства
механических элементов претерпевают довольно резкие изменения на
рубеже 0,01 мм, затем 0,005 и 0,001 мм. Это позволило разделить все
механические фракции на две большие группы: физический песок
(>0,01 мм) и физическая глина (<0,01 мм). Понятие «физический пе¬
сок» и «физическая глина» утвердилось за частицами >0,01 мм и
<0,01 мм, поскольку они обладают свойствами песка или глины.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ И ПОРОД ПО МЕХАНИЧЕСКОМУ СОСТАВУ
Фракции механических элементов слагают почвы или породы в раз¬
личных количественных соотношениях. Относительное содержание в
почве или породе фракций механических элементов называется меха¬
ническим или гранулометрическим составом.
Различные фракции механических элементов, как мы видели, имеют
неодинаковые свойства. Поэтому и почвы и породы также будут обла¬
дать неодинаковыми свойствами в зависимости от разного содержания
в них тех или иных фракций механических элементов.
Все многообразие почв и пород по механическому составу можно
объединить в несколько групп с характерными для них физическими,
физико-химическими и химическими свойствами.
В основу классификации почв и пород по механическому составу
34
в. Классификация почв и пород по механическому составу
Содержание физической глины
«0,01 мм), %
Содержание физического песка
(>0,01 мм). %
почвы
почвы
Краткое название по
механическому составу
подзолистого
типа почво¬
образования
степного типа
почвообразо¬
вания, а так¬
же красно¬
земы и жел¬
тоземы
солонцы и
сильносолон¬
цеватые
подзолистого
типа почво¬
образования
степного типа
почв оо бра ао -
вания, а
также крас¬
ноземы и
желтоземы
... _ _
солонцы и
снльнссолон-
цеватые
Песчаная*
100—95
рыхло-песчаная
0-5
0—5
0—5
100—95
100—95
связно-песчаная
5—10
5—10
5-10
95—90
95—90
95—90
Супесчаная
10—20
10—20
10—15
90—80
90—80
90—85
Суглинистая:
80—70
85-80
легкосуглинистая
20—30
20—30
15—20
80—70
среднесуглинистая
30—40
30—45
20—30
70-60
70— 55
80—70
тяжелосуглинистая
40—50
45-60
30—40
60—50
55-40
70—60
Глинистая:
легкоглинистая
50—65
60—75
40—50
50-35
40—25
60“ 50
среднесуглинистая
65—80
75—85
50—65
30-20
25—15
50—35
тяжелоглинистая
>80
>85
>65
<20
<15
<35
положено соотношение физического песка и физической глины. Одна из
первых научных классификаций была предложена Н. М. Сибирцевым.
В настоящее время широко распространена более совершенная класси¬
фикация механического состава почв и пород Н. А. Качинского (табл. 6).
По этой классификации основное наименование по механическому
составу производится по содержанию физического песка и физической
глины и дополнительное—с учетом других преобладающих фракций:
гравелистой (3—1 мм), песчаной (1—0,05 мм), крупнопылеватой (0,05—
0,01 мм), пылеватой (0,01—0,001 мм) и иловатой (<0,001 мм).
Например, дерново-подзолистая почва содержит физической глины
28,1%, песка 37,0, крупной пыли 34,9, средней и мелкой пыли 16 и ила
12,1%. Основное наименование механического состава этой почвы —
легкосуглинистая, дополнительное — крупнопылевато-песчаная.
Дополнительное, уточняющее, название, как видим из примера, да¬
ется по двум преобладающим фракциям, из которых главной по величине
является та, что стоит в определении на последнем месте.
Обращаем внимание, что классификация составлена с учетом гене¬
тической природы почв, способности их глинистой фракции к агрегиро¬
ванию, что зависит от содержания гумуса, состава обменных катионов,
минералогического состава. Чем выше эта способность, тем слабее про¬
являются глинистые свойства при равном содержании физической глины.
Поэтому степные почвы, красноземы и желтоземы, как более структур¬
ные, переходят в категорию более тяжелых почв при большем содержа¬
нии физической глины, чем солонцы и почвы подзолистого типа. Так, из
данных таблицы 6 видим, что степные почвы (например, черноземы) от¬
носят к категории глинистых при 60—75%-ном содержании физической
глины, подзолистые почвы — при 50—65%, а солонцы — при 40—50%.
ЗНАЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТАВА
Механический состав почв оказывает большое влияние на почвооб¬
разование и сельскохозяйственное использование почв От механического
состава почв и почвообразующих пород в значительной степени зависит
3*
35
интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с
превращением, перемещением и накоплением органических и минераль¬
ных соединений в почве. В результате в одних и тех же природных усло¬
виях на породах разного механического состава формируются почвы с
неодинаковыми свойствами.
Механический состав оказывает существенное влияние на водно-фи¬
зические, физико-механические, воздушные, тепловые свойства, окисли¬
тельно-восстановительные условия, поглотительную способность, накоп¬
ление в почве гумуса, зольных элементов и азота.
В зависимости от механического состава почв меняются условия
обработки, сроки полевых работ, нормы удобрений, размещение сельско¬
хозяйственных культур.
Почвы песчаные и супесчаные легко поддаются обработке, поэтому
издавна их называют легкими, обладают хорошей водопроницаемостью
и благоприятным воздушным режимом, быстро прогреваются. Однако
они имеют ряд отрицательных свойств, и прежде всего низкую влаго¬
емкость. Поэтому на песчаных и супесчаных почвах даже во влажных
районах растения страдают от недостатка влаги. Легкие почвы бедны
гумусом и элементами питания растений, обладают незначительной по¬
глотительной способностью, наиболее подвержены ветровой эрозии.
Тяжелосуглинистые и глинистые почвы отличаются более высокой
связностью и влагоемкостью, лучше обеспечены питательными вещест¬
вами, богаче гумусом. Обработка этих почв требует больших энергети¬
ческих затрат, поэтому их принято называть тяжелыми.
Тяжелые бесструктурные почвы обладают неблагоприятными физи¬
ческими и физико-механическими свойствами. Они имеют слабую водо¬
проницаемость, легко заплывают, образуют корку, отличаются большой
плотностью, липкостью, часто неблагоприятным воздушным и тепловым
режимами. Такие почвы, так же как песчаные и супесчаные, неудобны
для сельскохозяйственного использования. Лучшим комплексом свойств
из бесструктурных и слабо оструктуренных почв обладают среднесугли¬
нистые почвы.
В степных районах, где распространены черноземы с благоприятной
структурой, более ценны по механическому составу тяжелые почвы —
тяжелосуглинистые и глинистые, способные создавать хороший запас
влаги.
В северных районах Нечерноземной зоны с достаточным или избы¬
точным увлажнением лучшими являются легкосуглинистые почвы. Оцен¬
ка механического состава в каждом конкретном случае нуждается в де¬
тализации в зависимости от биологических особенностей сельскохозяй¬
ственной культуры, их требований к почвенным условиям. Так, для кар¬
тофеля, многих овощных культур более благоприятны супесчаные и
легкосуглинистые почвы.
Механический состав почвы является довольно устойчивым призна¬
ком, унаследованным от почвообразующей породы. Правильное исполь¬
зование почвы улучшает ее свойства. Коренное улучшение свойств бес¬
структурных песчаных почв возможно путем глинования, а глинистых —
пескования на фоне применения высоких норм органических удобрений.
Глава III
ОБЩАЯ СХЕМА ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
И ФОРМИРОВАНИЕ ПОЧВЕННОГО ПРОФИЛЯ
Теория почвообразовательного процесса разрабатывалась В. В. До¬
кучаевым, П А. Костычевым, II. М. Сибирцевым, В. Р. Вильямсом,
П. С. Коссовичем, К Д. Глинкой, К. К. Гедройцем и другими учеными.
В развитии современных теоретических представлений об этом процессе
важную роль сыграли работы И. II. Герасимова, В. А. Ковды, Б. Б. По-
лынова, И. В. Тюрииа, А. А Родс, С. П. Яркова и других исследователей.
В данной главе рассматривается общая схема развития почвообра¬
зовательного процесса Конкретные формы его проявления с образова¬
нием определенных типов почв (подзолистых, болотных, черноземных и
т. д.) освещаются в соответствующих главах.
ОБЩАЯ СХЕМА ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
Превращение горной породы в почву происходит в процессе почво¬
образования. Он осуществляется в результате длительного взаимодейст¬
вия массы материнской горной породы с живыми организмами, продук¬
тами их жизнедеятельности и элементами гидро- и атмосферы. В основе
процесса почвообразования лежит малый биологический круговорот ве¬
ществ, развивающийся (как и сам процесс почвообразования) на фоне
большого геологического круговорота веществ.
Геологическим круговоротом веществ называются геологические
процессы превращения и перемещения массы горной породы, совершаю¬
щиеся на протяжении геологических эпох. В геологическом круговороте
образуется рыхлая кора выветривания в виде различных по генезису
осадочных, в том числе и элювия, магматических и метаморфических
горных пород В коре выветривания создаются предпосылки для поселе¬
ния растительности и развития почвообразования, так как она обладает
пористостью, водо- и воздухопроницаемостью и содержит некоторое ко¬
личество зольных элементов питания растений в доступной для них фор¬
ме. Общей характерной особенностью геологического круговорота ве¬
ществ является постепенное обеднение горной породы элементами золь¬
ного питания растений вследствие вымывания их в гидросферу.
Малый биологический круговорот веществ обусловлен жизнедея¬
тельностью живых организмов, и прежде всего зеленых растений. Харак¬
терными чертами его являются:
извлечение из материнской горной породы (а в дальнейшем из поч¬
вы) элементов питания;
синтез биомассы и включение элементов питания в состав сложных,
нерастворимых в воде органических соединений;
возврат в формирующуюся почву этих соединений с ежегодным опа-
дом отмирающей биомассы в виде наземного опада и корней.
Основным итогом биологического круговорота является биологиче¬
ская аккумуляция элементов питания в корнеобитаемом слое почвы и их
консервации здесь, что и обусловливает постепенное развитие плодоро¬
дия. В зависимости от физико-географических условий и характера
растительности интенсивность биологического круговорота различна
(табл. 7).
По данным Л. Е. Родина и Н. И. Базилевич (1965), максимальное
накопление органического вещества наблюдается в лесных сообществах.
В с) бтропнчсскнх и широколиственных лесах умеренного пояса оно до¬
37
стигает 4000—4100 ц на 1 га, во влажных тропических лесах—5000 ц, а
в тропических лесах Бразилии—17000 ц. Луговые степи создают на 1 га
250 ц биомассы, в сухих степях и полукустарничковых Пустынях эта ве¬
личина значительно уменьшается, а в субтропических пустынях состав¬
ляет всего 10—15 ц на 1 га. В арктических тундрах биомасса находится
на уровне пустынных сообществ, а в кустарничковых тундрах достигает
уровня Луговых степей.
Самый большой ежегодный прирост биомассы отмечается в тропи¬
ческих и субтропических лесах (325 и 245 ц на 1 га), а наименьший — в
пустынях, арктических тундрах и в растительных сообществах солонча¬
ков (12, 10 и 5 ц на 1 га).
Наибольшая доля подземных органов (корней) в биомассе наблю¬
дается в степях (70—88%), наименьшая —в лесах (18—26%). Важный
показатель, определяющий особенности биологического круговорота ве¬
ществ, — потребление элементов питания и возврат их с опадом. В суб¬
тропических лесах ежегодное потребление и ежегодный возврат состав¬
ляют соответственно 993 и 795 кг на 1 га. Наименьшее потребление и
возврат характерны для арктических тундр, сосняков и пустынь. Среднее
содержание золы и ее качественный состав в опаде различных расти¬
тельных сообществ также существенно различаются. В хвойных лесах
умеренного пояса зольность опада 1—2%; в лиственных лесах умерен¬
ного и субтропического поясов, в степях и пустынях — 2—4%; во влаж¬
ных тропических лесах и некоторых галофитизированных сообществах —
4—5%, а в опаде растительности солончаковых пустынь она достигает
14%. Азота в опаде от 0,6 (опад сосняков) до 2,8% (растительность со¬
лончаков), в опаде остальных сообществ — близко к 1%. Качественный
состав золы растений и соотношение в опаде зольных веществ и азота
могут сильно варьировать.
Это связано как с зональными особенностями обитания, так и с
избирательной поглотительной способностью расте¬
ний. Избирательность поглощения выражается в том, что корни расте¬
ний извлекают химические элементы не в тех соотношениях, в которых
они содержатся в целом в почве или в почвенном растворе. Так, соеди¬
нений кремния в почвенном растворе ничтожное количество, между тем
кремний находится в золе растений, а некоторые растения (злаки, осо-
7. Биологический круговорот веществ (ц на 1 га) (по Л. Е. Родину и Н. И. Базилевич,
1965)
Растительные сообщества
Органическое вещество
общая
биомасса
в том числе
биомасса
корней
ежегодный
прирост
ежегод¬
ный опад
запасы орга¬
нических
остатков в
лесной под¬
стилке или
степном вой¬
локе
Арктические тундры
50
35
10
10
35
Сосняки южной тайги
2800
636
61
47
448
Ельники » >
3300
735
85
55
350
Березняки
2200
505
120
70
300
Сфагновые болота лес¬
370
40
34
25
>1000
ные
Дубравы
4000
960
90
65
150
Луговые степи
250
170
137
137
120
Сухие »
100
85
42
42
15
Пустыни полукустарни¬
43
38
12
12
ковые
Саванны сухие
268
113
73
72
Субтропические лист¬
4100
820
245
210
100
венные леса
38
Продолжение
Зольные элементы и
азот
Азот
Растительные сообщества
в биомассе
ежегодно
потребляется
ежегодно воэс
вращается с
опадэм
содержится
в лесной под¬
стилке или
степном вой¬
локе
в биомассе
ежегодно по¬
требляется
ежегодно воз¬
вращается
% от суммы
химических
элементов в
опаде
Арктические тундры
1,6
0,38
0,37
2,8
0,81
0,21
0,20
53
Сосняки южной тайги
18,8
0,85
0,58
17,3
6,64
0,27
0,16
28
Ельники » >
27,0
1,55
1,20
13,0
7,20
0,41
0,35
29
Березняки
21,0
3,80
2,90
16,0
8,75
1,50
0,90
со
0
1
о
Сфагновые болота лес¬
6,1
1,09
0,73
—
2,29
0,40
0,25
ные
Дубравы
58,0
3,40
2,55
8,0
11,50
0,95
0,57
19—26
Луговые степи
11,8
6,82
6,82
8,0
2,74
1,61
1,61
22—28
Сухие »
3,5
1,61
1,61
0,7
1,03
0,45
0,45
17—36
Пустыни полукустарни¬
1,85
0,59
0,59
0,61
0,18
0,18
24-31
ковые
Саванны сухие
9,78
3,19
3,12
—
2,38
0,81
0,80
26
Субтропические лист¬
52,8
9,93
7,95
6,0
13,59
2,77
2,26
28
венные леса
ки, хвоши, диатомовые) характеризуются как накопители кремнезема.
В злаковой растительности степей кремнезем составляет 50—70% мас¬
сы золы. В крестоцветных и зонтичных растениях серы в 5—10 раз боль¬
ше, чем в других растениях. Плауны содержат алюминия до 30% массы
золы. Солянки пустынных степей и пустынь содержат большое количе¬
ство золы (30—55%) с абсолютным преобладанием в ней хлористого
натрия. Некоторые растения накапливают цинк, железо и другие эле¬
менты^
• Почвообразовательный процесс относится к категории био-физико-
химических процессов. По определению А. А. Роде, почвообразователь¬
ным процессом называется совокупность явлений превращения и пере¬
движения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще. Агентами
почвообразования являются живые организмы и продукты их жизнедея¬
тельности, вода, кислород воздуха и углекислота. Наиболее важные
слагаемые почвообразовательного процесса: 1) превращение (трансфор¬
мация) минералов горной породы, из которой образуется почва (а в
дальнейшем и самой почвы), 2) накопление в ней органических остатков
и их постепенная трансформация, 3) взаимодействие минеральных и
органических веществ с образованием сложной системы органо-мине-
ральных соединений, 4) накопление (аккумуляция) в верхней части поч¬
вы ряда биофильных элементов, и прежде всего элементов питания.
5).*.пер£!ДЭИжение продуктов почвообразования с током влаги по верти¬
кальной толще формирующейся почвы.
Трансформация минералов, которая в геологическом круговороте
веществ называется выветриванием, в почвообразовательном процессе
всегда носит биохимический характер и совершается при участии живых
организмов и продуктов их жизнедеятельности.
Основными реакциями этой стороны почвообразования являются
обменное и изоморфное замещение оснований в кристаллической решетке
минералов, ее постепенный гидролиз с частичным или полным разруше¬
нием, гидратация, окисление и восстановление, растворение части про¬
дуктов почвообразования. В почве образуются вторичные минералы
различной степени подвижности: глинистые минералы и вторичные
несиликатные окислы кремния, железа, алюминия, которые малоподвиж¬
ны и накапливаются на месте образования, и минералы простых солеи.
3°.
относительно легко мигрирующие по профилю почвы. Наиболее интен¬
сивно разрушаются в процессе почвообразования первичные силикаты й
алюмосиликаты, сохранившиеся от материнской породы; они частично
могут превращаться во вторичные минералы, в том числе в глинистые
(процесс глинообразования или оглинения). Более устойчивы глинис¬
тые минералы, они подвергаются главным образом лишь частичному
процессу трансформации. Примером глинообразования из биотита яв¬
ляется схема Джексона:
Биотит ► Вермикулит Монтмориллонит
(триоктаэдрический) (триоктаэдрический)
I
Вторичный
хлорит
I
Ил лит > Вермикулит > Монтмориллонит
(диоктаэдрический) (бейделит)
(диоктаэдрнческий)
Интенсивность разрушения минералов в почве неодинакова в раз¬
личных природных условиях, что влияет на формирование разных типов
почв на земном шаре.
Накапливающиеся в биологическом круговороте органические остатки
также подвергаются в почве процессам превращения. Главнейшими из
них являются разложение исходных органических веществ, их гумифи¬
кация и минерализация (детальная характеристика этих процессов и со¬
став образующихся продуктов рассматриваются в главе V). Следствием
процессов трансформации отмирающей биомассы является формирова¬
ние органической части почвы, образующей горизонт аккумуляции орга¬
нических веществ. В процессе минерализации органических остатков
освобождаются элементы азотного и зольного питания растений, вновь
используемые в биологическом круговороте. Интенсивность этих про¬
цессов различна в зависимости от природных условий почвообразования
(факторов почвообразования). •
Образующиеся в процессе почвообразования минеральные, органи¬
ческие и органо-минеральные вещества характеризуются различной
подвижностью, а потому способны к передвижению с током влаги, что и
приводит к дифференциации почвенной толщи на различные генетически
связанные горизонты. Миграция веществ обусловливает формирование
горизонтов выщелачивания (вымывания), они называются элювиальны¬
ми; продукты почвообразования, выпадающие в осадок в твердой фазе
почвы, формируют горизонты вмывания, называемые иллювиальными.
Таким путем развивается почвенный профиль — вертикальная толща
почвы, состоящая из ряда горизонтов, причем верхний из них обогаща¬
ется органическим веществом и элементами питания (табл. 8).
Следует указать, что в процессе почвообразования формируются не
8. Содержание гумуса, азота и фосфора в черноземе (%) (по Л. И. Прасолову)
Глубина взя¬
тия образца,
см
Гумус
N
р«о.
Глубина
взятия
образца, см
Гумус
N
P.O.
1—5
20—25
40- 45
9,82
9,40
7,35
0,45
0,42
0,34
0,21
0,21
0,20 i
60—65
80—85 .
120—125
6,75
5,85
1,72
0,31
0,25
0,09
0,19
0,18
0,12
40
только новые органические и минеральные вещества, но накапливается
и энергия, источником которой является энергия солнечных лучей. При
усвоении 1 грамм-молекулы СОг растение связывает 459 кДж энергии
солнечной радиации, что составляет примерно 38 Дж на 1 г углерода.
Ежегодный опад органического вещества колеблется от 1 до 21 т на 1 га
(см. табл. 7), или 0,5—10,5 т углерода. В этом количестве органического
вещества аккумулировано около 19* 106—40* 107 кДж солнечной энергии.
Таким образом, отмершие части растений, попадая в почву, не только
обогащают ее органическими и минеральными веществами, но и увели¬
чивают ее энергетические ресурсы. Это способствует более активному
обмену веществ и энергии как в самой почве между ее твердой, жидкой
и газообразной фазами, так и между почвой, растительностью, атмосфе¬
рой и космосом.
В результате биологического круговорота веществ, процесса синтеза
и разрушения органического вещества почвообразующая порода непре¬
рывно взаимодействует с растениями и животными, с продуктами их
жизнедеятельности, а также с продуктами разложения органических
остатков. Это и составляет сущность почвообразовательного процесса.
Ритмы поступления на поверхность почвы солнечной энергии и биоло¬
гические циклы развития растений обусловливают цикличность
почвообразовательного процесса.
Развитие почвообразовательного процесса и формирование почвы
протекают под воздействием комплекса факторов почвообразования: кли¬
мата,-почвообразующей породы, растительности и животного мира,
рельефа и времени. Важное значение в изменении почв и условий почво¬
образования имеет производственная деятельность человека, которая
выделяется как особый фактор почвообразования. Различия в свойствах
пород, растительности, климата и рельефа, а также особенности исполь¬
зования почв в производстве определяют скорость и качественную на¬
правленность почвообразовательного процесса. Это в совокупности с вре¬
менем проявления почвообразовательного процесса и служит причиной
разнообразия почв в природе. (Подробно характеристика факторов поч¬
вообразования рассматривается в главах I, IV, XV, а также при описа¬
нии почв конкретных зон во второй части учебника.)
Почвообразовательные процессы и свойства почв. При взаимодейст¬
вии факторов почвообразования возникает сложный комплекс почвооб¬
разовательных процессов. Существует несколько предложений по
классификации почвенных процессов (С. С. Неуструев, Б. Б. Полынов,
И. П. Герасимов, М. А. Глазовская, А. А. Роде).
По А. А. Роде, можно различать почвенные микропроцессы, мезопро-
цессы и макропроцоссы.
Микропроцессы — элементарные почвенные процессы первого
порядка, формирующие почвенные режимы, новообразования в почвен¬
ном профиле и отдельные горизонты. К ним относятся нагревание и охлаж¬
дение, увлажнение и высыхание, поглощение питательных веществ рас¬
тительностью и разложение растительных остатков, коагуляция и пеп-
тизация коллоидов и т.д. Эти процессы и связанные с ними свойства
почв рассматриваются в первой части курса.
Мезопроцессы — конкретные почвенные процессы (по И. П. Ге¬
расимову, элементарные почвенные процессы второго порядка) слага¬
ются из микропроцессов и формируют важнейшие генетические комплек¬
сы свойств почв. К ним относятся гумусово-аккумулятивный процесс,
оподзоливание, лессиваж, оглеение, засоление, осолонцевание, осолоде-
ние, оглинение, латеритизация, торфонакопление. Сущность этих про¬
цессов рассматривается во второй части учебника при разборе генезиса
почв различных зон.
41
Макропроцессы — совокупность мезопроцессов, формирующих
почвенный тип, как целостное образование с определенным генетическим
профилем, системой почвенных режимов и плодородием (черноземооб-
разование, подзолообразование, красноземообразование и т. д). Так,
например, профиль подзолистой почвы на суглинистых породах форми¬
руется при сочетании следующих мезопроцессов — оподзоливания, по¬
верхностного оглеения и лессиважа; профиль солонцовой почвы —при
сочетании солонцового процесса, гумусонакопления и солончакового
процесса, а в ряде случаев с участием процессов осолодения и огле¬
ения.
Режимы почвообразования. Существующие в природе ритмы по¬
ступления на поверхность почвы солнечной энергии и влаги (суточный,
годовой, многолетний) и биологические ритмы развития растительности
обусловили резко выраженную сезонную цикличность явлений почвооб¬
разования, имеющую огромное значение для формирования почвенного
плодородия. Закономерные изменения основных почвенных параметров
(температуры, влажности, аэрации, химического состава почвенного
воздуха и почвенного покрова), выведенные из многолетних данных,
получили название почвенных режимов. Особенно большое зна¬
чение для развития растительности и для формирования почвенного
профиля имеют следующие режимы: температурный, водно-воздушный,
пищевой, биохимический и термоэнергетический.
Почва как природная система является открытой по отношению к
внешней среде, она частично замыкается через малый биологический кру¬
говорот, но это не препятствует новым поступлениям веществ и энергии из
атмосферы, из коры выветривания и грунтовых вод, а также трансэлю¬
виальным переносам по склонам рельефа. Поэтому почвенные режимы
формируются под влиянием внешних факторов, в частности климата, но
существенно отличаются от режимов соседствующих с ним сред (при¬
земного слоя воздуха, кор выветривания и грунтовых вод) и требуют
самостоятельного изучения. Эти отличия определяются рядом физичес¬
ких, физико-химических и биохимических свойств почвы (теплоемкостью,
теплопроводностью, водопроницаемостью, вл а гоем костью, поглотитель¬
ной способностью), а также сочетанием элементарных почвенных про¬
цессов. Более подробно почвенные режимы рассмотрены в главах
X—XIII. Здесь же остановимся на проблемах оценки общего энергети¬
ческого потенциала почв как величины, интегрирующей все результаты
энерго-массопереносов в почвенной толще. Этот раздел почвоведения по¬
лучил название энергетики почвообразования (В. Р. Волобуев,
В. А. Ковда)..
ЭНЕРГЕТИКА ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Главным и практически основным источником поступления энергии
в почву является солнечная радиация. Вся поверхность Земли получает
в год от солнца по приблизительным оценкам 21-1020 Дж тепла. Основ¬
ная часть этой энергии расходуется на испарение воды с поверхности
суши и океана и на турбулентный теплообмен между подстилающими
поверхностями и атмосферой, т. е. на формирование климата и океани¬
ческих течений. Фотосинтезирующие организмы (зеленые растения) ус¬
ваивают только от 0,5 до 5% солнечной энергии.
Как полагает В. Р. Волобуев, в естественных условиях затраты
солнечной энергии на почвообразование в основном определяются ради¬
ационным балансом, величиной относительного увлажнения (отношение
осадков к испаряемости по Высоцкому) и биологической активностью
биогеоценоза.
42
В агрикультурных условиях на эту величину будут также влиять
теплоемкость почвы, ее фактическое увлажнение (особенно при ороше¬
нии) и продуктивность сельскохозяйственных посевов. Таким образом,
намечается связь параметров энергетики с параметрами экономического
плодородия.
Это определяется тем, что энергетика почв связана не только с по¬
ступлением, преобразованием и отдачей солнечной энергии, но и с био¬
химической аккумуляцией и миграцией веществ и с другими формами
энерго-массообмена.
Приведем примеры энерго-массообмена. Каждый моль воды «ком*
понентной» влаги, входящий в состав живого вещества или в кристалли¬
ческие решетки (В. Р. Волобуев), приносит 1542 Дж внутренней энергии.
Количество энергии, аккумулированное в живом веществе, зависит от
зональных и местных почвенно-климатических условий. Так, в средне'
годовом приросте биомассы 1 га широколиственных лесов накапливается
54,5 ц углерода, или 22-107 кДж/га, соответственно в луговой степи 2,5 ц
на 1 га, или 10* 10е кДж/га (В. А. Ковда). Запас энергии в биомассе су¬
ши, взятой в целом, определяется в 6,15-10‘9кДж и в гумусовой оболоч¬
ке Земли — 5,33* 1019 кДж.
При почвообразовании и выветривании Происходят существенные
изменения также и в энергии минеральной части почвы. Они обусловле¬
ны разрушением первичных минералов, синтезом вторичных минералов
и увеличением степени дисперсности первичных горных пород.
Общий запас аккумулированной в почве энергии слагается из за¬
пасов энергии в ее основных компонентах: органических и минеральных
веществах, почвенном растворе, почвенном воздухе и живом органичес¬
ком веществе, выросшем на данной почве. Поскольку количество влаги
и воздуха, а также масса органического вещества существенно изменя¬
ются в течение года, необходимо рассматривать энергетический режим
почв в сезонных циклах. Это особенно важно для познания энергетики
культурного почвообразования, которое характеризуется увеличением
интенсивности биологического круговорота.
В. Р. Волобуев приводит следующие данные по запасам энергии в
гумусе и живом веществе для некоторых целинных почв умеренного и
субтропического пояса (табл. 9).
В. А. Ковда указывает, что энергия, заключенная в гумусе, хотя
и составляет лишь небольшую часть общей энергии кристаллической
решетки минералов, слагающих почву, но имеет исключительно большое
значение. Он пишет: «Почвенный покров, как компонент биосферы,
представляет собой универсальный земной аккумулятор и экономный
распределитель наиболее ценной для поддержания жизни части энергии,
связанной в гумусе и необходимой для нормального обмена и кругово¬
рота веществ в природе».
Энергетический баланс почвообразования по В. Р. Волобуеву сла¬
гается из следующих величин: 1) энергетических затрат на физическое
выветривание, 2) энергии разложения минералов в процессе химическо¬
го выветривания (от 2 до 62 Дж/см2 в год), 3) энергетических затрат
на ежегодную продукцию биомассы (от 103 до 8200 Дж/см2 в год в раз¬
ных зонах), только небольшая часть этой энергии аккумулируется в гу¬
мусе, 4) расхода энергии на суммарное испарение (от 12300 Дж/см2 в
год в тундрах до более 246000 Дж/см2 в год во влажных тропиках),
5) потерь энергии на механические миграции мелкозема и солей в поч¬
ве, 6) энергии, расходуемой в процессе теплообмена в системе почва —
атмосфера.
Таким образом, в естественных ландшафтах наименьшие суммарные
затраты энергии на почвообразование (8—20 кДж/смг в год) наблюда-
43
9. Запасы энергии в гумусе и растительном веществе (кДж/см!) в призме сечением
I см' (по В. Р. ВолоОусву, 1074)
Запасы
эисигии
Ландшафтная зона и типы почв
в гумусе
Р слок
п мстительном
ксществе
0—20 см
{)— ню СУ.
Пустыня, сероземы
4 920
13 940
2 870
Сухая степь, каштановые почвы
11 89:)
35 260
6 150
Степь, черноземы
Южная тайга, дерново-подзолистые
почвы
29 520
94 300
10250
159 90
22 140
58 425
Широколиственные леса, буроземы
Субтропические леса, желтоземы,
красноземы
Ксерофитные субтропические леса, ко¬
ричневые почвы
22 140
48 380
—
19 270
39 770
292 125
26240
62 730
—
ются в тундрах и неосвоенных пустынях; средние затраты — в гумидных
и семиаридных областях умеренного пояса (40—160 кДж/cm- в год)
и наиболее высокие — в гумидных областях тропиков (246—287 кДж/см2
в год).
По расчетам В. Р. Волобуева, относительное распределение затрат
тепловой энергии при почвообразовании па суммарное испарение, цик¬
лические биологические процессы и необратимые реакции разложения
минералов выразится в условиях естественных ландшафтов как 100: 1:
: 0,01. При различных формах культурного почвообразования это соот¬
ношение может быть другим, в зависимости от интенсивности биологи¬
ческих процессов в агрикультурных условиях и регулирования расходов
влаги на непроизводительное испарение.
Развитие почвообразовательного процесса. Почвообразовательный
процесс начался с появления жизни на поверхности суши, с воздействия
на горную породу простейших организмов. Первичными организмами,
которые могли принять участие в почвообразовании, по-видимому, были
бактерии и водоросли. С их воздействием на горную породу начался
первичный почвообразовательный процесс.
Отмирающие первичные микроорганизмы обогащали выветриваю¬
щуюся горную породу органическим веществом и создавали необходи¬
мые условия для развития других групп организмов. За бактериями и
водорослями появились псилофиты, грибы, хвощовые, плауновые, папо¬
ротники, мхи и, наконец, покрытосемянные растения.
С появлением высших растений с мощной корневой системой, про¬
никающей в глубь породы и охватывающей большие ее объемы, почво¬
образовательный процесс усиливался. Вместе с растительностью почву
заселяли животные организмы, которые также оказывали влияние на
почвообразовательный процесс.
В результате жизнедеятельности растений и животных происходило
накопление органических остатков и гумуса, в которых концентрирова¬
лись элементы зольной и азотной пищи растений. С накоплением орга¬
нического вещества в минеральных почвах улучшался водный режим,
он приобретал более устойчивый характер. Так постепенно из бесплод¬
ной горной породы развивалась почва.
Поскольку эволюция растительного мира от простейших микроорга¬
низмов до высших покрытосемянных растений совершалась в течение
миллионов лет, то и почвообразовательный процесс имеет такую же
длительную историю. При этом в процессе исторического развития жиз¬
ни на Земле увеличивалось количество особей, а также отдельных видов
растений и животных, нарастала общая масса создаваемого ими орга¬
44
нического вещества, накапливалась солнечная энергия, аккумулиро¬
ванная зелеными растениями.
Вместе с эволюцией растительного мира развивался и усложнялся
почвообразовательный процесс, а почва постепенно, но неуклонно повы¬
шала свое плодородие.
Изучение растительности и географических условий прошлых гео¬
логических периодов (этим занимаются палеоботаника и палеогеогра¬
фия) позволяет с той или иной мерой достоверности воссоздать возмож¬
ный путь развития почвообразовательного процесса. В кембрийский и
ордовикский периоды почвообразовательный процесс находился на ста¬
дии первичного, так как в то время существовали только низшие рас¬
тения—бактерии и водоросли. В силурийский, девонский, каменноуголь¬
ный и пермский периоды с появлением и расселением новой раститель¬
ности (псилофитов, хвощовых и др.) создались условия для дальнейше¬
го развития и усложнения почвообразовательного процесса.
В меловой и третичный периоды по суше широко распространились
хвойные и широколиственные леса, луга и травянистые степи, под пок¬
ровом которых формировались соответствующие почвы. К этому вре¬
мени на земном шаре отчетливо обособились климатические пояса, что
привело к еще большей дифференциации и разнообразию почвенного по¬
крова.
В четвертичный период в результате материкового оледенения почво¬
образовательный процесс прерывался на значительной части суши
(около 50—60%). На территории распространения ледников почвенный
покров был полностью уничтожен. На прилегающих к ледникам вне-
ледниковых пространствах он был эродирован стекающими ледниковы-
выми водами, а затем перекрыт флювиогляциальными и аллювиальны¬
ми отложениями. В субтропических и тропических областях, где не было
материкового оледенения, почвенный покров в значительной части сох¬
ранился от третичного периода. На территории нашей страны почти весь
дочетвертичный почвенный покров был уничтожен. После окончания
ледниковой эпохи начался современный почвообразовательный процесс.
В современную геологическую эпоху на горной породе, вышедшей
на дневную поверхность, последовательность поселения живых организ¬
мов не будет такой, какая проходила с начала зарождения жизни на
Земле. В зависимости от конкретных физико-географических условий на
рыхлой почвообразующей породе могут сразу поселиться высшие тра¬
вянистые или деревянистые растения в сочетании с микроорганизмами
и животными.
Следует отметить, что в высокогорных и пустынных районах (жар¬
ких или холодных) и в современную геологическую эпоху можно наблю¬
дать на горных породах, особенно скальных, развитие только пионеров
литофильной растительности: микроорганизмов, лишайников и мхов.
Высшие растения из-за неблагоприятных условий здесь не развиваются
и почвообразовательный процесс находится на стадии первичного. Там,
где слабо проявляется биологическая деятельность, слабо развивается
и почвообразовательный процесс и не формируются плодородные почвы.
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ПОЧВЕННОГО ПРОФИЛЯ
В результате почвообразовательного процесса из материнской по¬
роды формируется почва. Она приобретает ряд важных свойств и при¬
знаков, в ней возникают новые вещества, которых не было в почвообра¬
зующей породе. Почва расчленяется на генетические горизонты и при¬
обретает только ей присущие внешние, или морфологические, признаки.
Таким образом, почва отличается от почвообразующей породы не только
45
плодородием, но и морфологическими признаками, по которым можно
отличить почву от породы, а также одну почву от другой. По ним можно
приблизительно судить о направлении и степени выраженности почво¬
образовательного процесса.
Основные представления о морфологии почв были даны В. В. До*
кучаевым и подробно разработаны С. А. Захаровым.
К главным морфологическим признакам почвы относятся: строение
почвы; мощность почвы и отдельных ее горизонтов; окраска; механичес¬
кий состав; структура; сложение; новообразования и включения.
Строение почвенного профиля — это его внешний облик, обуслов¬
ленный определенной сменой горизонтов в вертикальном направ¬
лении.
Горизонты отличаются один от другого цветом, структурой, сложе¬
нием и другими морфологическими признаками. Они имеют различный
химический, а нередко и механический состав, в них по-разному проте-
кают биологические процессы. То или иное строение почва приобретает
под влиянием природных процессов почвообразования и производствен¬
ного использования.
В профиле почвы различают несколько горизонтов, которые часто
подразделяются на подгоризонты. Каждый горизонт имеет свое назва¬
ние и буквенное обозначение (индекс). Для более точной характеристи¬
ки используют дополнительные буквенные и цифровые индексы.
Обычно выделяют следующие горизонты: А — горизонт аккумуля¬
ции органических веществ, Аг — элювиальный, В — иллювиальный, или
переходный, G — глеевый, С — материнская порода, Д — подстилающая,
порода.
Горизонт аккумуляции органических веществ (А)
формируется в верхней части профиля за счет отмирающей биомассы
зеленых растений. В зависимости от его характера выделяют: Ао — лес¬
ную подстилку на поверхности лесных целинных почв, состоящую из
разлагающегося наземного опада (листья, хвоя, ветки и т. д.); Ад —
дернину, также формирующуюся в самой верхней части профиля и со¬
стоящую из полуразложившейся травянистой растительности (стебли,
листья, сильно переплетенные узлами кущения и корнями); А — гумусо¬
во-аккумулятивный, образующийся в верхней части минеральной толщи
почвы, в котором не выражены морфологически процессы разрушения
и выщелачивания минеральных веществ; At — гумусово-элювиальный —
верхний горизонт профиля с морфологически выраженными процессами
разрушения и выщелачивания минеральных веществ. Горизонты А и At
наиболее темной окраски по сравнению с другими горизонтами, в
них накапливается наибольшее количество органического вещества
(гумуса) и элементов питания. В некоторых почвах (болотные почвы)
верхняя часть профиля состоит из торфа — массы полуразложившихся
остатков болотной растительности. Этот горизонт обозначается индек¬
сом Т или АI. В пустынных почвах вместо гумусового горизонта образу¬
ется пористая корочка, содержащая очень мало органического вещества,
она обозначается индексом К.
Во всех пахотных почвах почвенный профиль начинается с пахот¬
ного горизонта (Апах), образующегося в результате обработки гумусо¬
вого и части нижележащего горизонтов.
Элювиальный горизонт (А2) образуется в процессе ин¬
тенсивного разрушения минеральной части почвы и вымывания продук¬
тов разрушения в нижележащие горизонты. Он окрашен в наиболее
светлые тона и в различных почвах получает различные названия (под¬
золистый — в подзолистых и дерново-подзолистых почвах, осолоделый —
в солодях). Иногда он развивается в пределах нижней части горизонта
46
Аь где образуется А1А2; может формироваться в верхней части ниже¬
лежащего горизонта В в виде АгВ.
Иллювиальный, или переходный, горизонт (В) фор¬
мируется под элювиальным или гумусовым горизонтом и служит пере¬
ходом к материнской породе.
В почвах с элювиальным горизонтом формируется иллювиальный
горизонт, в который вмываются и где частично накапливаются различ¬
ные продукты почвообразования. Различают следующие виды иллю¬
виального горизонта: Bj4 — вмывание железистых веществ, Вь — вмы-
вание гумусовых веществ, Вк—вмывание карбонатов, Bi —вмывание
сульфатов и хлоридов, Bi — вмывание тонких (илистых) частиц почвы.
В почвах, где не наблюдается перемещение минеральной алюмосили-
катной основы (черноземы, каштановые почвы), горизонт В является не
иллювиальным, а переходным от гумусово-аккумулятивного к породе.
Он часто расчленяется на подгоризонты Вь Вг по характеру структуры
и сложения.
Глеевый горизонт (G) образуется в гидроморфных почвах.
Вследствие длительного или постоянного избыточного увлажнения и
недЬстатка свободного кислорода в почве идут анаэробно-восстанови¬
тельные процессы, что приводит к возникновению закисных соединений
железа и марганца, подвижных форм алюминия, дезагрегированию поч¬
вы и формированию глеевого горизонта.
Если признаки глеевого процесса проявляются и в других горизон¬
тах, то к их буквенному обозначению добавляют букву «g», например,
А»,ВК и т.д.
Материнская порода (С) представляет собой породу, сла-
бозатронутую почвообразовательными процессами.
Подстилающая порода (Д) выделяется в том случае, когда
почвенные горизонты образовались на одной породе, а ниже лежит по¬
рода с другими свойствами.
Строение почв может быть выражено по-разному, В одних случаях
горизонты четко выделяются в почвенном профиле, в других— проявля¬
ются слабо. Это зависит главным образом от типа и возраста почв и
особенностей материнских пород. В молодых почвах генетические гори¬
зонты выражены плохо. В почвах пойм, развивающихся на слоистых
аллювиальных наносах, эти горизонты бывают замаскированы слоисто¬
стью самой породы, поэтому их профиль приходится разделять на слои
с обозначением римскими цифрами: I слой, II слой и т. д.
Каждому почвенному типу свойственно свое сочетание горизонтов.
Поэтому некоторые из них могут в том или ином профиле отсутствовать.
Профиль основных почвенных типов подробно рассмотрен при изучении
почв отдельных зон.
Мощность почвы и отдельных ее горизонтов. Мощностью почвы на¬
зывается толщина от ее поверхности вглубь до слабо затронутой почво¬
образовательными процессами материнской породы. У различных почв
мощность различна, с колебаниями от 40—50 до 100—150 см. Мощность
горизонта отмечают с точностью до 1 см, при этом указывают его верх¬
нюю и нижнюю границы, например:
а 0 — 20 д 20 — 25
Ад ■ см; Ах—-—см и т. д.
20 5
Окраска почвы — наиболее доступный, и прежде всего бросающий¬
ся в глаза морфологический признак. Это существенный показатель
процессов, происходящих в почве, и принадлежности ее к тому или ино¬
му типу. Недаром многие почвы получили название в соответствии со
своей окраской — подзол, краснозем, чернозем и т.д.
47
В окраске почвы, в ее оттенках и переходах ярко отражаются осо¬
бенности почвообразовательного процесса. Поэтому наблюдения за ок¬
раской, за изменением цветовых оттенков в различных почвах, а также
в одной и той же ночве, но в разных ее горизонтах могут дать много для
понимания сущности происходящих в почве процессов и для раскрытия
происхождения почв.
Окраска почв имеет и большое агрономическое значение. Практи¬
ки-земледельцы всех континентов с давних времен судили о качестве,
о плодородии почв по их окраске. При этом плодородие почв чаще всего
ставилось в зависимость от содержания гумуса, а следовательно, было
связано с черной или темно-серой окраской. Цвет почвы.определяется
окраской тех веществ, из которых она слагается, а также физическим ее
состоянием и степенью увлажнения.
Наиболее важны для окраски почв следующие группы веществ:
1) гумус; 2) соединения железа; 3) кремнекислота, углекислая известь.
Гумусовые вещества обусловливают черную, темно-серую и серую
окраски.
Иногда черная окраска может определяться и другими причинами.
Так, в верхних горизонтах подзолистых и дерново-подзолистых почв
встречаются в виде очень небольших пятен (пунктуаций) скопления
окислов и гидратов окислов марганца, имеющих черный цвет. В бо¬
лотных почвах черная окраска в некоторых случаях может быть обус¬
ловлена содержанием сернистого железа. И, наконец, темный цвет почвы
может зависеть от темной окраски почвообразующей породы, на которой
она сформировалась. Так, почвы, сформировавшиеся на юрских глинах
или углистых сланцах, имеют темную окраску всех горизонтов.
Соединения окиси железа окрашивают почву в красный, оранжевый
и желтый цвета, закиси железа — всю почву или отдельные ее горизонты
и участки в сизые и голубоватые тона. Встречающийся, например, в бо¬
лотных почвах вивианит [Fe3(PO,j)2-8H2C>] придает им зеленовато-голу¬
бой оттенок.
Кремнезем (SiOa), углекислый кальций (СаСОз) и каолинит
(H2Al2Si208-H20) обусловливают белую и белесую окраски. В ряде
случаев заметную роль в приобретении почвой белесоватых оттенков
могут играть гипс (CaS04-2H20) и легкорастворимые соли (NaCl,
Na2S04’8H20 и др.).
Различное сочетание указанных трех групп веществ определяет
большое разнообразие почвенных цветов и оттенков.
Па окраску почвы влияет ее структурное состояние. Комковатые,
зернистые или глыбистые почвы кажутся темнее, чем распыленные,
бесструктурные. Большое влияние на окраску оказывает вода. Влажные
п(},чвы всегда более темные, чем сухие. Более темная окраска почв в по¬
левых условиях наблюдается утром и вечером.
Окраску почвы обычно трудно бывает охарактеризовать каким-
нибудь одним цветом, поэтому приходится указывать ее степень (нап¬
ример, светло-бурая, темно-бурая), или отмечать оттенки (например,
белесая с желтоватым оттенком), или называть промежуточные тона
(коричнево-серая, серо-бурая). Если почвенные горизонты не имеют
однородной окраски, их называют пестрыми или пятнистыми. Точное
определение цвета почвы требует известного навыка и опыта.
С. Т. Тюремновым (1927) разработана цветовая шкала, позволяю¬
щая объективно характеризовать окраску почвы. В ряде зарубежных
стран широко применяют таблицы с эталонными стандартными окраска¬
ми, при этом цвет почвы кодируется определенным цифровым индексом.
Механический состав. В половых условиях и при камеральной об.
работке его определяют визуально и органолептически, т.е. но внешним
48
10. Классификация структуры
Род
Вид
Размер
I тип — куб
Глыбистая — неправильная форма и неров¬
ная поверхность
Комковатая — неправильная округлая фор¬
ма, неровные округлые и шероховатые
поверхности разлома, грани не выражены
Ореховатая — более или менее правильная
форма, грани хорошо выражены, поверх¬
ность ровная, ребра острые
Зернистая — более или менее правильная
форма, иногда округлая, с выраженными
гранями, то шероховатыми, матовыми, то
гладкими и блестящими
ов идн а я
Крупноглыбистая
Мелкоглыбистая
Крупиокомковатая
Комковатая
Мелкокомковатая
Пылеватая
Крупиоореховатая
Ореховатая
Мелкоореховатая
Крупнозернистая
роховатая)
Зернистая (крупитча
тая)
Мелкозернистая (поро
шистая)
(ro¬
ll тип — призмовидная
отдельности слабо оформ-
Столбовилная
лены, с неровными гранями и округлен¬
ными ребрами
Столбчатая — правильной формы с доволь¬
но хорошо выраженными гладкими боко¬
выми и вертикальными гранями, с округ¬
лым верхним основанием («головкой») и
плоским нижним
Призматическая — грани хорошо выраже¬
ны, с ровной глянцеватой поверхностью,
с острыми ребрами
Крупностолбовидиая
Столбовидная
Мелкостолбовидная
Крупностолбчатая
Мелкостолбчатая
Крупиопризматическая
Призматическая
Мелкопризматическая
Тонкопризматическая
Карандашная (при д.;и-
не отдельностей
>5 см)
III тип —плитовидная
Плитчатая (слсеватая) — с более или менее
развитыми горизонтальными плоскостями
спайности
Сланцеватая
Плитчатая
Пластинчатая
Листоватая
Скорлуповатая
Г ру бочешу йчата я
Мел кочешу й ч ат а я
>10 см
10—1 см
10—3 мм
3—1 мм
1—0,25 мм
<0,25 мм
>10 мм
10—7 мм
7—5 мм
5—3 мм
3—1 мм
1—0,5 мм
>5 см
3—5 см
<3 см
5—3 см
<3 см
5- 3 см
3—1 см
1—0,5 см
<0,5 см
<1 см
>5 мм
5—3 мм
<3—1 мм
<1 мм
>3 ми
3—1 мм
<1 мм
Чешуйчатая — со сравнительно небольши¬
ми, отчасти изогнутыми горизонтальными
плоскостями спайности и часто острыми
гранями (отдаленное сходство с чешуей
рыбы)
признакам и на ощупь. Для точного установления механического соста¬
ва применяют лабораторные методы.
Структура. Структурой называют отдельности (агрегаты), на ко¬
торые способна распадаться почва. Они состоят из соединенных между
собой механических элементов.
Форма, размер и качественный состав структурных отдельностей в
разных почвах, а также в одной почве, но в разных ее горизонтах неоди¬
наковы.
Различают три основных типа структуры: кубовидная — структур¬
ные отдельности равномерно развиты по трем взаимно перпендикуляр¬
ным осям; призмовидная — отдельности развиты преимущественно по
вертикальной оси; плитовидная — отдельности развиты преимуществен¬
но по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направ¬
лении. Каждый из перечисленных типов в зависимости от характера
ребер, граней и размера подразделяется на более мелкие единицы
(рис. 5, табл. 10).
4—837 49
50
В зависимости от размера агрегатов структуру подразделяют на
следующие группы: 1) глыбистая — больше 10 мм; 2) макроструктура —
10—0,25 мм; 3) грубая микроструктура—0,25—0,1мм; 4) тонкая микро¬
структура — меньше 0,01 мм.
Почва может быть структурной и бесструктурной. При структурном
состоянии масса почвы или породы разделена на отдельности той или
иной формы и величины. Бесструктурное, или раздельночастичное, состоя¬
ние бывает тогда, когда механические элементы, слагающие почву, не
соединены между собой в более крупные агрегаты, а существуют раз¬
дельно или залегают сплошной сцементированной массой. Типичный
пример бесструктурного состояния — рыхлый песок. Между структур¬
ными и бесструктурными почвами встречаются переходные, у которых
структура выражена слабо.
В любом из почвенных горизонтов структурные отдельности не
бывают одного размера и формы. Чаще всего структура в них смешан¬
ная: комковато-зернистая, комковато-пылеватая, комковато-пластинча¬
то-пылеватая и т. д.
Различным генетическим горизонтам почв присущи определенные
формы структуры. Так, комковатая и зернистая структура свойственна
дерновым горизонтам, пластинчато-листовая — элювиальным, орехова-
тая — иллювиальным (особенно серым лесным почвам). Призматическая
структура типична для иллювиальных горизонтов подзолистых и лесо¬
степных почв, сформировавшихся на тяжелых покровных суглинках, или
для черноземов и каштановых почв, образовавшихся на суглинистых
и глинистых породах, имеющих в поглощенном состоянии натрий.
При оценке почвенной структуры надо различать ее морфологичес¬
кое понятие от понятия агрономического. В морфологическом понима¬
нии структура — это форма отдельностей (агрегатов), например орехо-
ватая или призматическая иллювиального горизонта, пластинчатая —
подзолистого и т. д. В агрономическом смысле почва считается струк¬
турной, если комковато-зернистые водопрочные агрегаты размером от 10
до 0,25 мм составляют более 55%.
Сложение — это внешнее выражение плотности и пористости почвы,
виальные горизонты суглинистых и глинистых почв;
1) очень плотные — копать яму лопатой почти невозможно, прихо¬
дится применять лом или кирку; такой плотностью характеризуются
после их обработки, если почву обрабатывали в спелом состоянии;
2) плотные — чтобы выкопать яму, требуется значительное усилие,
но можно обойтись и без лома; плотным сложением отличаются иллю¬
виальные горизонты суглинистых и глинистых почв;
3) рыхлые-—яму копать легко, а почва, сброшенная с лопаты, легко
рассыпается на мелкие отдельности. Такое сложение наблюдается в
суглинистых и глинистых почвах с хорошо выраженной комковато-зер¬
нистой структурой и в верхних горизонтах песчаных и супесчаных
почв.
Рыхлое сложение отмечается также в пахотных горизонтах почв
после их обработки, если почву обрабатывали в- спелом состоянии;
4) рассыпчатые — это сложение характерно для пахотных горизон¬
тов песчаных и супесчаных почв, поскольку у них механические элемен¬
ты обычно не сцементированы и в сухом состоянии- представляют сыпу¬
чую массу.
Пористость характеризуется формой и величиной пор внутри струк¬
турных отдельностей или между ними. '
В зависимости от величины и расположения пор внутри структурных
отдельностей различают следующие типы сложения:
1) тонкопористое — почва пронизана порами диаметром менее 1 мм;
4*
51
2) пористое — диаметр пор колеблется от 1 до 3 мм; примером по¬
добного сложения может служить лёсс;
3) губчатое — в почве встречаются пустоты от 3 до-5 мм;
4) ноздреватое (дырчатое) — в почве имеются пустоты от 5 до
10 мм. Подобное сложение, обусловленное деятельностью многочислен¬
ных землероев, характерно для сероземных почв, а также для известко¬
вых туфов;
5) ячеистое — пустоты превышают 10 мм; встречаются в субтропи¬
ческих и тропических почвах;
6) трубчатое — пустоты в виде каналов, прорытых землероями.
При расположении пор между структурными отдельностями разли¬
чают следующие типы сложения почв в сухом состоянии:
1) тонкотрещиноватое — ширина полостей меньше 3 мм;
2) трещиноватое — ширина полостей от 3 до 10 мм;
3) щелеватое — ширина полостей больше 10 мм.
Сложение является важным показателем в агрономической оценке
почвы.
Новообразования и включения. Новообразованиями называют скоп,
ления веществ различной формы и химического состава, которые обра¬
зуются и откладываются в горизонтах почвы. В результате физических,
химических и биологических процессов, происходящих в почвах, а также
вследствие непосредственного воздействия на почву растений и живот¬
ных различают новообразования химического и биологического проис¬
хождения.
Химические новообразования в почве—результат химических про¬
цессов, которые приводят к возникновению различного рода соединений.
Эти соединения могут или осаждаться на месте образования или, пере¬
мещаясь с почвенным раствором в горизонтальном и вертикальном на¬
правлениях, выпадать на некотором (иногда значительном) расстоянии
от места своего возникновения.
Химические новообразования по форме разделяют на выцветы и на¬
леты; корочки, примазки и потеки; прожилки и трубочки, конкреции.
Химические новообразования представлены легкорастворимыми со¬
лями, гипсом, углекислой известью, окислами железа, алюминия и мар¬
ганца, закисными соединениями железа, кремнекислотой, гумусовыми и
другими веществами.
Новообразования биологического происхождения (животного и рас¬
тительного) встречаются в следующих формах: червоточины — извилис¬
тые ходы—канальцы червей; капролиты—экскременты дождевых червей
в виде небольших клубочков; кротовины — пустые или заполненные хо¬
ды роющих животных (сусликов, сурков, кротов и др.); корневины —
сгнившие крупные корни растений; дендриты — узоры мелких корешков
на поверхности структурных отдельностей.
По новообразованиям в почве можно судить о ее генезисе и агроно¬
мических свойствах. Так, наличие в верхних горизонтах почв сизоватых и
ржаво-охристых пятен говорит о том, что данные почвы сформировались
в условиях некоторого заболачивания. И если эти новообразования яв¬
ляются результатом современного, а не ранее протекавшего почвообра¬
зовательного процесса, то они указывают на явно неблагоприятные для
сельскохозяйственных культур агрономические свойства этих почв.
Включениями называют находящиеся в почве тела органического
или минерального происхождения, возникновение которых не связано
с почвообразовательным процессом.
К включениям, например, относятся: валуны и другие обломки гор¬
ных пород; раковины и кости животных; кусочки кирпича, стекла, угля.
Микроморфологические признаки почвенного профиля. Наряду с
52
макроморфологическими признаками, легко различимыми в профиле
невооруженным глазом, почва характеризуется микроморфологическими
признаками, исследование которых возможно только при помощи мик-
роморфологичсского метода, разработанного немецким почвоведом
В. Кубиеиой и детализированного многими почвоведами (Мюкенхаузен,
Ярилова, Парфенова, Добровольский). В основе этого метода лежит ис¬
следование почвенных шлифов под поляризационным микроскопом,
приготовленных из образцов почвы ненарушенного сложения. Микро-
морфологический метод позволяет выявить особенности микростроения
и микросложения почвы — характер пористости, состав отдельных ком¬
понентов почвы.
В шлифах выделяют скелет и плазму почвы. Скелет состоит
из минералов крупнее 2 мкм — в основном это различные первичные
минералы почвы, плазма представлена тонкими частицами менее 2 мкм
в диаметре. Она состоит из глинистых минералов, вторичных несиликат¬
ных окисей железа и алюминия, гумуса и в зависимости от состава де¬
лится на глинистую, гумусно-глинистую, карбонатно-глинистую, желе¬
зисто-глинистую. В шлифах хорошо заметны характер пористости, агре-
гированности и различные новообразования, свидетельствующие о ха¬
рактере почвообразовательного процесса.
Глава IV
ОРГАНИЗМЫ И ИХ РОЛЬ В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ
И ПЛОДОРОДИИ ПОЧВ
В почвообразовании участвуют три группы организмов — зеленые
растения, микроорганизмы и животные, образующие на суше сложные
биоценозы. При совместном воздействии организмов в процессе их жиз¬
недеятельности, а также за счет продуктов жизнедеятельности осущест¬
вляются важнейшие звенья почвообразования — синтез и разрушение
органического вещества, избирательная концентрация биологически
важных элементов, разрушение и новообразование минералов, миграция
и аккумуляция веществ и другие явления, составляющие сущность поч¬
вообразовательного процесса и определяющие формирование главного
свойства почвы — плодородия.
Вместе с тем функции каждой из этих групп как почвообразователей
различны.
ЗЕЛЕНЫЕ РАСТЕНИЯ
На суше ежегодно образуется 5*3* 1010 т биомассы, синтезируемой
зелеными растениями за счет С02 атмосферы, солнечной энергии, воды
и минеральных соединений, поступающих из почвы. Часть этой биомассы
в виде корневых остатков и наземного опада ежегодно возвращается в
почву. Зеленые растения таким образом являются единственным перво¬
источником органических веществ в почве, и основной функцией их как
почвообразователей следует считать биологический круговорот ве¬
ществ — поступление из почвы элементов питания и воды, синтез органи¬
ческой массы и возврат ее в почву после завершения жизненного цикла.
Следствием биологического круговорота является аккумуляция потен¬
циальной энергии и элементов азотного и зольного питания растений в
верхней части почвы, обусловливающая постепенное развитие почвен¬
ного профиля и основного свойства почвы — ее плодородия. Зеленые
растения участвуют в трансформации минералов почвы — разрушении
одних и синтезе новых, в формировании сложения и структуры всей кор¬
необитаемой части профиля, а также в регулировании водно-воздушного
и теплового режимов. Характер участия зеленых растений в почвообра¬
зовании различен в зависимости от типа растительности и интенсивности
биологического круговорота (см. табл. 7).
Все живые организмы на Земле взаимосвязаны в биологические це¬
нозы и биологические формации, поэтому мы можем вскрыть взаимодей¬
ствие перечисленных выше процессов и определить их взаимодействие и
роль в основных процессах почвообразования.
Основы учения о растительных формациях с точки зрения почвове¬
дения были разработаны В. Р. Вильямсом. В качестве основных крите¬
риев для разделения растительных формаций В. Р. Вильямсом приняты
состав растительных группировок, особенности поступления в почву ор¬
ганического вещества и характер его разложения под воздействием мик¬
роорганизмов и при различном соотношении аэробных и анаэробных
процессов. Он подробно рассмотрел эти процессы в деревянистой и тра¬
вянистой формациях умеренного пояса.
В настоящее время при изучении роли растительных ценозов в поч¬
вообразовании учитывается еще характер и интенсивность биологическо¬
го круговорота веществ, а также биологический режим, имея в виду сро¬
ки и темпы поступления органического вещества в почву в годичном
54
цикле. Все это позволяет несколько расширить учение о растительных
формациях с точки зрения почвоведения и дать более дробное их разде¬
ление.
При почвенных обследованиях и обобщениях различают:
в группе деревянистых формаций: таежные леса, широко¬
лиственные леса, влажные субтропические леса и влажные тропические,
так называемые дождевые леса;
в группе переходных деревянисто-травянистых фор¬
маций: ксерофитные леса (включая кустарниковые ценозы — маквис,
шибляк и др.), саванны;
в группе травянистых формаций: суходольные и заболочен¬
ные луга, травянистые прерии, степи умеренного пояса, субтропические
кустарниковые степи.
Кроме того, особо выделяются пустынные формации (суббо-
реальная с летним циклом вегетации, субтропическая с зимним циклом
вегетации и тропическая) и лишайниково-моховые формации
(тундры, верховые болота).
Каждая из названных растительных формаций характеризуется сво¬
ими особенностями в составе органического вещества, в поступлении его
в почву, в процессах разложения органического вещества и во взаимо¬
действии продуктов распада с минеральной массой почвы.
Лесная растительность, общая масса которой на поверхности суши
составляет 1011 — 1012 т, образует сложный многоярусный биоценоз из
древесных, кустарниковых, травянистых и мохово-лишайниковых форма¬
ций с мощной системой крупных, глубоко проникающих в толщу почвы
корней. Лесная растительность всегда многолетняя, благодаря чему ее
остатки поступают в основном на поверхность почвы в виде наземного
опада. Процессы трансформации этих остатков протекают на поверхно¬
сти почвы, где формируется лесная подстилка, и в минеральную толщу
ее поступают водорастворимые продукты разложения. Особенностью
биологического круговорота в лесу является длительная консервация
значительного количества азота и зольных элементов питания растений в
многолетней биомассе и выключение их из ежегодного биологического
круговорота. Под покровом леса уменьшается физическое испарение во¬
ды с поверхности почвы, господствуют нисходящие токи влаги, обуслов¬
ливающие выщелачивание пептизируемых и водорастворимых продук¬
тов почвообразования из почвенного профиля. В различных природных
условиях формируются разные типы леса, что и определяет различия в
характере почвообразовательного процесса формирование разных
почв.
Травянистая растительность по суммарной биомассе занимает вто¬
рое место на суше, составляя величину порядка Ю10 — 1011 т, причем в
различных природных условиях общая биомасса травянистых ценозов
колеблется: от40—50 ц в пустынях и арктической тундре до 250 ц на 1 га
в луговых степях (см. табл. 7). Травянистая растительность образует
в почве густую сеть тонких корней, переплетающих всю верхнюю часть
почвенного профиля, биомасса которых обычно превышает наземную
часть. Последняя отчуждается человеком, стравливается животными,
вследствие чего основным источником органических веществ в почве под
травянистой растительностью являются корни. Травянистая раститель¬
ность богата азотом и элементами зольного питания, которые ежегодно
возвращаются в верхнюю часть почвенного профиля, обусловливая их
аккумуляцию и интенсивный биологический круговорот веществ. Про¬
цессы трансформации этих растительных остатков протекают непосред¬
ственно в толще почву. Корневые системы и продукты их гумификации
оструктуривают верхнюю корнеобитаемую часть профиля, в которой по¬
56
степенно формируется гумусовый горизонт, богатый элементами пи¬
тания. Интенсивность этих процессов определяется природными услови¬
ями, так как в зависимости от типа травянистых формаций количество
образующейся биомассы и интенсивность биологического круговорота
различны. Поэтому в разных природных условиях под травянистой рас¬
тительностью образуются различные почвы.
Очень своеобразна роль мохово-лишайниковой растительности в
почвообразовании. Она доставляет ежегодно ограниченное количество
биомассы только на поверхность почвы (3—5 т на 1 га), но малая интен¬
сивность биологического круговорота и высокая влагоемкость мхов яв¬
ляются причиной консервации отмирающих растительных остатков, ко¬
торые при достаточной или избыточной влажности превращаются в ог¬
ромную массу торфа, а в случае постоянного иссушения легко
развеиваются ветром.
На пахотных угодьях формируется агроценоз, характер которого и
его биологическая продуктивность определяются видами сельскохозяй¬
ственных культур и агротехническими и агромелиоративными мероприя¬
тиями (внесение удобрений, обработка почвы, известкование, гипсова¬
ние, орошение, осушение и т.д.). Агроценоз существенно отличается от
природных биоценозов по интенсивности биологического круговорота и
влиянию на многие слагаемые почвообразовательного процесса, вслед¬
ствие чего природный ход почвообразования сменяется культурным поч¬
вообразовательным процессом. Особенно существенна роль многолетних
трав, которые активно участвуют в формировании агрономически ценной
структуры, улучшают сложение, питательный и водно-воздушный режи¬
мы пахотной почвы.
МИКРООРГАНИЗМЫ
В почве развиваются бактерии, грибы, актиномицеты и водоросли,
входящие в состав лесных и травянистых биоценозов. Общее количество
микроорганизмов в почве исчисляется миллионами и миллиардами в 1 г
(табл. 11). Их количество минимально в почвах северных широт (под¬
золистые) и максимально в черноземах и сероземах, формирующихся
под травянистой растительностью. Наибольшее содержание микроорга¬
низмов приурочено к верхним горизонтам почвы, с глубиной их количе¬
ство уменьшается (табл. 12). Характерна неравномерность распределе¬
ния микроорганизмов в массе почвы: максимальное количество их со¬
средоточено около живых корешков и на поверхности мертвых расти¬
тельных остатков. Эта пленка, обогащенная микроорганизмами, называ¬
ется ризосферой.
11. Количество микроорганизмов в почвах СССР, по данным метода прямого счета
под микроскопом (по Е. Н. Мишустину)
Почвы
Количество микроорганизмов, млн.
на 1 г почвы
на 1 мг азота почвы
Подзолы целинные
300—600
Около 70
Дерново-подзолистые:
целинные
600-1000
» 200
окультуренные
1000—2000
» 250
Черноземы:
целинные
2000—2500
» 600
окультуренные
2500 -3000
» 750
Сероземы:
целинные
1200-1600
» 2000
окультуренные
1800—3000
» 2400
56
12. Распределение бактерий по почвенным горизонтам дерново-подзолистой почвы
(млн на 1 г почвы) (по С Разумову и Н. Ремезову)
Горизонт
Глубина, см
Луг
Глубина, см
Пашня
Глубина, см
Лес
Ai
1,0—4,5
955,3
2—6
1086,0
0-2,5
2693,0
4,5-
-7,5
852,9
10—15
982,4
2,5—5
2246,6
7,5-
-11
565,9
—
—
5—8
1781,5
11-
—15
402,6
—
—
9—12
782,6
АгА2
15-
-19
87,1
16-18
618,2
12—15
517,0
Аг
19
-23
71,0
2Э—22
382,5
16-20
355,9
аа
23-
-28
50,8
—
—
21—25
265,6
Общая масса микроорганизмов в почве невелика и составляет, по
данным Н. А. Красильникова, 7—10 т на 1 га, что при среднем содер¬
жании воды около 70—80% составит не более 2 т сухого вещества.
Для правильной оценки роли микроорганизмов как почвообразователсй
следует помнить о том, что численность микроорганизмов чрезвычайно
изменчива в течение одного года вследствие многократно повторяющих¬
ся генераций.
Основными функциями микроорганизмов как почвообразоватслей
являются разложение растительных остатков и почвенного гумуса до
простых солей, используемых растениями, участие в образовании гуму¬
совых веществ, в разрушении и новообразовании почвенных минералов.
Важное значение имеет также способность некоторых групп микроор¬
ганизмов к фиксации атмосферного азота.
Эти процессы осуществляются при участии ферментов, часть кото¬
рых выделяется во внешнюю по отношению к клетке микроорганизма
среду (экзоферменты), часть ферментов работает внутри живой клетки,
осуществляя разнообразные реакции синтеза микробной плазмы. Основ-
ьыми группами ферментов являются гидролазы, катализирующие реак¬
ции гидролитического расщепления белков, углеводов, липидов, смол,
лигнина, дубильных веществ до относительно простых органических
соединений, и оксидоредуктазы (окислительно-восстановительные фер¬
менты), катализирующие процессы окисления и восстановления органи¬
ческих соединений до простых минеральных солей. Интенсивность жиз¬
недеятельности микроорганизмов регулируется гидротермическими
условиями, реакцией среды, количеством и составом питательных ве¬
ществ. Для большинства микроорганизмов оптимальны температура
25 — 35° С и влажность около 60% полной влагоемкости почвы.
Бактерии — наиболее распространенная группа микроорганизмов
в почве. Их количество в зависимости от типа почвы колеблется от 300
до 3000 млн. в 1 г. В зависимости от способа питания они делятся на
гетеротрофные и автотрофные.
Гетеротрофные бактерии осуществляют один из главнейших
для каждой почвы процессов — разложение органических остатков до
простых минеральных соединений, которое развивается в зависимости
от характера воздушного режима в аэробных или анаэробных условиях.
Аэробные бактерии осуществляют окисление белков, жиров, углеводов
и других сложных органических соединений, являющихся компонента¬
ми мертвых растительных и микробных остатков до аммиака, воды и
углекислого газа. Среди аэробных гетеротрофных бактерий в почве ши¬
роко распространены как спорообразующие (Вас. mycoides, Вас. subti-
lis и др.), так и не образующие спор (Pseudomonas fluorescens, Pseudo¬
monas руасуапеа н др.).
57
Анаэробные бактерии вызывают процессы гниения компонентов рас¬
тительных и микробных клеток также до простых, но недоокисленных,
органических, а затем минеральных соединений (общая схема этих про¬
цессов приведена на стр. 69) Для создания благоприятных условий
питания зеленых растений существенным является процесс аммонифи¬
кации— разложение белковых соединений до аммиака:
Белок->аминокислоты-^ЫНз+органические безазотистые соединения.
Аммонификация (дезаминирование белков) осуществляется как
аэробными, так и анаэробными гетеротрофами. Различают окислитель¬
ную, гидролитическую, восстановительную аммонификации, в результа¬
те которых в почве наряду с аммиаком образуются различные органи¬
ческие кислоты и спирты. Анаэробные гетеротрофные бактерии
зызывают различные типы брожений углеводов, а также крайне небла¬
гоприятные процессы денитрификации и десульфофикации.
Наиболее широко в почвах распространено маслянокислое броже¬
ние различных углеводов (клетчатки, гемицеллюлоз, пектиновых ве¬
ществ), при котором происходит расщепление углеводов на масляную
кислоту, углекислоту и водород по суммарному уравнению:
С,Н14Ов = СН3СН2СН2С00Н + 2СОг + 2Н2 + 193 кДж.
Этот процесс осуществляют различные виды Clostridium. Пектино¬
вые вещества сбраживает Clostridium pectinovorum. Главным предста¬
вителем анаэробных целлюлозоразлагающих бактерий является Clostri¬
dium Omelianskii. При высоких температурах разложение клетчатки
вызывают специальные термофильные бактерии Clostridium cellulosae
dissolvens.
Денитрификация — восстановление нитратов до молекулярного
азота, осуществляется группой анаэробных гетеротрофов, использую¬
щих для питания углеводы (глюкозу) :
5СаНиОв + 24KN03 =24KHCOs + 6СО., Ь 12R + 18НгО + 1722 кДж.
Основными денитрификаторами в почве являются Pseudomonas fluore>
cens, Micrococcus denitrificans и др. Этот процесс приводит к значитель¬
ным потерям азота в почвах с плохой аэрацией.
Десульфофикация, возбудителем которой являются анаэробные
бактерии рода Desulfovibrio: Desulfovibrio desulfiricans и др., приводит
к восстановлению сульфатов до сероводорода, ядовитого для растений:
поставщиком водорода служат углеводы, органические кислоты, метан,
причем во всех случаях процесс восстановления проходит через следу¬
ющие промежуточные этапы:
H2S04 -► H2S03 -* H2S02 -v H2SO -v H,S.
Автотрофные бактерии осуществляют в почве процесс окис¬
ления недоокисленных минеральных соединений, образующихся в про¬
цессе деятельности гетеротрофов. Основными типами процессов явля¬
ются нитрификация, сульфофикация, окисление закисного железа и
водорода.
Нитрификация. Образующийся в процессе аммонификации аммиак
подвергается в почве дальнейшему окислению и переходит сначала в
азотистую, а затем в азотную кислоту. Окисление аммиачных солей до
нитратов называется нитрификацией.
Процесс нитрификации осуществляется в две фазы:
1. Аммиак окисляется до азотистой кислоты-
2NH3 + 302 - 2HN02 + 2Н20 + 273 кДж.
58
В окислении аммиака до азотистой кислоты принимают участие бакте»
рии рода Nitrosomonas.
2. Азотистая кислота окисляется до азотной:
2HNO* + О* = 2HN03 + 70 кДж.
Окисляют азотистую кислоту в азотную бактерии рода Nitrobacter. Эти
бактерии были открыты русским ученым С. Н. Виноградским.
Нитрифицирующие бактерии — аэробы и требуют для развития
постоянного притока кислорода. Они более активны в почвах, хорошо
аэрируемых, близких к нейтральным, содержащих большое количество
органических соединений. Поэтому нитрификация протекает интенсивно
в дерново-подзолистых почвах, достаточно унавоженных и хорошо обра¬
батываемых, а также в черноземных и каштановых почвах, имеющих
благоприятный водный режим.
В процессе нитрификации образующаяся азотная кислота, соеди¬
няясь с основаниями, находящимися в почве, дает нитраты, которые
используются растениями в качестве азотной пищи. При активной ни¬
трификации в почве может накопиться в течение года до 300 кг нитра¬
тов на 1 га (А. Н. Лебедянцев).
Нитраты почвы хорошо потребляются растениями, но, будучи лег¬
корастворимыми в воде, могут легко вымываться в более глубокие слои
почвы или за ее пределы.
Сульфофикация — это окисление сероводорода, элементарной серы
и тиосоединений до серной кислоты. Она осуществляется серобактерия¬
ми (главнейшие представители рода Beggiatoa, Thiothrix, Thioploga и
др.) и тионовыми бактериями рода Triobacillus.
Химическая сущность сульфофикации может быть выражена урав¬
нениями:
2H,S + О, = 2Н,0 +S2 + 168 кДж;
S2 + 30, + 2Н,0 = 2HaS04 + 484 кДж.
Выделяющаяся энергия используется серобактериями для усвоения уг¬
лерода из СОг и синтеза органических веществ.
Серобактерии широко распространены в почве, водоемах и имеют
большое практическое значение. Серная кислота, получающаяся в ре¬
зультате деятельности серобактерий, соединяясь с находящимися в поч¬
ве основаниями, образует сульфаты, которые потребляются зелеными
растениями. Кроме того, H2SO4 способствует переводу труднораствори-
мых минеральных солей (особенно фосфатов) в растворимые.
Окисление железа. Превращение солей закисного железа в окисные
происходит при участии железобактерий, широко распространенных &
водоемах и заболоченных почвах. Реакция окисления протекает по
уравнению:
4FeC03 + 6Н,0 + О, = 4Fe (ОН), + 4СО, + 160 кДж.
Выделяющаяся энергия используется железобактериями для асси¬
миляции углерода из СОг и синтеза органических веществ. Среди этих
бактерий более широко представлены нитевидные формы (Gallionella,
Leptothrix). Некоторые железобактерии способны окислять также соли
марганца и образовывать железомарганцевые конкреции.
Биологическая фиксация молекулярного азота
атмосферы. Способностью фиксировать азот атмосферы обладает
небольшая группа почвенных бактерий. Они делятся на две группы:
1) свободноживущие в почве аэробные и анаэробные бактерии и 2) клу¬
беньковые бактерии, живущие в симбиозе с бобовыми растениями.
69
Важнейшим аэробным почвенным организмом, ассимилирующим
азот атмосферы, является Azotobacter, открытый Бейеринком в 1901 г.
Встречается несколько видов азотобактера, из которых наиболее рас¬
пространен Azotobacter chrooccum.
К анаэробным бактериям, которые могут фиксировать атмосферный
азот, относится Clostridium pasteurianum, открытая С. Н. Виноград¬
ским (1893).
Клубеньковые бактерии Rhizobium были впервые обнаружены в
клубеньках на корнях бобовых растений М. С. Ворониным (1860). Вы¬
делены в чистую культуру и подробно изучены М. Бейеринком (1886).
Эти бактерии проникают в корни бобовых растений и образуют на них
вздутия (клубеньки). Они получают сахар от бобового растения, а его
снабжают фиксированным азотом атмосферы.
Клубеньковые бактерии интенсивно развиваются в слабокислых и
нейтральных, хорошо аэрируемых и обеспеченных питательными веще*
стами почвах.
Для увеличения численности клубеньковых бактерий в почву вносят
нитрагин — бактериальный препарат, содержащий активные расы клу¬
беньковых бактерий.
Кроме указанных свободноживущих азотфиксаторов и клубенько¬
вых бактерий, способны усваивать атмосферный азот также и некото¬
рые другие живущие в почве бактерии, актиномицеты, грибы.
Актиномицеты, иногда называемые лучистыми грибами (Actinomy-
cetes), используют в качестве источника углерода разнообразные орга¬
нические соединения. Они могут разлагать клетчатку, лигнин, перегной¬
ные вещества почвы. Участвуют в образовании гумуса. Актиномицеты
лучше развиваются в почвах с нейтральной или слабощелочной реакци¬
ей, богатых органическим веществом и хорошо обрабатываемых. К ак-
тиномицетам относятся родственно близкие к ним проактиномицеты,
микобактерии, микромоноспоры и микококки.
Грибы — сапрофитные гетеротрофные организмы. Они встречаются
во всех почвах. Среди грибов наиболее распространены плесневые из
родов Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Rhisopus.
Эти грибы, имея ветвящийся мицелий, густо переплетают органи¬
ческие остатки в почве. В аэробных условиях они разлагают клетчатку,
лигнин, жиры, белки и другие органические соединения. Грибы участ¬
вуют в минерализации гумуса почвы.
Многие почвенные грибы образуют на поверхности корней растений
микоризу.
Установлено, что некоторые зеленые растения, особенно из древес¬
ных пород, лишенные микоризы, развиваются слабо или совершенно не
растут. Поэтому при разведении древесных пород на новых местах в
почву вносят соответствующую микоризу (путем обогащения микориз¬
ной землей или применением специальных микоризных препаратов).
Водоросли. Распространены во всех почвах, главным образом в по¬
верхностном слое. Содержат в своих клетках хлорофилл.
В болотных почвах и на рисовых полях водоросли улучшают аэра¬
цию, усваивая растворенный СОг и выделяя в воду кислород.
Водоросли активно участвуют в процессах выветривания пород и а
первичном процессе почвообразования.
Лишайники состоят из гриба и водоросли. Гриб обеспечивает водо¬
росли водой и растворенными в ней минеральными веществами, водо¬
росли же вырабатывают углеводы, которые использует гриб.
Лишайники внедряк>гся в толщу горной породы гифами гриба, поэ¬
тому в экологическом отношении их относят к литофитам. Различают
два основных типа лишайников: э п и л ити ч ес к и е, у которых внутрь
60
породы проникают гифы, а слоевище развивается на поверхности (кор«
новые и накипные формы), иэндолитичсские, у которых в толщь
порсды развиваются и гифы и слоевище.
С момента поселения лишайников на горных породах начинаете
более интенсивное биологическое выветривание и первичное почвообра¬
зование.
Участие микроорганизмов в деструкции и новообразовании минера¬
лов. Микроорганизмы активно воздействуют на минералы почвы, разру¬
шая одни и участвуя в новообразовании других. В этих процессах при¬
нимает участие разнообразная микрофлора — бактерии, грибы, водорос¬
ли, лишайники. Микроорганизмы мобилизуют элементы, входящие в
состав минералов, вследствие чего минерал постепенно разрушается и
образуется новый. Известны процессы мобилизации железа, марганца,
серы, кальция, фосфора, алюминия и многих других элементов из мине¬
ралов классов окисей, сульфидов, силикатов, солей кислородных кислот.
Механизм воздействия микроорганизмов на минералы сложен и неод¬
нороден. Прямое воздействие заключается в ферментативном окислении
и редукции минералов, содержащих элементы переменной валентности.
Основная роль в этих процессах принадлежит, по представлениям
Т. В. Аристовской, микроорганизмам гетеротрофного типа питания. В
окислении минералов, содержащих закисные формы железа и марганца,
участвуют микроорганизмы, принадлежащие к родам Pedomicrobium,
'Micromonospora, Metallogenium. Этими микроорганизмами широко ис¬
пользуются органо-минеральные производные гумусовых веществ, со¬
держащие железо и марганец. Микроорганизмы концентрируют эти
элементы в клеточных стенках и создают таким путем обогащенные же¬
лезом и марганцем новообразования, накапливающиеся в виде различ¬
ных конкреций. Не менее значительна роль микроорганизмов в восста¬
новлении окисных соединений железа. Осуществляют этот процесс
железоредуцирующие микроорганизмы, широко распространенные в
лесных почвах. Редукция окисного железа микроорганизмами яв¬
ляется существенной частью глеевого процесса почвообразо¬
вания.
Косвенное участие микроорганизмов в разрушении минералов сво¬
дится в основном к кислотному гидролизу многочисленными низкомоле¬
кулярными органическими кислотами, которые продуцируют бактерии,
грибы, лишайники. При этом также происходит постепенная аккумуля¬
ция мобилизуемых в процессе гидролиза элементов в клетках микроор¬
ганизмов, а в дальнейшем — образование различных вторичных мине¬
ралов. Таким путем образуются в почве лимонит, кальцит, фосфаты,
освобождается из силикатов алюминий, входящий затем в состав алю-
мо-гумусовых солей и вторичных гидроокисей алюминия.
Взаимоотношения микроорганизмов в почве. Все взаимодействия
между микроорганизмами и микроорганизмами и растениями могут
быть сведены к следующим основным типам: симбиоз, метабиоз, анта¬
гонизм, паразитизм.
Типичным примером симбиоза может служить тесное сожитель¬
ство между грибами и водорослями, приводящее к образованию более
сложного и более приспособленного к природным условиям раститель¬
ного организма — лишайника. Другим ярким примером симбиотическо¬
го сожительства в почве является симбиоз грибов с высшими растения¬
ми, когда грибы образуют на корнях растений микоризу. Явно выражен¬
ный симбиоз наблюдается между клубеньковыми бактериями и
бобовыми растениями.
Более распространенным типом взаимоотношений между микроор¬
ганизмами в почве является метабиоз. Одним из типичных примеров
61
метабиоза является взаимоотношение между азотобактером и целлюло¬
зоразрушаемыми бактериями. Эти организмы в результате своей жиз¬
недеятельности создают условия, благоприятные для взаимного разви¬
тия.
Быстрая минерализация органического вещества в почве идет лишь,
благодаря совместной жизнедеятельности различных групп микроорга¬
низмов. Развитие облигатных анаэробных бактерий в почве было бы
невозможно, если бы наряду с ними не развивались аэробные бактерии,
поглощающие молекулярный кислород. Развитие в почве нитрифициру¬
ющих бактерий второй фазы процесса немыслимо без жизнедеятельно¬
сти нитрифицирующих бактерий первой фазы, окисляющих аммиак в
азотистую кислоту.
Антагонистические взаимоотношения между микроорганиз¬
мами характеризуются тем, что одни группы микроорганизмов выделяют
в среду вещества, тормозящие развитие других групп микробов. Так,
отдельные виды актиномицетов выделяют в почву вещества (антибиоти¬
ки, токсины), тормозящие развитие некоторых бактерий. В мире микро¬
организмов широко распространено явление паразитизма. Так, опи¬
сана бактерия-йаразит Bdellovibrio, внедряющаяся в бактериальную
клетку и пожирающая ее содержимое.
Влияние агротехники на интенсивность микробиологических процес¬
сов в почве. Содержание и состав микрофлоры, а также интенсивность
микробиологических процессов зависят от естественного состояния поч¬
вы и производственного воздействия на нее человека.
Обработка почвы, особенно вспашка, оказывает влияние на водный,
воздушный и тепловой режимы ее. При создании в почве благоприятных
условий усиливается развитие микроорганизмов, способствующих моби¬
лизации питательных веществ.
Существенным фактором, определяющим микробиологическую ак¬
тивность почвЫ, является внесение органических и минеральных удобре¬
ний. Органические удобрения всегда оказывают положительное влияние
на развитие микроорганизмов в почве и на их биологическую актив¬
ность.
Систематическое внесение навоза значительно повышает общее ко¬
личество микроорганизмов в почве. Минеральные удобрения стимули¬
руют развитие микроорганизмов, что ускоряет процессы разложения
органического вещества почвы. Необходимо, однако, отметить, что в тех
случаях, когда в почве мало свежих органических соединений и гумуса,
длительное внесение минеральных удобрений приводит к постепенному
уменьшению числа микроорганизмов. Длительное же применение мине¬
ральных удобрений в сочетании с органическими удобрениями обеспе¬
чивает высокую биологическую активность почвы.
Важным фактором, определяющим состав и численность микрофло¬
ры почвы и характер микробиологических процессов, является реакция
почвенной среды. Как кислые, так и сильнощелочные почвы неблагопри¬
ятны и для микрофлоры, и для высших зеленых растений. Известкование
резко увеличивает численность бактерий в почве. Для уменьшения ще¬
лочности почвы вносят гипс.
ЖИВОТНЫЕ, НАСЕЛЯЮЩИЕ ПОЧВУ, И ИХ РОЛЬ
В ПРОЦЕССАХ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Почвенная фауна весьма многочисленна и разнообразна. К живот¬
ному миру, принимающему активное участие в жизни почвы, относятся
различные представители простейших, беспозвоночных и позвоночных
животных.
62
13. Число дождевых червей в дерново-подзолистой почве под различными культурами
(Московская область, по С. И Пономаревой)
Культура
Число дожде¬
вых червей
(тыс. на 1 га)
в слое почвы
0—45 см
Культура
Число дождевых
червей (тыс. на
1 га) в слое
почвы 0—45 см
Травы (клевер+Тимофеев»
1500
Пар занятый (картофель)
800
ка) I года пользования
Рожь+травы
360
Травы (клевер+тимофеев¬
ка) II года пользования
1790
Рожь+травы (почва смы¬
тая)
320
Озимая пшеница
880
Дубовый лес
2940
Овес по обороту пласта
560
Еловый лес
610
Простейшие. В почве наряду с микрофлорой довольно широко рас¬
пространены различные представители простейших животных организ¬
мов, обозначаемые общим термином Protozoa. К ним относятся жгутико¬
вые (Flagellata), корненожки (Rhizopoda) и инфузории (Ciliata).
По способу питания простейшие большей частью являются гетерот-
рофами. Они питаются преимущественно микроорганизмами, населяю¬
щими почву (бактериями, водорослями, спорами грибов). Среди них
имеются и сапрофиты (жгутиковые), которые питаются растворенными
органическими веществами растительных остатков. Автотрофные зеле¬
ные простейшие имеют ограниченное распространение только среди би-
ченосцев.
Простейшие обнаружены во всех почвах независимо от типа и геог¬
рафического местонахождения. Будучи аэробными организмами, прос¬
тейшие широко представлены в верхних горизонтах почвы.
В засушливые периоды, а также зимой количество их в почве резко
уменьшается, при этом они переходят в инертное состояние, в форму
цист. Вопрос о роли простейших в почвенных процессах пока не выяснен.
•Одни исследователи считают, что простейшие, истребляя почвенные
бактерии, оказывают вредное влияние на плодородие почвы, другие от¬
мечают, что интенсивность микробиологических процессов в почве в
присутствии Protozoa не только не ослабляется, но даже повышается.
Возможно, что простейшие, поедая старые бактериальные клетки, об¬
легчают размножение оставшихся и приводят к появлению значительно¬
го числа более молодых и биохимически активных особей.
Дождевые черви. Среди беспозвоночных животных особенно большая
роль в процессах почвообразования и создания плодородия почвы при¬
надлежит дождевым червям. Начиная с Ч. Дарвина, многие ученые от¬
мечали важную роль дождевых червей в почвообразовании. Установлено
широкое распространение дождевых червей в почвах различных почвен¬
но-климатических зон. Дождевые черви встречаются как в окультурен¬
ных, так и в целинных почвах. Их количество колеблется от сотен тысяч
до нескольких миллионов на гектар почвы (табл. 13). Оно максимально
в верхних гумусовых и пахотных горизонтах; с глубиной число дождевых
червей резко падает.
Деятельность дождевых червей в процессах почвообразования весь¬
ма разнообразна. Проделывая многочисленные ходы и норки, они улуч¬
шают физические свойства почвы: повышают ее пористость, аэрацию,
влагоемкость и водопроницаемость. В почвах, обогащенных продуктами
жизнедеятельности дождевых червей — капролитами, значительно воз¬
растает количество гумуса, увеличивается сумма обменных оснований,
снижается кислотность почв. Почвы, содержащие капролиты червей, об¬
ладают и более водопрочной структурой. Таким образом, дождевые че¬
63
рви улучшают не только физические свойства и структуру почвы, но и
се химический состав.
Насекомые. В почве живет значительное количество насекомых (жу¬
ки, муравьи и др.), которые оказывают существенное влияние на почво¬
образовательный процесс. Проделывая в почве многочисленные ходы,
они разрыхляют почву и улучшают ее физические и водные свойства.
Насекомые, активно участвуя в переработке растительных остатков,
обогащают почву гумусом и минеральными веществами.
Позвоночные животные. Среди позвоночных, активно участвующих
в процессах почвообразования, наибольшая роль принадлежит грызу¬
нам.
Все грызуны роют в почвенной толще норы, перемешивая и выбра¬
сывая на поверхность огромное количество земли. Некоторые из них
образуют в почве так называемые кротовины — ходы, засыпанные мас¬
сой почвы или породы.
На почвенном профиле кротовины имеют округлую форму и выделя¬
ются по окраске и степени уплотненности.
В степных районах землерои настолько сильно перемешивают верх¬
ние горизонты с нижними (карбонатными и засоленными), а также вы¬
брасывают наверх почву нижних горизонтов, что на поверхности образу¬
ется своеобразный микрорельеф, особенно характерный для степи.
Иногда степень перерытости почвы землероями так велика, что почву
характеризуют как перерытый «кротовинный» чернозем, перерытую каш¬
тановую почву или перерытый серозем.
Глава V
ОРГАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПОЧВЫ
Органическая часть почвы состоит из органических остатков (ко¬
решков и наземного опада) и гумуса. Источником гумуса являются ор¬
ганические остатки высших растений, микроорганизмов и животных,
обитающих в почве.
Под травянистой растительностью основным источником образова¬
ния гумуса являются корни, масса которых в метровом слое почвы со¬
ставляет в зоне степей 8—28 т, в зоне пустыни — 3—12 т, на суходоль¬
ных лугах в зоне хвойных и смешанных лесов — 6—13 т на 1 га. Под
многолетними травами в зависимости от их урожая и состава корней
в метровом слое почвы накапливается от 6—8 до 12—15 т на 1 га. Мень¬
ше всего корней остается под однолетними культурными растениями
(3—5 т на 1 га).
В почвах под лесом основным источником формирования гумуса
является подстилка, количество которой зависит от зоны, состава, воз¬
раста и густоты насаждений, а также от развития травянистого и мохо¬
вого покрова. Корни древесной растительности многолетние, и участие
их в образовании гумуса невелико. Количество надземной массы под
травянистой растительностью колеблется от 0,5 до 13 т на 1 га. Кроме
того, большая часть ее отчуждается человеком, поедается скотом, поэ¬
тому доля ее в формировании гумуса небольшая. Остатки зеленых рас¬
тений при разложении используются микроорганизмами и почвенной
фауной и частично превращаются во вторичные формы органических
остатков в почве.
Органические остатки микроорганизмов, по данным И. В. Тюрина,
составляют около 1/3 остатков биомассы зеленых растений. Органичес¬
ких остатков почвенной фауны накапливается очень мало— 100—200 кг
сухого вещества на 1 га.
Таким образом, первичным и основным источником органических
веществ, из которых образуется гумус, являются остатки зеленых расте¬
ний в виде наземного опада и корней.
Химический состав органических остатков разнообразен. Основную
часть массы органических остатков (75—90%) составляет вода. В сухое
вещество входят углеводы, белки, лигнин, липиды, воски, смолы, дубиль¬
ные и многие другие вещества. Большинство из них высокомолекуляр¬
ные (молекулярная масса белков 105—10б, полисахаридов до 106). Соот¬
ношение между главнейшими группами соединений в органических
остатках различно (табл. 14). Так, главная масса сухого вещества бак¬
терий представлена белками. Скорость разложения растительных остат¬
ков в значительной степени зависит от их химического состава. В дре¬
весине и хвое много лигнина, смол и дубильных веществ, но мало бел¬
ков; разложение этих остатков идет медленно. Остатки бобовых трав,
богатые белками, разлагаются быстро.
Органические остатки всегда содержат некоторое количество золь¬
ных элементов: калия, кальция, магния, кремния, фосфора, серы, же¬
леза и многих других. Очень низкая зольность у древесины; много золь¬
ных элементов в остатках травянистых растений.
В пахотных почвах источником гумуса являются пожнивные и
корьевые остатки культурных растений и органические удобрения (на¬
воз, торфяные компосты). В составе торфяных удобрений наряду с
характерными для биомассы зеленых растений органическими соедине¬
ниями содержатся гумусовые вещества.
5—837
65
14. Химический состав высших и низших организмов (% к сухому веществу)
. Углеводы
Объекты
Зола
Белковые
вещества
целлю¬
лоза
гемицел¬
люлозы н
прочие
углеводы
Лигнин
Липиды,
дубильные
вещества
Бактерии
2—10
40—70
Нет
Есть
0
1—40
Подоросли
20—30
10—15
5—10*
50—60
0
1—3
Лишайники (кустистые и
2—6
3-5
5—10
60—80
8—10
1—3
пластинчатые)
5—10
5—10
Мхи
3—10
15—25
30—60
—
Папоротникообразные
6—7
4—5**
20—30
20—30
20—30
2—10
Хвойные:
древесина
0,1—1
0,5—1
45—50
15—25
25—30
2—12
хвоя
2—5
3—8
15—20
15—20
20—30
15—20
Лиственные:
древесина
0,1—1
0,5—1
40—50
20-30
20—25
5—15
листья
3—8
4—10
15—25
10—20
20—30
5—15
Многолетние травы:
злаки
5—10
5—12
25—40
25—35
15—20
2—10
бобовые
5—10
10—20
25-30
15—25
15—20
2—10
• Альгулеза.
** Осенью и весной до 25%.
КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ УЧЕНИЯ
О ГУМУСЕ ПОЧВЫ
Систематическое изучение природы гумуса началось в первой поло¬
вине XIX в. (Шпренгель в Германии, Берцелиус в Швеции, Герман в
России, Мульдер в Голландии). Учение В. В. Докучаева о почве при¬
влекло к гумусу внимание почвоведов. Особенно большое значение име¬
ли исследования П. А. Костычева о роли микроорганизмов в синтезе
гумусовых веществ. Первая четверть XX в. характеризуется дальней¬
шим изучением химической природы гумусовых веществ (В. Р. Вильямс,
С. Оден, А. А. Шмук) и неспецифических для гумуса соединений
(О. Шрайнер и Е. Шори). Оригинальную концепцию о природе гумуса
создал американский микробиолог С. Ваксман, считавший, что главная
масса гумуса представлена лигнино-протеиновым комплексом.
В настоящее время советскими и зарубежными учеными детально
изучены состав и свойства гумуса, разрабатывается теория гумифика¬
ции органических веществ в почве, исследуется роль гумуса в почвооб¬
разовании и плодородии (И. В. Тюрин, М. М. Кононова, Л. Н. Алек¬
сандрова, В. В. Пономарева, Д. С. Орлов, И. С. Кауричев, В. Фляйг,
Ф. Дюшофур, М. Шнитцер и многие другие).
ПРОЦЕССЫ ПРЕВРАЩЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОСТАТКОВ В ПОЧВЕ
И СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ГУМУСООБРАЗОВАШ1И
Превращение органических остатков в гумус совершается в почве
при участии микроорганизмов, животных, кислорода воздуха и воды.
Остатки зеленых растений, попадающие в почву или находящиеся
на ее поверхности, разлагаются микроорганизмами и используются ими
как источник энергии и питания. В процессе разложения эти остатки
теряют анатомическое строение, а составляющие их вещества переходят
в более подвижные и простые соединения. Часть этих соединений пол¬
ностью минерализуется микроорганизмами, и продукты распада усваи¬
ваются новыми поколениями зеленых растений, часть продуктов разло-
66
жсния используется гетеротрофными микроорганизмами для синтеза вто¬
ричных белков, жиров, углеводов и других веществ, образующих плазму
новых поколений микроорганизмов, и в дальнейшем вновь разлагается.
И, наконец, некоторая часть промежуточных продуктов разложения
превращается в специфические сложные высокомолекулярные вещест¬
ва— гумусовые кислоты. Этот процесс называется гумификацией, его
агентами являются кислород воздуха, вода, ферменты микроорганизмов.
Активное участие в превращении органических остатков в гумус
принимают микроскопические и макроскопические животные, которые
перемешивают с почвой всю массу органических остатков и продуктов
их разложения и гумификации, перерабатывают их и выбрасывают не¬
использованную часть в виде экскрементов в толщу почвы. Особенно
велика роль дождевых червей, развивающихся в почве.
Таким образом, превращение органических остатков в гумус (гуму-
сообразование) является совокупностью процессов разложения исход¬
ных органических остатков, синтеза вторичных форм микробной плазмы
и их гумификации. Общая схема гумусообразования (составлена на ос¬
новании схемы И. В. Тюрина) имеет следующий вид:
Общая схема процесса гумусообразования в почве
Закрепление Вымывание
в почве
5* 67
Процессы разложения и минерализации органических остатков
носят биокаталитический характер и протекают по следующей схеме
(стр. 69) при участии ферментов, выделяемых микроорганизмами.
Разложение белков, углеводов, липидов начинается с гидролитичес¬
кого расщепления их сложных молекул на более простые промежуточ¬
ные продукты. Белки расщепляются на пептиды, а затем на аминокис¬
лоты. При гидролизе сложных белков (нуклеопротеидов) наряду с ами¬
нокислотами образуются углеводы, фосфорная кислота, азотсодержащие
гетероциклические основания (пуриновые и пиримидиновые). При гид¬
ролизе жиров возникают глицерин и различные жирные кислоты, а при
гидролизе углеводов (целлюлозы, гемицеллюлоз, крахмала, полиурони-
дов, камедей) — моносахариды, аминосахара, уроновые кислоты. Наи¬
менее изучено гидролитическое расщепление лигнина и других соедине¬
ний, содержащих ароматические группировки (дубильные вещества,
смолы); по-видимому, ири гидролизе этих соединений образуется ряд
менее сложных ароматических веществ, в которые входят фенольные
группировки. Наряду с гидролизом развиваются окислительно-восста-
новительные процессы, катализируемые окислительно-восстановитель¬
ными ферментами (оксидоредуктазами). Они вызывают разрыв угле¬
родных связей в молекуле, изменение степени их окисленности, дезами¬
нирование (аммонификацию) аминокислот, декарбоксилирование
молекул различных органических кислот и, наконец, полную минерали¬
зацию органических соединеий. Все эти окислительно-восстановитель¬
ные реакции очень разнообразны, их характер определяется как соста¬
вом разлагающихся органических соединений, так и степенью аэробио-
зиса в почве. В аэробных условиях преобладают процессы окисления,
в анаэробных — восстановления. Аминокислоты подвергаются окисли¬
тельному или восстановительному дезаминированию: отщепляется амми¬
ак и образуются различные алифатические или ароматические органи¬
ческие кислоты, спирты, гетероциклические основания, а в конечном
итоге — углекислый газ, вода или углеводороды (в анаэробных усло¬
виях) .
Продукты гидролиза углеводов в аэробных условиях окисляются до
органических кислот (щавелевой, уксусной, янтарной, различных ок-
сикислот), адьдегидов, спиртов, а в дальнейшем до углекислого газа и
воды. В анаэробных условиях развиваются различные типы брожений с
образованием разнообразных недоокисленных продуктов (метан, спир¬
ты, ряд органических кислот), а в конечном итоге — углекислоты, воды,
метана, водорода. Продукты гидролиза лигнина и других ароматичес¬
ких соединений в результате окислительно-восстановительных реакций
дают сложную систему соединений, в составе которых присутствуют
различные продукты окисления фенольных соединений (оксихиноны,
ароматические альдегиды и кислоты). Продуктами полной минерали¬
зации также являются вода, углекислый газ.
Скорость разложения и минерализации различных соединений не¬
одинакова. Наиболее интенсивно минерализуются растворимые сахара,
крахмал; достаточно хорошо разлагаются белки, гемицеллюлозы и
целлюлоза; наиболее устойчивы к разложению и минерализации лигнин,
смолы, воски.
Анаэробные условия заметно тормозят процесс разложения.
Параллельно с разложением и минерализацией органических ос¬
татков в почве идут процессы их гумификации, в результате образуются
относительно устойчивые против разложения гумусовые вещества.
Эти процессы изучены еще недостаточно. Гумусовые вещества воз¬
никают из белков, лигнина, дубильных веществ и других компонентов
растительных, микробных и животных остатков.
68
Разложение и минерализация органических остатков
з
г;
С
Я
„ О
3
Я
УС
>»
о
3
S
• сс _
с;
3
о
в
и;
с;
<и
о
са
с
- го
£ 5
3 2
н
з I*
*5
о *
о. X
С 3
са
и к
a *
а. о
к х
п со
о са
3 *
2 2
?? то
О о
с 5 5 Е
3 Я О о
£ S3 Л.ХО
j? о 5 с-
* с S з
§°-НШ5
°3ро
о
'Орд
У S 5 .
з 2 в^
са 2" м са
к к о
* О)
о з
к
То -
со 3
о н
к о
о Ч
О У
Ц 5
» о
и11-
То о
S'*
ТО о
з г*
2§
м
о
о
с;
S.2
*1-
ag
П в
я о»
Н г;
В
S в
Я
1|
то 5
5 то
•* и
S о*
* I
о с*.
г5 £
То S
CL
«й
2 В
м о
55
ах
в 3
X §
3 *
Я Л
к
4 я
>>
* 2
о CQ
*5 £
° 2
я с
° са
* я
СО
к F-
* о
I 2
Зв д
5*
О
а
О 52 н
О- Ж о
С t- О
Я Cf
£ ° з —
ОнС Й
'5 В 5
П О г-
s
гг ^
о О. К
55 ч
о 3 я
* и
ГО К
я >» то
я е* я
* S
“I
S *
со
о
•а 3
§1
'8-|~
S ^
и „
о то
Я о,
О то
2 X
а) о
1§
1*8
то
.. я
3 5 5
u R SS
к о £ к
4 S то
о о я сэ
Я К 0-0
Ж X я к
sSs
5 « §
JO
5i -
< н 3
ООН
О. г;
Я CJ
о я
Я х
(Ь ТО км“
анм
J ►_; о ' '
V о
£ 2
■5 *
s w я
о з 3 о
«ЯН К -
го о.« га
я к >> о
ЯЧЧ =
« Sc,
* °
5 g-э-з
о 3 х
=* я о
► 5 о 3 я "
Й я р 5
2*9 О X
S Ю с;
о C.U *
о, то я 3
ТО « и: е?
То О 3~
*- 32 н
сх. £ о* 3
О Я S
с о
о о>
<и ^ о
I 5 **'
’ о
о.
«4
№
я
я *
— о ■
мг 5
> я о
о
а
О)
: в »? >»
я
в
«■§§
Я О и
X
и
о
U
О
N
X
О
м
О
Z
0^
«гг
о
0Z
ч<
О
а
о
ч?
S >*2
3 Cl
■ a a
as
sis^
и H
<у ТО о
“ ^ 2 з .
со со ИГ
•§* с 2
Я до
то я 5
69
Многие ученые рассматривают гумификацию как конденсацию или
полимеризацию ряда промежуточных продуктов разложения. Осново¬
положником этой гипотезы был А. Г. Трусов. Он считал, что гумифика¬
ция — процесс окисления и конденсации продуктов разложения белков,
прежде всего ароматических аминокислот с соединениями типа фенолов
и хгаюнов, образующихся при расщеплении лигнина и дубильных ве¬
ществ. Агентами гумификации являются кислород воздуха, аммиак и
оксидазы микроорганизмов.
Эту гипотезу дальше развила М. М. Кононова, которая в условиях
лабораторного опыта показала возможность конденсации фенолов с
белковыми продуктами вторичного синтеза микроорганизмов. В. Фляйг
рассматривает гуминовые кислоты как продукты полимеризации ве¬
ществ фенольной природы с азотсодержащими соединениями, образую¬
щимися при распаде белков, а основным источником фенолов считает
лигнин.
Ф. Дюшофур различает абиологическую и биологическую гумифи¬
кацию. Первая развивается в результате физико-химических процессов
полимеризации и окисления в очень кислых плохо аэрируемых почвах
со слабой биологической активностью. Биологическая гумификация
осуществляется при участии оксидаз микроорганизмов в процессе оки¬
сления и полимеризации продуктов разложения лигнина и белков.
Основное положение всех этих гипотез — представление о гумифика¬
ции как о системе реакций конденсации или полимеризации мономе¬
ров— относительно простых промежуточных продуктов разложения —
аминокислот, фенолов, хинонов и т.д. Не подвергаясь дальнейшей ми¬
нерализации, эти мономеры вне живых клеток микроорганизмов синте¬
зируются в высокомолекулярные гумусовые вещества. Именно это
основное предположение всех рассмотренных выше гипотез все еще не
доказано экспериментально. Неясен также способ образования в почве
различных групп гумусовых веществ (группы гуминовых кислот и груп¬
пы фульвокислот).
Иная гипотеза гумификации была предложена в 30-х годах текуще¬
го столетия И. В. Тюриным. Он считал, что основной чертой гумифи¬
кации являются реакции медленного биохимического окисления различ¬
ных высокомолекулярных веществ, имеющих циклическое строение.
К веществам, легко гумифицирующимся в почве, И. В. Тюрин относил
белки растительного и микробного происхождения, лигнин, дубильные
вещества.
Гипотеза И. В. Тюрина получила подтверждение и дальнейшее раз¬
витие в работах Л. Н. Александровой и ее сотрудников. Исследования
показали, что гумификация является сложным био-физико-химическим
процессом превращения высокомолекулярных промежуточных продук¬
тов разложения органических остатков в особый класс органических
соединений — гумусовые кислоты. Ведущее значение в процессе гуми¬
фикации имеют реакции медленного биохимического окисления, в ре¬
зультате которых образуется система высокомолекулярных органичес¬
ких кислот (рис. 6). Гумификация — длительный процесс, в течение
которого происходит постепенная ароматизация молекул гуминовых ки¬
слот не за счет конденсации, а путем частичного отщепления наименее
устойчивой части макромолекулы новообразованных гуминовых кислот.
Молекулярная масса новообразованных гуминовых кислот выше, чем
гуминовых кислот почвы (чернозема), а элементный состав колеблется
в зависимости от химического состава растительных остатков, подвер¬
гающихся гумификации.
Возникающая система гумусовых кислот вступает во взаимодейст¬
вие с зольными элементами растительных остатков, освобождающимися
70
Разложение
Кислото-» ч ^
образ о-
А* Ч..П ^ ^
бание
±N
03 5с ^
i§t
зц
• использование
I Организмами.
Уменьшение М I
усиление ароматизаций^
\Гк Гк Гк разрыв кольца
\\\ 1
Соленакопление, \ !
осаждение, сорбция ^
окислительное расщепление хГкг
' \ \ \ |
Фк Фк Фк |
Окисление
Окисление, расщепление
разрыв кольца
Быстрая минерализация
Хэтап
Жзтап
Шэтап
Рис. 6. Схема гумификации и дальнейшей трансформации гумусовых веществ
в иочве.
в процессе минерализации последних, а также с минеральной частью
почвы, образуя ряд органо-минеральных производных. При этом единая
система постепенно расщепляется на несколько фракций, различных по
степени растворимости и деталям строения молекулы. Менее дисперсная
часть системы, образующая нерастворимые в воде соли с кальцием и
полуторными окислами, формируется как группа гуминовых кислот.
Более дисперсная фракция, дающая более растворимые соли, образует
фульвокислоты.
В почвах повышенного увлажнения образуется больше фульвокис-
лот из-за интенсивного гидролитического расщепления всей системы
гумусовых кислот.
Формы органического вещества в биосфере
Живые организмы
Ткани отмирающих организмов, не потерявшие анатомического строения
Формы органических веществ, подвергающиеся гумификации по генезису
4
подстилка
(в минераль¬
ных почвах)
I 4 1
гумус торф сапропель
(в болотных (на дне
почвах) водоемов)
по химическому составу
I
органические
удобрения
Негумусовые вещества
Гумусовые вещества
а) вещества растительного и животного про¬
исхождения (углеводы, белки, дубильные
вещества, лигнины, жиры, воски, смолы
и т. д.)
б) вещества вторичных форм микробного син¬
теза (белки, углеводы, жиры и т. д.)
з) высоко- и низкомолекулярные продукты
разложения этих соединений (аминокисло¬
ты, сахара, пептиды, жирные и смоляные
кислоты, фенолы и т. д.)
а) группа гуминовых кислот и их ор-
гано-минеральиых производных
б) группа фульвокислот и их органо-
минеральных производных
71
Гумификация развивается не только в почвах, но и на дне водоемоз,
в компостах, при формировании торфа, угля, т. е. везде, где накаплива¬
ются растительные остатки и создаются условия, благоприятные для
жизнедеятельности микроорганизмов и развития этого процесса, очень
широко распространенного в природе (см. схему «Формы органического
вещества в биосфере», стр. 71).
ВЛИЯПИЕ УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ ПА ХАРАКТЕР
И СКОРОСТЬ ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ
В различных природных условиях характер и скорость гумусооб-
разования (разложение и гумификация органических остатков) неоди¬
наковы и зависят от ряда взаимосвязанных факторов почвообразования.
Главнейшими из них являются водно-воздушный и тепловой режимы
почз, состав и характер поступления растительных остатков, видовой
состав и интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов, механиче¬
ский состав и физико-химические свойства почвы.
В зависимости от водно-воздушного режима гумусообразование про¬
текает в аэробных или анаэробных условиях.
В аэробных условиях при достаточном количестве влаги (60—80%
полной влагоемкости), а также при благоприятной температуре (25—
30° С) органические остатки разлагаются интенсивно. В этих же усло¬
виях энергично идет минерализация как промежуточных продуктов раз¬
ложения, так и гумусовых веществ. В почве накапливается мало гумуса,
но много элементов зольного и азотного питания растений (например,
в сероземах и других почвах субтропиков).
При постоянном и резком недостатке влаги в почве накапливается
мало растительных остатков, процессы разложения и гумификации за¬
медляются и гумуса также накапливается мало.
При постоянном избытке влаги, а также при низких температурах
процессы гумусообразования замедляются. При избыточном увлажне¬
нии органические остатки разлагаются анаэробными бактериями; в со¬
ставе промежуточных продуктов разложения образуются низкомолеку¬
лярные органические кислоты и восстановленные газообразные продукты
(CH4, Н2), угнетающие жизнедеятельность микроорганизмов.
Процесс разложения постепенно затухает, гумификация идет слабо,
и органические остатки превращаются в торф.
Для накопления гумуса наиболее благоприятно сочетание в почве
оптимального гидротермического и водно-воздушного режимов и неко¬
торое периодически повторяющееся иссушение. В этих условиях происхо¬
дят постепенное разложение органических остатков, достаточно энер¬
гичная гумификация их и закрепление образующихся гумусовых ве¬
ществ минеральной частью почвы. Такой режим свойствен чернозе¬
мам.
Большое влияние на направление и скорость гумусообразования
оказывают химический состав разлагающихся остатков и характер их
поступления в почву.
Остатки травянистой растительности, особенно бобовых растений
(в основном это корни, богатые белками, углеводами и зольными эле¬
ментами), разлагаются в почве в присутствии значительного количест¬
ва оснований, и прежде всего кальция. В таких условиях образуется
«мягкий», или муллевый, гумус, равномерно пропитывающий минераль¬
ную часть почвы. Муллевый гумус образуется также в почвах под лист¬
венными или смешанными лесами с интенсивной деятельностью почвен¬
ной фауны. Многочисленые насекомые и дождевые черви перемешивают
лиственный опад с минеральной частью почвы и создают для его гуми¬
72
фикации благоприятные условия — разложение непосредственно в тол¬
ще почвы.
Остатки древесной растительности, бедные белками, содержащие
мало зольных элементов, обогащенные лигнином, восками и смолами
(хвоя, древесина), поступают главным образом на поверхность почвы в
виде наземного опада и разлагаются в условиях сквозного промывания
подстилки осадками. Подстилка разлагается при участии грибов с обра¬
зованием большого количества органических кислот, нейтрализация
которых затруднена вследствие интенсивного выщелачивания основа¬
ний. Кислая реакция подавляет развитие гумификации, и на поверхно¬
сти почвы формируется «грубый» гумус (модер-гумус), содержащий
много полуразложившихся остатков.
На гумусообразование большое влияние оказывают также видовой
состав почвенных микроорганизмов и интенсивность их жизнедеятель¬
ности.
Северные подзолистые почвы характеризуются наименьшим содер¬
жанием микроорганизмов с низкой жизнедеятельностью. К югу числен¬
ность микроорганизмов в почве увеличивается, их видовой состав ста¬
новится более разнообразным, жизнедеятельность резко возрастает.
Сопоставление запасов гумуса в различных почвах с количеством мик¬
роорганизмов в них свидетельствует о том, что как слабая, так и высо¬
кая биогенность почвы не способствует накоплению гумуса. Наибольшее
его количество накапливается в почвах со средней численностью микро¬
организмов, приходящейся на единицу содержания азота (табл. 11 и 15).
Не менее значительно влияние на гумусообразование механического
состава и физико-химических свойств почвы.
В песчаных и супесчаных почвах создается хорошая аэрация, она
быстро прогреваются. В этих почвах разложение органических остатков
ускоряется, значительная часть их минерализуется полностью, а обра¬
зовавшиеся гумусовые вещества плохо закрепляются на поверхности
песчаных частиц и быстро минерализуются.
В глинистых и суглинистых почвах процесс разложения органичес¬
ких остатков при прочих равных условиях замедляется, гумусовых ве¬
ществ образуется больше, они хорошо закрепляются на поверхности
пысокодисперсных минеральных частиц и постепенно накапливаются
в почве.
Химический и минералогический состав почвы определяет количе¬
ство питательных веществ, необходимых для микроорганизмов, реакцию
среды, в которой идет процесс образования гумуса, и условия для зак¬
репления гумусовых веществ в почве. Особенно большую роль в их зак¬
реплении играет кальций, так как почвы, насыщенные им, имеют ней¬
тральную реакцию, которая благоприятна для развития микроорганиз¬
мов. Гумииовыс кислоты образуют с кальцием нерастворимые в воде
соли — гуматы кальция. Усиливают закрепление гумуса в почве глинис¬
тые мииералы типа монтмориллонита и вермикулита.
СОСТАВ ГУМУСА
Гумусом называют сложный динамический комплекс органических
соединений, образующихся при разложении и гумификации органичес¬
ких остатков. Содержание гумуса в почвах определяется условиями и
характером почвообразовательного процесса; оно колеблется в верхних
горизонтах от 1—2 до 12—15%, резко или постепенно уменьшаясь с глу¬
биной. В торфяных горизонтах и лесных подстилках общее количество
органических веществ может достигать нескольких десятков процентов,
но они образуют не гумус, а массу торфа или полуразложившиеся рас-
73
15. Запасы гумуса и азота в почвах СССР, т на 1 га (по И. В. Тюрину)
Почва
Гумус в слое
Азот в слое
0—20 см
0—100 см
0—20 см
0—100 сн
Подзолистая
53
99
3,2
6,6
Лесостепная оподзоленная
109
215
6,0
12,0
Чернозем выщелоченный
192
549
°,4
26,5
Чернозем типичный
224
709
И ,3
35,8
Чернозем обыкновенный
137
426
/,о
24,0
Темно-каштановая
99
229
5,6
—
Серозем
37
82
2,5
7,5
Краснозем
153
282
4,7
10,5
тительныс остатки подстилки. Запасы гумуса в верхнем двадцатисанти¬
метровом и метровом слоях основных типов почв показаны в таблице 15.
Количество и состав гумуса в почвах динамичны вследствие посто¬
янного поступления в них органических остатков и непрерывности про¬
цессов их разложения и гумификации.
Гумус, торф и подстилка содержат две группы соединений: а) негу¬
мусовые вещества органических остатков и промежуточных продуктов
их разложения; б) гумусовые вещества (см. схему на стр. 71).
Нсгумусовых веществ в гумусе обычно не более 10—15%. Лишь
в торфяных горизонтах и лесных подстилках они составляют 50—80%
нсей массы органических соединений. Эта группа соединений представ¬
лена белками, углеводами, лигнином, липидами, смолами, дубильными
веществами и разнообразными продуктами их частичного разложения
(табл. 16).
Гумусовые вещества представляют собой систему высокомолеку¬
лярных азотсодержащих органических соединений циклического стро¬
ения и кислотной природы, которая предопределяет их взаимодействие
с минеральной частью почвы и возможность прочного закрепления в
ней.
Характерная особенность системы гумусовых веществ — ее гетеро¬
генность, т. е. наличие в ней различных по стадии гумификации ком¬
понентов. Следствием гетерогенности являются варьирование ряда
свойств и возможность расчленения системы на ряд фракций с отно¬
сительно однородным типом строения, но различающихся между со¬
бой по химическому составу, размеру частиц, степени подвижности и
роли в почвообразовании.
На основании исследований И. В. Тюрина, М. М. Кононовой,
С. С. Драгунова, В. В. Пономаревой, JI. Н. Александровой и других
ученых принято различать две основные группы гумусовых кислот:
группу темноокрашенных гуминовых кислот, накапливающихся
на месте своего образования, и группу фульвокислот, окрашенную
в желтый или бурый цвет, более подвижную и относительно легко пе¬
редвигающуюся по профилю почвы.
Каждая группа гетерогенна как по составу и свойствам, так и по
размерам молекул.
Ряд исследователей выделяют еще гумины — комплекс гумино¬
вых кислот и фульвокислот, очень прочно связанный с минеральной
частью почвы и не выделяющийся из нее при обычных способах экст¬
рагирования гумусовых кислот.
Гуминовые кислоты — высокомолекулярные азотсодержащие
органические кислоты циклического строения. Они хорошо растворя¬
ются в слабых растворах едких и углекислых щелочей, пирофосфата
74
натрия, щавелевокислого натрия, фтористого натрия и аммиака с об¬
разованием растворимых солей, называемых гуматами. В зависимости
от концентрации и типа почвы растворы гуматов имеют вишнево-
коричневую или черную окраску.
Гуминовые кислоты растворяются также в некоторых органических
растворителях — диметилформамиде, натриевой соли этилендиамин-
тетрауксусной кислоты, пиридине, диметилсульфоксиде, образуя ряд
растворимых производных.
Из растворов гуминовые кислоты легко осаждаются водородом ми¬
неральных кислот, а с катионами двух- и трехвалентных металлов
образуют нерастворимые в воде соли. Препараты гуминовых кислот,
выделенные из почвы, окрашены в коричневый или черный цвет. Гу¬
миновые кислоты очень слабо растворяются в воде и не растворяются в
минеральных кислотах.
Гуминовые кислоты состоят из углерода, водорода, кислорода и
азота. Их элементный состав колеблется в некоторых относительно уз¬
ких пределах: С от 52 до 62%, Н от 2,8 до 5,8, О от 31 до 39, N от 1,7
до 5%.
Содержание этих элементов в гуминовых кислотах зависит от типа
почвы, химического состава разлагающихся остатков, условий гумифи¬
кации. Наиболее обуглерожены гуминовые кислоты черноземов. Сель¬
скохозяйственное использование почвы под пашню мало изменяет эле¬
ментный состав этих кислот (табл. 17).
Выделенные из почвы препараты гуминовых кислот содержат, по¬
мимо С, Н, О и N, некоторое количество зольных элементов Р, S, А1,
Fe, Si); в зависимости от степени очистки препарата их количество ко¬
леблется от 1 до 10%.
Кислотная природа этих соединений обусловлена рядом кислых
функциональных групп, главнейшими из которых являются карбок¬
сильные (СООН) и фенолгидроксильные (—ОН), водород которых
может замещаться катионами оснований. Полагают, что при нейтраль¬
ной реакции может замещаться водород карбоксильных групп, коли¬
чество которых в различных препаратах колеблется от 250 до 500 м.-экв.
на 100 г гуминовой кислоты. При кислой реакции эта величина
уменьшается, а при щелочной возрастает до 600—700 м.-экв., так как
в реакцию вступают фенолгидроксильные группы.
16. Состав негумусовых органических веществ в гумусе почв
Группа соединений
Главнейшие вещества, обнаруженные в почве
Азотистые
Углеводы
Лигнин
Липиды
Смолы
Дубильные веще¬
ства
Органические кис¬
лоты
Спирты
Альдегиды
Простые и сложные белки, ферменты, аминокислоты: аспара
гиновая, глутаминовая, аланин, глицин, серии, лейцин, изолейцин
валин, метионин, лизин, орнитин, фенилаланин, тирозин, гистидин
аргинин; пуриновые основания: ксантин, гипоксантии, гуанин
аденин; пиримидиновые основания: тимин, цитозин
Моносахариды: пентозы, гексозы, аминосахара, сахароспирты
уроновые кислоты; олигосахара: сахароза, целлобиоза, мальтоза
рафииоза; полисахариды: крахмал, целлюлоза, ксилан, полиуро
ниды (пектиновые вещества), камеди
Неидентифицированные продукты частичного разложения
Жиры, воски, фосфолипиды
Смоляные кислоты и их производные
Танины, галловая кислота, флобафены и другие полифенолы
Щавелевая, янтарная, сахарная, кротоновая, лигноцериновая,
стеариновая, акриловая, бензойная и др.
Маннит
75
17. Элементный состав гумусовых кислот главнейших почв СССР
Почва, местоположение, глубина взятия образца (см)
Процент к сухому беззольному веществу
с |
1 н |
о
N
С: Н
Гуминовые кис
Дерново-подзолистая суглинистая, Ленинградская
область:
лесная, 2—12
ЛОТЫ
56,2
4,8
34,8
4,2
11.7
пахотная, 0—10
56,8
4,6
34,3
4,3
12,3
Чернозем выщелоченный, Курская область:
целинный, 2—12
60,0
Г,,6
32,9
3,5
16,7
пахотный, 0—10
60,8
3,4
32,3
3,5
17,7
Серозем светлый, Пахта-Арал, Казахская ССР,
пашня, 0—20
61,9
3,9
29,5
4,7
15,8
Краснозем, Анасеули, Грузинская ССР, 0—20,
Кононова
59,6
4,4
31,5
4,5
13,5
Ф уль вок ислс
Дерново-подзолистая суглинистая, Ленинградская
область:
лесная, 2—12
>ТЫ
48,4
5,1
43,8
2,7
2,3
9,5
пахотная, 0—10
46,9
4,9
45,9
9,6
Чернозем выщелоченный, Курская область:
целинный, 2—12
45,3
4,3
47,2
3,2
10,5
пахотный, 0—10
44,7
3,8
47,3
4,2
11,8
Серозем светлый, пашня, Пахта-Арал, Казахская
ССР, Кононова
45,8
4,3
46,0
3,9
10,6
Краснозем, Анасеули, Грузинская ССР, 0—20,
Кононова
49,8
3,4
44,3
2,5
14,6
Данные спектрографических, химических, хроматографических и
рентгенографических исследований свидетельствуют о том, что моле¬
кула гуминовых кислот имеет сложное строение. Основными компо¬
нентами ее являются: 1) ароматические н гетероциклические группи¬
ровки— различные азотсодержащие гетероциклы, фенолы, ароматиче-
кие альдегиды и ароматические карбоновые кислоты; 2) алифатические
и алициклические группы — аминокислотные и углеводные н 3) функ¬
циональные группы, в которые входят прежде всего карбоксильные и
фенолгидроксильные, обусловливающие кислотные свойства, а также,
по-видимому, спиртовые гидроксилы, кетонные и альдегидные группы
и метоксилы.
Вероятный процент ароматических и гетероциклических группи¬
ровок в молекуле составляет 50—65%, алифатические и алицикличес¬
кие— 25—40%, функциональные группы— 10—25%.
Очень неоднородны формы азота в гуминовых кислотах. Они пред¬
ставлены аминными, аминокислотными и азотсодержащими гетероцик¬
лическими группировками.
Характерной особенностью гуминовых кислот является их гетеро¬
генность по величине молекул и составу. Любой препарат гуминовых
кислот легко расчленяется на ряд фракций, различных по молекуляр¬
ной массе и с несколько различным элементным составом. Молекуляр¬
ная масса молекул гуминовых кислот колеблется от 4000—6000 до
50000—100000 при использовании метода гельфильтрации.
Гуминовые кислоты не имеют кристаллической структуры, но, как
показывают электронографические исследования и рентгеноструктур¬
ный анализ, их молекула характеризуется упорядоченным сетчатым
строением. По современным представлениям, молекулы имеют сфери¬
ческую форму с диаметром 3—8 нм. Молекулы образуют ассоциаты
более крупных размеров (Д. С. Орлов)
76
Растворы гуминовых кислот и гуматов передвигаются в электри¬
ческом поле (явление электрофореза), причем при всех значениях pH
молекулы несут отрицательный заряд. Различные молекулы пере¬
двигаются с неодинаковой скоростью вследствие их гетероген¬
ности.
Не менее существенны оптические свойства гуминовых кислот и
гуматов. В видимой и ультрафиолетовой частях спектра они дают
сплошной спектр с минимальным поглощением в ультрафиолетовой
части его и с максимумом в синей. Видимую часть спектра гуминовых
кислот называют оптической плотностью. Наиболее сложен инфрак¬
расный спектр гуминовых кислот, на котором имеется ряд селектив¬
ных полос поглощения, обусловленных отдельными компонентами мо¬
лекулы.
Основная масса гуминовых кислот в любой почве с pH более 5
находится в виде нерастворимых в воде органо-минеральных производ¬
ных, а в почвах с кислой реакцией (pH менее 5) — в форме дегидра¬
тированных гелей и частично растворяется при действии щелочных рас¬
творов, образуя молекулярные и коллоидные растворы.
Фульвокислоты — высокомолекулярные азотсодержащие орга-
ганические кислоты. Они растворимы в воде, кислотах, слабых раст¬
ворах едких и углекислых щелочей, пирофосфата натрия и водном
растворе аммиака с образованием растворимых солей — фульватов.
Растворяются они также во многих органических растворителях. Вы¬
деленные из почвы препараты фульвокислот окрашены в светло-бурый
цвет, а растворы их в зависимости от концентрации имеют окраску от
соломенно-желтой до оранжевой. Фульвокислоты состоят из углерода,
водорода, кислорода и азота, но меньше, чем гуминовые кислоты, со¬
держат углерода и больше кислорода (табл. 17).
Колебания элементного состава в них таковы: С от 40 до 52%, Н
от 4 до 6, О от 42 до 52, N от 2 до 6%.
Кислотная природа фульвокислот обусловлена карбоксильными
и фенол гидроксильным и группами, водород которых способен к обмен¬
ным реакциям. Эти группы в фульвокислотах составляют 800—1000 м.-экв.
на 100 г препарата. Водные растворы сильнокислые (pH 2,6—2,8).
В молекуле фульвокислот найдены ароматические и алифатические
группировки, аналогичные тем, что и в гуминовых кислотах, но арома¬
тическая часть молекулы в фульвокислотах выражена менее ярко. Пре¬
обладающее значение имеют алифатические, углеводные и аминокислот¬
ные компоненты.
Фульвокислоты легко расчленяются на ряд фракций, различных
по составу и молекулярной массе. Еще И. Я. Берцелиус, а затем
В. Р. Вильямс выделили две фракции — светлоокрашенную, содержа¬
щую несколько больше углерода (креповые кислоты), и темноокрашен-
ную с меньшим содержанием углерода (апокреновые кислоты).
В. В. Вильямс разделил фульвокислоты на четыре фракции: фульвано-
вую, фульвеновую, фульвиновую и лигнофульвановую кислоты, раз¬
личающиеся по растворимости. С. С. Драгунов и Б. Г. Мурзаков раз¬
делили фульвокислоты чернозема на 13 фракций очень различного
элементарного состава, но все они содержали карбоксильные и фенол¬
гидроксильные группы.
Молекулярная масса различных фракций фульвокислот колеблется
от 200—300 до 30000—50000, что также подтверждает высокую сте¬
пень их гетерогенности.
Фульвокислоты благодаря сильнокислой реакции и хорошей раст¬
воримости в воде энергично разрушают минеральную часть почвы.
Следует, однако, отметить, что степень разрушительного действия
77
фульвокислот на минералы зависит также от количества гуминовых
кислот в данной почве; чем меньше в ней гуминовых кислот, тем силь¬
нее действие фульвокислот.
ОРГАПО-МИПЕРЛЛЫ1ЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ГУМУСОВЫХ КИСЛОТ
Гумусовые кислоты, возникающие в почве, энергично взаимодейст¬
вуют с ее минеральной частью, образуя различные органо-минеральные
производные. Наиболее существенными компонентами почвы, участву¬
ющими в этих процессах, являются катионы аммония, щелочных и ще¬
лочноземельных металлов, находящиеся в почвенном растворе или в
обменном состоянии, несиликатные формы полуторных окислов, созда¬
ющие пленки на поверхности минеральных частиц, и глинистые мине¬
ралы.
При взаимодействии с катионами аммония, щелочных и щелочнозе¬
мельных металлов гумусовые кислоты образуют соли за счет обменно-
химической реакции между катионами металла и ионами водорода кар¬
боксильных и фенолгидроксильных групп гумусовых кислот:
(СООН)л (СОО Ме)п
Ягу.м( +(п + т) Me+^Rryi/ 4- (« + /п)Н+.
(ОН)т (ОМе)т
Соли гуминовых кислот называются гуматами, соли фульвокислот—
фульватами. Гуматы и фульваты обладают резко неодинаковыми свой¬
ствами, что предопределяет их различную роль в почвообразовании.
Гуматы щелочных металлов и аммония хорошо растворимы в воде
и образуют коллоидные и истинные растворы, легко вымывающиеся
осадками из почвы. Лишь постепенно, прочно склеиваясь с поверх¬
ностью минералов, они могут закрепляться в почве. Поэтому почвы,
содержащие гуматы натрия (солонцы и солонцеватые почвы), легко
обедняются гумусом. Гуматы Са и Mg нерастворимы в воде и образу¬
ют водопрочные гели, которые обволакивают тонкой пленкой мине¬
ральные частицы почвы, склеивают и цементируют их. Клеящая способ¬
ность гуматов кальция обусловливает водопрочность структуры верхних
горизонтов почвы. Поэтому почвы, богатые гуматами кальция, закреп¬
ленными на поверхности высокодисперсных глинистых минералов, ха¬
рактеризуются водопрочной структурой и содержат много гумуса (на¬
пример, черноземы).
Все фульваты аммония, щелочных и щелочноземельных металлов
растворимы в воде при любой реакции почвы и легко вымываются из
нее; они постепенно при высыхании почвы закрепляются в ней на по¬
верхности твердых частиц. Характерная особенность гуматов и фуль-
ватов — способность к обменным реакциям с любыми другими щелоч¬
ными или щелочноземельными катионами. Поэтому эти соли называют
гетерополяр ным и.
Гумусовые кислоты и их гетерополяриые соли могут вступать во
взаимодействие с несиликатными формами полутораокисей, образуя
сложные а л ю м о-жел ез огу м у совые соединения комп¬
лексной природы (комплексно-гетерополярные соли).
Эти соединения образуются в результате обменной реакции между во¬
дородом функциональных групп гумусовых кислот и катионами желе¬
за в форме Fe(OH)^ Fe(OH)2+ или алюминия Al^, А1(ОН)2+А1(ОН)£:
(соо-н+)„ г соо -|(соо-н+)„_1
/?Гум\ + Мех-*- I /?гумч /Мвх I
(OH)m L О J(OH)m_,
78
где Mei—Fe(OH)2+, Fe(OH)+Л1(0Н)2+, A1(0H)+ a H+ способен к
обменным реакциям на Al3-1-, Са2+, Mg2+, Na+, К+.
В этих соединениях все железо и значительное количество алюми¬
ния находятся в анионной части молекулы и связывают часть карбок¬
сильных и фснолгидроксильных групп, теряющих способность к обмен¬
ному поглощению катионов щелочных и щелочноземельных металлов.
Часть функциональных групп в алюмо- и железогумусовых сое¬
динениях остается свободной и сохраняет способность к обменным
реакциям. Поэтому емкость обменного поглощения у этих соединений
всегда ниже, чем у исходных гумусовых кислот. Подвижность алюмо-
и железогумусовых соединений, а следовательно, и роль в почвообра¬
зовании очень различна и определяется прежде всего характером гуму¬
совых кислот, а также составом обменных катионов, насыщающих сво¬
бодные функциональные группы, степенью насыщенности их алюминием
и железом и степенью закрепления на поверхности твердой фазы поч¬
вы. Наиболее подвижны, легко вымываются осадками и передвигают¬
ся по профилю почвы алюмо- и железофульватные соли, не закреплен¬
ные на поверхности минеральных частиц. Именно они создают различ¬
ные пленки на поверхности структурных отдельностей в иллювиальных
горизонтах почв. По мере возрастания относительного содержания же¬
леза или алюминия эти соединения выпадают в осадок, образуя в поч¬
ве многочисленные органо-минеральные конкреции. Алюмо- и
железогуминовые соли менее подвижны. Они накапливаются в боль¬
шинстве случаев на месте своего образования. Лишь при насыщении
их натрием возможны пептизация и вымывание этих соединений в ниж¬
нюю часть профиля почвы.
Третья категория органо-минеральных производных гумусовых
веществ представлена органо-минеральными коллоидами. Они
образуются при взаимодействии гумусовых кислот и их солей (гума-
тов, фульватов, алюмо- и железогумусовых соединений) с кристалли¬
ческой решеткой носиликатных полуторных окислов и глинистых ми¬
нералов.
Большинство исследователей считают, что это взаимодействие
обусловлено хемосорбционными и адгезионными реакциями, в резуль¬
тате которых происходит прочное склеивание пленок гумусовых кислот
и их солей с поверхностью минеральных коллоидов. Прочность склеи¬
вания различна и зависит как от гидротермического режима почвы,
так и от минералогического состава минеральных частиц и толщины
пленки гумусовых веществ. Наиболее прочные органо-минеральные
коллоиды образуются в почвах, богатых монтмориллонитом, гумиио-
выми кислотами и гуматами кальция, формирующихся в условиях пе¬
риодически повторяющегося недостаточного увлажнения. Органо-
минеральные коллоиды, насыщенные натрием, легко пептизируются и
вымываются из верхних горизонтов профиля.
ФОРМЫ ГУМУСОВЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ
В любой почве гумусовые вещества представлены гуминовыми кис¬
лотами и фульвокислотами и их солями (гуматами, фульватами, алю¬
мо- и железогумусовыми солями). Все эти соединения могут иметь
различную прочность связи с минеральной частью почвы. Различают
групповой и фракционный состав гумуса. Под групповым составом по¬
нимают суммарное количество гуминовых кислот, фульвокислот и не¬
гидролизуемого остатка гумуса. Наиболее существенным показателем
группового состава гумуса является отношение гуминовых кислот к
фульвокислотам, которое в различных почвах колеблется от 0,4—0,6
79
18. Количество и состав гумуса в некоторых почвах СССР
(определены по методу И. В. Тюрина)
Угодье
Гори¬
зонт
Глубина взятия об¬
разца, см
Гумус, % к почве
Процентов к валовому содержанию гумуса
Не гидролизуемый
остаток
Г.К.
гуминовые
кислоты
фульвокислоты
Ф.К.
1
2+3
все¬
го
1а
1
2-{-3
все¬
го
Дерново-подзолистая, суглинистая;
К а л и н и н с к а
я область
(А. А. Коротков)
Лес
4—12
4,26
15
4
19
6
20
1
27
54
0,7
а2
12—22
1,06
9
5
14
17
23
10
50
36
0,3
В,
36-46
0,39
10
8
18
14
19
10
43
39
0,5
Пашня слабо
Апах
0—10
2,35
5
10
15
4
13
5
22
63
0,6
окультурен¬
Апах
10—26
1,57
18
7
25
7
19
9
35
40
0,7
ная
п2
26—37
0,39
7
8
15
16
22
15
53
32
0,3
Bi
37—52
0,14
10
9
19
16
23
15
54
27
0,4
Пашня хорошо
Апах
0—10
7,28
16
15
31
3
14
12
29
40
1,0
окультурен¬
Апах
10—24
7,04
14
13
27
2
12
16
30
43
0,9
ная
а2
24—39
0,65
8
12
20
12
7
13
32
48
0,6
Bi
45—55
0,24
4
13
17
14
14
10
38
45
0,7
Ч е р н о з е
м вы
щел о
ченн
ы й с
у Г л и н и с
т ы й;
Кур
ска я облает
ь
Целина
А
0—10
11,71
5
22
27
2
п
6
19
54
1,4
А
10—20
7,22
5
23
28
2
10
7
19
53
1,5
А
20—30
5,76
1
36
37
2
6
10
18
45
2,0
Bt
40—50
4,86
1
37
38
2
4
10
16
46
2,4
Пашня
А пах
0—10
9,00
2
33
35
2
5
10
17
49
2,0
Апах
10—20
6,12
2
34
36
2
5
10
17
47
2,1
А
20-30
5,70
2
34
36
2
5
10
17
47
2,1
Bi
4—50
4,62
1
37
38
2
4
12
18
44
2,2
Серозем типичный суглинистый; Узбекская ССР
(И. Я. Зиямухамедов)
Целина
4
0—7
1,65
6
23
29
3
3
16
22
49
АВ
7-28
1,14
5
13
18
4
3
13
20
62
Bi
28—46
0,62
3
7
10
7
7
8
22
68
Пашня оро¬
А
0—30
1,09
6
22
28
3
3
22
28
44
шаемая
Bi
30—46
0,62
5
7
12
5
6
15
26
62
0,8
0,9
0,5
1,0
0,5
Краснозем суглинистый; Грузинская ССР, Ч а к в а
(Н. П. Бельчикова)
Лес, папорот¬
ник
А
5—10
7,06
15
5
20
7
28
3
38
42
А
10—15
5,30
12
4
16
7
31
2
40
44
0,5
0,4
Гуминовые кислоты: фракция I — извлекаемая при непосредственной обработке почвы 0,1 н.
NaOII, слабо связанная с минеральной частью почвы; 2+3 — извлекаемые при многократной по¬
переменной обработке почвы 0,1 н. NaOH после декальцирования 0,1 н. II2SO«, прочно связанные с
минеральной частью почвы.
Фульвокислоты: фракция !а — извлекаемая при декальцировании почвы 0,1 н. H2S04: 1—из¬
влекаемая совместно с фракцией 1 гуминовых кислот; 2+3 — извлекаемые совместно с фракциями
Г.К.
2+3 гуминовых кислот.
Ф,к.
— отношение суммы гуминовых кислот к сумме фульвокислот.
80
до 1—3. По отношению гуминовых кислот к фульвокислотам различа¬
ют фульватный (<0,6), гуматно-фульватный (0,6—0,8), фульватно-
гуматный (0,8—1,2) и гуматный (>1,2) типы гумусовых веществ. Наи¬
более благоприятны фульватно-гуматный и гуматный типы гумусовых
веществ, так как в таких почвах содержится наименьшее количество
свободных фульвокислот (фракция 1а) (см. табл. 18).
Фракционным составом называют количество отдельных фракций
гуминовых кислот и фульвокислот различной степени прочности связи
с минеральной частью почвы. 1-я фракция наименее прочно связана с
минеральной частью почвы, 2-я и 3-я более прочно связаны с ней.
Некоторая, наиболее прочно связанная часть гумусовых веществ не
выделяется из почвы при использовании наиболее распространенных ме¬
тодов анализа (метод И. В. Тюрина, метод В. В. Пономаревой) и на¬
зывается негидролизуемым остатком. В состав его входят также не
вполне гумифицированные растительные остатки (табл. 18).
Таким образом, следует выделять три формы гумусовых веществ в
почве: 1) свободные гумусовые кислоты (гуминовые и фульвокисло¬
ты), 2) гетерополярные соли гумусовых кислот (гуматы и фульваты
сильных оснований), 3) комплексно-гетерополярные соли гумусовых
кислот (алюмо- и железогумусовые соли).
В любой почве эти формы гумусовых веществ могут быть свобод¬
ными или более или менее прочно связанными с высокодисперсными
минеральными частицами, формируя органо-минеральные коллоиды.
Следует иметь в виду, что сами органо-минеральные коллоиды
могут находиться в почве в относительно свободном состоянии в виде
микроагрегатов в порах или быть закрепленными на поверхности бо¬
лее крупных частиц.
При использовании почвы под пашню как содержание, так и со¬
став гумуса изменяются. При низкой агротехнике и недостаточном ко¬
личестве вносимых в почву удобрений содержание гумуса заметно
подзолистых почвах. При систематическом внесении высоких норм ор-
уменыиается, а в его составе увеличивается относительное количество
фульвокислот. Наиболее ярко это выражено в подзолистых и дерново-
ганических удобрений (навоза, компостов) в этих почвах возрастает
содержание гумуса в пахотном горизонте и улучшается его состав; в
этом горизонте увеличивается относительная роль гуминовых кислот.
Гумус черноземов наиболее устойчив. При длительном использовании
их под пашню валовое содержание гумуса в пахотном слое несколько
уменьшается, но групповой состав изменяется мало (табл. 18).
РАЗЛОЖЕНИЕ ГУМУСОВЫХ ВЕЩЕСТВ МИКРООРГАНИЗМАМИ
Разложение гумусовых веществ микроорганизмами не подлежит
сомнению, так как в противном случае в почве непрерывно увеличива¬
лись бы запасы гумуса. Между тем содержание его в целинных почвах
остается относительно постоянным, а при длительном использовании
почвы, низкой агротехнике и малом количестве удобрений заметно
уменьшается. Работами микробиологов (С. Н. Виноградского,
II. М. Лазарева, Е. Н. Мишустина и др.) установлено, что гумусовые
вещества разлагаются аутохтонной микрофлорой, представленной ком¬
плексом специфических микроорганизмов. Наиболее интенсивно аутох-
тонная микрофлора развивается при наличии в почве легкоразлагае-
мых органических веществ, еще не подвергшихся гумификации.
Не все компоненты гумуса минерализуются с одинаковой скоростью.
Из негумусовых компонентов интенсивно разлагаются белки и угле¬
воды, наиболее устойчивы лигнин, дубильные вещества, смолы. Среди
гумусовых кислот относительно легко минерализуются фульвокислоты,
6—837
81
медленно — гуминовые кислоты. Интенсивность процессов разложения
гумуса зависит также от влажности и температуры почвы, характера
ее минеральной части. С наибольшей скоростью минерализация идет
при влажности и температуре, наиболее благоприятных для жизнеде¬
ятельности микроорганизмов. Избыточное увлажнение заметно сни¬
жает интенсивность разложения всех групп гумусовых веществ, так
как при этом создаются неблагоприятные условия для развития аэроб¬
ных микроорганизмов. В суглинистых и глинистых почвах по срав¬
нению с песчаными минерализация гумусовых веществ резко снижа¬
ется, так как значительная часть их очень прочно связана с минераль¬
ной частью почвы.
В процессе разложения гумусовых веществ освобождаются зна¬
чительные количества элементов питания растений. Особенно большое
значение имеет минерализация органических форм азота, входящих в
состав гумусовых веществ и переходящих в доступные для растений
минеральные формы.
РОЛЬ ГУМУСА В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ, ПЛОДОРОДИИ
И ПИТАНИИ РАСТЕНИЙ
Гумус играет большую роль в почвообразовании и развитии пло¬
дородия. Гумусовые вещества и промежуточные продукты разложе¬
ния органических остатков активно участвуют уже на первом этапе
почвообразования — биологическом выветривании минералов и разру¬
шении горных пород, выходящих на дневную поверхность. Как уже было
сказано, наиболее энергично минералы разлагаются под действием
фульвокислот, так как водные растворы их обладают сильиокислой ре¬
акцией. Не менее интенсивно разрушаются минералы под влиянием
ряда низкомолекулярных продуктов разложения органических остат¬
ков (органические кислоты, фенолы, аминокислоты и т.д.). При этом
из минералов извлекаются необходимые для организмов элементы пи¬
тания.
Огромная роль принадлежит гумусу в формировании профиля
почвы во всех природных зонах, причем характер этого участия в
значительной степени обусловлен составом гумусовых веществ. В тех
почвах, где образуется много гуминовых кислот, которые обычно на¬
капливаются на месте своего образования, формируется хорошо выра¬
женный гумусовый горизонт той или иной мощности (от 5—20 до 50—
70 см) с высокой поглотительной способностью катионов. Если почва
богата кальцием, гуминовые кислоты образуют гуматы кальция, участ¬
вующие в создании водопрочной и пористой зернистой структуры.
Эти почвы имеют наиболее благоприятные водно-воздушные свойства
и хороший питательный режим. Отношение гуминовых кислот к фульво-
кислотам здесь всегда больше 1 (например, черноземы).
Если в составе гумуса много фульвокислот, что характерно для
почв с постоянно или временно избыточным увлажнением, эти почвы
легко обедняются кальцием, магнием, калием и другими основаниями,
так как фульвокислоты образуют с ними растворимые соли, мигрирую¬
щие вниз по профилю с просачивающейся влагой. Реакция почвы
становится кислой, начинается разрушение силикатов и алюмосиликатов
(как первичных, так и вторичных — глинистых минералов). Отношение
гуминовых кислот к фульвокислотам в таких почвах значительно мень¬
ше 1 (например, подзолистые почвы, красноземы).
В гумусе накапливаются и долго сохраняются все основные эле¬
менты питания растений и микроорганизмов. При постепенной его
минерализации эти элементы переходят в минеральные формы и исполь¬
зуются растениями. При разложении гумуса и органических остатков
82
выделяется много углекислого газа, который поступает в припочвенные
слои атмосферы и служит источником углеродного питания растений.
Следует указать, что в жизни почвы — в ее генезисе и развитии
плодородия — огромная роль принадлежит не только гумусовым ве¬
ществам, но и неразложившимся органическим остаткам и промежуточ¬
ным низкомолекулярным органическим соединениям. Органические
остатки содержат значительное количество элементов питания (азот,
фосфор, серу, калий, кальций, магний, микроэлементы), освобождаю¬
щихся при минерализации и используемых растениями и микроорганиз¬
мами. Органические остатки также являются источником углекислого
газа для растений. В процессе их разложения и полной минерализации
образуется огромное количество СО2, необходимого для фотосинтеза
зеленых растений. Как отмечалось, низкомолекулярные продукты раз¬
ложения органических остатков интенсивно разрушают минералы,
извлекают из них элементы питания, образуют с продуктами разруше¬
ния минералов много подвижных органо-минеральных соединений,
которые передвигаются по толще почвы и участвуют в формировании
ее профиля.
Следует, наконец, отметить большую биогеохимическую роль орга¬
нических веществ почвы в земной коре. Достаточно указать, что боль¬
шая часть Fe и А1, микроэлементов и редких элементов концентрируется
и мигрирует в земной коре в форме сложных органо-минеральных
соединений. Аккумуляция погребенных форм гумуса, торфа, углей при¬
водит к концентрации урана, германия, ванадия, молибдена, меди, мар¬
ганца, кобальта, никеля и многих других элементов.
При использовании почв в сельскохозяйственном производстве необ¬
ходимо регулировать как количество гумуса в профиле, так и изменять,
если это необходимо, его состав. Нужно помнить, что сохранить почву
как производительную силу можно, только обеспечив в ней определен¬
ный уровень равновесия между органической и минеральной частью.
К основным мероприятиям по регулированию количества и состава
гумуса относятся: систематическое внедрение в почву достаточно высоких
норм органических удобрений в виде навоза и торфяных компостов,
применение зеленых удобрений (люпин, сераделла), травосеяние, из¬
весткование кислых почв и гипсование солонцов, наиболее рациональная
для данных почв система обработки, мелиорация.
Органические удобрения — хороший источник гумуса, а компосты,
приготовленные на низинном торфе, содержат много готовых гуминовых
кислот. При систематическом применении органических удобрений
даже в наиболее бедных подзолистых почвах постепенно возрастают
запасы гумуса, а в составе гумусовых кислот увеличивается содержание
гуминовых кислот; улучшаются также водно-физические свойства
почвы, интенсивнее развивается полезная микрофлора.
Травосеяние при высоких урожаях трав обеспечивает накопление в
пахотном слое большого количества корневых остатков, из которых
образуется гумус, улучшает структуру, водно-воздушный и питательный
режимы почвы. Известкование или гипсование регулирует реакцию поч¬
вы, что создаст благоприятные условия для жизнедеятельности микро¬
организмов, и тормозит процессы разрушения и вымывания органичес¬
ких. органо-минеральных и минеральных веществ из почвы.
Мелиорация почвы коренным образом улучшает ее водно-воздушный
режим и, следовательно, создает хорошие условия для образования
гумуса.
Необходимо помнить, что в различных природных зонах, на различ¬
ных почвах нужен различный комплекс мероприятий, направленный на
регулирование количества и состава гумуса.
6*
Г л а б а VI
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ
И ПОЧВООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД
Почва состоит из минеральных, органических и органо-минеральных
веществ.
Источником минеральных соединений почвы являются горные по¬
роды, из которых слагается твердая оболочка земной коры — литосфе¬
ра. Органические вещества поступают в почву в результате жизнедея¬
тельности растительных и животных организмов, населяющих почву.
Взаимодействие минеральных и органических веществ создает сложный
комплекс органо-минеральных соединений почв.
Минеральная часть составляет 80—90% и более массы почв и толь¬
ко в органогенных почвах снижается до 10 % и менее.
В составе почв обнаружены почти все известные химические
элементы. Средние цифры, показывающие содержание отдельных
элементов в литосфере и почвах, по предложению академика А. Е. Ферс*
мана стали называть кларками (в честь американского геохимика
Ф. У. Кларка, впервые вычислившего в 1889 г. средний химический
состав земной коры).
Изучение почв с геохимической точки зрения было впервые нача*
то академиком В. И. Вернадским в 1911 г.
СОДЕРЖАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОРОДАХ И ПОЧВАХ
Содержание отдельных химических элементов в литосфере и почве
колеблется в широких пределах (табл. 19).
Литосфера состоит почти наполовину из кислорода (47,2%), более
чем на четверть из кремния (27,6%), далее идут алюминий (8,8%),
железо (5,1 %), кальций, натрий, калий, магний (до 2—3% каждого).
Восемь названных элементов составляют более 99 % общей массы
литосферы. Такие важнейшие для питания растений элементы, как
углерод, азот, сера, фосфор, занимают десятые и сотые доли процента.
Еще меньше в земной коре микроэлементов (рассматриваются ниже).
Поскольку минеральная часть почвы в значительной степени обус¬
ловлена химическим составом горных пород литосферы, имеется сход¬
ство почвы с литосферой по относительному содержанию отдельных
химических элементов. Как в литосфере, так и в почве на первом месте
стоит кислород, на втором — кремний, затем алюминий, железо и т. д.
19. Содержание (в весовых процентах) химических элементов в литосфере и почвах
(по A. II. Виноградову, 1950)
Элемент
Литосфера
Почва
Элемент
Литосфера
Почва
О
47,2
49,0
Mg
2,10
0,63
Si
27,0
33,0
С
0,10
2,00
А1
8,8
7,13
S
0,09
0,085
Fe
5,1
3,80
р
0,08
0,08
Са
3,6
1,37
С1
0,045
0,01
Ка
2,64
0,63
Мп
0,09
0,085
К
2,60
1,36
N
0,01
0,10
84
Однако в почве по сравнению с литосферой в 20 раз больше углерода
и в 10 раз больше азота. Накопление этих элементов в почве связано
с жизнедеятельностью организмов, в которых содержится углерода 18%,
азота 0,3 % на живое вещество (по А. П. Виноградову).
В почве больше, чем в литосфере, кислорода, водорода (как эле¬
ментов воды), кремния и меньше алюминия, железа, кальция, магния,
натрия, калия и других элементов, что является следствием процессов
выветривания и почвообразования.
Процессы выветривания горных пород, переотложения их продуктов
приводят к образованию рыхлых пород различного химического состава,
покрывающих большую часть суши и являющихся главными почвооб¬
разующими породами. В верхних горизонтах этих пород формируются
почвы.
Химический состав рыхлых пород обусловливается как химическим
составом продуктов выветривания первичной горной породы, так и
теми изменениями, которые претерпели продукты выветривания при от¬
ложении. При этом процентное содержание отдельных химических
элементов или их окисей может быть вызвано как абсолютным изме¬
нением количества каждого из них, так и относительным за счет умень¬
шения или увеличения других элементов. Валовой химический состав
некоторых почв и почвообразующих пород дан в таблице 20.
Содержание кремнезема в рыхлых породах почти всегда выше,
чем в магматических, но сильно колеблется в зависимости от генетичес¬
кого типа почвообразующей породы, ее механического состава. Увели¬
чение количества Si02 связано с обогащением рыхлых пород кварцем
в процессе выветривания, а также переотложением продуктов выветри¬
вания, их сортировкой.
Обогащение кварцем происходит не только вследствие разрушения
других минералов, но ив результате новообразования вторичного
кварца из кремнезема, отщепляющегося при выветривании.
В песчаных породах содержится более 90% кремнезема, в сугли¬
нистых и глинистых его количество снижается до 50—70%, а содержа¬
ние А1203, Fe203 и других окисей возрастает.
Связанного кремнезема в рыхлых породах меньше, чем в магмати¬
ческих, так как он частично выщелачивается в процессе выветривания.
Менее подвижные полутораокиси железа и алюминия накапливаются
в рыхлых породах. Эти закономерности отчетливо выявляются хими¬
ческим анализом бескварцевой части пород.
Потеря связанного кремнезема (десиликация) и накопление окисей
алюминия и железа хорошо иллюстрируются расчетом молярных отно¬
шений Si02: А120з или Si02:R203 в илистой фракции почв и пород.
Выбор отношения Si02:R203 оправдывается особенно в тех случаях,
когда имеется относительная или абсолютная аккумуляция в коре
выветривания железа.
С. В. Зонн (1969) предложил следующее разделение коры вывет¬
ривания по молярным отношениям Si02: R203 в илистой фракции.
1. Аллитные (Si02:R203<2,5) с подразделением на аллитные
(А1203 резко преобладает над Fe203), ферраллитные (А1203 преобла¬
дает над Fe203) и ферритные (Fe203 преобладает над Si02 и А1203 не
только в илистой фракции, но и в коре в целом).
2. Сиаллитные (Si02:R203>2,5) с подразделением на сиаллитные
и фсррсиаллитные. Для последних характерно суженное отношение
Si02: Fe203.
Наиболее подвижны среди продуктов выветривания простые соли;
растворимость их тем больше, чем ниже валентность их ионов. Поэтому
оснований в рыхлых породах и почвах в среднем меньше, чем в литос-
85
20. Валовой химический состав почв и почвообразующих пород
1
1
i
3
§
Ж
Ci.
о.
а
< та
m
с:
сс
<
<
. v
С -а
^ и
«
<
<
и Ш
(0 х
ё
ко
к
ОС
Л о
3§
2 £
*
!
8
о"
§
9 8
сГ о"
°1
о
О
а
со с?
о сГ
00
со о
о
ч.
СО
и
эо
о*
оо
ч.
*
3 8
СМ~ со
CM W
см" см
05 чг
<N c*j
СМ СМ
СО
со"
см C>J
—~ см
S 2
сГ о"
3
со
8 8
о*
о> см
со о
8 88
to о
2С‘ g
sis
si
<5
£
4,30
7,27
0,55
1,24
4,30
4,90
со
12,05
ос "to
o'n«
1*1
Хй с.
2. о 2
q
<
13,36
18,88
со
СО
00
7,78
10,67
11,42
22,54
31,27
15,34
£8
о
*<Л
75,58
65,25
86,68
87,27
78,97
СО
о
г-.
59,14
53,37
59,12
*1
&В
Sg
ив
I I
I I
х«з
о о
Й15
S СЗ 5>
IS S
и
8 «
сГ о
8 2
см со
2
аГ
о
оГ
&
ег
_ к я
2 3
н о я
S-S.*
iass
и 5 н
S 8
I I
“ s
«? d
8
I
<
<?
8
о
1
1
1
Ю
1
8
05
о
•V
и
<
О
la
“5
II
= й
“I
I*
£ го
ёа
I w
О X
ill
V^g
О § a
О go
§.§£
<и с ф
d с;
§
С
•Я
2
н
о
к
3S
К-3
■е-g я
§•§8
н о
с-
о
5*
1 1§
х m ~
г5о;
g 1 У 2
5 П|у м
н с;
о
=
о
та
о.
о са
* £
_ Q.
К н
та а
к а
Я 3
о ш
п
гн 03 Я
g. о.*
О
И
а
5
tr
s
5 a
та о*
86
фере. Во влажном климате рыхлые породы обеднены основаниями, в за¬
сушливом основания накапливаются.
По содержанию щелочноземельных и щелочных оснований почво¬
образующие породы делятся на засоленные, карбонатные и выщело¬
ченные. По Антипову-Каратаеву (1958), в выщелоченных породах
содержится не более 1—3 % каждого из окисей кальция, магния, натрия,
калия. Карбонатные содержат значительное количество (до 15—20%)
карбонатов кальция (СаСОз). В засоленных породах наряду с карбона¬
тами кальция много сульфатов и хлоридов кальция, магния и нат¬
рия.
Химический состав почвообразующей породы отражает в известной
мере ее механический и минералогический состав. Песчаные породы,
богатые кварцем, состоят преимущественно из кремнезема. Чем тяжелее
механический состав породы, тем больше в ней высокодисперсных
вторичных минералов, а следовательно, меньше кремнезема, больше
полутораокисей алюминия, железа, химически связанной воды, в поро¬
дах сиаллитного типа больше также окисей калия и магния.
Почвы наследуют геохимические черты исходного материала почво¬
образующих пород: богатство породы кремнеземом сказывается на
содержании его в почве; почвы, развивающиеся на карбонатной поро¬
де— лёссе, имеют и больше кальция; засоленность почвообразующей
породы — источник засоления почвы и т. д. Однако материнская порода
в процессе почвообразования изменяется. В зависимости от типа почво¬
образования происходят изменения в содержании и распределении по
профилю почвы различных химических элементов. Каждый тип почвы
приобретает характерную дифференциацию на горизонты с определен¬
ным химическим составом. В сравнении с почвообразующей породой
верхние горизонты дерново-подзолистых почв обогащены кремнеземом
и меньше содержат окисей алюминия и железа. Состав преобладающих
окисей для черноземов остается почти неизменным. Для всех почв в
отличие от пород характерно накопление органического вещества в
верхних горизонтах, с которым связана аккумуляция биологически важ¬
ных элементов — углерода, азота, а для многих почв также фосфора,
серы, кальция.
Эта особенность химического состава почв подчеркивает самостоя¬
тельную химическую природу почв, отличающую ее от горной породы.
Характер и масштаб изменений, которые претерпевает порода, обус¬
ловливаются факторами почвообразования. Химический состав почв
постоянно изменяется в соответствии с непрерывностью процессов вы¬
ветривания и почвообразования.
ФОРМЫ СОЕДИНЕНИЙ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ
И ИХ ДОСТУПНОСТЬ РАСТЕНИЯМ
Химические элементы находятся в почвах в различных соедине¬
ниях.
Кислород. Входит в большинство первичных и вторичных минера¬
лов почв, является одним из основных элементов органических веществ
и воды.
Кремний. Наиболее распространенное соединение кремния в поч¬
вах—кварц (Si02). Кремний входит также в состав силикатов. При их
разрушении в результате выветривания и почвообразования кремнезем
переходит в раствор в форме анионов орто- и метакремневых кислот
[(Si04)4~ и (SiOs)2-], силикатов натрия и калия, частично в форме
золя. Некоторое количество растворенного кремнезема вымывается из
почвы, другая часть осаждается (при кислой реакции) в виде гелей
87
(Si02-nH20)— аморфных осадков, которые, теряя воду, могут перехо¬
дить в кварц вторичного происхождения.
Взаимодействуя с основаниями и полутораокисями, истинно раст¬
воренный и коллоидный кремнезем образует вторичные силикаты.
Алюминий находится в почвах в составе первичных и вторичных
минералов в форме органо-минеральных комплексов и в поглощенном
состоянии (в кислых почвах). При разрушении первичных и вторичных
минералов, содержащих алюминий, освобождается его гидроокись,
значительная часть которой при выветривании остается на месте (как
малоподвижная) и лишь частично переходит в раствор в виде золя.
При слабощелочной реакции гидроокись алюминия полностью выпадает
в виде коллоидных осадков — гелей (А120з-лН20), переходящих при
кристаллизации во вторичные минералы — гиббсит (А120з-ЗН20), бемит
(Л120з-Н20).
В кислой среде (рН<5) гидроокись алюминия становится более
подвижной и алюминий появляется в почвенном растворе в виде ионов
AI (OII):f, Л1(0Н)2+, что отрицательно сказывается на росте растений.
Водорастворимая и коллоидная гидроокись алюминия, взаимодей¬
ствуя с органическими кислотами, образует подвижные комплексные
соединения, в форме которых может перемещаться по профилю почвы.
Железо — элемент, необходимый для жизни растений, без железа
не образуется хлорофилла. В почвах оно встречается в составе первич¬
ных и вторичных минералов-силикатов, в виде гидроокисей и окисей,
простых солей, в поглощенном состоянии, а также в составе органо¬
минеральных комплексов.
В результате выветривания минералов, содержащих железо, осво¬
бождается его гидроокись — малоподвижное соединение, выпадающее в
форме аморфного геля Fc203-nH20 и переходящее при кристаллизации
в гетит Fe203-H20 и гидрогетит Ре20з*ЗН20.
Только в сильнокислой среде (рН<3) подвижность гидроокиси
FeS04, доступных растениям. Повышенная растворимость солей желе¬
за (Fes+). В восстановительных условиях окисное железо переходит в
закисное с образованием растворимых соединений FeCOe, Fe(HC03)2,
FeS04, доступных растениям. Повышенная растворимость солей желе¬
за угнетает растения. На почвах нейтральных и щелочных с ярко выра¬
женными окислительными процессами растения могут испытывать не¬
достаток железа, что внешне проявляется как хлороз.
Гидроокись железа, так же как и гидроокись алюминия, может
образовывать с органическими кислотами подвижные формы комплекс¬
ных соединений, способных перемещаться по профилю почвы.
Азот входит в состав всех белковых веществ, содержится в хлоро¬
филле, нуклеиновых кислотах, фосфатидах и многих других органичес¬
ких веществах живой клетки. Основная масса азота почв сосредоточена
в органическом веществе. Количество азота находится в прямой зависи¬
мости от содержания в почве органического вещества, и прежде всего
гумуса. В большинстве почв этот элемент составляет 1/12—1/20 гумуса.
Накопление азота в почве обусловлено биологической аккумуляцией
его из атмосферы. В почвообразующих породах азота очень мало.
Азот доступен растениям главным образом в форме аммония, нит¬
ратов, нитритов, которые образуются при разложении азотистых орга¬
нических веществ. Нитриты практически не содержатся в почве. Аммо¬
нийный п нитратный азот — основная форма азотистых соединений,
которыми питаются растения.
Ион NH4 легко поглощается почвой с частичным переходом в необ¬
менное (фиксированное) состояние. Ион NO3 не поглощается почвой
ни химически, ни физико-химически, находится преимущественно в
88
почвенном растворе и легко используется растениями. Во влажных рай¬
онах нитраты подвержены вымыванию, особенно в паровом поле.
Обеспеченность растений азотом зависит от скорости разложения
органических веществ. Однако нельзя получать высокие урожаи только
благодаря мобилизации природных запасов азота даже на богатых
гумусом почвах. Растения потребляют азот в больших количествах. По
содержанию в растениях он занимает первое место из элементов пита¬
ния, получаемых из почвы. Поэтому высокая потребность растений в
азоте требует пополнения его запасов в почве.
Фосфор входит в состав многих органических соединений, без кото¬
рых невозможна жизнедеятельность организмов. Растения содержат
десятые доли процента Р2О5 на сухое вещество. Поглощаясь в больших
количествах растениями, фосфор аккумулируется в верхних горизонтах
почвы. Валовое содержание его в черноземах составляет 0,35 % и
более.
В почвах фосфор содержится в органических и минеральных сое¬
динениях. Органические представлены фитином, нуклеиновыми кислота¬
ми, нуклеопротеидами, фосфатидами, сахарофосфатами и др., мине¬
ральные— солями кальция, магния, железа и алюминия ортофосфорной
кислоты. Фосфор в почве входит в состав апатита, фосфорита и вивиани¬
та, а также находится в поглощенном состоянии в виде фосфат-аниона.
Апатит встречается во многих магматических породах и составляет 95 %
соединений фосфора в земной коре.
В минеральных соединениях почв фосфор представлен в большей
части малоподвижными формами. Растворимость фосфатов кальция,
магния, алюминия и железа тем меньше, чем выше их основность.
Кислые почвы содержат химически активные формы железа и алю¬
миния, и фосфор здесь в большей части находится в виде фосфатов
железа и алюминия или связан с полутораокисями в виде адсорбцион¬
ных соединений, способных к частичному обмену их фосфат-ионов.
Среди фосфатов железа и алюминия в почве чаще всего представ¬
лены варисцит А1Р04*2Н20 и стренгит FeP04-2H20. Эти фосфаты
относятся к классу средних солей, подвергаясь выветриванию, они посте¬
пенно трансформируются в более основные и наиболее устойчивые фор¬
мы, например аугелит А12(0Н)3*Р04, вавеллит А18(0Н)3(Р04)2*5Н20.
В слабокислых, нейтральных и слабощелочных почвах преоблада¬
ют фосфаты кальция. Наиболее устойчивой и менее растворимой фор¬
мой фосфатов кальция является гидроксилапатит Саю(0Н)2(Р04)6.
В порядке возрастания растворимости следует трикалышйфосфат
Са3 (Р04)2, октакальцийфосфат Са8Н2 (Р04)6*5Н20, монетит СаНР04,
брушит СаНР04-2Н20.
В почвах, богатых кальцием, растворимые фосфаты кальция ста¬
новятся более основными и менее растворимыми, превращаясь в конеч¬
ном итоге в гидроксилапатит.
Фосфаты являются основным источником фосфора для растений.
Фосфор органических соединений усваивается главным образом после их
минерализации.
Наиболее благоприятная реакция среды для усвоения растениями
фосфат-ионов слабокислая (pH б—6,5).
Применение фосфорных удобрений целесообразно почти во всех
почвах.
Сера входит в белковые вещества, эфирные масла. Потребность
растений в ней небольшая, обычно меньше, чем в фосфоре. Биологичес¬
кая аккумуляция серы в верхних горизонтах почвы зависит от условий
почвообразования. Валовое содержание SOs в верхних горизонтах почв
колеблется в широких пределах — от 0,01 до 2 % и более.
89
Сера находится в почве в форме сульфатов, сульфидов и в составе
органического вещества. При разложении органического вещества,
окислении сульфидов образуются сульфаты — наиболее устойчивая
форма соединения серы в почвах, кроме Fe SO4.
Сульфаты, особенно калия, натрия, магния, хорошо растворимы в
воде, слабо поглощаются почвами в форме SO^~h могут накапливаться
в них только в условиях сухого климата. Обычно в почвах содержится
достаточное количество сульфатов для удовлетворения потребностей
растений в сере.
Калий осуществляет важные физиологические функции в организ¬
мах. Потребляется растениями в больших количествах, особенно такими
культурами, как картофель, корнеплоды, травы, табак.
Валовое содержание калия (КгО) в почвах относительно высокое.
В почвах тяжелого механического состава оно составляет 2 % и более.
Значительно меньше калия в легких почвах.
Основная часть калия в почве входит в состав кристаллической ре¬
шетки первичных и вторичных минералов в малодоступной для расте¬
ний форме. Некоторые из этих минералов, такие как биотит и муско¬
вит, отдают калий довольно легко и могут служить источником мобили¬
зации доступного калия.
Калий содержится в почве также в поглощенном состоянии (обмен¬
ный и необменный) и в форме простых солей. В этой форме он легко¬
доступен растениям, но доля его незначительна. Основным источником
калия для растений является обменный калий. Его доступность тем
больше, чем выше степень насыщенности им почв. Необменный, или
фиксированный, калий труднодоступен. Однако между обменным и
необменным калием в почве существует определенное равновесие. При
потреблении обменного калия его запасы пополняются за счет необмен¬
ного. При наличии значительной доли калия в малодоступной форме
растения испытывают в нем недостаток.
Кальций и магний — необходимые элементы питания растений.
Им принадлежит, так же как и калию, важная физиологическая роль.
Магний входит в состав хлорофилла. Кальций имеет большое значение
в создании благоприятных для растений физических, физико-химических
и биологических свойств почвы.
В почве кальций и магний находятся в кристаллической решетке
минералов, в обменнопоглощенном состоянии и в форме простых солей
(хлоридов, нитратов, карбонатов, сульфатов и фосфатов). Кальций
среди поглощенных катионов занимает в большинстве почв первое мес¬
то, магний — второе. Ионы кальция и магния преобладают в почвенном
растворе. СаСОз и MgCOs, как малорастворимые соединения, широко
распространены в почвах и служат важнейшими источниками кальция
и магния. При взаимодействии с углекислым газом, растворенным в во¬
де, карбонаты переходят в более растворимые бикарбонаты:
СаС03 + СО* + Н20 = Са (НС08)2;
MgC03 + СО* + Н20 = Mg (НС03)2.
Растения обычно не испытывают недостатка в кальции и магнии,
однако многие почвы нуждаются в известковании или гипсовании в целях
улучшения их свойств.
Недостаток кальция для питания растений можно ожидать в солон¬
цеватых почвах, где поступление этого элемента в растения сильно
задерживается присутствием значительного количества поглощенного
натрия. Недостаток магния обнаруживается в дерново-подзолистых
песчаных и супесчаных почвах.
90
МИКРОЭЛЕМЕНТЫ ПОЧВ
Микроэлементами условно называют те химические элементы, ко¬
торые содержатся в почве и в биологических объектах в незначитель¬
ных количествах. К ним относят бор (В), марганец (Мп), молибден
(Мо), медь (Си), цинк (Zn), кобальт (Со), иод (J), фтор (S) и др.
Значение микроэлементов. Они выполняют важную физиологичес¬
кую и биохимическую роль в жизни растений, животных и человека;
входят в состав витаминов, ферментов, гормонов. Ненормальное (из¬
быточное или недостаточное) содержание микроэлементов в кормах и
продуктах питания приводит к нарушению обмена веществ и развитию
тяжелых заболеваний у животных и человека. Так, при недостатке иода
развивается эндемия зоба у животных и человека; при недостатке фто¬
ра развивается кариес (повреждение зубной эмали), а при избытке —
эндемический флюороз (пятнистость эмали); избыток молибдена спо¬
собствует развитию подагры; при недостатке меди в кормах у ягнят
наблюдается заболевание энзоотической атаксией; у овец и других жи¬
вотных, выпасаемых на пастбищах, в почвах которых много бора,
распространены энтериты, нервные расстройства и пневмонии.
Недостаток микроэлементов в почве резко снижает урожай рас¬
тений и его качество. Например, при недостатке меди в почвах наблюда¬
ется полегание растений, невызревание их и резкое снижение урожай¬
ности. При недостатке бора затрудняется прорастание пыльцевых тру¬
бок, опадает завязь, снижается урожай семян, растения поражаются
болезнями (гниль сердечка сахарной свеклы, бактериоз льна).
При недостатке цинка развивается «розеточная болезнь» лиственных
деревьев.
Многочисленными исследованиями обнаружена тесная связь между
содержанием микроэлементов в почве, с одной стороны, и урожайно¬
стью растений, продуктивностью животных и здоровьем человека — с
другой. Изучение этих взаимосвязей позволило выявить в пределах на¬
шей страны ряд биогеохимических провинций, учение о которых разра¬
ботано А. П. Виноградовым.
Биогеохимическая провинция — территория, иногда зна¬
чительных размеров, отличающаяся от соседних территорий концентра¬
цией в среде (почвах, водах, воздухе) одного или нескольких микроэле¬
ментов (или макроэлементов). В пределах этих провинций вследствие
избытка или недостатка микроэлементов могут появляться массовые на¬
рушения обмена веществ у растений, животных и человека, с чем и свя¬
заны специфические заболевания — биогеохимические эндемии.
Так, Закарпатская область представляет биогеохимическую провин¬
цию с эндемией зоба: в почвах, водах и пищевых продуктах этой облас¬
ти содержится в 2 — 5 раз меньше иода, чем в тех областях, где нет
эндемии зоба. Выделяют в особую биогеохимическую провинцию — По¬
лесскую низменность, которая характеризуется низким содержанием
иода в почвах и природных водах. Иод здесь сильнее вымывается из
ночв, легких по механическому составу, или прочно закрепляется тор¬
фом болотных почв, становясь недоступным растениям.
Биогеохимические провинции, обогащенные молибденом, выявлены
в Узбекистане, Туве, Забайкалье, Армении и других районах. Биогеохи-
мической провинцией, обогащенной бором, являются многие районы
Северо-Западного Казахстана.
Содержание микроэлементов в почвах. В ходе выветривания и поч¬
вообразования одни микроэлементы накапливаются в почвах, другие,
наоборот, вымываются, теряются. Как видно из таблицы 21, одних мик¬
роэлементов в почвах содержится больше, чем в литосфере (например,
91
21. Содержание некоторых микроэлементов в литосфере и почвах, весовых процентов
(по А. П. Виноградову, 1957)
Элемент
Содержание в
литосфере
Содержа¬
ние в
почвах
Элемент
Содержание
в литосфере
Содержа¬
ние в
почвах
Марганец (Мп)
Фтор (F)
Ванадий (V)
Бор (В)
Никель (Ni)
9-10“2
2,7-10—2
1,5.10-2
з* ю—4
8-10—3
8,5-10-2
2-10-2
1 • 10 2
ыо-3
4* 10—3
Медь (Си)
Цинк (Zn)
Кобальт (Со)
Молибден (Мо)
Иод (J)
МО-2
5-10—3
3-10-3
з- ю-4
3-10—5
2-10-3
5-10—3
8* 10—4
3-10—*
5* 10—4
I. В), других — меньше (например, Си, Со), а некоторых — примерно
одинаковое количество.
Основной источник микроэлементов в почвах — почвообразующие
породы. Почвы, развитые на продуктах выветривания кислых пород
(гранитах, липаритах), бедны N4, Со, Си, а почвы, образовавшиеся на
продуктах выветривания основных пород (базальтах, габбро), обога¬
щены этими микроэлементами.
В таблице 22 приводится содержание некоторых микроэлементов в
важнейших почвообразующих породах европейской части СССР. Из
этих данных следует, что в главных почвообразующих породах таежно¬
лесной, лесостепной и степной зон, т. е. в валунных (моренных), покров¬
ных и лессовидных суглинках, количество Zn, Со, Си и Мо примерно
одинаково и лишь флювиогляциальиые пески и супеси содержат их зна¬
чительно меньше. Из коренных пород глинистые сланцы богаче других
пород цинком, кобальтом и медью.
Почвы, в которых микроэлементов в 10, 100 и 1000 раз больше по
сравнению со средним их содержанием, встречаются вблизи месторож¬
дений полезных ископаемых (молибденовых, медных, никелевых и др.).
Некоторые микроэлементы (J, В, F, Se, As) могут поступать в почву
с газами атмосферы, дымами вулканов и с метеоритными осадками,
причем для таких микроэлементов, как J, F, этот источник поступления
в почву является главным.
Микроэлементы могут поступать в почву и при внесении пестицидов
в целях борьбы с болезнями и вредителями растений.
В результате почвообразовательного процесса содержание микро¬
элементов и их распределение по генетическим горизонтам могут суще¬
ственно изменяться. Степень изменения определяется особенностями
ночв и почвообразовательных процессов и свойствами самих микроэле-
менюв.
Микроэлементы в почвах содержатся: в кристаллической решетке
первичных и вторичных минералов в виде изоморфной подмеси; в форме
нерастворимых соединений (солей, окисей); в ионообменном состоя¬
нии; в составе органического вещества; в почвенном растворе.
Огромное значение в миграции микроэлементов и их биологической
аккумуляции принадлежит растениям. Корни их извлекают микроэле¬
менты из нижних горизонтов почвы и материнских пород и переносят их
в верхние слои.
На подвижность микроэлементов в почвах, на их аккумуляцию или
вынос и доступность растениям оказывают влияние реакция среды (pH),
окислительно-восстановительные условия, концентрация СОг и органи¬
ческое вещество почвы. При кислой реакции почв уменьшается подвиж¬
ность Мо, но увеличивается Си, Zn, Мп, Со. Некоторые микроэлементы
(В, J, F) подвижны как в кислой, так и в щелочной средах.
92
22. Содержание микроэлементов в почвообразующих породах, мг/кг
(по К. в. Веригиной, Ю. И. Добрицкой, Е. I'. Журавлевой. Л. П. Орловой,
М. Т. Ширинской, 1964)
Zn
Со
Си
Мо
51,0
10,5
20,4
3,4
50,4
10,3
20,0
2,9
12,3
1,5
5,6
1,1
81,1
8,0
24,3
3,6
138,0
18,0
37,0
3,0
73,0
4,5
17,5
5,9
98,0
7,0
56,0
5,4
Порода
Покровные суглинки
Валунные суглинки
Флювиогляциальные псскп и супеси
Лсссы и лёссовидные суглинки
Юрские глинистые сланцы горного Крыма
Элювий юрских известняков горного Крыма
Элювий андезито-базальтовых порфиритов Кавказ¬
ского побережья
Микроэлементы с переменной валентностью в зависимости от окис¬
лительно-восстановительных условий почвы могут переходить из выс¬
шей валентности в низшую и наоборот, что существенно отражается на
их миграционной способности.
При смене восстановительных
(анаэробных) условий окисли¬
тельными (аэробными) одни мик¬
роэлементы, переходя от низшей
валентности к высшей, образуют
нерастворимые соединения и вы¬
падают в осадок: Мп2+-»4Мп3+;
другие, наоборот, приобретают
подвижность и легко мигрируют:
4Сг3+-»Сг®+; |V3+-*-V5+.
Большое влияние на подвиж¬
ность микроэлементов оказывает
концентрация СОг в почвенном
растворе. Mn, Ni, Ва, Sr способ¬
ны образовывать соли угольной
кислоты (карбонаты и бикарбо¬
наты). При повышении концен¬
трации С02 в почвенном раство¬
ре карбонаты превращаются в
бикарбонаты, что повышает их
растворимость и увеличивает миг¬
рационную способность микро¬
элементов.
На подвижность микроэле¬
ментов в почвах влияют гумус и
низкомолекулярные органические
кислоты — муравьиная, лимонная,
щавелевая и др. Одни микроэле¬
менты образуют с органическим
веществом растворимые соедине¬
ния, другие (Cu,J) закрепляются
и становятся недоступными для
растений.
Содержание микроэлементов Рис. 7. Вынос и накопление микроэлементов
и их распределение по профилю 110 отношению *• в- ВсР“г“-
различных типов почв неодина- ,_дерновосильнопод;олнстая 1Ючва; ,/_черно.
КОВЫ. зем слабооподзоленыый.
30 Щ 50 60 70 80 90 /00 НО 120%.
93
23. Содержание подвижных форм микроэлементов в почвах СССР
(по Г. Я. Ринькису, 1963)
Микроэлементы, мг на 1 кг почвы
Почвы
Си в вы¬
тяжке 1 н.
НС1
Zn в вы¬
тяжке 1 н.
КС1
Мп в вы¬
тяжке
0,1 н.
h,so4
Со в вы¬
тяжке 1 н.
hNO,
Мо в ща -
велево-
вислой вы¬
тяжке (IIO
Григгу)
В в водной
вытяжке
Подзолистые:
минимальное
0,1
0,05
2
0,1
3
0,02
0,02
максимальное
6,7
26,0
300
0,45
0.6
Карбонатные нечерно¬
земной зоны:
минимальное
2
0,1
0,2
0,4
0,05
0,3
максимальное
10
0,6
50
4
1,00
1.2
Черноземы:
0,06
1
1
минимальное
4
0,05
0,4
максимальное
30
0,2
50
2,5
0,40
1.5
Каштановые:
минимальное
9,4
0,06
1,5
1
0,09
0,5
максимальное
14
0,2
75
6
0,60
0,9
Сероземы:
0,1
1,5
минимальное
5
1
0,05
0.1
максимальное
25
10,0
125
2
0,20
0.6
В дерново-подзолистой почве максимальное содержание таких ми¬
кроэлементов, как Zn, Со, Мо, Си, наблюдается в породе (горизонт С);
в подзолистом горизонте их менее 50% по сравнению с породой, а в
гумусовом горизонте больше, чем в подзолистом горизонте, но все же
меньше, чем в породе (рис. 7). В черноземах микроэлементов в гумусо¬
вых горизонтах обычно больше, чем в породе. Но от этого правила на¬
блюдаются отклонения, вызываемые оподзоленностью, солоицевато-
стью, карбонатностью, выпаханностью и рядом других обстоятельств,
что и определяет более сложное распределение микроэлементов по про¬
филю различных подтипов черноземов.
Для решения практических вопросов применения микроудобрений
важно знать не только валовые запасы микроэлементов, но и содержа¬
ние их подвижных форм. Количество последних сильно варьирует во
всех типах почв (табл. 23) и, следовательно, сельскохозяйственные
культуры в отдельных случаях могут испытывать как недостаток, так и
избыток в микроэлементах.
По данным Г. Я. Ринькиса (1963), почвы характеризуются как
очень бедные подвижными формами микроэлементов при следующем
их содержании: медь<0,3 мг; цинк<0,2; марганец<1; кобальт<0,2;
молибден <0,05; бор <0,1 мгна 1 кг почвы, а бедные соответственно 1,5;
1; 10; 1; 0,15; 0,2 мг. Очевидно, при указанном количестве на таких поч¬
вах возможен эффект от применения микроэлементов в качестве удоб¬
рений.
РАДИОАКТИВНОСТЬ ПОЧВ
Радиоактивность почвы обусловлена содержанием в ней радиоак¬
тивных химических элементов. Различают естественную и искусствен¬
ную радиоактивность почв.
Естественная радиоактивность вызывается естествен¬
ными радиоактивными элементами.
Все естественные радиоактивные элементы делят на три группы
(В. И. Баранов, Н. Т. Морозова, 1966),
94
24. Содержание радиоактивных
изотопов в почвах СССР
(по В. И. Баранову, II. Т. Морозовой,
1966)
Элемент
Содержание, ве¬
совых процентов
на воздушно-су¬
хую почву
Торий
4.10-6—16.10-*
Уран
3-10—6—5,Ь1(Н
Радий
1.10-12—1,7.10-1°
1. Собственно радиоактивные эле¬
менты, все изученные изотопы кото¬
рых радиоактивны. К ним относятся
три семейства последовательно прев¬
ращающихся изотопов урана — радия,
актиния и тория. Промежуточными
продуктами распада химических эле¬
ментов этих семейств являются как
твердые, так и газообразные изотопы
(эманации). Наибольшее значение из
этой группы элементов имеют уран
(238U, 235U) f торий (232Th) t радий
(226Ra) и радон (222Rn, 220Rn).
2. Изотопы «обычных» химичес¬
ких элементов, обладающие радио¬
активными свойствами. К ним относятся калий (40К), рубидий (87Rb),
самарий (147Sm), кальций (48Са), цирконий (96Zr) и др. Ведущую роль
в этой группе элементов играет калий: он обусловливает наибольшую
величину естественной радиоактивности.
3. Радиоактивные изотопы, образующиеся в атмосфере под действи¬
ем космических лучей, например тритий (3Н), бериллий (7Ве, 10Ве) и
углерод (14С).
Естественные радиоактивные элементы представлены в основном
долгоживущими изотопами с большим периодом полураспада—108
1016 лет. В процессе распада они испускают а- и р- частицы и 7-лучи.
’ Обычно эти изотопы находятся в крайне рассеянном состоянии.
Естественная радиоактивность почв зависит главным образом от
содержания урана, радия, тория и радиоактивного изотопа калия (40К).
Их энергия излучения составляет около 98 % суммарной энергии излу¬
чения всех природных радиоактивных элементов.
В таблице 24 приводится содержание тория, урана и радия в почвах
СССР. Количество радиоактивного калия (40К) легко вычислить, исхо¬
дя из его валового запаса и изотопного состава. Валовый запас калия
колеблется от 0,33 % в песчаных до 2,64 % в глинистых почвах (С. А.
Кудрин). Стабильные изотопы по массе составляют: 39К — около
93,08 % и41К—6,9 %, а радиоактивный 40К — 0,0119 %.
Валовое содержание радиоактивных элементов в почвах зависит в
основном от почвообразующих пород. Так, в почвах, сформировавшихся
на продуктах выветривания кислых горных пород, радиоактивных эле¬
ментов больше, чем в почвах, образовавшихся на основных или ультра-
основных породах. Почвы тяжелого механического состава содержат
радиоактивных элементов больше, чем почвы легкого механического
состава.
Высокой радиоактивностью обладают суглинистые дерново-луго¬
вые почвы речных пойм, тогда как торфяно-болотные почвы, особенно
Еерхчвых торфяников, отличаются низкой радиоактивностью. Например,
в торфяниках верховых болот содержится тория (4—8)-10_60/о, радия
(0,8—2,2) • 10-12%.
По профилю почв радиоактивные элементы распределяются доволь¬
но равномерно, хотя в некоторых случаях наблюдается их отчетливая
аккумуляция в иллювиальных и глеевых горизонтах.
В почвенном воздухе содержатся газообразные продукты распада
радиоактивных элементов — эманации. К ним относятся изотопы радо¬
на: радон (222Rn), торон (220Rn) и актинон (2,9Rn). Эти изотопы принад¬
лежат к инертным радиоактивным газам. При распаде они выделяют
ц-частицы и образуют ряд короткоживущих твердых р- и у- излучате-
93
25. Содержание ,0Sr в различных подтипах почв европейской части СССР в 1961 г.
(Э. Б. Тюрюканова, Ф. И. Павлоцкая, В. И. Баранов, 1966)
Почва
Генетичес¬
кий гори¬
зонт
Глубина,
см
Содержание,
10—12
кюри/см*
Дерново-подзолистая суглинистая
Ап
0—5
0,1—1,0
Ап
5—20
0,2—0,4
а2
20—30
0,2—0,4
Торфяная переходного водораздельного болота
I1
0—5
3,9
т„
5—10
1.2
Т*
10—20
0,3
Чернозем типичный суглинистый на лёссовидном су¬
Ао
0—2
1—2
глинке
Ai
2—5
4,8
Ai
5—20
0,1—0,5
Ах
20—30
0,1—0,2
лей, которые, оседая на окружающих веществах, придают им так назы¬
ваемую наведенную радиоактивность. Эманации растворимы в воде.
Период полураспада их у радона 3,8 дня, у торона 54,5 с, у актинона
3,9 с.
Концентрация эманаций в почвенном воздухе определяется продол¬
жительностью их жизни и скоростью газообмена почвенного воздуха
с атмосферным, причем, например, радона в атмосферном воздухе зна¬
чительно меньше (в 100 раз и более), чем в почвенном.
Искусственная радиоактивность почв вызывается ра¬
диоактивными изотопами, которые образуются в результате атомных и
термоядерных взрывов или являются отходами атомной промышлен¬
ности.
При атомных взрывах в результате деления тяжелых ядер урана
(?35U, 233U) и плутония (239Ри) образуется большое количество новых
радиоизотопов с периодом полураспада от долей секунды до многих
лет. Образующиеся радиоактивные вещества, попадая в воздушное про¬
странство, переносятся на большие расстояния, постепенно выпадая на
земную поверхность, в том числе и на почву. В результате происходит
глобальное загрязнение искусственными радиоизотопами. Загрязнение
отходами атомной промышленности локальное.
Искусственные радиоизотопы, включаясь в биологический кругово¬
рот веществ, попадают через растительную и животную пищу в орга¬
низм человека, накапливаются в костях и других тканях, вызывая ра¬
диоактивное облучение.
Наибольшую опасность в биологическом отношении представляют
изотопы стронция (^Sr) и цезия (,37Cs).
Искусственная радиоактивность почв обусловлена в основном ^Sr
и ,37Cs. Они представляют наибольшую опасность для человека из-за
большого периода полураспада (28 лет у 90Sr и 33 года у I37Cs), высо¬
кой энергии излучения (оба они р-излучатели, a ,37Cs, кроме того, и
V-излучатель), способности легко включаться в биологический кругово¬
рот и попадать в организм человека.
Содержание и распределение 90Sr и ,s7Cs в почвах определяются
интенсивностью и характером их выпадения из атмосферы, свойствами
самих изотопов и почв и совокупностью природных условий (раститель¬
ность, климат, рельеф).
В таблице 25 приводится содержание 90Sr в некоторых почвах
СССР. Большое содержание этого элемента в пойменных почвах объяс¬
няется тем, что некоторое дополнительное количество его привносится
в пойму поверхностным и внутрипочвенным стоками с водосборного бас¬
сейна.
96
Послойное определение ^Sr в различных почвах показало, что 80 —
90 % его сосредоточено в самом верхнем горизонте (9 — 5 см), а ос¬
тальная часть распределяется до глубины 25 — 30 см.
Радиоактивный стронций по своим радиоактивным свойствам бли¬
зок к кальцию, а радиоактивный цезий — к калию, поэтому в почве в их
поведении наблюдается некоторое сходство с указанными химическим и
элементами. Закрепление и содержание 90Sr и 137Cs в почве зависят от
того, в форме каких соединений они в ней находятся (водорастворимые,
ионообменные, труднорастворимые), а также от ее свойств. Значитель¬
ная часть ^Sr и 137Cs содержится в обменном состоянии, при этом строн¬
ций может легко вытесняться, а цезий способен поглощаться более
прочно (необменно).
При возделывании сельскохозяйственных культур на почвах, за¬
грязненных искусственными радиоизотопами, они извлекаются корня¬
ми растений и накапливаются в урожае. Уменьшить поступление их в
растения можно соответствующими приемами. Для этого необходимо
знать содержание и поведение радиоактивных изотопов в почвах, а так¬
же закономерности их поступления в растения. Большой вклад в изуче¬
ние этих вопросов внесли В. М. Клечковский, И. В. Гулякин, Е. В. Юдин-
цева, М. К. Мельникова и другие ученые.
Исследованиями показано, что 90Sr поступает в растения интенсив¬
нее, чем 137Cs, это объясняется различной степенью их закрепления в
почве. Кальциолюбивые растения обычно поглощают больше 90Sr, чем
растения, бедные кальцием. Больше всего накапливают стронция бобо¬
вые культуры, меньше — корнеплоды и клубнеплоды и еще меньше —
злаковые. Растения, содержащие больше калия, больше поглощают
■37Cs.
На почвах легких и бедных гумусом при прочих равных условиях
в растения больше поступает радиоактивных изотопов, чем на почвах
тяжелых и богатых гумусом. Поступление ^Sr в растения снижается на
окультуренных почвах, при известковании и внесении удобрений. Резко
уменьшают проникновение I37Cs в растения калийные удобрения.
Глава VII
ПОЧВЕННЫЕ КОЛЛОИДЫ
И ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВЫ
Одним из главнейших свойств почвы является ее поглотительная
способность. Почва способна поглощать газы, пары воды и ряд веществ,
растворенных в воде. Это свойство было известно давно, задолго до
оформления почвоведения в самостоятельную науку* Научное изучение
поглотительной способности почвы началось в XIX в. трудами англий¬
ского ученого Д. Уэя и голландского исследователя Ван-Беммелена.
Наиболее существенный вклад в разработку учения о поглотитель¬
ной способности почв уже в XX в. внес крупнейший русский почвовед
К. К. Гедройц, а также Г. Вигнер (Швейцария) и С. Матсон (Швеция).
Поглотительная способность почвы неразрывно связана с наличием в
ней высокодисперсных частиц — коллоидов, учение о которых создава¬
лось в первой четверти текущего столетия трудами М. Смолуховского,
Е. Зигмонда, В. Оствальда, А. В. Думанского, Н. П. Пескова. В после¬
дующие годы учение о почвенных коллоидах и поглотительной способ¬
ности почв разрабатывается многими советскими и зарубежными иссле¬
дователями (Е. Н. Гапон, А. Н. Соколовский, А. Ф. Тюлин, И. Н. Анти¬
пов-Каратаев, С. Н. Алешин, Н. 'И. Горбунов, Д. Ди-Глерия, Ф. Келли
и др.).
ПОЧВЕННЫЕ КОЛЛОИДЫ, ИХ СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И СОСТАВ
Почва является сложной полидисперсной системой, состоящей из
частиц различной величины. Наиболее дисперсная часть ее, представ¬
ленная частицами диаметром от 0,02 до 0,0001 нм, называется почвен¬
ными коллоидами. Их количество в почве различно — от 1—2 до 30—
40% к массе почвы. Образуются они путем диспергации (раздробления)
более крупных частиц или конденсации многих молекул в агрегаты мо¬
лекул.
Строение и свойства коллоидов. Коллоиды — двухфазные системы
и состоят из дисперсной фазы (массы коллоидных частиц) и дисперси¬
онной среды (почвенный раствор). Характерными особенностями поч¬
венных коллоидов являются очень большая суммарная и удельная по¬
верхность* и наличие двойного электрического слоя ионов на границе
раздела между дисперсной фазой и дисперсионной средой.
Большая суммарная и удельная поверхности обусловлены высокой
степенью дисперсности, вследствие чего масса коллоидной частицы от¬
носительно невелика по сравнению с ее поверхностью (табл. 26).
Эта особенность определяет высокую реакционную способность
коллоидов.
Наличие двойного электрического слоя ионов является следствием
особенностей строения коллоидов. Коллоидную частицу, по предложе¬
нию Вигнера, называют мицеллой. Ядро мицеллы (рис. 8) состоит из
агрегата недиссоциированных молекул того или иного вещества. На по¬
верхности ядра формируется двойной электрический слой ионов (ионо¬
генный слой), образующий границу раздела с дисперсионной средой.
Этот слой образуется в результате диссоциации внешних молекул само¬
го ядра или вследствие поглощения ионов из дисперсионной среды.
* Удельная поверхность — поверхность почвенных частиц, выраженная в квад¬
ратных метрах (или кв. сантиметрах) в единице массы (или объема) иочвы.
98
Рис. 8. Схема строения коллоидной мицеллы (по Н. И. Гор¬
бунову).
26. Увеличение суммарной и удельной поверхности 1 см3 тела при возрастании
степени дисперсности
Длина сто¬
рон куба
Число ку¬
бов
Поверхность
Длина сто¬
рон куба,
нм
Число
кубов
Поверхность
суммар¬
ная, см3
на едини¬
цу объема
суммарная, м2
на единицу
объема
1 СМ
1
6
6
0,1
10«
6
6Х104
1 ММ
103
60
6X10
0,01
1016
60
6X10*
0,1 мм
10е
600
6Х102
0,001
1018
600
6Х10«
0,01 мм
Ю9
6.00
6X10*
0,0001
1021
6000
6Х107
Двойной электрический слой ионов состоит из внутреннего — потенци-
алопределяющего слоя неподвижных ионов, прочно связанных с ядром
(по-видимому, ковалентными связями), и внешнего — компенсирующего
слоя ионов противоположного знака заряда. Ядро вместе с потенциал-
оиределяющим слоем ионов называется гранулой. Часть ионов компен¬
сирующего слоя неподвижна, так как прочно связана с внутренним сло¬
ем ионов, часть подвижна и образует внешний, или диффузный, слой.
Этот слой образует рой (облако) ионов, способных к обменным реакци¬
ям. в пределах диффузного слоя между неподвижным слоем ионов и
дисперсионной средой (раствором, окружающим коллоидную частицу)
возникает разность потенциалов вследствие удаления части противоио¬
нов к внешней границе диффузного слоя. Эта разность потенциалов на¬
зывается дзета-потенциалом и обусловливает свободный электрический
заряд коллоидной частицы. Величина дзета-потенциала колеблется от
О до 40—60 мВ. При дзета-потенциале, равном 0, коллоид находится в
незаряженном состоянии, оно называется изоэлектрической точкой кол¬
7*
99
лоида. В зависимости от состава ионов потенциалопределяющего слоя
различают ацидоиды, базоиды и амфолитоиды. Ацидоидами назы¬
ваются отрицательно заряженные коллоиды, содержащие в потенциал-
оиределяющем слое анионы, а в диффузном — катионы. Базоиды —
положительно заряженные коллоиды, в потенциалопределяющем слое
которых находятся катионы, а в диффузном слое — анионы. Амфоли¬
тоиды представляют собой коллоиды, способные менять характер дис¬
социации молекул двойного электрического слоя ионов в зависимости
от реакции среды. Поэтому они могут вести себя или как базоиды или
как ацидоиды.
В почве основная масса коллоидов является ацидоидами, содержит
в диффузном слое катионы, способные к обменным реакциям. Присут¬
ствуют также амфолитоиды, меняющие знак заряда в зависимости от
величины pH. По отношению к жидкой фазе коллоиды делятся на гид¬
рофильные и гидрофобные. Гидрофильными называются коллоиды, спо¬
собные поглощать молекулы воды, которые образуют на их поверхности
многослойную пленку (гидратация коллоида).
Гидрофобные коллоиды практически не гидратируются. Мицелла
многих коллоидов имеет кристаллическое строение, часть коллоидов
почвы аморфны.
Наличие электрического заряда обусловливает электрокинетичес-
кие свойства, главнейшими из которых являются коагуляция и пен-
т и з а ц и я коллоидной системы. Коллоиды могут находиться в двух со¬
стояниях: золя (коллоидного раствора) и геля (коллоидного осадка).
Коагуляция — переход коллоида из состояния золя в состояние геля.
При этом коллоиды теряют заряд и происходит слипание их в агрегаты.
Коагуляция вызывается действием электролитов, ионы которых несут
противоположный знак заряда. Ацидоиды коагулируют под влиянием
катионов электролита, базоиды — при действии анионов. Коагулирую¬
щая способность электролитов неодинакова и зависит от валентности
(зиачности) иона и его атомной массы. По коагулирующей способности
катионы располагаются в следующий ряд: Li+<Na+<K+<NH;f <
<Mg2+<Ca2+<H+<Fe3+<Al3+, а анионы: C1~<S04- <РО^-.
Помимо электролитов, коагуляция коллоидов может осуществлять¬
ся при взаимодействии двух коллоидных систем, несущих противополож¬
ные заряды. В результате происходит полная или частичная коагуляция
коллоидов. Остающаяся в состоянии золя часть коллоидов приобретает
заряд преобладающей коллоидной системы. Коагуляция коллоидов
вызывается также высушиванием или замораживанием почвы, так как
при этом происходит дегидратация (обезвоживание) гидрофильных
коллоидов и повышение концентрации электролита в растворе, окружа¬
ющем коллоиды. Наиболее легко коагулируют гидрофобные коллоиды,
гидрофильные системы коагулируют труднее вследствие наличия на
поверхности водной оболочки. Гели могут быть обратимыми и необра¬
тимыми. Первые возвращаются в состояние золя при удалении электро¬
лита.
Особым видом коагуляции является тиксотропия — явление,
при котором масса геля не отделяется от дисперсионной среды, а образу¬
ет студень, способный возвращаться в состояние золя при механическом
воздействии. Явление тиксотропии широко распространено в почвах,
формирующихся в зоне вечной мерзлоты.
Пептизация — переход из состояния геля в золь. Она вызывается вос¬
становлением и повышением дзета-потенциала коллоидной системы.
Пептизация почвенных коллоидов происходит при удалении избытка
электролита (в случае обратимых гелей) и действием ионов ОН-, кото-
100
27. Валовой химический состав дерново-подзолистой глинистой почвы (числитель)
и коллоидов (знаменатель) (В. К. Пестряков)
% на прокаленную навеску
Молекуляр¬
ные отношения
Глубина, см
Гумус,
%
SiO,
Л12о,
FetO,
СаО
MgO
KtO
Na,0
РА
SIO,:
:Alj03
SiO«:
Fe20,
10—20
2,71
72,15
14,12
4,47
0,53
1,35
3,06
0,50
0,35
8,62
42,81
22,84
47,47
25,84
14,14
1,87
2,39
3,94
0,61
1,41
3,16
8,88
29-35
0,71
72,90
13,59
6,11
0,57
1,65
3,00
0,51
0,28
9,10
31,75
8,72
46,84
26,28
16,00
1,56
2,37
3,71
0,49
0,56
3,00
7,80
О
1
S
0,34
69,71
16,11
7,18
0,81
1,50
3,11
0,53
0,28
7,34
25,84
2,42
51,19
24,23
12,60
2,06
2,24
4,10
0,49
0,22
3,54
10,76
100—110
0,22
70,44
14,38
6,37
0,82
1,60
3,10
0,66
0,31
8,30
29,75
0,95
49,91
23,55
13,48
2,99
2,68
4,19
0,59
0,22
3,61
9,88
рые увеличивают заряд ацидоидов. Пептизация почвенных коллоидов
происходит также при насыщении почвы высокогидратированными ка¬
тионами.
Рассмотренные электрокинетические свойства коллоидов имеют
большое значение в почвообразовании, так как обусловливают их спо¬
собность к аккумуляции и передвижению в пределах почвенного профи¬
ля, а следовательно, к их участию в формировании аккумулятивных,
элювиальных и иллювиальных горизонтов почвы.
Огромное значение имеют адсорбционные свойства коллоидов —
способность поглощать катионы, анионы и целые молекулы находящих¬
ся в почвенном растворе веществ. Различают ионную и молекулярную
сорбцию. Ионная сорбция носит обменный характер и заключается в
обменной реакции между катионами диффузного слоя мицеллы и окру¬
жающего ее раствора.
Молекулярная сорбция — поглощение (фиксация) на поверхности
мииеллы молекул каких-либо соединений (например, молекул воды).
Эти свойства детально рассматриваются в разделе поглотительной спо¬
собности почвы.
Состав почвенных коллоидов. Валовой химический состав почвен¬
ных коллоидов созвучен таковому почвы в целом, но отличается повы¬
шенным содержанием гумуса и полуторных окислов и пониженным по
сравнению с почвой количеством кремнезема (табл. 27). Эти отличия
вяляются следствием особенностей химического состава главнейших
компонентов почвенных коллоидов. Различают три группы коллоидов в
почве: минеральные, органические и органо-минеральные.
Минеральные коллоиды представлены глинистыми мине¬
ралами, коллоидными формами кремнезема и полуторных окислов. Все
глинистые минералы (гл. II) имеют кристаллическое строение, пластин¬
чатую форму и являются типичными ацидоидами (содержат в диффуз¬
ном слое катионы). Возникновение заряда в них происходит за счет не-
донасыщенных краевых ионов кислорода кристаллической решетки,
сорбирующих из раствора катионы (рис. 9,а) путем изоморфного за¬
мещения четырехвалентного кремния тетраэдров трехвалентным алю¬
минием, а также замещения алюминия в октаэдрах двухвалентным маг¬
нием (рис.9, б). Схема строения коллоидной мицеллы глинистого мине¬
рала показана на рисунке 10,
101
Рис. 9. Схема появления свободных отрицательных заря¬
дов в решетке монтмориллонита в результате замещения
алюминия магнием, кремния алюминием (по Ф. В. Чух-
рову).
Емкость обменного поглощения катионов в различных глинистых
минералах различна вследствие особенностей строения кристаллической
решетки (табл. 28). Она максимальна среди глинистых минералов груп¬
пы монтмориллонита и вермикулита вследствие подвижной кристалли¬
ческой решетки и значительных межпакстных промежутков, в которых
также сорбируются катионы. Такой тип поглощения называется интра-
Н
Я
Рис. 10. Схема строения коллоидной мицеллы глинистого минерала:
1 - катионы ч.чр-ч: 2 -- ннионм ядра: Л анионы криекоЗ части решетки;
* - сорбированные катионы; 5 — диполи воды.
102
28. Емкость обменного поглощения катионов глинистых минералов и других почвенных
коллоидов при рН-7
Название коллоида
Емкость I
обмена,
м.-экв/100 г
Название коллоида
Емкость
обмена,
м.-экв/100 г
Каолинит
3—15
Минеральные коллоиды черно¬
70—90
Монтмориллонит
60—150
зема
Иллит
20—40
Гуминовые кислоты
400—500
Вермикулит
65— 145
Органо-минеральные коллоиды
150-250
чернозема
мицеллярным. Минимальной емкостью обменного поглощения катионов
обладают минералы группы каолинита, так как для него характерно по¬
глощение катионов только на наружной поверхности кристаллической
решетки (экстрамицеллярный тип поглощения).
Все глинистые минералы способны к коагуляции при воздействии
двух- и трехвалентных катионов и легко пептизируются с образованием
золей при подщелачивании и насыщении диффузного слоя натрием.
Минеральным ацидоидом являются коллоидно-дисперсные формы
кремнезема. Они образуются в почве в аморфном состоянии и, постепен¬
но кристаллизуясь, переходят в кристаллический высокодисперсный
кварц. Схематическая формула его мицеллы [(SiOj.nl^O)... SiO-M^H"1".
Для него характерна очень низкая емкость обменного поглощения катио¬
нов вследствие незначительной диссоциации молекул НгБЮз в пределах
ионогенного слоя, легкая нептизируемость в щелочной среде. К группе
минеральных коллоидов почвы относятся высокодисперсные формы гид¬
роокисей алюминия и железа, которые в процессе почвообразования вы¬
деляются в аморфном состоянии и, постепенно кристаллизуясь, образу¬
ют бемит (А120з-Н20), гидраргилит (АЬОз-ЗНгО), гетит (Fe203-H20),
гидрогетит (Fe203-3H20). Эти коллоиды — типичные амфолитоиды и
меняют знак заряда в зависимости от различий в характере диссоциации
молекул двойного электрического слоя при разной реакции. В кислой
среде они являются базоидами, в щелочной — ацидоидами. Схематиче¬
ские формулы их строения таковы:
кислая реакция щелочная реакция
[(А1803-яН20) А1 (ОН)2ь]ОН- [(А1203-пН20) •••• А1(0Н)20~]Н+
[(FeA-nHsjO) .... Fe (ОН)^]ОН“ [(FeA-nHaO) Fe(0Н)20~]Н+
Эти коллоиды очень устойчивы против пептизации, вследствие чего
накапливаются в почвах в виде различных новообразований.
Органические коллоиды представлены в почве прежде все¬
го гумусовыми кислотами и их солями (гуматами, фульватами, алюмо-
и железогумусовыми соединениями). Все они типичные ацидоиды. Схе¬
матическая формула их мицеллы
[(СООН)СОО- 1
яЯгум( 2Н+
(ОН) .... 0“J
Являясь гидрофильными коллоидами, они легко меняют состояние —
пептизируются при действии щелочных растворов и коагулируют под
103
Основные компоненты органо-минеральных коллоидов в почве
« SS
§.5
ё 5
5 2
с
п, х
3 3
29
СС
X
: ад.
о,
!§
э
о 3
о г!
н -
2 с>
= П 3
«SB
Р- о
с_ Г5 ®
>2 СО к у. Д
^ u 5 =5
^ я 2 h
ас о
о з
г О О,
со
3 ь
е: ад
g <D я н
О &* х з
§|ё^§
о|^&С
з*ё а
§ а * 5 «
S 1 S.s 5
в S ° X
У о в о.
СО
X
_ 2
CQ И к*
в -I
н §
у s
О VO
« о
н н
2 ¥
5 «
| ад’З
2 со Я
я
л 05 »
g°s
fc О “•
^is
* =
'Ж
V
сМХ
W £
Г1 |»
о о £ ~
£,w в
тг ?
2
£
9
о.
г§5
К
ад
Я
о
5
2
&
R Я
о н
о ад
° 3
0Q £
£зх
Р 2 §
S. Г! £3
с,ч
о
2
о
к
о
о,
о
н
о
I I м
о а1 й
tS
*
£.3 S
с л
G Я
К ^
£>«2
ад w Л
BZX
>>-£ сх,
0.0.^
ГО '—'
ад
а#5’5
о о
Ч S
Я
* ^
*\/
о. V
2 *
I *
>» ад
о, а
со Ои
ад
Q« *s
о
ч
€ X
sh %
у ?-
g \ ъ
§? >*•
Ж-Зрс аз
•Л" ё
«*
о а
К
о а
Ч/
jZc
О
Я
Он
о
о
^ К
О
а,
о
о
О
я
а
X к
ад
х
>■» о
* «1
С*х £
о X §
<0 Л
О)
Я
: 3 я
- Н СО
* § §
, у S.
§ * | :
2 <и
3 3 °
< ю
о к
о ч
>»
2
>>
и
О
о
**
*§
о!
2 *
2 о
5 3
< м
о
<J
■£*£
* е о о
С
2
о
х
о
2
a
о
и
>»
2
>»
П д 3
_ О Я
S/aJ »я
с г( о
« ГС
к О О о
U СЗ Я Я
Ь * :*
2 о S
со ад
я а о
Г С О.
СХо О ==
«1й2
Л *■* S
CU р; О =Г
ZJ СО О
Н с- -
S
i о
О U
S «<
=г ад
о
СХ, о
S | J,
S к
X * =
я - о о
* 9** 2
а> |-
2 о
0Q 2
О Л
г< СО
2 X
о|.
сх 2
2 ад ад ад
и j: н ^
^ ~ S 3
О Ж Я г;
П О = Я
emu
2 «
о §
g о.
Г 05
С Р?
О)
3
S 3
S °
gg
сх г:
о с
и1
104
влиянием двух- и трехвалентных катионов. В почве находятся в основ¬
ном в состоянии гелей. Характерная особенность гумусовых веществ —
очень высокая емкость обменного поглощения катионов (табл. 28),что
обусловливает огромную роль их в общей поглотительной способности
почв.
К группе органических коллоидов относятся также белковые ве¬
щества, представленные в почве в основном плазмой микроорганизмов.
Это типичные амфолитоиды, проявляющие себя в кислой среде как ба-
зоиды, а в щелочной — как ацидоиды:
кислая реакция щелочная реакция
[(^оел — СООН• NH2) ••• NHtH+]cr[(Reea—COOH-NH,) ••• СОО ]Na+
Органо-минеральные коллоиды широко распространены
в верхних горизонтах всех почв. Они представляют собой комплекс пере¬
менного состава из высокодисперсных минералов и гумусовых веществ,
покрытых пленками гумусовых кислот, гуматов, фульватов алюмо- и
железогумусовых солей (см. схему).
Основными минералами, входящими в состав этих коллоидов, явля¬
ются монтмориллонитовая и гидрослюдистая группы, а также всегда
сопутствующие им в почве полуторные окислы и кремнезем, в меньшей
степени распространено участие в их образовании каолинитовых мине¬
ралов. Формируются эти коллоиды в почве в процессе склеивания
(адгезии) гумусовых кислот и их производных с поверхностью мине¬
ральной частицы, вследствие чего вещества минеральной природы в
них преобладают.
Органо-минеральные коллоиды являются ацидоидами и характери¬
зуются относительно высокой емкостью обменного поглощения катио¬
нов, величина которой зависит от количества гумусовых веществ
(табл. 28).
В любой почве основная масса коллоидов находится в форме гелей,
различных по степени гидратации и прочности связи с поверхностью
твердых частиц. Часть коллоидов находится в почве в свободном состоя¬
нии, часть образует пленки на поверхности более крупных грануломет¬
рических фракций, сильно дегидратирована. Первая категория коллои¬
дов легко пептизируется при щелочной реакции и насыщении их диф¬
фузного слоя натрием. Вторая категория очень прочно связана с по¬
верхностью крупных гранулометрических фракций, и их пентизация
затруднена.
ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВЫ
/ Поглотительная способность — способность почвы задерживать
'«соединения или части их, находящиеся в растворенном состоянии, а
также коллоидально распыленные частички минерального и органиче¬
ского вещества, живые микроорганизмы и грубые суспензии» (К. К. Гед-
ройц). ,
К. К. Гедройц выделил пять видов поглотительной способности:
механическую—'свойство почвы, как всякого пористого тела,
задерживать в своей толще твердые частицы крупнее, чем система пор;
физическую — изменение концентрации молекул растворенного
вещества на поверхности твердых частиц почвы;
физико-химическую, или обменную,— способность об¬
менивать некоторую часть катионов, содержащихся в твердой фазе на
эквивалентное количество катионов, находящихся в соприкасающемся
с нею растворе;
105
29. Емкость обменного поглощения
катионов гранулометрическими
фракциями чернозема
(К. К. Гедройц)
Размер фракций, мм
0,25—0,001
0,001—0,00025
<0,00025
Емкость обмена,
м.-экв./МО г поч¬
вы
2,8
37,2
69,9
химическую — способность
анионов растворенных солей давать с
катионами нерастворимые соли, вы¬
падающие в осадок;
биологическую — способ¬
ность микроорганизмов и растений по¬
глощать из почвенного раствора раз¬
личные вещества.
Совокупность высокодисперсных
feepflbix частиц почвы, способных к
реакциям обменного поглощения,
К. К. Гедройц назвал почвенным поглощающим комплексом (ППК).
Основным сорбентом в почве является ее илистая фракция, в составе
которой ведущее значение имеют коллоиды (табл. 29).
Крупные фракции почвы практически не обладают обменной погло¬
тительной способностью.
Поглощение и закрепление веществ в твердой фазе почвы происхо¬
дят различными путями. Наиболее существенным механизмом поглоти¬
тельной способности почвы является сорбция — поглощение ионов или
молекул веществ, находящихся в растворе, почвенными коллоидами.
Различают ионную (обменную) и молекулярную сорбцию (стр. 101,112).
Ряд исследователей выделяют хемосорбцию — химическую
сорбцию ионов или молекул растворенного вещества на поверхности
коллоидной частицы путем образования нерастворимых соединений (Ди-
Глерия).
Переход веществ из раствора в твердую фазу почвы осуществляется
также путем образования нерастворимых в воде солей (химическая по¬
глотительная способность).
В почве имеют место процессы адгезии (склеивание) твердых
частиц почвы с сорбированными на их поверхности или выпавшими в
осадок минеральными, органическими и органо-минеральными вещест¬
вами. Особым видом поглощения является аккумуляция катионов и
анионов живыми организмами, которая названа К. К. Гедройцем био¬
логической поглотительной способностью.
Поглощение почвой катионов
Поглощение почвой катионов осуществляется путем обменной ион¬
ной сорбции, необменной фиксации, химического и биологического по¬
глощения.
Обменная сорбция — способность катионов диффузного слоя поч¬
венных коллоидов обмениваться на эквивалентное количество катионов
соприкасающегося с ними раствора. Обмен протекает по уравнению:
Са2+
[ППК“]М|г+ + 5КС1 ^[ППК'15К+ +СаС12 + MgCl2 + НС1.
Основные закономерности, которым подчиняется эта реакция, — эк¬
вивалентность обмена для одно- и двухвалентных катионов и полная
обратимость ее. Обменные катионы могут быть вытеснены из диффузного
слоя почвенных коллоидов катионами любой соли, находящейся в поч¬
венном растворе. На этой особенности основаны все методы вытеснения
обменных катионов из почвы для определения их количества. Энергия
внедрения и вытеснения катионов обусловлена валентностью и величиной
106
гидратационной оболочки, и наиболее распространенные в почве катио¬
ны дают такой ряд:
Na+ < NHj~, К+ < Mg2+, Са2+, Н+ (Н30+) < А134"
внедрение вытеснение
Способность катионов к поглощению обусловливается также ра
мером их гидратационных оболочек. Так как у ионов одинаковой вален
тности плотность электрического напряжения на поверхности тем боль
ше, чем меньше ион, то ионы с малым радиусом гидратируются сильнее,
чем крупные.
Большая гидратационная оболочка ослабляет сорбционную спо¬
собность катионов. Поэтому среди одновалентных катионов^ натрий
(ионный радиус 0,098 нм) поглощается слабее калия (ионный радиус
0,133 нм). У двухвалентных катионов кальций, имеющий более крупный
ионный радиус (0,106 нм), поглощается сильнее магния (ионный ради¬
ус 0,078 нм). Ион водорода в водном растворе присоединяет одну моле¬
кулу воды и образует гидроксоний (НзО+, ионный радиус 0,135 нм).
Гидроксоний поглощается почвенными коллоидами сильнее, чем другие,
одновалентные ионы. Катионы, лучше поглощающиеся почвой, удер¬
живаются ею с большей силой, так как имеют больший электрический
заряд и сильнее притягиваются почвенными коллоидными частицами.
Среди поглощенных катионов важная роль принадлежит кальцию,
который характеризуется высокой способностью к внедрению в ППК и
трудностью вытеснения из него.
Исключительной способностью к внедрению в ППК объясняется
возможность поглощения иона гидроксония из почвенного раствора, где
концентрация водорода чрезвычайно мала. Ионы натрия поглощаются
коллоидами лишь при значительной концентрации их в почвенном ра¬
створе. Катионы аммония и калия имеют большую способность к вне¬
дрению в ППК, чем натрий. Возможность поглощения почвой катионов
железа и алюминия ограничивается слабой растворимостью их солей в
почвенном растворе.
Скорость обменной реакции обусловлена строением кристаллической
решетки глинистых минералов. Она очень велика (мгновенна) для экс-
трамицеллярного типа поглощения и замедлена при интрамицеллярном
обменном поглощении. Кроме того, существенное значение имеет мине¬
ралогический и химический состав почвенных коллоидов (табл. 30).
Катионы кальция сильнее поглощаются гуминовыми кислотами и
монтмориллонитом, аммоний — мусковитом.
Необменное поглощение катионов (фиксация) происходит в почве
постепенно и часть обменных катионов переходит в необменную форму
(не вытесняется из почвы в раствор при действии, нейтральных солей).
Наиболее интенсивно фиксируются ионы калия и аммония, есть указа-
30. Поглощение Са2+ и NH^ из смешанного 0,05 н, раствора уксуснокислого кальция
и уксуснокислого аммония, pH 7 (по Шлхтшабслю, 1940)
Процент мест, за¬
Процент мест,
мятых
Коллонды
занятых
КОЛЛОИДЫ
аммо¬
кальцием
аммонием
кальцием
нием
Гуминовая кислота
92
8
Каолинит
54
46
Монтмориллонит
63
37
Мусковит
6
94
107
31. Фиксация катионов разными по окультуренности среднесуглинистыми
дерново-подзолистыми почвами Коми АССР (АцО--22 см)
Степень
С, %
Необменный
калий
Способ¬
ность к
дополни¬
тельной
фиксации
Общая
емкость
фиксации
Необменный
аммоний
Способ¬
ность к
дополни¬
тельной
фиксации
Общая
емкость
фиксации
окульту¬
ренности
tm Ь-
б-ё
* = с
i
S2
о
К«0, мг на 100 г
почвы
N-NH», мг
10:) г ПОЧ¬
ВЫ
ч'. от
бщег
N-NIIi, мг на 100 г
почвы
Слабая
Хорошая
0,64
2,73
70
101
2,9
4,2
55
4 G
125
147
4,45
4,75
7,0
1,6
4,05
2,25
8,50
7,00
ния на возможность фиксации ионов кальция, магния и водорода. Ме¬
ханизм фиксации не вполне ясен. Большинство исследователей считают,
что основной причиной перехода катионов в необменное (фиксированное)
состояние является защемление этих катионов в мсжплоскостных про¬
межутках кристаллической решетки глинистых минералов с расширяю¬
щимся типом ее (монтмориллонит, вермикулит). При высушивании поч¬
вы или образовании на поверхности решетки пленок из полуторных
окислов или гумусовых веществ происходит блокирование этих катионов
в необменной форме.
У высокогумусных почв (черноземов) оно выражено значительно
сильнее, чем у малогумусных (дерново-подзолистых). В верхних, наи¬
более гумусированных горизонтах почв необменный аммоний составляет
1,5—8% от валового азота. На необменную фиксацию оказывает влия¬
ние механический состав почв. Более тяжелые почвы способны больше
поглощать катионы.
Необменное поглощение обусловливается также степенью окульту-
рениости почв. Хорошо окультуренные почвы содержат больше фикси¬
рованных катионов, что связано с увеличением количества коллоидов,
которые могут необменно поглощать ионы. Однако способность к до¬
полнительной фиксации катионов у них выражена меньше, чем у слабо-
окультуренных почв (табл. 31).
Состав обменных катионов и емкость обменного поглощения. В со¬
ставе обменных катионов всех почв присутствуют Са2+, Mg2+ и в не¬
больших количествах К+ и NH^\ Кроме того, в некоторых почвах со¬
держатся катион Н+ и А13+ или Na+. В зависимости от состава обмен¬
ных катионов К. К. Гедройц разделил все почвы на две группы: почвы,
насыщенные основаниями, в составе обменных катионов кото¬
рых присутствуют Са2+, Mg2+ и Na+, и почвы, ненасыщенные
основаниями, содержащие наряду с Са2+ и Mg2+ катионы Н+ и А13+.
Суммарное количество обменных катионов называется емкостью
обменного поглощения катионов (емкостью поглощения почвы). Ее ве¬
личина, выражаемая в м.-экв. на 100 г
почвы, является важным показателем,
характеризующим количество коллои¬
дов, их состав и поглотительную спо¬
собность почвы. Следует иметь в виду,
что величина емкости обменного по¬
глощения колеблется в почве в зависи¬
мости от реакции среды, которая оп¬
ределяет общую величину дзета-по¬
тенциала коллоидов. Во всех ацидои-
32. Увеличение дзета-потенциала
тинистых минералов пои повышении
pH (по Bergna, 1951)
Минералы
pH
Дзета-по¬
тенциал,
мВ
Каолинит
4—10,8
23—52
Иллит
4—8,8
30—60
Монтмориллонит
5—7,3
40—51
108
33. Содержание гумуса, гидролитическая кислотность, состав обменных катионов
и емкость обменного поглощения в некоторых почвах СССР
Почва» автор
н
Глубина
взятия об¬
Гумус,
%
i 1
s§§
Обменные катионы,
почвы
м.-экв/100 г
3
а
« у
а о
V с
°л
о
а
3
и
ГС
5S
o'-
о
СО
X
о.
о
U
разца, см
5
О О И
§5?
XX*.
U * 35
Са2+
Mg2+
н+
AV+
Na+
ё*
2Е
и S
5*=’
с н
Gi
Дерново-подзоли-
Лпах
0-10
2,9
7,2
5,3
0,8
нет
0,3
Нет.
6,4
46
стая суглини¬
Л2
29—35
0,7
4,9
3,9
0,8
»
0,6
»
5,3
49
стая, пашня
В
50—60
0,3
3,3
9,0
2,2
0,4
»
11,6
77
(В. К. Пестря¬
ков)
Чернозем типич¬
с
90—100
0,2
1,7
12,5
1,6
*
Нет
13,7
89
А
0-10
9,6
3,0
46,0
9,1
*
»
55,1
100
ный глинистый
Л
20—30
7,6
2,0
44,4
7,5
»
51,9
100
(П. Г. Лдсрихин
Л В
60—70
4,1
0,8
36,7
7,0
»
»
43,7
100
и Е. П. Тихова)
В
80—90
3,1
Нет
36,4
7,0
*
»
»
43,4
100
Солонец черно¬
А
2-8
4,6
»
12,8
4,4
»
2,9
20,1
100
земный средне¬
в,
10-16
2,8
»
14,1
11,2
»
»
10,4
35,7
100
столбчатый тя¬
Во
74-80
0,2
>
20,2
6,5
ъ
»
7,6
34,3
100
желосуглинистый
(И. И. Усов)
С
100—106
не опр.
У>
21,4
7,1
»
6,4
34,9
100
Краснозем, Зеле¬
ный Мыс, чайная
А
0-10
6,9
не
опр,
2,4
1.0
0,1
9,7
Нет.
13,2
26
плантация
Bi
25-35
3,3
1,3
1,0
0,1
11,3
»
13,7
17
(А. И. Ромаш-
в2
65—85
1,7
1,3
0,7
0,1
16,4
18,5
12
кович)
С
140-160
0,3
» »
1,3
0,3
0,1
23,1
»
24,8
7
* Степень насыщенности рассчитана в дерново-подзолистой почве с учетом гидролитической
кислотности, в красноземе — с учетом А1 34-
дах он возрастает при щелочной и снижается при кислой реакции
(табл. 32).
Поэтому для сравнительной характеристики принимается величина
емкости поглощения почвы при pH около 7.
В разных почвах количество и состав обменных катионов, а следо¬
вательно, и емкость обменного поглощения катионов различны (табл. 33).
В черноземах в составе обменных катионов доминируют Са2+ и Mg2+ и
отмечается высокая емкость поглощения, в подзолистых почвах наряду
с Са2+ и Mg2+ присутствуют Н+ и А13+, емкость поглощения этих почв
значительно ниже. В составе обменных катионов солонцов много обмен¬
ного натрия. В профиле почвы величина емкости поглощения обычно
уменьшается параллельно снижению количества гумуса.
Состав обменных катионов оказывает большое влияние на свойства
почвы и условия произрастания растений. Как показали исследования
К. К. Гедройца, состав обменных катионов влияет на реакцию и тип ко¬
агуляции коллоидов почвы, на ее физические свойства и структурооб-
разование. У почв, насыщенных Са2+ и Mg2+, реакция близка к ней¬
тральной, коллоиды находятся в состоянии необратимых гелей и не под¬
вергаются пептизации при избытке влаги, почвы хорошо оструктуреиы и
обладают благоприятными физическими свойствами. Таковы черноземы,
дерновые почвы./Почвы, содержащие в составе обменных катионов на¬
ряду с Са2+ и Mg2+ значительное количество Na+, характеризуются ще¬
лочной реакцией, отрицательно влияющей на состояние коллоидов и рост
растений^ Коллоиды в этих почвах легко пептизируются, так как нахо¬
дятся в состоянии обратимых гелей, почвы плохо оструктуриваются и
имеют неблагоприятные для жизни растений водно-физические свойства
109
(повышенную плотность сложения, плохую водопроницаемость, высокую
влагоемкость). К таким почвам относятся солонцы и сильно солонцева¬
тые почвы. Почвы, не насыщенные основаниями, в составе обменных ка¬
тионов которых наряду с обменными Са2+ и Mg2+ содержатся Н+ и А13+,
имеют кислую реакцию, токсичную для многих культурных растений, в
них легко разрушаются коллоиды в результате кислотного гидролиза,
они плохо оструктуриваются. Типичные представители таких почв — под¬
золистые. Агрономической практикой разработана система мероприятий
по регулированию состава катионов и реакции почвы. Они рассматри¬
ваются в последующих разделах главы.
Химическое поглощение катионов. Катионы переходят в твердую
фазу почвы в результате реакций солеобразования, при которых обра¬
зуются нерастворимые в воде соединения. К таким катионам относятся
Са2+, Al3+, Fe3+ и отчасти Mg2+. При взаимодействии с растворимыми в
воде сульфатами, карбонатами и фосфатами эти катионы образуют не¬
растворимые соединения и выпадают в осадок в твердой фазе почвы:
1ППК-1 Са2+ + Na2SO,-v[nnK~] 2Na+ +jCaS04;
[ППК-1 Са2+ + 2ЫаНС03-*-[ППК-12Na+ + Ca(HC03)a.
Са(НСОз)* — Г,0-*- ;СаС03 + С02.
А1(ОН)3 + H3P04-nA1P04 + ЗНгО.
Биологическое поглощение катионов. Некоторая часть катионов
почвенного раствора поглощается в почве биологически вследствие ус¬
воения их живыми организмами — растениями, микроорганизмами.
Биологическое поглощение носит избирательный характер, так как жи¬
вые организмы поглощают в первую очередь катионы, необходимые для
построения своих тканей. К их числу относятся калий, аммоний, кальций,
железо. Особенно велико значение этого вида поглощения для калия и
аммония, которые физико-химически поглощаются слабо и не образуют
в почве нерастворимых в воде соединений. Детально эти вопросы рас¬
смотрены в главе III.
Поглощепие анионов
Поглощение анионов почвами исследовано менее детально по срав¬
нению с процессами поглощения катионов. Известно, что анионы погло¬
щаются почвой в разной степени в зависимости от природы аниона, со¬
става коллоидов и реакции среды. Практически не поглощаются почвой
без участия живых организмов анионы С1_ и NOiT, частично поглоща¬
ются SO^~ и СО , хорошо поглощаются Н2РО|_, НРО-," и РО^-
(табл. 34). Чем больше в почве амфолитоидов (коллоидных форм полу¬
торных окислов), тем энергичнее поглощаются почвой анионы. Кислые
почвы энергичнее поглощают анионы по сравнению с почвами, имеющи¬
ми нейтральную или щелочную реакцию, в связи с повышенным содер¬
жанием подвижных форм полуторных окислов.
Основными видами поглощения анионов являются химическое и био¬
логическое. Широко распространенной реакцией при поглощении анио¬
нов следует признать солеобразование — реакцию взаимодействия ра¬
створимых солей, при которой образуется новая нерастворимая в воде
соль, выпадающая в твердую фазу почвы. Таким путем поглощаются
сульфаты, карбонаты и фосфаты. Особенно велико значение реакций
солеобразования для поглощения анионов фосфорной кислоты, которая
образует с Са, А1 и Fe нерастворимые фосфаты.
1№
34. Поглощение анионов почвами (м.-экв./100 г) (И. Н. Антипов-Каратаев)
Почва
poY
S024
NOjf
Cl-
Краснозем
74,0
7,8
Отрицательная
Слабое поглоще¬
сорбция
ние и отрицатель¬
ная сорбция
Подзолистая
41,0
4,2
То же
То же
Чернозем
18,3
3,0
»
Образование труднорастворимых основных фосфатов кальция воз¬
можно в почвах с реакцией, близкой к нейтральной, в результате обме¬
на с катионами кальция, находящимися в диффузном слос почвенных
коллоидов:
[ППК-1 Са2+ + Са(Н2Р04)2-ЧППК~]«+ +|2СаНР04.
В кислых почвах фосфаты поглощаются при взаимодействии с иона¬
ми железа, алюминия и марганца. Химическое осаждение фосфатов про¬
текает по следующим схемам:
А1(ОН)з + Н3Р04-ЦА1Р04 + ЗН20;
н+
[ППК-]а£{; + Са(Н2Р04)2 -► [ ППК~1м+++*2 А1Р04.
А> ^ Н+
н+-
Таким путем в почве образуется сложная смесь водных и безводных ди-
и трифосфатов кальция, в различной степени гидратированные фосфаты
алюминия и железа.
Менее ясен механизм сорбции анионов почвенными коллоидами.
Большинство исследователей считают, что анионы, не образующие с ка¬
тионами нерастворимых солей, практически не сорбируются почвами, но
некоторые ученые (Матсон, Ди-Глерия) предполагают реальность такой
общей схемы сорбции-анионов, считая, что эта реакция обменной сорб¬
ции имеет место на положительно заряженных участках мицеллы:
он~ ,
[ППК-]он- + К3Р04-ЦППК-] РО4 + ЗКОН;
ОН—
2КОН + С02-*К2С03 + Н20
Высокую степень поглощения аниона фосфорной кислоты, которая
отмечена многими исследователями, можно объяснить хемосорбцией это¬
го аниона на поверхности глинистых минералов за счет ионов А1, алю-
мокислородных октаэдров глинистых минералов, находящихся в краевой
зоне кристаллической решетки, а потому и недонасыщенных валентно.
Широко распространена в почвах хемосорбция анионов НРО^- коллоид¬
ными формами полуторных окислов:
ОН Н
\ /
А1(ОН)3 + (NH4)2HP04-> AIPO4 +NH4OH.
/ \
он н4
H. И. Горбунов указывает на следующие наиболее вероятные спо¬
собы поглощения анионов фосфатов в почве:
111
1) образование малорастворимых фосфатов при взаимодействии
растворимых фосфатов с солями почвенного раствора;
2) образование слаборастворимых фосфатов с катиоиами кальция
и алюминия почвенного поглощающего комплекса;
3) поглощение фосфат-ионов в результате взаимодействия с мине¬
ралами — солями (гипсом, кальцитом, доломитом);
4) связывание фосфат-ионов несиликатиыми гидроокисями алюми¬
ния и железа;
5) поглощение фосфат-ионов глинистыми и неглинистыми алюмо- и
феррисиликатами.
Поглощение аниона фосфорной кислоты в почве усиливается при
кислой реакции и при высоком содержании полуторных окислов. Гуму¬
совые вещества снижают интенсивность поглощения фосфатов вследст¬
вие образования с полуторными окислами комплексных алюмо- и желе¬
зогумусовых соединений.
Поглощение фосфатов почвой имеет положительное и отрицательное
значение, так как приводит к накоплению фосфора в почве, но снижает
степень его доступности растениям. Поэтому рекомендуется внесение в
почву не порошковидных форм фосфорных удобрений, а гранулирован¬
ных. Особенно необходим этот прием на кислых почвах, богатых полу¬
торными окислами (подзолистые почвы, красноземы).
Большое значение имеет также биологическое поглощение
ряда анионов, и прежде всего NOj , SO^-, НРО^“, Н2РО;р. Расте¬
ния и микроорганизмы поглощают эти анионы из почвенного раствора и
используют при синтезе своих тканей.
Для анионов, как и для катионов, можно вычислить емкость погло¬
щения— суммарное количество анионов, способных к обмену. Эта вели¬
чина выражается в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы. Исполь¬
зуется эта величина редко.
Молекулярная сорбция
Почва поглощает не только катионы и анионы, но и целые молекулы
веществ. Этот вид поглотительной способности называется молекулярной
сорбцией и обусловлен наличием на поверхности коллоидных частиц
сил притяжения. За счет этих сил коллоиды сорбируют молекулы воды,
газов и органических веществ. Дипольные молекулы воды образуют на
поверхности высокодисперсных твердых частиц пленку, состоящую из
нескольких слоев сорбированных молекул.
Внутренние слои воды в этой пленке удерживаются силами элек¬
тростатического притяжения наиболее прочно, в них вода сильно
уплотняется (плотность воды здесь достигает 1,7), не обладает электро¬
проводностью, так как не содержит растворенных веществ, не замерзает
при понижении температуры до —78° С. Эта вода называется гигроско¬
пической, она недоступна растениям. Наружные слои пленки более под¬
вижны, они составляют пленочную влагу. Молекулярная сорбция воды
сопровождается выделением тепла из почвы, оно называется теплотой
смачивания и характеризует гидрофильность почвенных коллоидов. Мак¬
симальной теплотой смачивания обладают гумусовые коллоиды.
Сухая почва сорбирует газы, которые образуют тонкую пленку на
поверхности коллоидной частицы. По способности сорбироваться газы
располагаются в следующий ряд: N2<02<C02. Поглощение газов также
сопровождается выделением тепла, а степень их сорбции зависит от дав¬
ления и температуры. Чем выше температура, тем меньше сорбция газа,
она увеличивается при повышении давления газа. При увлажнении поч¬
вы сорбированные газы вытесняются молекулами воды.
112
Менее ясна возможность молекулярной сорбции минеральных солей
(электролитов), которые в почвенном растворе диссоциированы на ка¬
тионы и анионы. Известна отрицательная сорбция почвой хлоридов и
нитратов, которая впервые была описана К. К. Гедройцем как отрица¬
тельное физическое поглощение веществ. Сущность этого явления сво¬
дится к снижению концентрации электролита в пределах «нерастворяю-
щего объема молекулярно сорбированной воды» во внутренней части
сорбционной пленки, вследствие чего концентрация электролита в более
рыхло связанных слоях водной пленки возрастает. Отрицательная сорб¬
ция нитратов — явление крайне неблагоприятное, так как она усиливает
процессы их вымывания из почвы.
Известна молекулярная сорбция ряда органических веществ на по¬
верхности почвенных коллоидов. Сорбируются как низкомолекулярные
органические вещества, постоянно присутствующие в почве, вследствие
разложения исходных растительных остатков, так и высокомолекуляр¬
ные соединения типа белков и полисахаридов, вследствие амфотерности
этих соединений. Меньшее значение имеют процессы молекулярной сорб¬
ции гумусовых веществ, являющихся типичными ацидоидами. Вероятна
лишь их хемосорбция или взаимная коагуляция коллоидальными фор¬
мами полутораокисей, сопровождающаяся образованием органо-мине-
ральных коллоидов.
Процессы адгезии
Прочное закрепление минеральных и органических соединений, вы¬
падающих в осадок на поверхности высокодисперсных твердых частиц,
осуществляется в процессе адгезии.
Адгезией называется слипание (склеивание) поверхностей каких-
либо веществ различного химического состава, соприкасающихся друг
с другом. Природа адгезионных сил сложна и неоднородна. Большин¬
ство исследователей основное значение придают поляризационным силам
электростатического происхождения. В почвах процессы адгезии полу¬
чают широкое распространение при периодическом высушивании, обус¬
ловливающем дегидратацию коллоидов. Таким путем происходит проч¬
ное закрепление гумусовых кислот и их солей, выпадающих в осадок
на поверхности коллоидных и менее дисперсных твердых частиц почвы,
а также закрепление части минеральных, органических и органо-мине-
ральных коллоидов на поверхности пылеватых и глинистых грануло¬
метрических фракций. Явлением адгезии следует объяснить поглоще¬
ние почвой микроорганизмов, при котором их активность заметно сни¬
жается.
Значение поглотительной способности
Поглотительная способность относится к одному из наиболее суще¬
ственных свойств почвы, так как она участвует в процессах почвообра¬
зования и развития плодородия. Поглотительная способность регулирует
питательный режим почвы, обусловливая накопление многих элементов
питания растений и микроорганизмов, она же регулирует реакцию поч¬
вы, степень ее буферности, водно-физические свойства. Не менее су¬
щественно значение поглотительной способности почв в развитии част¬
ных почвообразовательных процессов. Так, интенсивность накопления
продуктов почвообразования и формирование гумусово-аккумулятивных
горизонтов в значительной степени обусловлена поглотительной способ¬
ностью почвы.
8—837
113
КИСЛОТНОСТЬ И ЩЕЛОЧНОСТЬ почвы
Характерным свойством почвы является ее реакция. Она проявля¬
ется при взаимодействии почвы с водой или растворами солсй и опре¬
деляется соотношением свободных ионов Н+ и ОН- в почвенном раство¬
ре. Концентрация свободных ионов Н+ выражается величиной pH, пред¬
ставляющей отрицательный логарифм концентрации ионов водорода;
pH 7 характеризует нейтральную реакцию, pH<7 — кислую и pH>7 —
щелочную.
Реакция почвенного раствора в различных почвах колеблется от
pH 3,5 до 8—9 и выше. Наиболее кислую реакцию имеют болотные поч¬
вы верховых торфяников. Кислой реакцией почвенного раствора харак-
теривуются подзолистые и дерново-подзолистые почвы (pH 4—6). Чер¬
ноземы имеют реакцию, близкую к нейтральной. Наиболее щелочная
реакция у солончаков, особенно содовых (pH 8—9 и выше).
Сельскохозяйственные растения предъявляют разные требования к
реакции почвы (табл. 35). Наиболее благоприятна слабокислая или
слабощелочная реакция; отрицательно сказываются на развитии расте¬
ний сильнокислая и особенно сильнощелочная реакция почвенного ра¬
створа.
С реакцией почвенного раствора тесно связана жизнедеятельность
почвенной микрофлоры. В кислой среде преобладает грибная микро¬
флора, в нейтральной и слабощелочной — бактериальная.
С реакцией почвенного раствора связаны процессы превращения
компонентов минеральной и органической частей почв: растворение ве¬
ществ, образование осадков, диссоциация, возникновение и устойчивость
комплексных соединений, а следовательно, и миграция и аккумуляция
веществ в почвенном профиле.
Нейтральная реакция характерна для почп, не содержащих карбо¬
натов, ППК которых полностью насыщен кальцием и магнием. Эта ре¬
акция наиболее благоприятна для развития большинства культурных
растений и бактерий. Кислая реакция является следствием развития в
почве кислотности, щелочная реакция — следствие щелочности почвы.
' Кислотность почвы — способность почвы подкислять воду и раство¬
ры нейтральных солей. Различают актуальную и потенциальную кис¬
лотность. Актуальной кислотностью называется кислотности почвенного
раствора. Потенциальная кислотность характерна для твердой фазы
почвы. Между актуальной и потенциальной кислотностью в почве со¬
храняется подвижное равновесие НТф , но доминирующее зна¬
чение во всех почвах имеет кислотность твердой, фазы почвы.
Актуальная кислотность почвенного раствора зависит от наличия
в нем свободных кислот, кислых солсй и степени их диссоциации. В поч¬
венном растворе свободные минеральные кислоты в заметных количест-
35. Отношение культурных растений к pH среды (по Д II Прянишникову, 1940, и др.)
Растение
Оотямум
PH
Произрас¬
тает в ин-[
тервале pH
1
Растение
Оптимум pH
Произрас¬
тает в ин¬
тервале pH
Люпин
4—5
4—6
Клевер
6,0—6,5
5—8
Картофель
5
4—8
Горох
6—7
5—8
Овес
5—6
4-8
Пшеница
6—7
5—8
Рожь
5—6
4—7
Люцерна
7—8
6—8
Лен
5—8
4-7
Хлопчатник
6,0—7,3
6—8
Чайный куст
4,5—6,0
—
Кукуруза
6—7
—
щ
вах встречаются очень редко В целинных болотных и подзолистых поч¬
вах с высоким солержянием в почвенном растворе органических кислот
роль их в создании концентрации водородных ионов возрастает В боль¬
шинстве почв акральная кислотность обусловлена угольной кислотой-
и ее кислымйнолями и в основном определяется отношением:
Н4 = К —^ .
Са(НСОз)2
Поскольку бикарбонат кальция — гидролитически щелочная соль,
его присутствие в почвенном растворе ослабляет кислотность. Наличие
в составе поглощенных ионов Н+ и А13*- повышает кислотность почвен¬
ного раствора Величину кислотности почвенного раствора выражают в
миллиграмм-эквивалентах Н+, определяемого методом титрования вод¬
ной вытяжки или почвенного раствора, или в величине pH, которая
определяется в растворе или водной вытяжке из почвы.
.•Потенциальная кислотность (кислотность твердой фазы) дмеет^
сложную природу Ее носителем являются обменные катионы Н+ и
.А!3-1- почвенных коллоидов. В литературе длительное время проходила
дискуссия о природе кислотности твердой фазы почвы К. К. Гедройц,
С. Н. Алешин и ряд других исследователей считали, что кислотность
обусловлена ионами водорода, а алюминий появляется в растворе в
результате побочных реакций. Г. Дайкухара и В. А. Чернов показали,
что алюминий действительно является носителем кислотности твердой
фазы почвы В.настоящее время доказано, что как обменные ионы Н\
так и коны А13' являются причиной потенциальной кислотности почвы,
так как при взаимодействии почвы с растворами солей эти катионы вы¬
тесняются в раствор и подкисляют его:
[ППК-1Н- +КС1-ИППК-1К+ +HCI;
[ППК-1 А1-'+ -|- ЗКС1-ЧППК 1ЗК ь -!- А1С13.
Образующаяся в растворе соль хлористого алюминия относится к
категории гидролитически кислых солей и в водном растворе расщеп¬
ляется на кислоту и основание:
А1С13 + ЗН20->А1(0Н)3 + ЗНС1.
В гумусовых горизонтах наибольшее значение в формировании
кислотности принадлежит иону водорода, а в минеральных горизон¬
тах— алюминию. Особенно много обменного алюминия в почвах, фор¬
мирующихся на аллитной коре выветривания в условиях влажного суб¬
тропического и тропического климата (красноземы и другие ферраллит-
ные почвы).
/Источником обменного нона водорода являются органические кис¬
лоты, образующиеся при разложении и гумификации органических ос¬
татков, а также угольная кислота. При взаимодействии с почвой, на¬
сыщенной основаниями, водород этих кислот внедряется в диффузный
слой почвенных коллоидов:
[ППК“1 Са-’+ + R (С ООН)2->- [ППК-12Н4- + R(COO)>Ca;
[ППК-1 Са’ + Н2С03-^[ППК-12Н + СаС03.
Источником обменного алюминия следует считать алюминий кри
сталлической решетки глинистых минералов и несиликатные формы
гидроокиси алюминия, мобилизуемые органическими кислотами и так¬
же внедряющиеся в диффузный слой почвенных коллоидов.
В зависимости от характера вытеснения различают две формы по¬
тенциальной кислотности — обменную и гидролитическую.
8*
115
Обменная кислотность проявляется при обработке почвы
раствором нейтральной соли:
Са*+
W- ГЛ+
[ППК-1М^+ + 4КС1<^ [ППК~]мг2+ + НС1 + АЮ13.
'н+
А1*+
4К+
Образующаяся в результате взаимодействия солевого раствора с
почвой и гидролитического расщепления А1С1з соляная кислота харак¬
теризует обменную кислотность. Обменная кислотность наиболее ярко
выражена в подзолистых и красноземных почвах (pH 3—4). В почвах
со слабокислой, нейтральной и особенно щелочной реакцией она не
проявляется.
При обработке почвы раствором нейтральной соли вытесняются пе
все поглощенные ионы водорода. Более полно выявляется потенциаль¬
ная кислотность при обработке почвы раствором гидролитически ще¬
лочной соли, например СНзСООЫа.
При обработке почвы раствором такой соли вследствие щелочной
реакции среды происходит более полное вытеснение поглощенного во¬
дорода. Суммарно эту реакцию можно представить так:
1ППК-] Н+ + СН8СООКа <*[ППК~] Na+ + СН3СООН.
Количество образующейся уксусной кислоты, определяемое тит¬
рованием, характеризует величину гидролитической кислот¬
ности. Она обычно больше обменной, так как при обработке почвы
раствором гидролитически щелочной соли вытесняется, помимо под¬
вижных ионов, и менее подвижная часть поглощенных ионов водорода.
Гидролитическая кислотность может рассматриваться как суммар¬
ная кислотность почвы, состоящая из актуальной и потенциальной кис¬
лотности. Величина обменной кислотности выражается в миллиграмм-
эквивалентах Н+ и А13+, количество которых определяется методом
титрования, или величиной pH солевой вытяжки, полученной при об¬
работке почвы раствором нейтральной соли. По величине рНксг раз¬
личают следующие градации кислой реакции: силыюкислая рН<4,5,
кислая pH 4,6—5,0; слабокислая pH 5,1—5,5; близкая к нейтральной
pH 5,6—6,0. Величину гидролитической кислотности (гк) выражают
также в миллиграмм-эквивалентах Н+ на 100 г почвы и обозначают сим¬
волом Я.
Доля участия в ППК поглощенных водорода и алюминия опреде¬
ляет степень насыщенности почв основаниями.
Степень насыщенности почв основаниями — это количество по¬
глощенных оснований (S), выраженное в процентах от емкости погло¬
щения (Е):
V = — -100, или F = —£ 100.
Е s + HrK
Степень насыщенности основаниями показывает, какая часть от
емкости поглощения приходится на обменные основания, и в различных
типах почв колеблется от 5 до 100%.
Кислотность почвы является резко отрицательным свойством поч¬
вы, так как она угнетает развитие большинства культурных растений,
усиливает разрушение минералов почвы, вызывая оподзоливание по¬
следней. Кроме того, катионы алюминия в почвенном растворе токсич¬
ны для растений. Для устранения кислотности проводят известкование
почвы, при котором происходит замещение поглощенного водорода на
кальций:
116
[ППК-|нт + Са(НС<ад4<>[ППК-)?*Ь -г 2Н20 I 2С02.
V т4-
Бикарбонат кальция, образующийся при взаимодействии извести с
углекислотой почвенного раствора, нейтрализует также свободные ор¬
ганические и минеральные кислоты почвы. Уменьшению кислотности и
созданию благоприятных соотношений поглощенных катионов способ¬
ствует систематическое применение навоза, торфокомностов в сочета¬
нии с агротехническими приемами окультуривания почв.
Количество извести, которое необходимо внести в почву, зависит
от степени кислотности и механического состава почвы и исчисляется
тоннами на гектар. По нуждаемости в известковании почвы разделя¬
ются в зависимости от величины рНкс/ на сильно- (рН<4,5), средне-
(рН 4,6—5,0), слабонуждающиеся (pH 5,1—5,5) и ненуждающиеся
(рН>5,5). Для почв с pH 4,6—5,5 необходимо также учитывать и сте¬
пень насыщенности основаниями по следующей градации: <50% —
сильно нуждаются, 50—70 — средне; 70—80 — слабо и >80—не нуж¬
даются в известковании.
Щелочность почв. Различают актуальную и потенциальную ще¬
лочность. Актуальная щелочность обусловливается наличием в
почвенном растворе гидролитически щелочных солей (Ка2СОз, NaHCOs,
Са(НСОзЬ и др.), которые при диссоциации определяют преобладаю¬
щую концентрацию гидроксил-ионов, например:
Na2C03 + 2НОН;*Н,СОа + 2Na + 20Н-.
При определении актуальной щелочности различают общую ще¬
лочность, щелочность от нормальных карбонатов и от бикарбонатов.
Щелочность от нормальных карбонатов может проявляться как в
результате обменных реакций почв, содержащих поглощенный натрий,
так и вследствие жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий,
восстанавливающих в анаэробных условиях и в присутствии органиче¬
ского вещества сернокислые соли натрия с образованием соды:
Na2S04 + 2С = 2С02 + Na*S;
Na2S + С02 + Н20 = Na2C03 + H2S.
Суммарное содержание щелочей в почвенном растворе характе¬
ризуется величиной титровальной щелочи.
Потенциальная щелочность обнаруживается у почв, со¬
держащих поглощенный натрий. При взаимодействии такой почвы с
угольной кислотой, находящейся в почвенном растворе, происходит ре¬
акция замещения, результатом которой является накопление соды и
подщелачивание раствора:
[ППК-]£+ + НрадпПК-]^ + NaaC03.
Щелочность почвенного раствора характеризуется в миллиграмм-эк¬
вивалентах кислоты, необходимой для нейтрализации ионов ОН- ра¬
створа, обусловленных ионами НСОГ (щелочность бикарбонатов), СОГ»
(щелочность нормальных карбонатов) или их суммой (общая щелоч¬
ность) .
Величину щелочности также выражают показателем pH почвенного
раствора или водной вытяжки, выделяя слабощелочную (pH 7,2—7,5),
щелочную (pH 7,6—8,5) и сильиощелочную (рН>8,5) реакции.
Щелочность также является крайне неблагоприятным свойством
почвы, так как угнетает развитие растений и микроорганизмов, уси-
U7
Ю86Ь202Ъ6вЮ
мл 0,1 и щелочи мл 0,1 н кислоты
-Песок
юаеьгогьбвю
мл OJh щелочи мл 0,1м кислоты
УЛ
у/, площадь
Рис. II. Кривые буферности дерново-подзолистой (/) и чернозем¬
ной (//) почв (по Н. П. Ремезову).
ливает пептизацию почвенных коллоидов и резко ухудшает физические
свойства почвы.
Избыточную щелочность устраняют гипсованием почвы:
[nnK-]N“+ -f CaS04^[nnK-l Са2+ + Na2S04.
Вследствие изменения реакции почвенного раствора после извест¬
кования и гипсования почв урожай сельскохозяйственных культур зна¬
чительно повышается.
Норму гипса определяют в зависимости от содержания в почве об¬
менного натрия (см. стр. 348).
Буферность почвы. Реакция почвенного раствора может изменять¬
ся вследствие накопления кислых продуктов разложения органических
остатков, под влиянием выделения корнями растений углекислоты и
Н-ионов, образования азотной кислоты при нитрифицирующей дея¬
тельности микроорганизмов. Реакция почвенной среды может суще¬
ственно измениться при внесении физиологически кислых или физио¬
логически щелочных минеральных удобрений. При этом изменение
реакции на разных почвах будет неодинаково. На одних действие под¬
кисляющих или подщелачивающих веществ будет проявляться больше,
на других меньше вследствие разной буферной способности почв.
Буферной способностью, или буферностью, называют способность
почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора.
Различают буферную способность почв против изменения реакции
в сторону подкисления и буферную способность против изменения ре¬
акции в сторону подщелачивания. Буферность зависит от химического
состава и емкости поглощения почвы, состава поглощенных катионов и
свойств почвенного раствора.
Буферные свойства почвенного раствора связаны главным образом
с буферностью твердой фазы почвы, с которой раствор находится в по¬
стоянном взаимодействии. Важнейшую роль при этом играют содер¬
жание свободных карбонатов, а также количество и состав обменных
катионов. При значительном содержании в ППК поглощенных Са2+
или Mg2+ последние при появлении в растворе Н+ будут обмениваться:
[ППК-1Са2++ 2Н2С03^[ППК-1«+ + Са(НС03)2.
118
Буферность почвенного раствора обусловлена также присутствием
в нем буферных систем, представленных смесыо слабых кислот и их со¬
лен. Наибольшее значение в буферных свойствах почвенного раствора
имеет система Н2С0з + Са(НС03)2.
Чем выше емкость поглощения почвы, тем больше ее буферная
способность. Наиболее высокой буферной способностью характеризу¬
ются тяжелые хорошо гумусированные почвы.
Почвы с высокой степенью насыщенности основаниями (черноземы,
каштановые, дерновые, перегнойно-карбонатные и др.) обладают
высокой буферной способностью против иодкисления: весь водород поч¬
венного раствора у них обменивается на поглощенные основания, вслед¬
ствие чего водородный ион оказывается связанным коллоидными час¬
тицами:
н+
[ППК- + 2112СОя^[ППК-1»^ + СаС03 + MgCO,.
н+
Не насыщенные основаниями почвы (подзолистые, красноземы
и др.) характеризуются большой буферностью против подщелачивания,
так как все ионы натрия поглощаются в обмен на водород ППК:
[ппк-];£ + Кта,С03^[ППК-]^+ + Н20 + СОа.
Состав почвенного раствора влияет на буферность почв благодаря
находящимся в нем слабым органическим кислотам, их солям, угольной
кислоте и ее солям.
Буферное действие обусловливается слабой степенью диссоциации
названных кислот и солей и способностью их связывать появляющиеся в
почвенном растворе кислоты и щелочи в недиссоциируемые соединения.
Буферность почвы характеризуется числом миллилитров кислоты
или щелочи, которое необходимо прибавить, чтобы изменить концентра¬
цию Н-ионов в почвенном растворе. Обычно буферность почвы выража¬
ют графически с помощью кривых титрования: на графике наносят
кривую титрования чистого кварцевого песка, лишенного всякой буфер¬
ной способности, и кривую титрования исследуемой почвы (рис. 11).
Чем резче кривая титрования почвы отстает от кривой титрования пес¬
ка, тем больше ее буферная способность. Буферность почвы выражает¬
ся буферной площадью — площадью между кривой титрования почвы и
песка. Эта площадь делится на две части — для кислотной и щелочной
областей. Для черноземов буферная площадь как в кислой, так и в ще¬
лочной области примерно в 2—3 раза больше, чем для подзолистых
почв.
В почвах с низкой буферностью (например, песчаных и супесчаных,
дерново-подзолистых) возможны резкие сдвиги реакции почвенного
раствора при внесении высоких норм физиологически кислых и физиоло¬
гически щелочных удобрений, что неблагоприятно сказывается на уро¬
жайности сельскохозяйственных культур. Поэтому рекомендуется увели¬
чивать емкость поглощения таких почв для повышения их буферности
систематическим внесением больших норм органических удобрений.
Глава VIII
СТРУКТУРА ПОЧВЫ
Механические элементы почвы могут находиться в раздельночастич¬
ном состоянии или быть объединены под влиянием различных причин в
структурные отдельности (агрегаты, комки, комочки) разной формы и
размера.
Способность почвы распадаться на агрегаты называется структур¬
ностью, а совокупность агрегатов различной величины, формы и каче¬
ственного состава называется почвенной структурой.
В песчаных и супесчаных почвах механические элементы обычно
находятся в раздельночастичном состоянии. Суглинистые и глинистые
почвы могут быть структурными и бесструктурными или малоструктур¬
ными.
Необходимо различать понятие о структуре как характерном ее
морфологическом признаке от понятия структуры в агрономическом
смысле. В данной главе структура рассмотрена в агрономическом ас¬
пекте. Морфология структуры описана в главе III.
В практике земледелия давно подмечено большое влияние структу¬
ры почвы на ее физические свойства, условия обработки, водно-воздуш¬
ный режим и в целом на плодородие почвы и развитие растений. Уже
в работах В. В. Докучаева и особенно П. А. Костычева отмечалось важ¬
ное значение структуры в формировании агрономических свойств почвы.
Наиболее детально исследовал роль структуры в плодородии почв
В. Р. Вильямс. В последующем эти вопросы, а также теория структу-
рообразования получили дальнейшее развитие в работах К. К. Гедрой-
ца, А. Г. Дояренко, И. Н. Антипова-Каратаева, Н. А. Качинского,
Н. И. Саввинова, П. В. Вершинина, А. Ф. Тюлина, Д. В. Хана,
Э. Рассела и других отечественных и зарубежных ученых. ^
АГРОНОМИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ
Качественная оценка структуры определяется ее размером, порис¬
тостью, механической прочностью и водопрочностью. Наиболее агроно¬
мически ценными являются макроагрегаты размером 0,25—10 мм, об¬
ладающие высокой пористостью (>45%), механической прочностью и
водопрочностью.
Устойчивость структуры к механическому воздействию (связность)
и способность не разрушаться при увлажнении (водопрочность) опреде¬
ляют сохранение почвой благоприятного сложения при многократных
обработках и увлажнении. При отсутствии этих качеств структурные
отдельности быстро разрушаются при обработке и выпадении дождей
или орошении и почва становится бесструктурной. Во влажном состоянии
такая почва заплывает, при подсыхании образует корку.
Необходимо иметь в виду, что не всякая водопрочная структура
агрономически ценная. Важно, чтобы водопрочные агрегаты имели
рыхлую упаковку, были пористые и обладали способностью легко восп¬
ринимать воду, чтобы в их поры легко проникали корневые волоски и
микроорганизмы. При плотной упаковке агрегатов пористость их низ¬
кая (30—40%), поры тонкие, в них с трудом проникают микроорганизмы
и корневые волоски. Водопрочность таких агрегатов обусловлена слабым
проникновением в поры воды. Такая структура в агрономическом отно¬
шении не является ценной.
120
Рис, 12. Пористость культурной структурной
почвы (но Н. Л. Качинскому):
/ - тонкие, преимущественно капиллярные поры в
комках, при смачивании почвы заполняются водой;
2— средние поры в комках (ячейки, канальцы), при
смачивании на короткий период заполняются водой,
потом, после рассасывания ее, — воздухом; 3 — круп¬
ные поры между комками обычно заполнены возду¬
хом; 4 — капиллярные поры на стыке комков, в сы¬
рой почве большей частью заполнены водой.
Агрономическое значение структу¬
ры заключается в том, что она оказы¬
вает положительное влияние на следу¬
ющие свойства, а также режимы
почв.
физические свойства — пористость,
плотность сложения;
водный, воздушный, тепловой,
окислительно-восстановительный, микробиологический и питательный
режимы;
физико-механические свойства — связность, удельное сопротивле¬
ние при обработке, коркообразование;
противоэрозионную устойчивость почв.
Рассмотрим эти положения более подробно.
При наличии агрономически ценной структуры в почве создается
благоприятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости.
Между агрегатами преобладают некапиллярные поры, а внутри агрега¬
тов — капиллярные.
Некапиллярные поры (поры аэрации) имеются также и внутри ком¬
ка (рис. 12).
В бесструктурной почве механические элементы лежат плотно,
поэтому в ней образуются в основном капиллярные поры. Эти особен¬
ности строения и пористости структурных и бесструктурных почв ока-
^оказывают огромное влияние на водно-воздушный и питательный ре¬
жимы.
Структурные почвы благодаря наличию некаииллярных пор хоро¬
шо впитывают влагу, которая по мере движения рассасывается комками,
промежутки между комками заполняются воздухом. Воздух содержит¬
ся и в порах аэрации внутри комка. В такой почве потери воды от
поверхностного стока незначительны, почти вся она поглощается почвой,
а наличие некаииллярных пор предохраняет почву от испарения влаги с
поверхности. Следовательно, в структурной почве одновременно созда¬
ют благоприятные условия обеспечения растений влагой и воздухом.
Даже при увлажнении до НВ в таких почвах сохраняется хороший воз¬
духообмен и господствуют окислительные процессы. Достаточная аэра¬
ция при наличии доступной влаги обеспечивает лучшие условия пита¬
тельного режима по сравнению с бесструктурной почвой; активнее идут
микробиологические процессы, отсутствуют процессы денитрификации,
образования и накопления активных несиликатных форм полуторных
окислов, что ослабляет связывание фосфатов в труднорастворимые
формы.
Бесструктурной почвой вода поглощается медленно, значительная
часть ее может теряться вследствие поверхностного стока. Сплошная
капиллярная связь в толще почвы вызывает большие потери влаги от
испарения. В такой почве нередко наблюдается два крайних состояния
увлажнения: избыточное или недостаточное. При избыточном увлажне-
121
нии все промежутки заполнены водой, воздух отсутствует. В этих усло¬
виях развиваются анаэробные процессы, ведущие к потерям азота в
результате денитрифакции, образованию вредных для растений запис¬
ных форм железа и марганца, накоплению подвижных несиликатных
форм полуторных окислов и к закреплению фосфора в труднораствори¬
мые формы, т. е. создается неблагоприятный питательный режим.
При недостаточном увлажнении в почве много воздуха и кислоро¬
да, но растения испытывают недостаток в воде.
Агрономически ценная структура, придавая почве рыхлое сложение,
облегчает прорастание семян и распространение корней растений, а
также уменьшает энергетические затраты на механическую обработку
почвы.
Более плотное сложение и повышенная связность бесструктурных
почв повышают удельное сопротивление при их обработке и ухудшают
развитие корней растений. Как отмечалось выше, структурная почва
хорошо поглощает воду и резко снижает поверхностный сток, а следова¬
тельно, смыв и размыв почвы, а структурные комочки размером более
1- 2 мм устойчиво противостоят развеванию ветром.
Благоприятное влияние на агрономические свойства почв оказывает
и микроструктура при условии ее пористости и водопрочности. Наилуч¬
шими являются микроагрегаты размером 0,25—0,05 и 0,05 и 0,01 мм.
Микроагрегаты размером средней пыли (0,01—0,005 мм) затрудняют
водо- и воздухопроницаемость, способствуют повышению испаряющей
способности почв.
Оптимальный размер структурных отдельностей связан с зональны¬
ми особенностями почв и условий земледелия. Так, во влажных зонах
более крупные макроагрегаты обеспечивают лучшую водо- и воздухо¬
проницаемость, а в заболоченных почвах и водоотдачу. В засушливых
условиях, где аэрация достаточна, важно ослабить испаряемость, поэ¬
тому здесь благоприятнее более мелкий размер агрегатов, но надо иметь
в виду, что при наличии в верхнем слое пахотной почвы менее 50%
агрегатов крупнее 1—2 мм почва становится податливой к ветровой
эрозии.
Рассмотренное выше агрономическое значение структуры позволяет
сделать следующее общее заключение: «во всех случаях на почвах од¬
ного типа, одной генетической разности и в сходных агротехнических
условиях структурная почва всегда характеризуется более благоприят¬
ными для сельскохозяйственных культур показателями, нежели бес¬
структурная или малоструктурная» (Н. А. Качинский).
ОБРАЗОВАНИЕ СТРУКТУРЫ
В формировании макроструктуры почвы следует различать два ос¬
новных процесса: механическое разделение почвы на агрегаты (комки)
и образование прочных, не размываемых в воде отдельностей.
Указанные процессы протекают под воздействием физико-механи¬
ческих, физико-химических, химических и биологических факторов
структурообразования.
Физико-механические (и физические) факторы обусловлива¬
ют процесс крошения почвенной массы главным образом под влиянием
изменяющегося давления или механического воздействия. К действию
этих факторов может быть отнесено разделение почвы на комки в ре¬
зультате изменения объема (и давления) при переменном высушивании
и увлажнении, замерзания и оттаивания воды в ней, давления корней
растений, деятельности роющих и копающих животных и рыхлящего
воздействия почвообрабатывающих орудий.
122
На важное значение промораживания почвы в создании ее рыхлого
сложения указывал еще П. А. Костычев.
Замерзание воды раньше начинается в крупных промежутках, при¬
мерно при 0° С, а в более тонких капиллярах вода замерзает при более
низкой температуре. При замерзании вода расширяется и давит на стен¬
ки комков; при этом участки с незамерзшей водой уплотняются, а часть
воды выжимается в более крупные капилляры. В результате неравно¬
мерного уплотнения при оттаивании замерзшей воды и при испарении
воды почва будет крошиться по линии наименьшего сопротивления.
Промораживание способствует разрыхлению почвы, образованию
агрегатов, но водопрочность при этом не создается. Разрыхляющее воз¬
действие промораживания на почву проявляется только при оптимально
влажном ее состоянии (не более 90% полной влагоемкости).
При замерзании воды в переувлажненной почве структурные отдель¬
ности разрываются и такая почва при оттаивании приобретает киселе¬
образную консистенцию и обесструктуривается.
Промерзание сухой почвы не оказывает положительного влияния
на ее крошение.
Большое влияние на формирование почвенной структуры оказывает
обработка почвы сельскохозяйственными орудиями: наряду с образова¬
нием структурных отдельностей происходит и их разрушение. В зависи¬
мости от количества и качества органического вещества, механического
состава почвы, применяемого орудия, влажности почвы и других усло¬
вий, при которых проводится обработка, могут преобладать процессы
или создания, или разрушения структуры. Даже на одной и той же почве
применением одного орудия обработки можно получить структурную
пашню, глыбистую или слитную.
Благоприятно сказывается на структурообразовании обработка
почвы в состоянии ее физической спелости, и, наоборот, при обработке
почвы в пересохшем состоянии она сильно распыляется, а при обработке
в переувлажненном состоянии образуется глыбистая поверхность. Сле¬
дует подчеркнуть, что одной механической обработкой нельзя создать
водопрочную структуру почвы.
Важная роль в структурообразовании принадлежит физико-хи¬
мическим факторам — коагуляции и цементирующему воздействию
почвенных коллоидов.
Водопрочность приобретается в результате скрепления механических
элементов и микроагрегатов коллоидными веществами (органическими
и минеральными). Но чтобы отдельности, скрепленные коллоидами, не
расплывались от действия воды, коллоиды должны быть необратимо
скоагулированы. Такими коагуляторами в почвах чаще всего являются
двух- и трехвалентные катионы Са2+, Mg2+, Fe34’, Al3+.
Таким образом, если почвенные коллоиды насыщаются двух- и трех¬
валентными катионами, то могут образоваться прочные структурные от¬
дельности, не размываемые водой.
При наличии одновалентных катионов, таких, как Na+, необратимой
коагуляции не происходит и прочной структуры не образуется.
Наиболее прочно скрепляющими веществами являются органиче¬
ские коллоиды, в частности гуматы кальция.
Большое значение в образовании водопрочной структуры принадле¬
жит и минеральным коллоидам. Однако почвенные агрегаты, образую¬
щиеся при участии только минеральных коллоидов, без гумусовых ве¬
ществ, не обладают водопрочностью.
Из высокодисперсных минералов наибольшее значение в создании
водопрочной структуры имеют глинистые минералы и минералы гидро¬
окисей железа и алюминия. Наиболее водопрочная структура образует¬
123
ся при взаимодействии гуминовых кислот с минералами монтмориллони-
товой группы и гидрослюдами и менее водопрочная — при взаимодейст¬
вии с кварцем, аморфной кремнекислотой и каолинитом. Минералы
гидроокисей железа и алюминия играют важную роль в оструктурива-
нни многих красноцветных глин и красноземов.
Определенное склеивающее и цементирующее воздействие на поч¬
венные комочки могут оказывать и химические факторы. Сюда от¬
носится образование различных труднорастворимых химических соеди¬
нений (углекислого кальция, гидроокиси железа, силикатов магния
и др.), которые при пропитывании агрегатов почвы цементируют их, а
также могут агрегировать и раздельночастичные механические элемен¬
ты. Так, при временном избыточном увлажнении может проявиться
острукгуривающая роль соединений железа. При избыточном увлажне¬
нии в почве протекают восстановительные процессы, сопровождаемые
образованием водорастворимых форм закисного железа, которые про¬
питывают почвенные агрегаты. При подсыхании почвы в ней развива¬
ются окислительные процессы, при этом подвижные формы закисного
железа переходят в нерастворимые соединения окисного железа,
цементируя почвенные агрегаты. Однако, по исследованиям
Н. А. Качинского, эти агрегаты при высокой водопрочности имеют ма¬
лую пористость (<40%), так как часть объема пор постепенно запол¬
няется гидратом окиси железа.
Основная роль в структурообразовании принадлежит биологиче¬
ским факторам, т. е. растительности и организмам, населяющим поч¬
ву. Растительность механически уплотняет почву и разделяет ее на
комки и главным образом участвует в образовании гумуса.
Наиболее сильное оструктуривающее влияние на почву оказывает
многолетняя травянистая растительность. Она обладает сильноразвет-
вленной корневой системой, которая образует при разложении большое
количество связанного с кальцием гумуса, и гам, где создаются благо¬
приятные условия для развития травянистой растительности, формиру¬
ются хорошо оструктуренные почвы (луговые, лугово-черноземные, чер¬
ноземы и др.).
Деятельность червей в оструктуривании почв давно известна. Час¬
тички почвы, проходя через кишечный тракт дождевых червей, уплот¬
няются и выбрасываются в виде небольших комочков — капролитов.
Эти комочки обладают высокой водопрочностью. Структура, созданная
дождевыми червями, по форме легкоотличима — поверхность агрегатов
носит «оплавленный» характер.
Коллоидные продукты жизнедеятельности и автолиза микроорга¬
низмов являются цементирующими веществами в почве и способству¬
ют структурообразованию.
С воздействием биологических факторов связана и определенная
сезонная возобновляемость структуры в почвах.
Как видно из характеристики факторов структурообразования, их
разделение в определенной мере условно, так как отдельные факторы
могут выполнять различную роль по характеру вызываемых ими явле¬
ний. Например, корни растений выступают и как биологический фактор
(источник гумуса), и как физико-механический (уплотнение и рыхле¬
ние). Промораживание и оттаивание, изменяя давление, выступают
как физико-механический фактор, а коагулируя коллоиды,
в определенной мере влияют и на действие физико-химических фак¬
торов. Совокупное действие факторов структурообразования неразрывно
связано с природными условиями почвообразования.
На рисунке 13 показана водопрочность макроструктуры верхнего
горизонта целинных почв разных зон. Наибольшей водопрочностью об-
124
Рис. 13. Прочность макроструктуры верхнего горизонта целинных почв
разных зон (по Н. И. Саввинову): отдельные типы почв;
общая тенденция выраженности прочности структуры почвы в разных зо¬
нах.
ладают почвы черноземной зоны, где оптимально выражены природные
факторы структурообразовании (мощное развитие травянистой расти¬
тельности, большое содержание гумуса с преобладанием в нем гуматов
кальция, высокая микробиологическая активность почв и др.). К севе¬
ру и югу от указанной зоны наблюдается меньшая водопрочность струк¬
туры почвы, что связано с ухудшением условий для развития травяни¬
стой растительности, уменьшением содержания гумуса и гуминовых
кислот, появлением в поглощающем комплексе каштановых и бурых
почв ионов натрия и рядом других причин.
УТРАТА И ВОССТАНОВЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОЧВЫ
Структура почвы динамична. Она разрушается и восстанавливает¬
ся под влиянием различных факторов. Управление ими позволяет под¬
держивать почву в необходимом структурном состоянии. Причинами
утраты структуры являются: механическое разрушение, физико-химиче-
ские явления и биологические процессы.
Механическое разрушение структуры происходит под влияни¬
ем обработки почвы, передвижения по ее поверхности машин и орудий,
людей, животных, под ударами капель дождя. Важнейшими путями
уменьшения механического разрушения почвенной структуры является
обработка почвы в состоянии ее спелости, а также минимализация об¬
работки.
Физико-химические причины утраты структуры связаны с
реакциями обмена двухвалентных катионов (кальция и магния) в ППК
на одновалентные (натрий и аммоний). При этом коллоиды (главным
образом гумусовые вещества), прочно цементирующие механические
элементы в агрегаты, пептизируются при увлажнении и структурные
отдельности разрушаются. Поэтому приемы химической мелиорации
почв (известкование, гипсование и др.), приводящие к обогащению ППК
обменным кальцием, способствуют и улучшению структуры.
Б ио лаги чес кие причины разрушения структуры связаны с
125
36. Содержание водопрочных агрегатов в пахотном слое дерново-подзолистой
суглинистой почвы и количество воды, прошедшей через агрегаты размерами 2—3 мм
(данные Л. Л. Тарунтаевой)
Место взятия образца почвы
Культура
Пропоит во¬
допрочных
агрегатов
крупнее 0,25
мм
Количество воды (см1),
прошедшей через поч¬
венные агрегаты разме¬
ром ‘2—3 мм за 30 ч
опыта на приборе Фа¬
деева-Вильямса
Дмитровский район Мо¬
Старопашка
32,7
1285
сковской области
Клевср+тимофеепка
54,2
5740
второго года пользо¬
вания
процессами минерализации почвенного гумуса — главного клеящего ве¬
щества при образовании структуры.
Восстановление и сохранение структуры в условиях сельскохозяй¬
ственного использования почв осуществляется агротехническими мето¬
дами. Улучшение структурного состояния почв возможно также с по¬
мощью искусственных структурообразователей.
К агротехническим методам оструктуривания почз относятся по¬
сев многолетних трав, обработка почвы в спелом состоянии, известко¬
вание кислых почв, гипсование солонцов и солонцовых почв, внесение
органических и минеральных удобрений.
Прочная структура восстанавливается под воздействием как мно¬
голетних трав, так и однолетних сельскохозяйственных культур. Пшени¬
ца, подсолнечник, кукуруза образуют мощную корневую систему и мо¬
гут оказывать достаточно сильное оструктуривающее влияние на почву.
Лен, картофель, капуста, имеющие слабую корневую систему, обычно
оказывают небольшое структурообразующее действие на почву.
При высоком урожае многолетние травы (особенно бобово-злако¬
вые травосмеси и бобовые) сильнее оструктуривают почву, чем однолет¬
ние сельскохозяйственные культуры. Это объясняется тем, что многолет¬
ние травы образуют мощную и сильноразветвленную корневую систему.
Их корневые и пожнивные остатки (4—18 т на 1 га в пахотном слое)
содержат значительное количество белков, углеводов и других соедине¬
ний, наиболее благоприятных для деятельности микроорганизмов и фор¬
мирования гумусовых веществ. В корневых же остатках однолетних
сельскохозяйственных культур к моменту их созревания находится пре¬
имущественно клетчатка, малопригодная для гумусообразования.
Так, в одном из определений в дерново-подзолистой почве из-под
многолетних трав содержалось 54,2% водопрочных агрегатов, а в почве
под однолетними сельскохозяйственными культурами (старопашка) во¬
допрочных агрегатов содержалось 32,7%. Через агрегаты почвы из-под
многолетних трав за один и тот же срок наблюдения прошло почти в
5 раз больше воды, чем через почвенные агрегаты из-под однолетних
культур (табл. 36).
Большое влияние на оструктуривание почвы оказывают органиче»
ские удобрения — навоз, торфокомпосты. сидераты. Минеральные удоб¬
рения также улучшают структуру почвы, так как при этом растения
развивают более мощную корневую систему и оставляют в пахотном
слое много корневых и пожнивных остатков.
Искусственное оструктуривание почв осуществляется
введением в них небольшого количества структурообразующих веществ,
по преимуществу органических соединений (П. В. Вершинин).
126
37. Влияние сополимера метакриловой кислоты и метакриламида на водопрочность
структуры дерново-подзолистой суглинистой почвы (данные П. В. Вершинина)
Количество внесенного
сополимера, % к массе
почвы
Водопрочных агрегатов
>0,25 мм, % к массе
почвы
Количество внесенного
сополимера, % к массе
почвы
Водопрочных агрега*
тов >0,25 мм, % к
массе почвы
0,1
92,0
0,005
56,8
0,05
90,2
0,001
51,8
0,01
86,0
0
18,4
С 1950 г. в ряде стран в качестве искусственных структурообразую¬
щих веществ широко испытывают полимеры и сополимеры, главным об¬
разом состоящие из производных акриловой (СНг=СН—СООН), мета¬
криловой (СНг—С(СНз)—СООН) и малеиновой (СООН—СН=СН—
—СООН) кислот. В иностранной литературе они получили название
«крилиумы». Внесение сополимера из метакриловой кислоты (60%) и
метакриламида (40%) только в количестве 0,001% массы почвы сущест¬
венно увеличивает водопрочность структуры (табл. 37).
Глава IX
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ
Изучение физических свойств почв связано с именами П. А. Косты-
чева, В. Р. Вильямса, А. Г. Дояренко, Н. А. Качинского, И. II. Антипо¬
ва-Каратаева, С. В. Астапова, П. В. Вершинина, Ф. Е. Колясева,
А. Ф. Тюлина, А. А. Роде, С. И. Долгова, И. И. Ревута и других ученых.
К физическим свойствам почвы относятся структура, водные, воз¬
душные, тепловые, общие физические и физико-механические свойства.
В главе рассматриваются общие физические и физико-механические
свойства, поскольку все остальные рассмотрены в специальных главах
(VIII, X, XI, XII).
ОБЩИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ
К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плот¬
ность твердой фазы и пористость.
Плотность твердой фазы почвы — отношение массы ее твердой фа¬
зы к массе воды в том же объеме при +4° С.
Различные типы почв имеют неодинаковую плотность твердой фазы.
Ее величина для минеральных почв колеблется от 2,4 до 2,8 г/см3 и за¬
висит от минералогического состава почвы и содержания органических
компонентов (табл. 38).
Дерново-подзолистые почвы, сформировавшиеся на алюмосиликат-
ных породах и бедные органическим веществом, имеют плотность твер¬
дой фазы 2,65—2,70.
Плотность твердой фазы малогумусированных горизонтов субтро¬
пических почв 2,7—2,8, богатых органическими компонентами торфяни¬
ков 1,4—1,8.
Плотность почвы — масса единицы объема абсолютно сухой почвы,
взятой в естественном сложении. Выражается в граммах на 1 см3. При
определении плотности узнают массу почвы в единице объема со всеми
норами, поэтому плотность почвы будет всегда меньше плотности твер¬
дой фазы ее. Плотность почв изменяется в широких пределах: у мине¬
ральных— от 0,9 до 1,8 г/см3, у болотных торфяных — от 0,15 до
0,40 г/см3.
На величину плотности влияют минералогический и механический
состав почв, содержание в них органического вещества, структурность,
сложение. Существенное влияние на плотность оказывает обработка.
Наиболее рыхлой почва бывает короткий период после обработки,
а затем начинается ее уплотнение. После какого-то срока почва дости¬
гает определенной плотности, которая затем мало изменяется. Такая плот¬
ность называется равновесной.
38. Плотность твердой фазы важнейших минералов и органических компонентов почв
Минералы и органические компо¬
ненты
Плотность
твердой фазы,!
г/см*
! Минералы и органические ком по-
1 ненты
11лотность
твердой
флзы, г/см‘
Гипс
Кварц
Плагиоклазы
Мусковит
2,30—2,35
2,60—2,65
2,67—2,74
2,76—3,00
1
Роговая обманка
Лимонит
Органические компоненты поч¬
вы (гумус, торфа, лесные
| подстилки)
2,90—3,40
3,50—4,00
1,25—1,80
128
39. Общие физические свойства почв
Почва и угодья
Генетичес¬
кий гори¬
зонт
Глубина,
см
Плот¬
ность
Плотность
твердой
фазы
Общая порис¬
тость, % от
объема почвы
г/см1
Дерново-сильиоподзолистая легко¬
Ь
5—15
1,23
2,52
51,2
суглинистая на моренных отложени¬
Л2
22—32
1,29
2,62
50,8
ях; целина, злаково-разнотравная ас¬
В1
64—74
1,66
2,67
37,8
социация (Московская область)
С
104—114
1,72
2,71
36,5
Дерново-сильноподзолистая легко¬
Ап
0—27
1,14
2,53
54,9
суглинистая на моренных отложени¬
Л2
36—46
1,57
2,63
40,3
ях; пашня, занятая пронашными
В!
60—70
1,62
2,69
39,8
(Московская область)
В2
74—84
1,79
2,69
33,5
Чернозем обыкновенный средне¬
Aj.
2—12
1,15
2,55
54,9
мощный тяжелосуглинистый на лёс¬
Ai
12—22
1,17
2,58
54,7
совидных отложениях; целина, тип-
30—40
1,31
2,65
50,6
чаково-ковыльно-разнотравная ассо¬
в,
57—67
1,37
2,68
48,9
циация (Саратовская область)
Вк
87—97
1,51
2,72
44,5
То же, пашня, занятая яровыми
Ап
0—10
1,09
2,58
57,8
Ап
10—20
1,11
2,60
57,3
в,
29—39
1,28
2,66
51,9
в2
54—64
1,41
2,70
47,8
Вк
86—96
1,53
2,73
44,0
Верхние горизонты малогумусных дерново-подзолистых почв имеют
плотность 1,2—1,4 г/см3, нижние уплотненные—1,6—1,8 г/см3.
В верхних горизонтах черноземов плотность 1,0—1,2, в нижних 1,3—
1,6 г/см3. Под влиянием приемов окультуривания верхние горизонты па¬
хотных почв имеют более низкий показатель плотности (табл. 39).
Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная ве¬
личина плотности на суглинистых и глинистых почвах 1—1,2 г/см3. Даль¬
нейшее увеличение ее снижает урожай сельскохозяйственных культур.
Так, на суглинистых черноземах при плотности почвы 1,5 г/см3 получен
урожай овса в 3,7 раза меньше, чем при 1,1 г/см3 (И. Б. Ревут, Н. П. По¬
ясов, 1953).
Оценка величины плотности пахотного слоя почв приведена в таб¬
лице 40.
Пористость — суммарный объем всех пор между частицами твердой
фазы почвы. Пористость выражается в процентах от общего объема
почвы. В разных горизонтах минеральных почв пористость изменяется в
широких пределах (25—80%), в гумусовых горизонтах обычно составля¬
ет 50—60%, для болотных торфяных почв 80—90%.
В зависимости от величины пор различают капиллярную и нека¬
пиллярную пористость.
40. Оценка плотности суглинистых и глинистых почв (по II. А. Качинскому, 1965)
Плотность,
г/см11
Оценка
Плотность,
г/см1
Оценка
<1,0
1,0-1.1
1,2
Почва вспушена или богата
органическим веществом
Типичные величины для
культурной и свежевсиаханиой
пашни
Пашня уплотнена
1.3— 1,4
1.4—1,6
1,6—1,8
Пашня сильно уплотнена
Типичные величины для под¬
пахотных горизонтов различ¬
ных почв (кроме черноземов)
Сильно уплотненные иллюви¬
альные горизонты почв
9—837
129
41. Оценка пористости почв (по Н. А. Качинскому, 1965)
Общая порис¬
тость в веге¬
тационный пе¬
риод для суг¬
линистых и
глинистых
почв, %
Качественная оценка пористости
Общая пористость
в вегетационный
период для суг¬
линистых и гли¬
нистых почв, %
Качественная оценка пористости
>70
65—55
55—50
Почва вспушена — избы¬
точно пористая
Культурный пахотный
слой — отличная
Удовлетворительная для
пахотного слоя
Менее 50
40—25
Неудовлетворительная
для пахотного слоя
Характерна для уплотнен¬
ных иллювиальных горизон¬
тов — чрезмерно низкая
Капиллярная пористость равна объему капиллярных промежутков
почвы, некапиллярная — объему крупных пор. Сумма видов пористости
составляет общую пористость почвы. Ее обычно вычисляют но показа¬
телям плотности почвы (dv) и плотности твердой фазы (d):
где отношение ~j~ составляет объем твердой фазы почвы, а за единицу
принимается общин объем почвы со всеми ее норами. Экспериментально
общую пористость определяют заполнением всех пор жидкостью, объем
которой замеряют.
Пористость почвы прежде всего определяется ее структурностью, а
также зависит от плотности, механического и минералогического соста¬
ва. В макроструктурных почвах на норы приходится большая часть
объема; в микроструктурных почвах — меньшая часть объема почвы.
С общей пористостью связаны водопроницаемость, воздухопрони¬
цаемость и воздухоемкость, газообмен между почвой и атмосферой.
В таблице 41 приведена агрономическая оценка общей пористости
почв.
Более полное представление об условиях обеспечения растений во¬
дой и кислородом дает учет капиллярной и некапиллярной пористости.
Самые благоприятные условия увлажнения и воздухообеспеченности
складываются в почвах при соотношении капиллярной и некапиллярной
иористости 1:1 (А. Г. Дояренко, 1924).
По Н. А. Качинскому, пористость подразделяется на общую, по¬
ристость агрегатов, межагрегатную, капиллярную, норы, заполненные
прочносвязанной водой, поры, заполненные рыхлосвязанной водой, по¬
ры, занятые воздухом (пористость аэрации).
В агрономическом отношении важно, чтобы почвы имели наиболь¬
шую пористость капилляров, заполненную водой, и одновременно по¬
ристость аэрации не менее 15 % объема в минеральных и 30—40 % в
торфяных почвах.
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ
К физико-механическим свойствам почвы относятся пластичность,
липкость, набухание, усадка, связность, твердость и сопротивление при
обработке.
130
42. Липкость и твердость почв Центрального Урала (по Н. А. Каминскому)
Почва, угодья
Горизонт
Глубина,
см
Влажность, %
массы сухой поч¬
вы
S
и
й
1
С
Влажность, %
массы сухой поч¬
вы
Твердость, кг/см2
Дерново-среднеподзолистая, су¬
Ап
0—14
20,7
0
2,1
32,9
глинистая; пашня, стерня ржи
Ап
0—14
36,2
2,63
29,5
1,9
Чернозем слабосолонцеватый лег¬
Ап
0—14
41,3
0,13
8,9
9,8
косуглинистый; пашня, занятая яро¬
Ап
0—14
78,6
3,10
53,4
2,5
вой пшеницей
Солонец черноземный легкоглини¬
Лх
0—8
30,7
0,26
6,2
87,3
стый, целина
Лх
0—8
53,0
4,80
46,6
5,0
Пластичность — способность почвы изменять свою форму под влия¬
нием какой-либо внешней силы без нарушения сплошности и сохра¬
нять приданную форму после устранения этой силы. Пластичность про¬
является только при влажном состоянии почвы. В зависимости от сте¬
пени увлажнения характер пластичности изменяется.
В соответствии с этим Аттерберг предложил различать следующие
константы пластичности почвы:
а) верхний предел пластичности, или предел текучести, — весовая
влажность почвы, при которой стандартный конус под действием соб¬
ственной массы (76 г) погружается в почвенный образец на глубину
10 см;
б) нижний предел пластичности, или предел раскатывания, — весо¬
вая влажность, при которой образец почвы можно раскатать в шнур
диаметром 3 мм без образования в нем разрывов;
в) число пластичности — разность между числовым выражением
верхнего и нижнего пределов пластичности.
Пластичность теснейшим образом связана с механическим соста¬
вом ночв. Глинистые почвы имеют число пластичности более 17; сугли¬
нистые— в пределах 7—17; супеси — меньше 7; пески непластичны
(число пластичности-»-0).
Существенное влияние на пластичность оказывают также состав
коллоидной фракции почвы, состав поглощенных катионов и содержа¬
ние гумуса. Установлено, что при узком соотношении БЮг: R2O3 плас¬
тичность проявляется особенно ярко. Степень ее зависит и от соотноше¬
ния поглощенных катионов. Наибольшей пластичностью отличаются
солонцовые глинистые почвы, содержащие 25—30 % и больше обменно¬
го натрия от емкости поглощения, наименьшей — почвы, насыщенные
кальцием и магнием. При высоком содержании гумуса пластичность
почвы уменьшается.
Липкость — свойство влажной почвы прилипать к другим телам.
В результате прилипания почвы к рабочим частям машин и орудий уве¬
личивается тяговое сопротивление и ухудшается качество обработки
почвы.
Величина липкости определяется силой, требующейся для отрыва
металлической пластинки от влажной почвы. Липкость выражается в
граммах на 1 см2. Она проявляется при увлажнении почвы, прибли¬
жающемся к верхнему пределу пластичности. Высокогумусированные
почвы (черноземы, дерновые) даже при высоком увлажнении (30—
35 % от массы) не проявляют липкости (табл. 42).
9*
131
Состав поглощенных оснований почвы в значительной мере опре¬
деляет ее липкость. Увеличение степени насыщенности почвы кальцием
способствует снижению величины прилипания, тогда как с возрастанием
насыщенности натрием липкость почвы резко увеличивается.
На прилипание существенно влияет механический состав почвы.
У глинистых почв липкость наиболее значительна, у песка она наи¬
меньшая. Н. А. Качинский (1934) делит почвы по липкости на предель¬
но вязкие (>15 г/см2), сильновязкие (5—15), средние по вязкости
(2—5), слабовязкие (<2 г/см2).
С липкостью связано такое важное агрономическое свойство почвы,
как физическая спелость. Когда у почвы при обработке исчезает свой¬
ство прилипать к сельскохозяйственным орудиям и появляется способ¬
ность крошиться на комки, такое состояние влажности отвечает физи¬
ческой спелости. Нижний предел влажности, при котором почва нахо¬
дится в состоянии спелости, различен. Он зависит от механического
состава, поглощенных оснований и гумусированности почв. Весной
раньше других поспевают к обработке песчаные и супесчаные почвы.
Наиболее пластичные глинистые солонцовые почвы поддаются обра¬
ботке при меньшем увлажнении, чем почвы несолонцеватые. Более
гумусированные почвы пригодны для обработки весной раньше, чем их
малогумусные аналоги.
Кроме физической, выделяется, в зависимости от температурного
режима, биологическая спелость почвы, т. е. такое ее состояние, при
котором активно проявляются биологические процессы (жизнедеятель¬
ность микроорганизмов, прорастание семян и др.). В европейской части
СССР оба вида спелости наступают практически одновременно, тогда
как в восточных районах страны биологическая спелость почвы прояв¬
ляется позже физической.
Набухание — увеличение объема почвы при увлажнении. Набуха¬
ние присуще мелкоземистым почвам, содержащим большое количество
коллоидов, и объясняется связыванием тонкими частицами почвы моле¬
кул воды (увеличением гидратных оболочек). Набухание выражают в
объемных процентах и определяют по формуле:
где Унаб — процент набухания от исходного объема; Vi — объем влаж¬
ной почвы; 1/2 — объем сухой почвы.
Величина набухания зависит от количества и качества коллоидов.
Наиболее набухаемы глинистые почвы.
Набухание тесно связано с составом глинистых минералов почвы.
Минералы монтмориллонитовой группы с расширяющейся кристалли¬
ческой решеткой обладают наибольшей набухаемостью, минералы као-
линитовой группы — наименьшей. Органические коллоиды при увлаж¬
нении также сильно увеличиваются в объеме.
Большое влияние на набухание оказывает состав обменных катио¬
нов почв. При насыщении почв одновалентными основаниями (особен¬
но натрием) набухание достигает 120—150%, тогда как при насыще¬
нии почв двух- и трехвалентными катионами значительного увеличения
в объеме при набухании не наблюдается.
Набухание почвы может вызвать неблагоприятные в агрономичес¬
ком отношении изменения в поверхностном слое почвы. Вследствие на¬
бухания частички почвы могут быть настолько разделены пленками во¬
ды, что это приведет к разрушению агрегатов.
Усадка — сокращение объема почвы при высыхании. Величина
усадки обусловлена теми же факторами, что и набухание. Чем больше
132
набухание, тем сильнее усадка почвы. Усадку можно измерять в объем¬
ных процентах по отношению к исходному объему:
vi
где Уус — процент усадки от исходного объема; Vi — объем влажной
почвы; Vi — объем сухой почвы.
При сильной усадке в почве образуются многочисленные трещины,
происходит разрыв корней растений, усиливается физическое испарение
влаги.
Важнейшие технологические показатели — величина энергетичес¬
ких затрат, расход горючего, смазочных материалов, износ сельскохо¬
зяйственных машин и др. — определяются связностью и твердостью
почвенных частиц.
Связность — способность почвы сопротивляться внешнему усилию,
стремящемуся разъединить почвенные частицы. Вызывается связность
силами сцепления между частицами почвы. Степень сцепления обуслов¬
лена механическим и минералогическим составом, структурным состоя¬
нием почвы, влажностью и характером ее сельскохозяйственного ис¬
пользования.
Наибольшей связностью характеризуются глинистые почвы, наи¬
меньшей— песчаные. Малоструктурные почвы в сухом состоянии имеют
максимальную связность. Выражается она в кг/см2.
Твердость — сопротивление, которое оказывает почва проникнове¬
нию в нее под давлением какого-либо тела (шара, конуса, цилиндра и
и т.д.). Твердость определяется специальными приборами — твердоме¬
рами. Выражается в килограммах на 1 см2. Высокая твердость — приз¬
нак плохих физико-химических и агрофизических свойств почв. В этих
условиях требуются большие затраты энергии на обработку, затрудня¬
ется прорастание семян, корни плохо проникают в почву. Она хуже
пропускает влагу и воздух. На почвах со значительной твердостью
растения развиваются плохо.
Твердость почвы зависит от ее увлажнения (см. табл. 42). По мере
уменьшения влажности она резко возрастает. По П. У. Бахтину (1961),
со снижением влажности оподзоленного чернозема с 34,5 до 13,3 %
твердость почвы увеличивается в 7 раз.
Заметное влияние на твердость оказывает структурность почвы.
Распыленная почва при высыхании оказывает значительно большее
механическое сопротивление, чем комковато-зернистая.
Твердость непосредственно связана с составом поглощенных осно¬
ваний почвы; так, у черноземов, насыщенных кальцием, она в 10—
15 раз меньше, чем у солонцов.
Хорошо гумусированные почвы, насыщенные двухвалентными ка¬
тионами, имеют меньшую твердость, чем малогумусные. Прямое влия¬
ние на твердость почвы и ее связность оказывает механический состав.
Сопротивление раздавливанию тяжелых глин после высушивания
достигает 150—180 кг/см2 (А. Н. Соколовский, 1956).
С твердостью связана такая важная технологическая характерис¬
тика почвы, как сопротивление ее обработке. В обычном интервале
влажности сопротивление почвы при обработке находится в прямой
зависимости от твердости почвы.
Удельное сопротивление — усилие, затрачиваемое на подрезание
пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность. Удельным сопро¬
тивлением обусловливается величина силы тяги (Р) при вспашке поч¬
вы: Р=КХчУ,б, где К — удельное сопротивление; а — глубина пахоты,
см; б — ширина захвата плуга, см.
133
Выражается удельное сопротив¬
ление в килограммах на 1 см2. В за¬
висимости от механического соста¬
ва, физико-химических свойств,
влажности и агрохозяйственного
состояния удельное сопротивление
почвы изменяется в пределах от 0,2
до 1,2 кг/см2.
Наименьшим удельным сопротив¬
лением характеризуются не насы¬
щенные основаниями почвы легкого
механического состава (супесчаные
и песчаные), самым большим — тя¬
желосуглинистые и глинистые поч¬
вы солонцового типа, содержащие
свыше 20—30% натрия от емкости
поглощения (табл. 43). Существен¬
ное влияние на удельное сопротив¬
ление оказывает увлажнение почвы.
Максимальное удельное сопротив¬
ление наблюдается при влажности,
близкой к влажности устойчивого
завядания, минимальное —при средней увлажненности почвы (рис. 14).
На различных угодьях величина удельного сопротивления сущест¬
венно изменяется. При обработке целинных и старозалежных земель
она возрастает на 45—50 % по сравнению со старопахотными почвами.
На почвах под пропашными удельное сопротивление значительно
меньше, чем под зерновыми культурами и многолетними травами.
Удельное сопротивление зависит также от засоренности почв (особенно
корневищными сорняками). Почвы с хорошей структурой при прочих
равных условиях оказывают меньшее сопротивление при обработке, чем
бесструктурные.
43. Удельное сопротивление различных почв СССР
11очвы
Механический состав
Угодье
Удельное соп¬
ротивление,
кг/см2
Авторы
Дерново-подзолистая
Глина
Пашня
0,68
Л. Ф. Про¬
нин
То же
Суглинок тяжелый
»
0,48
> средний
»
0,35
*
> легкий
>
0,27
>
Супесь
>
0,18
Чернозем обыкновен¬
Глина
Целина
0,7—0,8
И. Б* Ревут
ный
Суглинок
»
0,6—0,8
То же
»
Пашня
0,4-0,5
Чернозем солонце¬
ватый
Глина
»
0,82
Л. Ф. Пронин
Солонец
»
Целина
1,21
Д. И. Сарана
»
Суглинок
»
0,90
Серозем
Суглинок тяжелый
Пашня орошае¬
мая
0,49
Л. Ф. Пронин
>
Суглинок средний
То же
0,41
»
Суглинок легкий
»
0,34
>
Суглинок тяжелый
Пашня неоро¬
шаемая
0,42
>
Суглинок
То же
0,34
>
Суглинок легкий
»
0,27
кг/смг
Рис. 14. Зависимость удельного сопро-
типления дсрново-иодзолистой почвы от
ее влажности (по П. У. Бахтину):
1 — экспериментальная кривая; 2 — расчетная
кривая.
134
44. Влияние различных приемов обработки на физические свойства
дерново-подзолистой почвы и урожай (по И. II. Макарову, 1962)
Приемы обработки
Плотность
Твердость почвы,
кг/см*
Урожай,
ц. с 1 га
почвы в слое
25—35 см,
г/см3
0—10
см
10—25
см
25-35
см
1-я куль¬
тура-кар¬
тофель
2-я куль¬
тура—овес
Вспашка плугом на 22—25 см
Вспашка плугом па 25 см+
Н-рыхление на 15 см
1,54
1,28
11,4
9,8
21,9
19,7
22,6
18,5
149,4
175,6
25,0
27,10
Влияние многих причин на величину удельного сопротивления вы¬
зывает изменение этого показателя в пределах только одной почвенно¬
климатической зоны в 4—5 раз, что необходимо учитывать при плани¬
ровании норм выработки машинно-тракторного парка, затрат горючего
и смазочных материалов.
Сопротивление почв при обработке вызывает неодинаковый износ
трущихся частей сельскохозяйственных машин. Обнаружена прямая
зависимость степени износа от механического состава почв и содержания
в них различных элементов. Так, износ лемехов увеличивается от повы¬
шения содержания в почве частиц крупного и среднего песка.
Общие физические и физико-механические свойства почв могут из¬
меняться при сельскохозяйственном использовании их в результате аг¬
ротехнического, химического и биологического воздействия.
Агротехнические приемы (вспашка, культивация, прикатывание и
др.) значительно изменяют плотность и общую пористость пахотного
и подпахотного горизонтов почв, их удельное сопротивление. В резуль¬
тате применения различных агротехнических приемов верхние горизон¬
ты почв приобретают благоприятное строение. Оптимальная плотность
пахотного слоя почвы определяется биологическими особенностями
сельскохозяйственной культуры, а также погодными условиями.
Г. Б. Гальдин (1963), исследуя влияние прикатывания на урожай яро¬
вой пшеницы, показал, что для выщелоченных черноземов Пензенской
области оптимальная плотность составляет 1,11 —1,14 г/см3. При такой
плотности в засушливый год урожай повысился на 26% но сравнению с
контролем (плотность почвы 1,04 г/см3), тогда как во влажные годы
прикатывание не дало эффекта. Использование различных агротехни¬
ческих приемов вызывает изменение физических свойств всего корнео¬
битаемого слоя почвы. При постоянной глубине обработки сильно уп¬
лотняется подпахотный слой — образуется плужная подошва, которая
нарушает водопроницаемость и газообмен почвы, затрудняет развитие
корневой системы. Подпахотное рыхление способствует устранению
неблагоприятных физических свойств почвы (табл. 44).
Химические приемы мелиорации изменяют состав поглощенных ос¬
нований и весь комплекс физических и физико-химических свойств
почв. К наиболее распространенным химическим приемам улучшения
физических свойств почв относятся известкование кислых почв, гипсо¬
вание солонцов, внесение искусственных клеящих веществ (полимеров).
В результате известкования почва становится более структурной, в ней
увеличивается водопроницаемость и уменьшается плотность.
Гипсованием устраняется щелочная реакция солонцовых почв,
улучшаются их физические свойства и структура. Твердость, сопротив¬
ление при обработке, липкость и другие физико-механические свойства
в результате замещения поглощенного натрия на кальций становятся
более благоприятными в агрономическом отношении.
135
45. Влияние приемов окультуривания на физические свойства
дерново-подзолистой почвы (по II. С. Авдонину и др., 1961)
Пористость, %
Средняя
водопро¬
ницае¬
мость.
мм/мин
Процент
Вариант опыта
Плот¬
ность,
г/см-*
общая
капил¬
лярная
некапил¬
лярная
водопроч¬
ных агре¬
гатов
крупнее
0,5 мм
Контроль
1,38
48.4
50.5
38,5
9,9
0,89
42,7
Люпин на зеленое удобрение, из¬
весть (1 т/га)
1,28
39,0
11,5
1,18
42,9
Торфокомпост (40 т/га), известь по
полной гидролитической кислотности
1,27
51,6
40,8
10,8
1,82
48,4
Навоз (40 т/га), известь по полной
гидролитической кислотности
1,28
51,5
38,9
12,6
1,58
48,5
Биологические приемы улучшения физических свойств почв — это
воздействие культурной растительности, посев сидератов, внесение
органических удобрений. Химическую мелиорацию почв (известкова¬
ние, гипсование) необходимо проводить совместно с применением орга¬
нических удобрений. В результате такого комплексного воздействия
почва значительно изменяет плодородие. По исследованиям А. М. Мо-
жсйко (1964), одновременное внесение навоза, минеральных удобрений
и гипса на корковых солонцах утраивало урожай зерновых культур.
Одновременное внесение органических удобрений и известкование де-
рново-подзолистой слабоокультуренной почвы привело к повышению
водопрочности структуры, снижению плотности почвы и увеличению ее
пористости (табл. 45).
Общие физические и физико-механические свойства пахотных почв
улучшаются также и при посеве многолетних трав.
ГлаваХ
ВОДНЫЕ СВОЙСТВА И ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ
Вода — один из незаменимых факторов, определяющих жизнедея¬
тельность организмов. Ей принадлежит важнейшая роль в выветривании
горных пород и почвообразовании. Роль воды в почвообразовательном
процессе настолько существенна, что Г. Н. Высоцкий сравнивал ее с
кровью организма.
В результате перемещения водой органических, органо-минераль-
ных и минеральных соединений формируется почвенный профиль.
Нормальное развитие растений и почвенных микроорганизмов не¬
возможно без достаточного количества влаги. Для создания 1 г сухого
вещества растения расходуют от 200 до 1000 г воды.
Вода, как терморегулирующий фактор, определяет расход тепла
из почвы и растений вследствие испарения и транспирации. С влаж¬
ностью почвы тесно связаны ее физико-механические свойства (твер¬
дость, крошение, липкость и др.). Передвижение влаги в почве и по ее
поверхности обусловливает некоторые процессы, которые отрицательно
влияют на плодородие (эрозия, вынос из верхних слоев питательных
элементов).
Водные свойства и водный режим почв обстоятельно освещены в
трудах А. А. Измаильского, Г. Н. Высоцкого, П. С. Коссовича, А. Ф. Ле¬
бедева, А. А. Роде, Н. А. Качинского, С. И. Долгова, Ф. Цункера и
других ученых.
СВОЙСТВА И ФОРМЫ ПОЧВЕННОЙ ВЛАГИ
Поступающая в почву влага подвержена воздействию сил различ¬
ной природы, под действием которых она может либо передвигаться в
разных направлениях, либо задерживаться. Такими силами являются
сорбционные, осмотические, менисковые и гравитационные.
Молекулу воды рассматривают как диполь, т. е. она имеет два по¬
люса, несущих заряды противоположного знака. Эти полюсы обусловли¬
вают способность диполей ассоциироваться друг с другом, притягиваться
ионами и коллоидными частицами (гидратировать их). Гидратация
выражается в образовании водной оболочки вокруг ионов и коллоидных
частиц. Гидратация почвенных частиц связана с сорбцией парообразной
и жидкой влаги.
Проникновение воды через полупроницаемую перепонку в растворе
называется осмосом. Давление, развивающееся в сосуде с полупрони¬
цаемой стенкой, называется осмотическим. Оно вызывается взаимным
притяжением между частицами растворенного вещества и растворителя
(И. А. Каблуков, 1936) и наблюдается в двух случаях: 1) когда взаи¬
модействуют вода и обменные катионы; 2) когда почвенный раствор
имеет неодинаковую концентрацию в различных участках почвенного
профиля.
Обменные катионы, находящиеся на поверхности коллоидных
частиц, притягивают из почвенного раствора молекулы воды, которые
создают вокруг катионов водную оболочку, способную отжать их от
поверхности почвенных частиц. Отжимающее усилие и рассматривает¬
ся как проявление осмотического давления. В почвенной толще вода
передвигается от участков с низкой концентрацией раствора к участку
с более высокой концентрацией. Ричардс (1961), подчеркивая свойство
раствора большей концентрации вызывать передвижение к себе воды
137
из раствора меньшей концентрации, предложил называть осмотическое
давление всасывающим давлением раствора.
Менисковые, или капиллярные, силы обусловливаются поверхност¬
ным натяжением воды. Молекулы ее поверхностного слоя находятся
под влиянием односторонне направленного притяжения, которое оказы¬
вает давление на всю массу жидкости. Для воды оно достигает 11-108
Па (А. А. Роде, 1965). Поэтому поверхность воды обладает некоторым
количеством свободной поверхностной энергии, величина которой про¬
порциональна поверхности жидкости. Так как свободная энергия стре¬
мится к наименьшему значению, то это выражается в стремлении к
максимальному уменьшению поверхности жидкости.
Вода хорошо смачивает большинство тел. Явление смачивания вы¬
зывает искривление поверхности жидкости у стенок сосуда, в ко¬
торой заключена вода. Если сосуд большого диаметра, то значитель¬
ная часть поверхности остается плоской, а искривляется в силу смачи¬
вания только край ее.
В сосудах малого диаметра искривление поверхности жидкости у
стенок вызывает образование мениска, имеющего для воды вогнутую
форму. Мениски образуются лишь в трубках с очень малым поперечни¬
ком (капиллярах). Чем меньше диаметр капилляра, тем больше кри¬
визна .мениска.
Искривление поверхности ведет к изменению поверхностного дав¬
ления. Оно уменьшается при образовании вогнутого мениска и увели¬
чивается при образовании мениска выпуклой формы (для несмачиваю¬
щих жидкостей). С уменьшением поверхностного давления в менисках
тонких нор связана высота капиллярного поднятия жидкости.
Высоту капиллярного поднятия воды вычисляют по формуле Жю-
рена:
н=-^г> 0)
rgd
где Н — высота капиллярного поднятия, м; а — величина поверхност¬
ного натяжения воды (7,4-10—2 Н/м); г — радиус капилляра, см; g—ус¬
корение силы тяжести (9,8 м/с); d — плотность воды (1 г/см3).
Подставляя в формулу известные значения, получаем обратную
зависимость высоты капиллярного поднятия от радиуса капилляра:
Я = АН. (2)
г
Гравитационные силы главным образом влияют на влагу, сосре¬
доточенную в крупных норах почвы.
В природных условиях влияние отдельных сил на почвенную влагу
очень трудно разграничивается. Для характеристики совокупности
сил различной природы введено понятие термодинамического потен¬
циала почвенной влаги. Полный термодинамический потенциал поч¬
венной влаги является суммой четырех частных потенциалов: осмоти¬
ческого, гравитационного, капиллярно-сорбционного и пневматического,
или потенциала внешнего газового давления.
Почва, полностью насыщенная влагой и не содержащая солей,
имеет потенциал почвенной влаги, близкий к нулю. По мере иссуше¬
ния потенциал возрастает и почва приобретает способность при со¬
прикосновении с чистой водой поглощать ее, всасывать в себя. Такая
способность получила название сосущей силы почвы (В. Г. Кор¬
нев).
Сосущая сила ночвы измеряется в сантиметрах водяного столба.
Для сухой почвы сосущая сила достигает огромной величины—107 см
138
46. Водно-физические свойства верхних горизонтов нескольких почв
и отвечающие им величины pF (по С. И. Долгову, 1948)
Наименьшая влагоемкость
Влажность завядания
Почва
влаж¬
ность, %
всасывающее
давление, Па
PF
влаж¬
ность,
%
всасывающее
давление, Па
PF
Подзолистая, суглинистая
Чернозем типичный глинистый
Краснозем
22,0
40,7
49,5
0,55-Ю6
0,40*105
0,14-105
2,74
2,60
2,15
8,6
23,8
23,1
9,1-10»
21.6-105
34.6-105
3,96
4,33
4,54
водяного столба. В связи с тем что пользоваться величинами такого
порядка неудобно, Скофильд (1935) предложил выражать величины
сосущей силы их логарифмами. Он рассматривал сосущую силу как ве¬
личину энергии данной почвы, выраженную в единицах давления—сан¬
тиметрах водяного столба. Обозначив свободную энергию символом
F, Скофильд предложил логарифм этой величины обозначить симво¬
лом pF.
Следовательно, pF — это логарифм всасывающего давления. При
свободной энергии, соответствующей 1033 см водяного столба, pF ра¬
вен 3. У полностью насыщенной водой почвы pF-*-0.
По мере иссушения почвы величина pF стремится к своему верх¬
нему пределу, равному 7 (табл. 46).
Как видно из таблицы 46, почвенно-гидрологическим константам
(наименьшая влагоемкость, влажность завядания, а также другим), ха¬
рактеризующим водные свойства почв, соответствуют различные значе¬
ния влажности в зависимости от типа почвы, ее механического состава.
Если же их выразить через величину pF, то интервал колебаний этой
величины в различных почвах будет небольшой. Так, исследованиями
установлено, что влажность завядания независимо от генетических
особенностей почвы характеризуется средней величиной pF, равной 4,2;
влажность, соответствующая максимальной гигроскопичности — 4,8;
для влажности, равной наименьшей влагоемкости, — около 2,7. Таким
образом, почвы с одинаковыми или близкими значениями pF характе¬
ризуются близкими значениями подвижности влаги и ее доступности
для растений.
Определение pF с помощью тензиметров находит широкое приме¬
нение для характеристики степени увлажнения почв в условиях орошае¬
мого земледелия.
Почвенная влага удерживается с различной силой, характеризу¬
ется неодинаковой подвижностью, обладает разными свойствами. Поч¬
венную воду принято делить на категории, формы и виды (А. А. Роде,
1965).
Выделяются следующие основные категории почвенной влаги,
различающиеся между собой прочностью связи с твердой фазой поч¬
вы и степенью подвижности.
1. Кристаллизационная (конституционная) влага—отличается ис¬
ключительно высокой прочностью связи и неподвижностью.
2. Твердая влага — лед. Неподвижная влага.
3. Парообразная влага — передвигается в форме водяного пара от
участков с высокой абсолютной упругостью к участкам с более низ¬
кой упругостью; может пассивно передвигаться с током воздуха.
4. Прочносвязанная влага — весьма прочно удерживается адсорб¬
ционными силами, присущими почвенным частицам, образует на по¬
верхности их тонкую пленку толщиной в 2—3 молекулы. Может пере¬
двигаться лишь в парообразном состоянии.
139
5. Рыхлосвязанная влага — удерживается на
поверхности тонких пленок прочносвязанной во¬
ды силой ориентированных молекул (диполей
воды), а также за счет гидратирующей способ¬
ности обменных катионов. Образует вокруг поч¬
венных частиц пленку, толщина которой может
Рис. 15. Водная манжета достигать десятков молекулярных диаметров
>шро^^а«ны^Г)частшц^ воды- ПсРеАвигается под влиянием сорбционных
ии (по А. А. Родс). сил- „
6. Свободная влага не связана силами при¬
тяжения с почвенными частицами, передвигает¬
ся под действием капиллярных и гравитационных сил.
Свободная влага делится на три формы —подвешенная, под¬
пертая гравитационная и свободная гравитацион¬
ная. Для подвешенной влаги характерно отсутствие гидрологической
связи с постоянным или временным водоносным горизонтом. Подпер¬
тая гравитационная влага удерживается из-за близкого залегания
грунтовых вод, подпирающих снизу воду в капиллярах и более круп¬
ных порах почвы. Свободная гравитационная влага находится преи¬
мущественно в крупных порах почвы и передвигается исключительно
под влиянием силы тяжести. Подвешенная форма влаги встречается
в четырех видах — стыковая капиллярноподвешенная, внутриагрегат-
ная капиллярноподвешенная, насыщающая капиллярноподвешенная,
сорбционнозамкнутая (А. А. Роде, 1965).
Стыковая капиллярноподвешенная влага находится в виде ра¬
зобщенных скоплений вокруг точек соприкосновения твердых частиц
(рис. 15); характеризуется отсутствием гидростатической сплошности,
удерживается капиллярными силами.
Внутриагрегатная капиллярноподвешенная влага находится
в капиллярах, пронизывающих агрегаты; удерживается капиллярными
силами.
Насыщающая капиллярноподвешенная влага целиком заполня¬
ет тонкие поры почвы, удерживается капиллярными силами и силами
смачиваемости первоначально сухой почвы.
Сорбционнозамкнутая влага находится в виде микроскоп-
лений в некапиллярных порах, изолированных перемычками и пробка¬
ми из связанной воды; удерживается сорбционными силами.
Подпертая гравитационная влага делится на подперто-подвешен-
ную капиллярную и подпертокапиллярную.
Подперт о-п одвешенная капиллярная влага находится в
мелкопористых слоях почвы, подстилаемых более легкими и более
крупнопористыми слоями; удерживается капиллярными силами.
Подперто капиллярная влага находится в капиллярах, под¬
пираемых грунтовыми водами или верховодкой; удерживается капил¬
лярными силами.
Свободная гравитационная влага также встречается в двух видах—
просачивающаяся и влага водоносных горизонтов.
Просачивающаяся — свободная гравитационная влага, ко¬
торая передвигается при нисходящем токе под влиянием силы тяжести.
Влага водоносных горизонтов удерживается вследствие
непроницаемости водоупорного слоя.
При наличии в почвенном профиле горизонтов или прослоек с
пониженной водопроницаемостью они могут способствовать временно¬
му образованию в период повышенного увлажнения свободной грави¬
тационной влаги, которая называется почвенная верхо¬
водка.
140
Верховодка и почвенные воды обнаруживаются при бурении и коп¬
ке шурфов, а также в виде «зеркала» свободной воды, т. е. водной по¬
верхности в колодцах, скважинах и т.п. Выше «зеркала» формируется
зона капиллярного насыщения, которая называется капиллярной
каймой.
Границы значений влажности, характеризующие пределы появле¬
ния различных категорий и форм почвенной влаги, называются поч-
венно-гидрологическими константами. А. А. Роде (1965) рассматривает
почвенно-гидрологические константы как точки на шкале влажности
почвы, при которых количественные изменения в подвижности влаги
переходят в ее качественные отличия. В агрономической практике ве¬
личинами почвенно-гидрологических констант характеризуются
пределы доступности влаги для растений. Выделяют шесть основных
почвенно-гидрологических констант, которые выражают в процентах
от массы или объема почвы (рис. 16).
1. Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ)—наиболь¬
шее количество прочносвязанной воды, удерживаемое силами адсорб¬
ции; влага недоступна для растений.
2. Максимальная гигроскопичность (МГ) — наибольшее количест¬
во влаги, которое почва может сорбировать из воздуха, почти насы¬
щенного водяным паром (при относительной влажности воздуха более
94%); влага недоступна растениям.
3. Почвенная влажность устойчивого завядания растений (ВЗ) —
влажность, при которой растения начинают обнаруживать признаки
завядания, не исчезающие при перемещении растений в атмосферу, на¬
сыщенную водяными парами; нижний предел
доступности растениям влаги.
4. Влажность разрыва капиллярной связи
(ВРК) — влажность почвы, лежащая в ин¬
тервале между наименьшей влагоемкостью
(НВ) и почвенной влажностью устойчивого
завядания растений (ВЗ), при которой под¬
вижность подвешенной влаги в процессе ис¬
сушения резко уменьшается.
5. Наименьшая, или предельная полевая,
влагоемкость (НВ или ППВ) — максимальное
количество капиллярноподвешенной влаги.
6. Капиллярная влагоемкость (КВ) —
максимальное количество капиллярноподпер-
той влаги.
7. Полная влагоемкость, или полная во-
довместимость (ПВ) — наибольшее количест¬
во воды, которое может содержаться в почве
при заполнении всех ее пор.
Для развития растений наиболее благо¬
приятна влажность почвы в интервале ВРК—
НВ. В интервале НВ —ПВ ухудшается газо¬
обмен, и такое увлажнение является избыточ¬
ным. При влажности почвы, соответствующей
величинам в интервале ВРК—ВЗ, влага труд¬
нодоступна для растений, и их продуктивность
при этом заметно снижается.
Содержание воды в почве определяют
различными методами. Широко применяется
весовой метод: навеску почвы высушивают
при температуре 100—105 °С и по потере в
Рис. 16. Категории воды и
поч вен н о-ги дролитические
константы (но А. А. Родс),
141
массе рассчитывают влажность в весовых или объемных процентах по
отношению к сухой почве.
ВОДНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
Важнейшими водными свойствами почв являются водоудерживаю¬
щая способность, водопроницаемость и водоподъемная способность.
Водоудерживающая способность — свойство почвы удерживать то
или иное количество воды, обусловленное действием сорбционных и
капиллярных сил.
Сорбция воды (способность поглощать влагу) тем сильнее прояв¬
ляется в почве, чем больше ее дисперсность. Сорбция зависит от ме¬
ханического, минералогического и химического состава почвы, а также
от ее гумусированности. Различают хемосорбцию, сорбцию парообра¬
зной воды и адсорбцию жидкой влаги.
Хемосорбция протекает при образовании новых соединений почвы,
в состав которых входят молекулы воды. Энергия поглощения при
хемосорбции исключительно велика, и сорбированная влага закрепля¬
ется весьма прочно.
Почва из всех газов и паров, соприкасающихся с ее частицами,
независимо от парциального давления наиболее интенсивно поглощает
пары воды, так как они лучше других «смачивают» почву и тем самым
максимально уменьшают свободную энергию твердых частиц.
Свойство почвы сорбировать парообразную влагу называется гигро¬
скопичностью, а поглощенная влага — гигроскопической (Г). Чем боль¬
ше воздух насыщен парами воды, тем больше ее поглощается почвой.
При низкой относительной влажности воздуха (20—40 %) образуется
монослой сорбированной влаги; при дальнейшем насыщении воздуха
парами воды количество поглощаемой влаги увеличивается. Когда
относительная влажность воздуха приближается к 100%, почва насы¬
щается водой до величины, называемой максимальной гигроскопич¬
ностью (МГ).
Величина гигроскопичности зависит от дисперсности, минералоги¬
ческого состава, гумусированности и состава обменных оснований поч¬
вы. Чем тяжелее почва, чем больше в ней коллоидных частиц и гумуса,
тем выше ее вигроскопичность (табл. 47).
Влияние минералогического состава на сорбцию водяных паров
особенно проявляется при высокой влажности воздуха (более 95 %):
монтмориллонит поглощает влаги больше, чем иллит и каолинит.
Между гигроскопичностью и емкостью обмена почв обнаруживается
закономерная зависимость: по мере увеличения емкости поглощения
увеличивается содержание гигроскопической влаги.
47. Гигроскопичность и максимальная гигроскопичность почв в зависимости
от их механического состава и гумусированности
Почва
ГенетическиА
горизонт
Глубина взя¬
тия образца,
см
Содержа¬
ние илис¬
тых час¬
тиц
Содержа¬
ние гу¬
муса
г
МГ
%
Чернозем обыкновенный средне¬
2—12
34,92
6,65
5,19
8,88
мощный тяжелосуглинистый на
1*
30—40
33,56
4,92
5,07
8,84
лёссовидных отложениях (Сара¬
В* .
57—67
33,14
1,87
4,12
8,22
товская область)
с
140—150
24,56
0,50
2,71
6,37
Дерново-сильноподзолистая лег¬
Ац
2—14
7,59
2,45
1,68
3,98
косуглинистая на моренных отло¬
А,
36—46
2,87
0,29
0,90
2,08
жениях (Московская область)
в,
60—70
22,44
0,49
3,25
6,97
в*
74—84
16,52
0,08
2,67
5,65
142
Рис. 17. Сорбция воды почвой (по Н. А. Ка-
чинскому):
/ — почвенная частица; 2 —слой прочносвязан¬
ной. строго отрицательной воды; 3 — слой рмхло-
связанной, слабо отрицательной воды; 4 - вода
капиллярной конденсации.
Состав поглощенных катио¬
нов также влияет на количество
сорбированной воды. Однако
сорбция водяных паров в боль¬
шей степени обусловливается
ориентацией диполей воды на
поверхности глинистых минера¬
лов, чем гидратацией обменных
катионов.
Энергия поглощения почвой
водяных паров составляет
700 • 10-7—1400-10"7 Дж/см2
(И. Н. Антипов-Каратаев, 1947).
Поэтому гигроскопическая влага
относится к категории прочносвя¬
занной, недоступной растениям.
Сорбция водяных паров при
высокой относительной влажно¬
сти воздуха (более 80%) сопро¬
вождается капиллярной конден¬
сацией. Последняя проявляется
на стыках между почвенными частицами, где скапливается сорбирован¬
ная влага. Конденсация происходит по той причине, что упругость пара
над вогнутой поверхностью меньше, чем над плоской.
Почва, насыщенная влагой до состояния максимальной гигроско¬
пичности, при соприкосновении с водой сохраняет способность притяги¬
вать новые порции ее. Такая сорбированная влага удерживается почвен¬
ными частицами с меньшей силой, чем гигроскопическая, и поэтому
она получила название рыхлосвязанной воды (рис. 17).
Вследствие сорбции парообразной и жидкой влаги на поверхности
почвенных частиц образуется водная оболочка. Непосредственно к поч¬
венным частицам примыкает прочносвязанная влага слоем около двух
диаметров молекул воды (А. А. Роде, 1965). Остальная оболочка тол¬
щиной в десятки молекулярных диаметров состоит из рыхлосвязанной
влаги, удерживаемой силами последовательной ориентации диполей
воды.
Процесс многослойной сорбции влаги протекает неодинаково для
почв разного механического состава. В песчаных почвах, имеющих
малую удельную поверхность и большой размер пор, многослойная
сорбция дает пленку рыхлосвязанной воды толщиной в десятки моле¬
кулярных диаметров, тогда как в суглинистых и глинистых повах, где
частицы отличаются большей удельной поверхностью, а величина пор
малая, сорбированная влага растекается по большей поверхности, но
образует мало (8—10) молекулярных слоев.
Важной гидрологической характеристикой является влажность
устойчивого завядания растений (ВЗ). Она может быть определена
прямым методом в опытах с растениями; чаще ее определяют расчет¬
ным путем, умножая показатель МГ на коэффициент 1,5. Влажность
устойчивого завядания зависит главным образом от механического сос¬
тава, плотности почвы, состава поглощенных катионов, засолен¬
ности.
Данные таблицы 48 показывают, что с увеличением плотности поч¬
вы величина влажности устойчивого завядания значительно повышается,
особенно в почвах, тяжелых по механическому составу. Черноземы при
одинаковом механическом составе и плотности содержат больше недос¬
тупной влаги, чем дерново-подзолистые почвы.
143
48. Зависимость влажности устойчивого завядания растений от плотности
пахотного слоя и механического состава почв (в объемных процентах)
(метод проростков, по И. Б. Ревуту, В. Г. Лебедевой, II. А. Абрамову, 1962)
Плотность
г/см3
Дерново-слабоподзо¬
листая супесчаная
Дерново-слабоподзолис¬
тая тяжелосуглинистая
Чернозем типичный
тяжелосуглинистый
1,0
3,8
10,7
13,7
1,1
4,3
13,0
16,8
1,2
4,8
13,2
18,6
1,3
5,1
14,6
19,6
1,4
6,0
15,4
20,4
1,5
5,8
16,8
22,4
1,6
6,4
18,6
22,9
Влажность устойчивого завядания зависит не только от свойств
почвы, но и от биологических особенностей растений и их возраста.
Влагоемкость —количество воды, характеризующее водоудержива¬
ющую способность почвы.
В зависимости от сил, удерживающих влагу в почвах, различают
максимальную адсорбционную, капиллярную, наименьшую (предельную
полевую) и полную влагоемкости.
Максимальная адсорбционная влагоемкость — наи¬
большее количество прочносвязанной воды, удерживаемое сорбцион¬
ными силами.
Капиллярная влагоемкость — максимальное количество влаги,
удерживаемой над уровнем грунтовых вод капиллярными (менисковы¬
ми) силами. Она выражается в процентах от массы или объема почвы.
Величина капиллярной влагоемкости, помимо мощности слоя, зависит
от того, на какой высоте от зеркала грунтовых вод находится слой поч¬
вы: чем меньше эта высота, тем больше капиллярная влагоемкость.
Величина ее обусловлена общей и капиллярной пористостью, а также
плотностью почвы.
С капиллярной влагоемкостью связано важное в агрономической
практике понятие капиллярной каймы — слоя подпертой влаги
между уровнем грунтовых вод и верхней границей фронта смачивания
почвы.
Наименьшая влагоемкость соответствует такой влажности, ко¬
торая сохраняется в почвогрунте, не испытывающем капиллярного
подтока влаги после стекания избыточной воды, поступающей к повер¬
хности почвы. Это максимальное количество воды, фактически удержи¬
ваемое почвой в природных условиях в состоянии равновесия, когда
устранено испарение и дополнительный приток воды. Величина наи¬
меньшей влагоемкости зависит от механического, минералогического
и химического состава почвы, ее плотности и пористости.
Когда в почве все поры заполнены водой, наступает состояние ув¬
лажнения, называемое полной влагоемкостью или водовмес-
тимостью. При полной влагоемкости влага в почве, находящаяся
в крупных промежутках между твердыми частицами, непосредственно
удерживается зеркалом грунтовых вод или водоупорным слоем. Прак¬
тически в почвах, насыщенных водой до состояния полной влаго¬
емкости, 5—8% порового пространства заполнено «защемленным воз¬
духом».
Учитывая это, водовместимость можно рассчитать по общей пори¬
стости почвы за вычетом объема «защемленного воздуха».
Если отсутствует водоупорный слой и влага в почве не подпирается
грунтовыми водами, излишек ее сверх уровня полевой влагоемкости
144
стекает («проваливается») в глубокие горизонты. Разница между полной
и наименьшей влагоемкостыо называется максимальной водоотдачей.
Водопроницаемость — способность почвы воспринимать и пропус¬
кать через себя воду. Различают две стадии водопроницаемости — впи¬
тывание и фильтрацию. Если поры почвы лишь частично заполнены
водой, то при поступлении воды наблюдается ее впитывание в толщу
почвогрунта; когда почвенные поры полностью насыщены водой, проис¬
ходит фильтрация воды, т. е. движение в условиях сплошного потока
жидкости.
В природе чаще наблюдается движение влаги при неполном насы¬
щении пор водой. Фильтрация может проявляться лишь при выпадении
большого количества осадков, бурном снеготаянии или при орошении
большими нормами. Водопроницаемость почвы измеряется объемом во¬
ды, протекающей через единицу площади поперечного сечения в едини¬
цу времени.
Количество впитывающейся или фильтрующейся воды зависит от
гидравлического напора — высоты столба жидкости, поступающей в
почву, и температуры воды. Для стадии фильтрации водопроницаемость
подчиняется закону Дарси:
Q-K-ГН,
где Q — объем воды, протекающей через единицу площади поперечного
сечения; К — коэффициент фильтрации; ГН — градиент гидравлическо¬
го напора.
Водопроницаемость почв прямо пропорциональна пористости почв
и обратно пропорциональна удельной поверхности почвенных частиц.
Она-также зависит от формы почвенных пор, обусловливающей соотно¬
шение связанной и стыковой влаги в почве. Водопроницаемость заметно
изменяется на почвах разного механического состава: в тяжелых почво-
грунтах она при прочих равных условиях меньше, чем в легких. Водо¬
проницаемость окультуренных почв, отличающихся высокой пористос¬
тью, обычно выше, чем у целинных и неокультуренных распыленных
почв.
На водопроницаемость оказывает большое влияние состав поглощен¬
ных оснований почвы. При содержании значительных количеств пог¬
лощенного натрия почвы быстро набухают и становятся практически
непроницаемыми для воды.
В почвенной толще водопроницаемость характеризуется различной
скоростью. Для каждого интервала времени можно рассчитать среднюю
скорость влаги, инфильтрующейся вниз по профилю почвы:
где v — скорость впитывания и фильтрации, мм/мин; Q — расход воды,
см3; 5 —площадь поперечного сечения, см2; t — время, мин (или ч, с).
Для стадии впитывания v означает скорость впитывания, для стадии
фильтрации — скорость фильтрации.
Н. А. Качинским предложена градация почв по водопроницаемости.
Если почва пропускает за час более 1000 мм воды при напоре ее 5 см и
температуре 10° С, водопроницаемость считается провальной, от 1000 до
500 мм — излишне высокой, от 500 до 100—наилучшей, от 100 до 70 —
хорошей, от 70 до 30 — удовлетворительной, менее 30 мм — неудовлет¬
ворительной.
Скорость фильтрации со временем снижается. Уменьшение ее зави¬
сит от механического состава, водопрочности агрегатов, плотности
сложения и солонцеватости.
10—837
145
49. Скорость подъема воды (см/ч) иа колонках из кварцевого песка различной
крупности (по А. А. Роде, 1965)
Механические фракции, мм
Высота, см
20
50 |
100
0,1—0,05
31
9
0,1
0,05—0,01
26
5
2,8
0,01—0,005
12,5
2.5
2.2
0,005—0,002
4,6
2,0
1.7
<0,002
0,4
0,1
0,08
Водопроницаемости сильно меняется по профилю почвы в зависи¬
мости от различий в механическом составе отдельных слоев. Когда почвы
развиты на легких породах, подстилаемых тяжелыми отложениями,
водопроницаемость резко снижается в подстилающей породе. На тя¬
желых породах, залегающих на песчаных отложениях, водопроницае¬
мость, наоборот, сильно возрастает в нижнем слое.
Водоподъемная способность — свойство почвы вызывать капилляр¬
ный подъем влаги. Стенки почвенных капилляров хорошо смачиваются
водой, поэтому в них создаются вогнутые мениски, на поверхности кото¬
рых развивается поверхностное натяжение. Величина его зависит от
радиуса капилляров. Водоподъемная способность определяется агрега-
тностью, механическим составом и сложением почвы, обусловливающими
ее пористость. Чем тоньше поры почв, тем выше поднимается в них во¬
да. Это правило нарушается в плотных тяжелых почвах, в которых
высота капиллярного подъема уменьшается из-за заполнения поровых
пространств связанной водой. Максимальная высота капиллярного
подъема для песчаных почв 0,5—0,7 м, для суглинистых 3—6 м.
Большое практическое значение, кроме высоты капиллярного под¬
нятия, имеет скорость этого процесса. Она в значительной степени зави¬
сит от радиуса капилляров почвы, а также от вязкости воды, обуслов¬
ливаемой ее температурой. Если высота капиллярного подъема с умень¬
шением радиуса капилляров возрастает, то скорость подъема уменьша¬
ется (табл. 49).
Скорость капиллярного подъема на разных уровнях неодинакова:
по мере поднятия капиллярной влаги скорость передвижения ее умень¬
шается.
Степень минерализации грунтовых вод оказывает значительное
влияние на скорость капиллярного подъема. Засоленные грунтовые
воды в отличие от пресных характеризуются более высокими скоростя¬
ми капиллярного поднятия.
' Благодаря капиллярным явлениям и водоподъемной способности
почв грунтовые воды оказывают большое влияние на почвообразование
и развитие агрономических свойств почв. Воздействие грунтовых вод
на почвообразование обусловливается их ролью в водном балансе,
а также влиянием растворенных в воде солей на процессы, протекаю¬
щие в почве. Грунтовые воды могут ухудшать плодородие почв. В случае
переувлажнения (в результате капиллярного подтока влаги) в почвах
развиваются восстановительные процессы, приводящие к частичному или
сплошному оглеению их горизонтов. Повышенная минерализация грун¬
товых вод может вызвать при их капиллярном подъеме засоление почв.
ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ
Водным режимом называется совокупность всех явлений поступле¬
ния влаги в почву, ее передвижения, удержания в почвенных горизон¬
тах и расхода из почвы.
146
Основные источники увлажнения почвы — осадки и грунтовые воды.
Влага в почве постоянно движется — поглощается растениями, испаря¬
ется в воздух, перемещается в глубокие горизонты. Временами наблю¬
дается ее аккумуляция в почве в результате конденсации паров воды,
восходящих токов из глубоких горизонтов и других статей водного
баланса.
Водный баланс — количественное выражение водного режима почв.
Водный баланс рассматривается как итог, учитывающий начальные и
конечные запасы влаги в почве и все статьи прихода и расхода ее за оп¬
ределенный период. Принимая во внимание основные статьи прихода и
расхода влаги в почве, общее уравнение водного баланса выражают
формулой:
+ Вк + Вп р + Вб = ЕИСП + Ет + В„ + Вц + Вс + Bl, (1)
где Во — запас влаги в почве в начале наблюдения; Ос — сумма осадков
за весь период наблюдения; ВГ — количество влаги, поступающей из
грунтовых вод; Вк — количество влаги, конденсирующейся из паров во¬
ды; Впр— количество влаги, поступающей в результате поверхностного
притока воды; Be — количество влаги, поступающей от бокового притока
почвенных и грунтовых вод; Енсп—количество влаги, испарившейся с
поверхности почвы за весь период наблюдения; физическое испарение;
Ет — количество влаги, расходуемой на транспирацию (десукция);
В и — влага, инфильтрующаяся в почвенно-грунтовую толщу; Вп — коли¬
чество воды, теряющейся в результате поверхностного стока; Вс — вла¬
га, теряющаяся при боковом внутрипочвенном стоке; В\ — запас влаги
. в почве в конце периода наблюдения.
Величина левой части уравнения — приходные статьи баланса, пра¬
вой части — расходные.
В большинстве случаев не наблюдается прогрессирующего увлаж¬
нения или иссушения территории, и уравнение водного баланса равно
нулю: приход и расход воды в почве равны между собой.
Водный баланс характеризуется годовыми циклами, когда через
годичный период процессы поступления и расхода влаги повторяются.
Если в климате не отмечается существенных изменений, запасы во¬
ды в начальный и конечный периоды цикла можно принять за равные
величины: В0=В\. Для склоновых элементов рельефа количество влаги,
поступающей от бокового притока почвенных и грунтовых вод, равно
количеству влаги, теряющейся при боковом стоке: Вв=Вс. Содержание
конденсирующейся в почве влаги по сравнению с другими статьями ба¬
ланса очень малсГ и в практических расчетах не принимается во внима¬
ние (Вк-»"0).
С учетом сделанных допущений уравнение водного баланса приоб¬
ретает следующий вид:
Ос + Вг + Впр = £исп + Ет + В„ + В„. (2)
Водный баланс может быть составлен применительно к разным
почвенным слоям, всей толще почвы или до определенной глубины.
Вычисление водного баланса может быть выполнено в различных еди«
ницах. Чаще всего запасы влаги, статьи прихода и расхода ее в почве
вычисляют в миллиметрах водного слоя в кубических метрах на 1 га.
Содержание влаги вычисляют отдельно для каждого генетического
горизонта почвы, так как плотность и влажность сильно изменяются по
различным слоям почвенного профиля. Запасы воды в отдельном гене¬
тическом горизонте определяют по формуле:
В = e-dp-W,
ю*
147
где В — запас воды (м3 на гектар) для слоя Я; а — весовая влажность,
%; dv — плотность, г/см3; Я— мощность горизонта, см.
Для пересчета запасов воды, вычисленных в м3/га, в миллиметры
водного слоя, необходимо ввести коэффициент 0,1, так как запас воды
в 1 мм водного слоя равен запасу в 10 м3 воды на гектар.
Запасы воды в почве, учитываемые в течение вегетационного перио¬
да, позволяют судить об обеспеченности влагой сельскохозяйственных
растений.
При вычислении запасов воды и составлении годового водного ба¬
ланса необходимо правильно определить суммарную мощность почвен¬
но-грунтовой толщи, к которой относятся расчеты.
Расчетная мощность почвогрунтов прежде всего определяется глу¬
биной проникновения корневой системы. Корни лесных и плодовых мно¬
голетних растений распространяются на глубину 6—10 м, корни некото¬
рых травянистых многолетников (люцерна, верблюжья колючка и др.)
4—б м; корни злаковых растений распространяются до 1,5—2 м.
При составлении годового водного баланса необходимо также учи¬
тывать глубину залегания грунтовых вод. Принимая во внимание капил¬
лярный подъем влаги в тонкопористых почвогрунтах на высоту 4—6 м,
расчеты по водному балансу при залегании уровня грунтовых вод на 5—
10 м следует вести на всю эту толщу, т.е. до уровня грунтовых вод.
Когда грунтовые воды залегают глубоко и нет капиллярного влияния
их на почвенную толщу, мощность ее определяется слоем ежегодного
промачивания осадками. В этом случае мощность толщи превышает у
черноземов суглинистых 2—2,5 м.
В агрономической практике важно учитывать общий и полезный за¬
пасы воды в почве.
Общий запас воды (ОЗВ) — суммарное ее количество на заданную
мощность почвы, выраженное в кубических метрах на 1 га (или мил¬
лиметрах водяного столба). Он может быть рассчитан по формуле:
ОЗВ м8/га = (ax'dox-Ях) + + ... + (aa-doa-Hn),
где вь Об, Я1—соответственно весовая влажность, плотность и мощ¬
ность первого слоя; аг, ОВ2, Яг — то же, второго слоя и т. д.
Полезный запас воды в почве (ПЗВ) — суммарное количество про¬
дуктивной, или доступной растениям, влаги в толще почвогрунта.
Чтобы рассчитать полезный запас влаги в почве, нужно вычислить
ОЗВ и запас труднодоступной влаги (ЗТВ). Последний в почве вычис¬
ляют аналогично общему запасу, но вместо полевой влажности по тем
же горизонтам берут влажность устойчивого завядания растений (ВЗ):
ЗТВ м3/га = (ВЗ^-НД + (B3rd02-HJ + ... + (B3n-doa-Hn).
Разность между ОЗВ к ЗТВ дает количество полезной воды в почве:
ПЗВ — ОЗВ — ЗТВ.
По А. М. Шульгину (1967), оптимальный запас продуктивной влаги
в метровом слое почвы в период вегетации находится в пределах от
100 до 200 мм, а в пахотном слое — от 20 до 50 мм.
Типы водного режима почв. Водный баланс складывается неодина¬
ково для различных почвенно-климатических зон и отдельных участков
местности. В зависимости от соотношения основных статей годового
водного баланса может наблюдаться несколько типов водного режима
почв. Численное значение годового водного баланса прежде всего опре¬
деляется соотношением величины инфильтрации (Ви)и количества ис¬
паряющейся из почвы влаги (ЕИсп). Основоположник учения о типах вод¬
ного режима почв Г. Н. Высоцкий (1934) выделял три варианта такого
148
соотношения: 1) испарение меньше инфильтрации воды в почву — про¬
мывной тип водного режима; 2) испарение равно инфильтрации воды
В'лочву — непромывной тип водного режима; 3) испарение больше ин¬
фильтрации воды в почву — выпотной тип водного режима.
Применительно к различным природным условиям Г. Н. Высоцким
установлены четыре типа водного режима — промывной, периодически
промывной, нспромывной и выпотной.
Промывной (пермацидный) тип водного режима почв характе¬
рен для местностей, где сумма годовых осадков (Ос) больше величины
испаряемости. В таких условиях избыток осадков будет проникать в
глубокие слои почвы вплоть до грунтовых вод. Тогда поступление воды
из грунтовых вод к поверхности почвы (Вг) будет меньше количества
воды, инфильтрующейся в почвенно-грунтовую толщу (В„).
При зависимости ВИ>ВГ уравнение годового водного баланса (2)
примет вид:
Ос + Вар > Етш + Е, + Вп. (3)
Для выровненных местностей величины поверхностного притока и
стока очень малы, и ими можно пренебречь. Тогда
Ос > Виси + £т, ИЛИ — > 1 • (4)
*ИСП "Г £*
Отношение количества осадков к испаряемости называется годовым
коэффициентом увлажнения (КУ). Для промывного типа водного режи¬
ма КУ>1.
Почвенная толща ежегодно подвергается сквозному промачиванию
до грунтовых вод, так как нисходящие токи преобладают над восходя¬
щими (рис. 18, а).
Промывной тип водного режима характерен для большинства почв
таежно-лесной зоны, влажных субтропических и некоторых других почв.
Непромывной, или замкнутый (импермацидный), тип водно¬
го режима почв свойствен местностям, где влага осадков распределя¬
ется только в верхних горизонтах и не достигает грунтовых вод. Почвен¬
ная влага находится как бы в подвешенном положении. Грунтовые воды
залегают в таких местностях глубоко, и их капиллярная кайма не дос¬
тигает почвенного слоя, увлажняемого осадками. При отсутствии поступ¬
ления влаги из грунтовых вод в почву и инфильтрации вод до грунтовых
вод ВИ=ВГ.
В таком случае уравнение годового водного баланса (2) примет вид:
Ос В„р = Евеп Ч- Ет + Ва, (5)
а для выровненных пространств, где Впр и Вп=0, Ос-=Еасп+Ет, или
- °1Р- = 1. (6)
£цсп + Ет
Уравнение (6) показывает, что вся влага осадков, накопленная в
почве при непромывном типе водного режима, расходуется снова в ат¬
мосферу в результате транспирации и физического испарения (рис. 18,6).
Такой тип водного режима характерен для большинства степных
почв (черноземы, каштановые и др.). В этих почвах связь между атмос¬
ферной и грунтовой влагой осуществляется через слой с очень низкой
влажностью, поддерживающейся в течение длительного времени на
одном уровне. Этот слой Г. Н. Высоцким назван «мертвым» горизонтом
за степень увлажнения, близкую к влажности устойчивого завядания
растений. Обмен влагой через «мертвый» горизонт происходит путем
передвижения воды в форме пара.
149
Mepmtbtu горизонт
7 ’
Рис. 18. Схема влагообо-
рота водного баланса
при различных типах
водного режима (но
А. А. Роде):
а — водный режим промыв¬
ного типа; б —водный ре¬
жим непромывного типа; в —
водный режим вынотного
типа.
/ — осадки; 2 — влага, за¬
держанная кронами; 3 — по¬
верхностный сток; 4 — фи¬
зическое испарение; 5 —
внутрипочвенный сток; 6 —
влага, потребляемая расте¬
ниями (десукция раститель¬
ным покровом); 7 — грунто¬
вый сток; 8 — испарение и
десукция.
Периодически промывной тип водного режима характери¬
зуется чередованием ограниченного промачивания толщи почвогрунта
(непромывные условия) и сквозного промывания ее (промывной тип
водного режима). Такой тип водного режима присущ серым лесным
почвам, оподзоленным почвам депрессий степной зоны и некоторым
другим.
Выпотной (экссудатный) тип водного режима отличается пре¬
обладанием восходящего потока влаги в толще почвогрунта. Этот ре¬
жим проявляется при неглубоком залегании грунтовых вод (до 5—7 м).
В таких условиях грунтовые воды по капиллярам сообщаются с
корнеобитаемым слоем и даже с поверхностью почвы. Влага в почвен¬
ном профиле находится в капиллярноподпертом состоянии.
Уравнение годового водного баланса (2) в таких условиях приоб¬
ретает вид:
Ос ®пр ^ ^исп "Ь ЕТ -Ь Вп, (7)
так как инфильтрующейся влаги (Ви) меньше, чем воды, поступающей
из грунтовых вод (Яг), или ВГ>Ви (рис. 18,в).
Если допустить, что на выровненных участках Впр и Bir=0, то урав¬
нение (7) может быть представлено так:
-r-lF < 1. (8)
£исп + £т
Годовой коэффициент увлажнения <1.
15Q
Выпотной тип водного режима характерен для гидроморфных
солончаков, пойменных, плавневых и некоторых других почв. Для таких
почв испарение превышает сумму осадков, а дефицит влаги погашается
подтоком грунтовых вод.
А. А. Роде (1956), развивая учение Г.. Н. Высоцкого, к двум
признакам, по которым выделяются типы водного режима, — величине
инфильтрации влаги в. почву и количеству испарившейся воды из почвы—
добавил источник увлажнения почвы и степень ее увлажнения.
По А. А. Роде, можно выделить шесть типов водного режима почв.
1. Мерзлотный (криогенный) тип, или режим областей с многолет¬
ней мерзлотой, для которых величина возврата влаги в атмосферу мо¬
жет быть больше или меньше величины инфильтрации. Характерная
черта этого типа водного режима — наличие слоя многолетней мерзло¬
ты, играющего роль водоупора, над которым образуется верховодка.
В теплый период и водоупор и верховодка постепенно опускаются
вниз.
2. Промывной тип, при котором возвращается влаги в атмосферу
меньше, чем инфильтруется.
3. Периодически промывной тип, для которого величина возврата
влаги в атмосферу в отдельные годы и за многолетний период в целом
сферу равна величине инфильтрации.
4. Непромывиой тип, при котором величина возврата влаги в атмо¬
сферу равна величине инфильтрации.
5. Выпотной тип, для которого величина возврата влаги в атмос¬
феру больше величины инфильтрации.
6. Десуктивно-выпотной тип — близок к выпотному, но при этом
режиме влага капиллярной каймы грунтовых вод перехватывается кор¬
нями растений и расходуется преимущественно на десукцию..
А. А. Родс (1956) предложил делить основные типы на ряд подти¬
пов. Промывной тип делится на семь подтипов (таежный, полуболотный,
болотный, грунтово-таежный, грунтово-полуболотный, грунтово¬
болотный, таежный глубокопромывной), периодически промывной — на
два подтипа (лесостепной и степной потускулярный); непромывиой
тип — на два подтипа (степной с мощным сухим горизонтом и степной);
выпотной режим — на три подтипа (лугово-степной, луговой и солон¬
чаковый) .
Регулирование водного режима почв осуществляется комплексом
приемов, направленных на устранение неблагоприятных условий водо¬
снабжения растений. Искусственно изменяя приходные и особенно рас¬
ходные статьи водного баланса, можно существенно влиять на общие и
полезные запасы воды в почвах и этим способствовать получению вы¬
соких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.
Регулирование водного режима основывается на учете климатичес¬
ких и почвенных условий, а также потребностей выращиваемых культур
в воде.
Для создания оптимальных условий роста и развития культурных
растений необходимо стремиться к уравниванию количества влаги, по¬
ступающей в почву, с ее расходом на транспирацию и физическое испа¬
рение, т. е. созданию коэффициента увлажнения, близкого к единице.
Это достигается осушением избыточно влажных почв и орошением почв
засушливых областей.
В почвах доступная растениям влага передвигается главным обра¬
зом под действием капиллярных сил. Капиллярный подток определяется
механическим составом, агрегатностью и плотностью сложения почвы.
От них зависит критическая влажность почвы, т. е. такое состояние ув¬
лажнения, при котором проводимость влаги резко уменьшается. В рых¬
151
лых макропористых почвах с плотностью 1—1,2 г/см8 критическая
влажность, при которой прекращается капиллярное передвижение от
одного горизонта к другому, составляет около 90—95% полевой влаго¬
емкости; в микроструктурных почвогрунтах с плотностью 1,4—
1,6 г/см3 критическая влажность равна 60—70% полевой влаго¬
емкости.
Регулируя плотность пахотного слоя, можно либо сохранить влагу
в почве, либо увеличить расход ее путем физического испарения.
Восстановление структуры увеличивает содержание в почве под¬
вешенной и подпертой воды, а также доступной растениям влаги.
При регулировании водного режима почв учитываются прежде все¬
го транспирационные свойства выращиваемых культур.
Транспирация в условиях избытка влаги в почве (выше предела,
определяемого по наименьшей влагоемкости) замедляется из-за недос¬
татка кислорода. В интервале влажности почвы от полевой влагоемкос¬
ти до влажности разрыва капилляров растение развивается нормально,
оптимальная транспирация обеспечивает максимальный рост сельско¬
хозяйственных культур.
При влажности ниже влажности устойчивого завядания транспира¬
ция падает из-за отсутствия доступной влаги.
Учет транспирационных особенностей культурных растений и под¬
держание благоприятного увлажнения почвы создают условия для по¬
лучения максимальнах урожаев. Для использования влаги выше и ниже
оптимальных пределов необходим подбор растений, приспособленных к
развитию в условиях избытка или недостатка влаги.
В конкретных почвенно-климатических условиях разрабатываются
способы регулирования водного режима почв. Почвы болотного типа, а
также участки почв с близким залеганием грунтовых вод нуждаются в
осушительных мелиорациях — устройстве закрытого дренажа или ис¬
пользовании открытых дрен для отвода избыточной влаги.
Улучшению водного режима слабодренированных территорий зоны
избыточного увлажнения способствуют планировка поверхности почвы и
нивелировка микро- и мезопонижений, в которых весной и после летних
дождей наблюдается длительный застой воды.
На почвах с временным избыточным увлажнением для удаления -
избытка влаги целесообразно с осени делать гребни. Высокие гребни
способствуют увеличению физического испарения, а по бороздам про¬
исходит поверхностный сток воды за пределы поля.
Все приемы окультуривания почвы (создание глубокого пахотного
слоя, улучшение агрегатности, увеличение общей пористости, рыхление
подпахотного горизонта и др.) повышают ее влагоемкость и способству¬
ют накоплению больших продуктивных запасов влаги в корнеобитаемом
слое.
В зоне неустойчивого увлажнения регулирование водного режима
направлено на максимальное накопление влаги в почве и на рациональ¬
ное ее использование. Одним из наиболее распространенных способов
влагонакопления является задержание снега и талых вод. Для этого ис¬
пользуются стерня, кулисные растения, валы из снега и др. Для умень¬
шения поверхностного стока воды применяются зяблевая вспашка по¬
перек склонов, обвалование, ячеистая обработка почвы и другие
приемы.
Предохраняя снег от сдувания в зимнее время, они способствуют
увеличению запасов влаги в метровом слое почвы к началу вегетацион¬
ного периода на 50—80 мм и до 120 мм в отдельные годы (А. И. Шуль¬
гин). Под влиянием лесных полос сокращается непродуктивное
испарение влаги с поверхности почвы, что также улучшает водообес-
152
печенность полей. Наиболее эффективны ажурные и продувные лесные
полосы.
Исключительная роль в накоплении почвенной влаги принадлежит
йбЯезащитным лесным полосам.
Эффективному использованию влаги, накопленной в почве, спо¬
собствуют многие агротехнические приемы. Поверхностное рыхление
почвы весной, или «закрытие» влаги боронованием, позволяет избежать
ненужных потерь ее в результате физического испарения. Послепосевное
прикатывание почвы изменяет плотность поверхностного слоя пахотного
горизонта по сравнению с остальной его массой. Создавшаяся разность
плотностей почвы вызывает капиллярный подток влаги из нижележа¬
щего слоя и способствует конденсации водяных паров воздуха. В соче¬
тании с увеличением контакта семян с почвенными частицами все яв¬
ления, связанные с прикатыванием, усиливают прорастание семян и
обеспечивают потребность растений в воде ранней весной.
В пустынно-степной и пустынной зонах основной способ улучшения
водного режима — орошение.
Большое значение в улучшении водного режима почв зоны недо¬
статочного увлажнения имеет введение чистых паров и особенно чер¬
ных паров. Наибольший эффект чистого пара, как агротехнического при¬
ема накопления влаги, проявляется в степной зоне и южной лесостепи.
Так, по данным агрометеостанции в совхозе «Гигант» (Ростовская об¬
ласть), запасы почвенной влаги в пахотном слое почвы в среднем в
1,5 раза, а в метровом слое к концу осени в два раза выше на озимых
по пару, чем под озимыми по непаровым предшественникам
(А. М. Шульгин).
Весьма эффективным средством повышения запасов продуктивной
влаги в почвах засушливых районов имеют кулисные пары.
Глава XI
ВОЗДУШНЫЕ СВОЙСТВА И ВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ
Почвенный воздух — важнейшая составная часть почвы. Первые
сведения о его составе были получены еще в 1824 г. французским ученым
Ж. Буссенго. Ценные исследования почвенного воздуха были выполнены
в первой четверти 20-го столетия А. Г. Дояренко, Б. Кином, В. Кэнноном,
Э. Расселом и др. В настоящее время интерес к изучению этих вопросов
усилился, что нашло отражение в работах как отечественных, так и за¬
рубежных ученых.
ВОЗДУШНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ И СОСТАВ ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА
К воздушным свойствам почв относятся воздухоемкость и воздухо¬
проницаемость.
Почвенный воздух занимает все поры почвы, в которых нет воды.
Следовательно, количество его зависит от пористости и влажности почвы.
Чем выше пористость и меньше влажность почвы, тем больше воздуха
содержится в ней.
Воздухоемкость — та часть объема почвы, которая занята воздухом
при данной влажности. Так как влажность и пористость почвы не оста¬
ются без изменения, то и воздухоемкость также представляет собой ве¬
личину динамичную.
Суммарная величина пористости в минеральных почвах и грунтах
варьирует от 25 до 80%, а в торфах и лесных подстилках может превы¬
шать 90% общего объема почвы. Поэтому воздухоемкость сухих почв
может колебаться в пределах 25—90% объема почвы. Однако в природ¬
ных условиях почва всегда содержит влагу, и, следовательно, ее возду¬
хоемкость ниже указанных величин. Особое значение имеет воздухоем¬
кость почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости. Это очень
важный показатель для каждой почвы, который зависит прежде всего
от ее структурного состояния. Воздухоемкость обеспечивает нормальную
аэрацию почв, если ее величина превышает 15% от объема почвы.
Воздухопроницаемость — способность почвы пропускать через себя
воздух. Воздухопроницаемость — непременное условие газообмена меж¬
ду почвой и атмосферным воздухом. Чем она полнее выражена, тем луч¬
ше газообмен, тем больше в почвенном воздухе содержится кислорода
и меньше углекислого газа. Воздух в почве передвигается по порам, не
заполненным водой и не изолированным друг от друга. Чем крупнее по¬
ры аэрации, тем лучше воздухопроницаемость. В структурных почвах,
где наряду с капиллярными порами имеется достаточное количество
крупных некапиллярных пор, создаются наиболее благоприятные усло¬
вия для воздухопроницаемости.
Основными компонентами атмосферного воздуха являются азот,
кислород, аргон и углекислый газ (двуокись углерода). На долю осталь¬
ных газов приходится лишь 0,01% объема. Состав атмосферного воздуха
довольно постоянный, и колебания в содержании основных компонентов
его незначительны.
В почвенном воздухе по сравнению с атмосферным меньше кисло¬
рода и больше углекислого газа (табл. 50). Может изменяться в нем и
содержание азота. Количество азота может уменьшаться в результате
связывания его свободноживущими азотфиксирующими микроорганиз¬
мами и клубеньковыми бактериями, а увеличиваться вследствие распада
белков и денитрификации азотсодержащих веществ под действием мик-
154
50. Состав атмосферного и почвенного воздуха (в объемных процентах)
Гязы
Атмосферный
воздух
Почвенный воздух
Азот (N2)
78,08
78,08—80,24*
Кислород (02)
20,95
20,90—0,0
Аргон (Аг)
0,93
Углекислый газ (С02)
0,03
0,03—20,0
Все остальные (Ne, lie, СН4, Кг, N20, Оз,
Хе, Н2, Rn и др.)
0,04
* Азот+аргон.
роорганизмов. В почвенном воздухе болотных и заболоченных почв мо¬
гут находиться также заметные количества NH3, СН4, Hj.
Исследования Н. Г. Холодного (1953) показали, что в почвенном
воздухе постоянно присутствуют в очень небольшом количестве нелету¬
чие органические соединения (углеводороды жирного и ароматического
ряда, сложные альдегиды, спирты и др.), которые образуются под дей¬
ствием почвенных микроорганизмов. Эти вещества могут поглощаться
корнями, способствуя росту растений и повышению их жизнедеятель¬
ности.
В почвенном воздухе наиболее динамичны кислород и углекислый
газ, им принадлежит очень важная роль в жизни почвы и населяющих
ее организмов.
Содержание Ог и СОг в почвенном воздухе может сильно колебать¬
ся. В верхних, хорошо аэрируемых горизонтах почв кислорода лишь
ненамного меньше, чем в атмосферном воздухе. В почвах с затруднен¬
ным газообменом количество 02 может снижаться до десятых и сотых
долей процента. Концентрация углекислого газа в почвах с плохим га¬
зообменом может превышать в сотни раз содержание его в атмосфере
и составлять 19—20% и больше (табл. 51).
Различная концентрация кислорода и углекислого газа в почвенном
воздухе определяется двумя группами противоположно направленных
процессов: с одной стороны, интенсивностью потребления кислорода и
продуцирования углекислого газа, с другой — скоростью газообмена
между почвенным и атмосферным воздухом.
51. Содержание 02 и С02 в почвенном воздухе (в объемных процентах)
(Московская область, июль)
Глубина взятия про¬
Дерново-подзолистая почва
Дерново-глеевая почва
бы. см
О,
СО,
о. !
I СО,
5
20,9
0,1
19,3
1.3
15
20,8
0,3
18,3
2,5
35
20,7
0,3
2,9
16,8
G0
20,6
0,5
2,2
19,5
100
20,4
0,7
ПОТРЕБЛЕНИЕ 02 И ПРОДУЦИРОВАНИЕ С02 В ПОЧВЕ
Почвы, особенно их верхние горизонты, населены огромным коли¬
чеством организмов, которые в процессе дыхания потребляют кислород
и выделяют углекислый газ. Образующаяся при этом энергия исполь¬
зуется для биологических синтезов и других проявлений жизни. Такие
важнейшие процессы, как передвижение веществ в растениях, погло-
155
щеиие ими минеральных солей, а частично и воды, движение цитоплаз¬
мы, прорастание семян осуществляются с помощью энергии, выделяемой
при дыхании, с участием свободного (молекулярного) кислорода.
Основными потребителями кислорода в почве являются корни рас¬
тений, микроорганизмы и почвообитающие животные, и лишь незначи¬
тельная часть его расходуется на чисто химические процессы окисления.
Количество кислорода, потребляемого растениями (высшими и низ¬
шими), зависит от их биологических особенностей, возраста, условий
среды (температура, влажность, питательные вещества и т. д.) и других
причин. При этом отдельные группы организмов по количеству погло¬
щаемого ими в процессе дыхания кислорода могут сильно отличаться
друг от друга. Так, двухдневная культура Aspergillus niger потребляет
кислорода в 50 раз больше, чем семидневные проростки ячменя. Высшие
растения максимум кислорода потребляют в фазе цветения.
Сколько же используется кислорода непосредственно почвой в при¬
родных условиях? Отвечая на этот вопрос, надо прежде всего отметить,
что поглощенный кислород и выделившийся из почвы углекислый газ
удобно выражать в миллилитрах, приведенных расчетным путем к 0°С
и нормальному давлению. Именно при таких условиях газы удобно срав¬
нивать, так как при этом в равных объемах газов будет содержаться
одинаковое количество частиц молекул газа.
По литературным данным, пахотные горизонты основных типов почв
в зависимости от содержания гумуса, условий аэрации и увлажнения
поглощают при 20° С от 0,5 до 3 мл 02 на 1кг абсолютно сухой почвы за
час. Лесная подстилка при той же температуре может поглотить кисло¬
рода более 400 мл/кг/ч, а горизонты дерново-подзолистой почвы А2, В,
ВС — лишь десятые и сотые доли миллилитра. Торфа и компостирован¬
ные почвы поглощают кислорода 5—7 и даже десятки миллилитров на
1 кг за 1 час. В условиях хорошей аэрации пахотные горизонты различных
типов почв, как правило, поглощают кислорода несколько больше, чем
выделяют углекислого газа, и коэффициент дыхания, т. е. отно¬
шение выделившегося углекислого газа к поглощенному кислороду
( о**), чащс бывает меньше единицы (0,62—0,95). Для почв с затруд¬
ненным газообменом это отношение увеличивается и может превысить 1,
потому что в таких почвах возникают анаэробные микрозоны, где С02
продуцируется без поглощения кислорода.
Значительная часть углекислого газа, который продуцируется в поч¬
ве, может быть связана химически с образованием бикарбонатов (так
называемая ретенция СОг). При pH 5 и ниже ретенция практически не
выражена, однако в щелочном интервале она действует очень интенсив¬
но. Поэтому для почв засоленного ряда коэффициенты дыхания очень
невысокие — 0,16—0,35.
Сильное влияние на поглощение Ог и выделение С02 почвой оказы¬
вает тепловой режим. При увеличении температуры с 5 до 30° С интен¬
сивность поглощения Ог и выделения СОг возрастают в 10 раз. По¬
требление 02 и лродуцирование СОг сильно подвержены сезонным
колебаниям, так как смена времен года сопровождается резкими изме¬
нениями температуры и влажности. Летом почва поглощает кислорода
и выделяет углекислого газа в несколько раз больше, чем ранней весной
и поздней осенью.
Углекислый газ образуется в почве главным образом благодаря
биологическим процессам. Частично он может поступать в почвенный
воздух из грунтовых вод, а также в результате его десорбции из твердой
и жидкой фаз почвы. Некоторое количество С02 может возникнуть при
превращении бикарбонатов в карбонаты во время испарения почвенных
156
растворов [Са(НСОз)г “‘СаСОз+НгО+СОг] и в процессе воздействия
кислот на карбонаты почвы, а также химического окисления органи¬
ческого вещества.
ГАЗООБМЕН ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА С АТМОСФЕРНЫМ
Газообмен, или аэрация, — процесс обмена почвенного воздуха с
атмосферным. Газообмен осуществляется через воздухоносные поры
почвы, сообщающиеся между собой и с атмосферой. К факторам, вызы¬
вающим аэрацию, относятся: диффузия, изменение температуры почвы
и барометрического давления, поступление влаги в почву с осадками
или при орошении, влияние ветра, изменение уровня грунтовых вод или
верховодки.
Диффузия — перемещение газов в соответствии с их парциаль¬
ным давлением. Поскольку в почвенном воздухе кислорода меньше, а
углекислого газа больше, чем в атмосфере, то под влиянием диффузии
создаются условия для непрерывного поступления кислорода в почву и
выделения С02 в атмосферу.
Изменение температуры и барометрического дав¬
лен и я, также обусловливает газообмен, потому что происходит сжатие
или расширение почвенного воздуха. По расчетам Н. П. Поясова, в пе¬
риод дневного нагревания темно-каштановой почвы из слоя от поверх¬
ности до глубины проникновения суточной температурной волны вытал¬
кивается около 1,4% почвенного воздуха, что говорит о малой эффек¬
тивности этого фактора газообмена.
Поступление влаги в почву с осадками или при орошении
вызывает сжатие почвенного воздуха, его выталкивание наружу и заса¬
сывание атмосферного воздуха. Выпадающие дожди, по подсчетам Ром¬
меля, могут обеспечить лишь 6—8% всего газообмена. Аэрация проис¬
ходит и при испарении воды из почвы, когда на место испарившейся
воды поступает равное по объему количество атмосферного воздуха. Но
поскольку этот процесс протекает медленно, то и его значение в газооб¬
мене невелико.
Влияние ветра на газообмен невелико и зависит от скорости
ветра, макро- и микрорельефа, структуры почвы и характера ее обра¬
ботки. Наибольшая аэрация под действием ветра проявляется на порис¬
тых почвах, лишенных растительности.
Все рассмотренные факторы газообмена действуют в природных
условиях совместно. Однако основным следует признать диффузию.
Диффузия газов через почву всегда идет медленнее, чем в свобод¬
ной атмосфере (по данным Люндегорда, при нормальном газообмене
в 2—20 раз). Об этом можно судить по отношению коэффициента диф¬
фузии газа в почве (Д) к коэффициенту диффузии этого же газа в ат¬
мосфере (До). Коэффициент диффузии равен объему газа в кубических
52. Значение коэффициента диффузии С02 (данные Н. П. Поясова)
Почва
Пористость
аэрации, % к
объему поч¬
вы
Дщ СО, в
воздухе
Д СО, В
почве
д
д.
Обыкновенный чернозем
61,6
0,161
0,0473
0,294
> »
37,3
0,160
0,0239
0,149
* »
21,7
0,160
0,0160
0,100
Дерново-подзолистая
26,9
0,157
0,0123
0,078
>
21,7
0,159
0,0160
0,067
»
6*7
0,158
0,0009
0,006
157
S3. Отвод С02 из почвы под влиянием диффузии (л/мг в день) в зависимости
от градиента концентрации и пористости почвы (Р«=760 мм рт. ст, /=>25° С)
(по Б. Кину)
Градиент
концентрации
Пористость почвы, % к объему
20
| 30
1 40
| 50
| 60
0,02
1,3
2,9
5,3
8,1
11,4
0,04
2,5
5,9
10,2
16,1
23,0
0,08
5,1
11,5
20,5
31,9
46,5
0,12
7,7
17,4
30,7
50,5
68,2
0,16
10,2
23,0
40,9
65,0
93,0
0,20
12,7
28,8
52,7
80,6
114,4
0,40
25,4
58,7
102,0
161,0
229,1
сантиметрах, проходящего в секунду через 1 см2 поверхности при слое
1 см и градиенте концентрации, равном единице.
При одной и той же температуре отношение Д: До всегда меньше 1
(табл. 52).
На почвах, несильно увлажненных и не очень плотных коэффициент
диффузии газа обычно больше 0,009 см2/с, что обеспечивает нормальный
газообмен. При меньшей скорости диффузии газообмен затруднен.
Диффузия газов через почву сильно зависит от градиента их кон¬
центрации и пористости аэрации.
Так, отвод С02 из почвы под влиянием диффузии значительно
усиливается с увеличением градиента концентрации и пористости почвы
(табл. 53).
В почве диффузия газов идет через поры аэрации, т. е. поры, занятые
воздухом. Однако пористость аэрации, вычисленная обычным способом
(разность между общей пористостью и влажностью почвы в объемных
процентах), включает не только поры аэрации, но и поры, занятые за¬
щемленным воздухом, через которые газообмен не происходит. Такие
поры имеются во всех почвах, но суммарный их объем больше в тяже¬
лых бесструктурных почвах. Состояние газообмена связано не только
с суммарным количеством пор, но и с их размером, что зависит прежде
всего от структуры почвы. В структурной почве даже при насыщении ее
водой до капиллярной влагоемкости сохраняется достаточное количество
крупных межагрегатных пор аэрации, которые обеспечивают нормаль¬
ный газообмен. При увлажнении бесструктурной почвы до полной ка¬
пиллярной влагоемкости все ее поры оказываются заполненными водой,
и аэрация прекращается.
ДИНАМИКА 02 И СОг ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА
Содержание кислорода и углекислого газа в почвенном воздухе за¬
висит от типа почвы, се свойств (физических, химических, биологичес¬
ких), времени года, погодных условий и угодья (пашия, лес, луг). На
пашне состав воздуха связан с возделываемой культурой и применяемой
агротехникой.
В почвах нормального увлажнения содержание кислорода, как
правило, уменьшается от верхних горизонтов к нижним, количество же
углекислого газа, наоборот, увеличивается (см. табл. 51). Содержание
Оа и СОг в почвенном воздухе тесно связано с наличием растительности,
ее составом.
Так, если пахотные угодья покрыты растительностью, то в поч¬
венном воздухе кислорода меньше, а углекислого газа больше, чем
на паровом поле.
158
На состав почвенного воздуха особенно большое влияние оказыва¬
ют влага и температура почвы. При оптимальной влажности с повышени¬
ем температуры содержание углекислого газа в почвенном воздухе уве¬
личивается, а кислорода — уменьшается. В летний период при высокой
температуре и влажности, близкой к влажности завядания, наблюдают¬
ся самые низкие концентрации углекислого газа и самые высокие — кис¬
лорода.
В годовом цикле динамики кислорода и углекислого газа в почвен¬
ном воздухе минимальное содержание 02 и максимальное СОг может
приходиться или на теплый, или на холодный период года, в зависимости
от состояния газообмена. Так, в почвах степной зоны самая высокая
концентрация С02, по наблюдениям В. Б. Мацкевич (1958), была летом,
а осенью и зимой почвенно-грунтовая толща разгружалась от ранее на¬
копленного углекислого газа. На дерново-подзолистых почвах таежно-
лесной зоны, по данным И. П. Гречина (1965), как под полевыми куль¬
турами, так и под лесом в отдельные годы почвенный воздух за зимний
период не только не освобождался от накопленного летом углекислого
газа, но еще больше обогащался им. Удаление С02 происходило или вес¬
ной, или летом, при подсыхании почвогруитов и создании благоприят¬
ного газообмена в верхних и нижних горизонтах. Если почва в зиму ухо¬
дила слабо увлажненной, с достаточной пористостью аэрации и, следо¬
вательно, с хорошим газообменом во всех горизонтах, то почвенный
воздух освобождался от ранее накопленного углекислого газа и в осенне-
зимний период.
Таким образом, наблюдения за динамикой 02 и С02 в газовой фазе
почв показывают, что взаимосвязь между составом почвенного воздуха
и условиями, ее определяющими, многофакторна и сложна.
РОЛЬ 02 И С02 В ПОЧВЕННЫХ ПРОЦЕССАХ
И ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ
Кислород и углекислый газ почвенного воздуха оказывают разносто¬
роннее воздействие на свойства почвы и прямо или косвенно влияют на
Продуктивность растений.
Роль кислорода. Прямое воздействие кислорода на жизнь растений
проявляется в актах дыхания. При недостатке 02 дыхание ослабляется,
что уменьшает метаболическую активность и энергетические ресурсы
растений и в конечном итоге снижает их урожай.
Повышение аэрации почвы способствует лучшему развитию корней,
более интенсивному поглощению воды и питательных веществ растения¬
ми, усилению их роста и увеличению урожая.
При отсутствии свободного кислорода в почве развитие растений
прекращается. Оптимальные условия для них создаются при содержа¬
нии кислорода в почвенном воздухе около 20% (рис. 19).
Косвенное влияние кислорода на продуктивность растений выража¬
ется в его воздействии на почву. При недостатке 02 в почве создается
низкий окислителыю-восстаиовительный потенциал, развиваются ана¬
эробные процессы с образованием токсичных для растений соединений,
снижается содержание доступных питательных веществ, ухудшаются
физические свойства, что в совокупности снижает плодородие почвы и
урожай растений. В условиях хорошей обеспеченности кислородом в
почве развиваются аэробные процессы и в сочетании с другими фактора¬
ми возникают лучшие условия для роста растений и их продуктивности.
О роли аэробных и анаэробных условий в изменении свойств почвы мож¬
но судить по лабораторному опыту (табл. 54).
В этом опыте анаэробные условия создавались при непрерывном
159
54. Изменение свойств пахотного слоя дерново-подзолистой почвы под влиянием
аэробных и анаэробных условий
£2
FeO
| МпО
Азот (N)
Rl
Вариант опыта
2 !
О £
Ж,
в 0.1 н. H.SO,
нитратов
II
в мг на 100 г почвы
Фосфат
(Р*03)
пы (ПО
кову)
Анаэробные условия при влажности 60%
полной влагоемкости
7,5
17,5
15,3
76
Нет
3,8
Анаэробные условия при влажности 120%
полной влагоемкости
6,6
15,0
242
125
Нет
2,6
Аэробные условия при влажности 60%
полной влагоемкости
5,2
29,0
2,2
24,5
12,8
6,1
пропускании через почву газовой смеси, состоящей из 99,5 % азота и
0,5% кислорода, аэробные — из 80 % азота и 20% кислорода. Опыт ста¬
вился при температуре 18—20° С и продолжался 84 дня.
Аэробные процессы в гумусовом горизонте почвы при оптимальных
температуре и влажности в зависимости от количества свежих органиче¬
ских остатков начинают развиваться при наличии в газовой фазе кисло¬
рода больше 2,5—5 %; при более низком его содержании протекают ана¬
эробные процессы. Однако при низкой температуре (0—4°С) или при
низкой влажности (близкой к влажности завядания растений), когда
биологические процессы сильно угнетены, развитие аэробных процессов
возможно даже при содержании кислорода 0,5%.
При одном и том же парциальном давлении кислорода, но при раз¬
личной пористости аэрации на единицу массы почвы приходится неоди¬
наковое количество кислорода, что сказывается на свойствах почвы и
продуктивности растений. Так, в хорошо аэрируемых почвах приходится
50—100 см3 Ог на 1 кг почвы. Если же кислорода меньше 5,5 см3 на 1 кг
пахотного слоя дерново-подзолистой почвы, то в ней развивается анаэ-
робиозис.
Роль углекислого газа. Высокая концентрация С02 в почвенном
воздухе может оказывать отрицательное действие на семена, корни и
урожай растений. При оптимальном содержании кислорода вредное
действие углекислого газа проявляется только при высокой его концен¬
трации.
Огромное количество С02 потребляется растениями в процессе фо¬
тосинтеза. По данным Б. Н. Макарова, от 38 до 72% всего С02, пошед¬
шего на создание урожая, до¬
ставляется растению из почвы
при ее «дыхании». Но так как
в надпочвенном воздухе, где
углекистый газ усваивается
растением, в дневные часы на¬
блюдается недостаток С02, то
очень важно обеспечить ак¬
тивное новообразование его в
почве и хороший газообмен
между почвенным и атмосфер¬
ным воздухом.
Углекислый газ имеет
большое значение в химичес¬
ком изменении минеральной
части почвы и в накоплении
питательных веществ. Почвен¬
160
Рис. 19. Масса сухих проростков, выросших на
дерново-подзолистой почве с различным соот¬
ношением Ог и СОг в газовой фазе:
1 — кукуруза; 2 — ячмень. За 100% принята масса
проростков» развившихся в почве» содержащей 20%
Os (данные И. П. Гречина н М. В. Курлыковой).
ный раствор, насыщенный С02, растворяет многие соединения почвы, в
частности кальцит (СаСОз), доломит (CaC03-MgC03), магнезит
(MgC03), сидерит (FeC03). Растворяющее действие С02 на карбонаты
при благоприятных условиях обеспечивает их вынос из верхних горизон¬
тов почвы или подтягивание из нижних горизонтов к верхним.
Регулирование воздушного режима. Оптимальный воздушный режим
имеет важное значение в жизни почвы и произрастающих на ней расте¬
ний. Поэтому можно ожидать высокого агротехнического эффекта or
всех тех приемов обработки почвы и ухода за растениями, которые соз¬
дают хорошую аэрацию почвы, конечно, при одновременном благопри¬
ятном сочетании других факторов жизни растений.
Забота об улучшении воздушного режима особенно актуальна при
сельскохозяйственном использовании болотных почв и почв с времен¬
ным избыточным увлажнением (подзолистых, дерново-подзолистых,
бурых лесных и др.). Наблюдения и расчеты показывают, что хороший
газообмен между почвенным и атмосферным воздухом на дерново-под-
золисгых почвах осуществляется при пористости аэрации более 15 —
20 % к объему почвы, для торфяных почв — 30 — 40 %. При таких ус¬
ловиях аэрации в почвах наблюдается благоприятный состав почвенно¬
го воздуха: содержание С02 обычно не превышает 2 — 3 %, а концен¬
трация кислорода не падает ниже 19 —18 %.
Осушение избыточно влажных почв и создание оптимальных усло¬
вий аэрации повышают продуктивность не только сельскохозяйствен¬
ных культур, но и лесных насаждений. По наблюдениям Г. Е. Пятецко-
го (1959), осушительные канавы на заболоченных сплошных вырубках
создают благоприятные условия для роста хвойных молодняков; при¬
рост их в высоту на приканавной площади увеличивается у сосны в
1,5— 2 раза, у ели почти в 3 раза.
Большое значение в создании оптимального воздушного режима
почвы имеет улучшение ее физических свойств и структуры.
11-837
Глава XII
ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА И ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОЧВ
Тепловой режим играет большую роль в почвообразовании, так ках
с ним связана энергия происходящих в почве биологических, химичес¬
ких, физических и биохимических процессов. Он непосредственно влия¬
ет на рост и развитие растений. Например, температурные интервалы
прорастания семян различных сельскохозяйственных культур свиде¬
тельствуют о тесной зависимости между тепловым состоянием почвы и
начальными жизненными функциями растений (табл. 55).;
55. Температурные интервалы прорастания семян в почве (°С)
Растение
Минимум
Оптимум
Максимум
Пшеница, ячмень, овес, рожь
0—5
25—31
31—37
Г речиха
0—5
25—31
37—44
Подсолнечник
5—10
31—37
37—44
Кукуруза
5—10
37—44
44—50
Хлопчатник, рис, тыква
12—24
37—44
44—50
Дыня, огурец
15—18
31—37
44—50
Температура почвенных горизонтов — основной показатель ее теп¬
лового режима.
С температурой почвы связаны растворимость в воде минеральных
соединений, кислорода и углекислого газа, скорость поступления в рас¬
тения питательных элементов и влаги.
Температура почвы имеет первостепенное значение в жизнедеятель¬
ности почвенной микрофлоры. Оптимальные условия для развития боль¬
шинства почвенных микроорганизмов создаются при 25 — 30° С.
Тепловые свойства и тепловой режим почв детально изучены
A. И. Воейковым, А. Ф. Чудновским, М. И. Будыко, А. М. Шульгиным,
B. Н. Димо и другими исследователями.
ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
Лучистая энергия Солнца, или солнечная радиация, — главный ис¬
точник тепла на земной поверхности. Среднее количество тепла, посту¬
пающего к Земле, составляет 8 Дж на 1 см2 в 1 минуту (солнечная по¬
стоянная *, но количество солнечной энергии, поступающей на поверх¬
ность почвы, меньше из-за рассеивания ее атмосферой, а также из-за
отражения от земной поверхности.
Теплота, выделяемая при химических и биологических процессах,
идущих в верхних слоях почвы (разложение органических остатков), я
также приток тепла из глубинных слоев составляют незначительную
величину по сравнению с лучистой энергией Солнца.
Лучистая энергия Солнца, поглощаясь поверхностью почвы и пре¬
вращаясь в тепловую энергию, может аккумулироваться, передвигаться
от слоя к слою или излучаться с поверхности благодаря проявлению
тепловых свойств почвы.
* Солнечная постоянная — количество лучистой энергии, поступающей в 1 мин.
на 1 см2 площади, перпендикулярной к солнечным лучам и находящейся у верхней
границы атмосферы при среднем расстоянии Земли от Солнца.
162
56. Альбедо различных почв и растительных покровов (по Л. Ф Чудновскому, 1959)
Объект исследования
А, %
Объект исследования
А,%
Чернозем сухой
14
Пшеница яровая
10—25
» влажный
8
» озимая
16—23
Серозем сухой
25—30
Травы зеленые
26
» влажный
10—12
> высохшие
19
Глина сухая
23
Хлопчатник
20—22
» влажная
16
Рис
12
Песок белый и желтый
34—40
Картофель
19
Основными тепловыми свойствами почвы являются теплопоглоти¬
тельная способность, теплоемкость и теплопроводность.
Теплопоглотительная способность проявляется в по¬
глощении почвой лучистой энергии Солнца. Поэтому теплопоглотитель¬
ную способность называют также лучепоглотительной.
Теплопоглотительную способность почвы обычно характеризуют ве¬
личиной альбедо (Л), которая показывает, какую часть поступающей
лучистой энергии отражает почва.
Альбедо представляет собой количество коротковолновой солнечной
радиации, отраженное поверхностью почвы и выраженное в процентах
ог общей величины солнечной радиации, достигающей поверхности
почвы.
Для идеально отражающей поверхности альбедо будет 100%, а для
абсолютно черного тела, целиком поглощающего поступающую лучис¬
тую энергию Солнца, эта величина будет стремиться к нулю.
Альбедо является важнейшей тепловой характеристикой, зависящей
от цвета почвы, ее структурного состояния, влажности и выровненности
поверхности.
Альбедо почв, покрытых растительностью, зависит также от особен¬
ностей растений, цвета листьев и стеблей (табл. 56).
Наиболее существенное влияние на лучепоглотительную и лучеог-
ражательную способность почв оказывают количество и качество гуму¬
са, определяющие цвет почвы, а также ее гранулометрический состав.
Высокогумусированные почвы (черноземы) поглощают лучистой энер¬
гии на 10 — 15 % больше, чем малогумусированные, так же как и глини¬
стые, по сравнению с песчаными.
На величину альбедо оказывает заметное влияние степень увлажне¬
ния почвы. Альбедо орошаемых участкоб почв на 5—И % ниже, чем
сухих. Колебания значений альбедо могут быть значительными в связи
с выпадением осадков, состоянием снегового покрова: например, альбе¬
до чистого сухого снега 88 — 91 %, мокрого — 70 — 82 %.
Теплоемкость — свойство почвы поглощать тепло. Различают удель¬
ную и объемную теплоемкость почвы. Удельная теплоемкость — количе¬
ство тепла в джоулях, затрачиваемое для нагревания 1 г сухой почвы
(ДЖ \
—— на rcj. Объемная теплоемкость — количество тепла в джоу¬
лях, затрачиваемое для нагревания 1 см3 сухой почвы на 1°|-^- на 1°С j.
Теплоемкость зависит от минералогического, механического состава
и влажности почвы, а также от содержания в ней органического веще-
стза (табл. 57).
Удельная теплоемкость для большинства минеральных почв в абсо¬
лютно сухом состоянии колеблется в сравнительно узких пределах —
0,7123 — 0,838. По мере повышения влажности-теплоемкость песчаных
11*
163
57. Теплоемкость составных частей почв
Теплоемкость
Теплоемкость
Вещество
удельная
объемная
Вещество
УДель
ная
объем¬
ная
Песок кварцевый
Глина
0,82124
0,97627
2,16623
2,40925
Органическое вещество
(торф)
Вода
1,99863
4,19
2,51819
4,19
почв возрастает до 2,933, глинистых — 3,352, а торфянистых — до 3,771.
Глинистые почвы более влагоемки и весной медленно прогреваются.
Поэтому они называются «холодными» почвами. Легкие почвы (песча¬
ные, супесчаные) весной прогреваются быстрее, вследствие чего их на¬
зывают «теплыми».
Теплоемкость почв тесно связана с гидрофильностью коллоидов.
При одинаковом характере увлажнения более теплоемки почвы, в кото»
рых больше гидрофильных коллоидов. Количество и качество гумуса
также оказывают большое влияние на величину объемной теплоемкости:
чем гумусированнее почва, тем она более теплоемка. Теплоемкость рых¬
лых почв, отличающихся высокой пористостью аэрации, значительно
выше, чем плотных почв.
Теплопроводность почвы — способность ее проводить тепло. Тепло¬
проводность измеряется количеством тепла в джоулях, которое прохо¬
дит в секунду через 1 см2 почвы слоем 1 см.
В почве тепло передается различными путями: через разделяющие
твердые частицы воду или воздух; при контакте частиц между собой;
излучением от частицы к частице; конвекционной передачей тепла через
газ или жидкость.
На величину теплопроводности влияют химический и механический
состав, влажность, содержание воздуха, плотность и температура почвы
(табл. 58).
58. Теплопроводность составных частей почвы (джоулей на 1 см2 в секунду)
Вещество
Теплопроводность
I Вещество
Теплопровод¬
ность
Воздух
0,000246
Кварц
0,00984
Вода
0,005576
Гранит
0,03362
Торф
0,001107
| Базальт
0,02132
В сухом состоянии почвы, богатые гумусом и обладающие высокой
пористостью аэрации, очень плохо проводят тепло.
Механический состав почв оказывает непосредственное влияние на
величину теплопроводности. Она тем больше, чем крупнее механические
элементы почвы. Установлено, что теплопроводность фракции крупно¬
зернистого песка при одинаковой пористости и влажности в 2 раза вы¬
ше, чем крупнопылеватой фракции. Теплопроводность твердой фазы
примерно в 100 раз превышает теплопроводность воздуха, поэтому рых¬
лая почва имеет более низкий коэффициент теплопроводности, чем
плотная. При изменении плотности от 1,1 до 1,6 г/см3 теплопроводность
возрастает в 2 — 2,5 раза. Обратная зависимость обнаруживается меж¬
ду пористостью и теплопроводностью: при увеличении пористости от 30
до 70 % теплопроводность уменьшается в 6 раз.
Прямое влияние на теплопроводность оказывает степень увлажне¬
ния почвы. При одинаковой дисперсности и плотности более влажная
164
почва характеризуется большей теплопроводностью, чем сухая. По дан¬
ным А. И. Гупало, при изменении влажности пахотного горизонта юж¬
ного чернозема от 0 до 25 — 30% теплопроводность возрастает в 5 раз.
При повышении влажности теплопроводность более резко увеличивает¬
ся у плотных почв.
Теплопроводность почвы зависит от ее температуры. С повышением
последней увеличивается теплопроводность воздуха, защемленного меж¬
ду твердыми частичками, и, следовательно, почвы в целом.
Для оценки скорости выравнивания температуры горизонтов почвы
используют понятие температуропроводности. Она определяется изме¬
нением температуры в 1 см3 почвы вследствие поступления в него неко¬
торого количества тепла, протекающего за секунду через 1 см2 попереч¬
ного ссчения при разности температуры, равной 1°, на расстояние 1 см.
ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОЧВ
Под тепловым режимом почвы понимают совокупность всех явле¬
нии поступления, передвижения и отдачи тепла почвой. Основной пока¬
затель этого режима — температура почвы. Поэтому тепловой режим
часто называют температурным. Определяется он температурой почвы
на различных глубинах и в разные сроки.
Лучистая энергия поступает к поверхности почвы в течение года и
суток с неодинаковой интенсивностью, поэтому различают годовой и су¬
точный ход температуры почвы.
В умеренных широтах годовой ход температуры почвы характери¬
зуется минимумом в январе или феврале и максимумом в июне или
июле.
Каждый тип почвы имеет определенный годовой ход температурных
кривых на различной глубине почвы (рис. 20).
В течение года наибольшим колебаниям подвержена температура
поверхности почвы. Годовые колебания температуры достигают в по¬
верхностном слое черноземов 25 — 30° С, тогда как на глубине 2 м они
значительно меньше (до 10°С). У подзолистых почв годовая амплитуда
колебаний температуры поверхностного слоя 15 — 25° С.
Каждому почвенному типу присущи свои пределы температуры на
глубине 20 см, поэтому основным показателем теплового режима почвы
считается ее средняя температура на этой глубине (табл. 59).
Суточный ход температуры характеризуется одним максимумом
(около 13 ч) и одним минимумом (перед восходом солнца) и поэтому
имеет форму синусоиды (рис. 21). Наибольшая амплитуда колебаний
температуры в течение суток свойственна для поверхностного слоя поч¬
вы. В глубоких горизонтах колебания температуры уменьшаются, и в
слое 40 — 50 см ход температуры в течение суток приближается к пря¬
мой.
59. Колебания температуры почвы (°С) в европейской части СССР на глубине 20 см
(по Л. М. Шульгину, 1957)
Почвы
Средняя тем¬
пература за
теплый пе¬
риод
Температура
за самый теп¬
лый месяц
Средняя тем¬
пература за
холодный пе¬
риод
Температура за
самый холодный
месяц
Годовая амп¬
литуда тем¬
пературы
Подзолистые
Черноземные
Каштановые
Бурые лесные
6—10
11—15
14—16
18—20
15—18,5
18—22
23—26
25,5—27
—2—0,0
—5—1,0
—2—[-0,5
+5,5—1-7,0
—3—0,6
—7—1
—3,5—1,5
+4-+5
17—20
20—27
25—26
21—22
165
80см
Рис. 20. Годовой ход температуры почвы на разных глубинах (по А. М. Шуль¬
гину) :
А — подзолистая (Усть-Цнльма, Коми АССР): Б — дерново-подзолистая (г. Москва); В —
чернозем (Каменная степь. Воронежская обл.); Г — бурая горно-лесная (Сочи).
Влияние природных факторов на тепловой режим. На тепловой ре¬
жим влияют климат, растительность, рельеф, снеговой покров, а также
механический состав, влажность и цвет почвы. Температурный режим
почв обусловливается их географическим положением, с которым свя¬
зано поступление лучистой энергии к поверхности почвы, и проявлением
основных тепловых свойств почвенных горизонтов — теплопоглотитель-
иой способности, теплоемкости и теплопроводности.
Температура почвы оказывает непосредственное влияние на разви¬
тие растений, особенно корневой системы (табл. 60).
60. Влияние температуры почвы на скорость роста корней пшеницы
(по X. Бурстрёму)
Показатель роста
Температура почвы. °С
7
15
20
26
33
Прирост, ММ
Увеличение массы сырых корней, мг
Число клеток, образовавшихся вдоль
корневого стержня
11,8
81
57
23,1
120
88
23,7
121
173
32,3
140
257
1,0
1,9
Отдельные сельскохозяйственные культуры по-разному реагируют
на температурный режим почвы. Так, наибольшая масса клубней карто¬
феля образуется при температуре почвы около 15—18° С, а наиболее
высокий урожай томатов получают при температуре почвы 30—35° С.
Между температурой почвы и произрастающими на ней растениями
обнаруживается не только прямая, но и обратная связь: растительный
покров оказывает существенное влияние на динамику температуры в
почве. Растения и пожнивные остатки уменьшают суточные и сезонные
колебания температур в верхнем слое почвы (табл. 61).
166
Температура поверхности почвы,
лишенной растительности, днем значи¬
тельно выше, чем покрытой раститель¬
ностью, и градиент суточной темпера¬
туры шире.
Тепловой режим почв зависит от
рельефа местности. Экспозиция скло¬
нов и их крутизна определяют разни¬
цу в количестве тепла, получаемого от
солнечной радиации. Почвы на юж¬
ных, юго-западных и юго-восточных
склонах прогреваются лучше, чем на
северных, северо-западных и северо-
восточных склонах и выровненных
пространствах.
На большей части территории
СССР температура почвы зимой опус¬
кается ниже нуля. Замерзание почв в
зимний период называют сезонной
мерзлотой. Температурный режим
почвы зимой играет важную роль в
сельскохозяйственном производстве
(развитие озимых культур, продолжи¬
тельность вегетационного периода).
Сильно влияет на температурный
режим снеговой покров: препятствует глубокому промерзанию почвы,
уменьшает потерю тепла из нее вследствие излучения. Почвы, покрытые
растительностью (озимыми, травами), промерзают меньше, чем вспа¬
ханные под зиму. Деревянистая растительность также влияет на сроки
и глубину промерзания и оттаивания почв. Зимой под лесными посадка¬
ми температура всегда выше, чем на открытой местности.
61. Температура почвы (°С) на глубине 3 см под разными сельскохозяйственными
культурами в 13 ч, г. Нальчик (по А. М. Шульгину, 1957)
Дата
Пар
Культура
озимая пшеница
кукуруза
просо
2/VII
36
26
28,5
32,5
5/VI1
38
25
26,5
33,5
9/VII
28
23
22,0
24,0
В лесу почва промерзает на меньшую глубину по сравнению с от¬
крытой местностью.
Почва на ровных местах промерзает меньше, чем на возвышенных.
Глинистые почвы весной нагреваются медленнее, чем песчаные,
что объясняется большей их влажностью и большим расходом тепла на
испарение. Почвы, содержащие много гумуса, темноцветные, нагрева¬
ются лучше, чем светлоокрашенные.
В зависимости от степени увлажнения почва замерзает при разных
температурах, так как отдельные формы влаги переходят в твердое сос¬
тояние при разных температурах. Прочносвязанная влага почвы замер¬
зает при более низкой температуре, чем рыхлосвязанная. Более диспер¬
гированная почва замерзает медленнее, чем крупнозернистая (влажный
песок замерзает быстрее глины).
Рис. 21. Колебания температуры поч¬
вы на разных глубинах в течение су¬
ток (13 августа) (по Хомену):
1 — на поверхности почвы; 2 — на глубине
2 см; 3—на глубине 10 см; 4—на глуби¬
не 40 см.
167
В северных и северо-восточных районах страны, кроме сезонной,
проявляется многолетняя, или «вечная», мерзлота.
В СССР насчитывается около 10 млн. км2 почв с «вечной» мерзло¬
той. Слои почвы с постоянно отрицательной температурой располагают¬
ся на глубине 20 — 30 см и ниже. Многолетняя мерзлота имеет реликто¬
вый характер, но ииогда является следствием неблагоприятного тепло¬
вого режима, связанного с глубоким зимним промерзанием почвы из-за
незначительного снегового покрова. При летнем оттаивании почв над
слоем многолетней мерзлоты находится деятельный слой, в котором пос¬
ле наступления биологической спелости создаются условия для разви¬
тия корней растений. Мощность этого слоя определяется свойствами
почв, рельефом и гидротермическими условиями местности.
Тепловой баланс почвы является количественной характеристикой
теплового режима. По А. Ф. Чудновскому (1959), тепловой баланс скла¬
дывается из следующих величин: Тц, Тк, Тт, Тп, где Тб—радиационный
баланс, т. е. алгебраическая сумма поступающей к поверхности почвы
и Оттекающей из нее солнечной энергии. Радиационный баланс состоит
в приходной части из прямой, рассеянной и длинноволновой радиации,
а в расходной — из отраженной и излученной радиации; Тк — турбулент¬
ный поток тепла, связанный с механизмом теплообмена между поверх¬
ностью почвы и воздухом; Тт — тепло, затрачиваемое на транспирацию
влаги и ее физическое испарение; Тп — теплообмен между слоями поч¬
вы, или тепловой поток с одних глубин почвы к другим.
Различные слои почвы в любой момент имеют некоторую разницу
в температуре. Поэтому в почве идет распространение тепла по всему
профилю — теплообмен. Тепловой поток может распространяться или
от поверхности в глубь почвы (летом, днем), или из глубины к поверх¬
ности (зимой, ночью).
Уравнение теплового баланса почвы, согласно закону сохранения
энергии, представляет алгебраическое равенство величин различных
потоков:,
7,б-Ь7’к“Ь7’т + 7,„ = 0.
Кроме постоянных статей теплового баланса, на температуру почвы
может влиять температура осадков, а также тепло замерзания и оттаи¬
вания воды.
Отраженная радиация, играющая заметную роль в тепловом балан¬
се почв, на паровом поле примерно в 2 раза меньше, чем на участках,
занятых сельскохозяйственными культурами.
Большой удельный вес в тепловом балансе принадлежит теплу, рас¬
ходуемому на суммарное испарение.
Типы теплового (температурного) режима почв. Тепловой баланс
для различных частей территории СССР складывается неодинаково.
В зависимости от среднегодовой температуры и характера промерзания
почвы В. Н. Димо (1972) выделяет четыре типа температурного режима
почв: мерзлотный, длительно сезоннопромерзающий, сезоннопромерза¬
ющий, непромерзающий.
Мерзлотный тип температурного режима характерен для мест¬
ностей, где среднегодовая температура профиля почвы отрицательная.
В таких почвах преобладает процесс охлаждения, сопровождающийся
промерзанием их влаги до верхней границы многолетнемерзлых пород.
Этот тип теплового режима выражен в почвах ряда провинций. Еврази-
атской полярной и Восточно-Сибирской мерзлотно-таежной областей.
Длительно сезоннопромерзающий тип температурного
режима проявляется на территориях, где преобладает положительная
168
среднегодовая температура почвенного профиля. Глубина проникнове¬
ния отрицательных температур не менее 1 м, но смыкания сезонного
промерзания с многолетнемерзлыми породами не наблюдается (не ис¬
ключается отсутствие многолетнемерзлых пород). Длительность про¬
мерзания не менее 5 месяцев.
Сезоннопромерзающий тип температурного режима отли¬
чается положительной среднегодовой температурой почвенного профиля.
Промерзание не более 5 месяцев. Подстилающие породы немерзлые.
Длительно сезоннопромерзающим и сезоннопромерзающим типами
теплового режима охватывается наибольшая часть территории СССР.
Непромерзающий тип температурного режима наблюдается
в честностях, где промерзание профиля почв и морозность не проявля¬
ются. К ним относятся теплая южноевропейская фация и области суб¬
тропического пояса.
Приемы регулирования теплового режима почв. Знание теплового
баланса и его элементов, теплового потока в почву и тепловых свойств
позволяет использовать различные агрономические мероприятия, суще¬
ственно влияющие на тепловой режим почв.
Все приемы активного влияния на тепловой режим почв делятся на
агротехнические, агромелиоративные и агрометеорологические. К пер¬
вой группе относятся различные способы обработки почвы: прикатыва-
ние, гребневание, оставление стерни, мульчирование; ко второй—оро¬
шение, осушение, лесные полосы, меры борьбы с засухой; к третьей —
приемы, снижающие излучение тепла из почвы, меры борьбы с
заморозками и др.
Воздействие агромелиоративных приемов на тепловой ре¬
жим наиболее устойчивое и радикальное. Лесные полосы препятствуют
стоку воды с территории, способствуют накоплению снега и тем самым
оказывают непосредственное влияние на температуру почвы в зимний
период, изменяют микроклимат местности, в частности уменьшают ско¬
рость ветра в межполосном пространстве по сравнению с открытой мест¬
ностью на 20 — 40 %. Тем самым уменьшается вертикальный обмен
приземного слоя воздуха с атмосферой, что сопровождается понижением
температуры воздуха в межполосном пространстве днем и повышением
ночью.
На тепловой режим почв существенно влияет орошение. Отражен¬
ная радиация уменьшается на орошаемых участках до 20% по сравне¬
нию с неорошаемыми. После полива также уменьшается излученная
радиация, в результате увеличивается приход тепловой энергии к почве.
С орошением связано изменение в тепловой аккумуляции почвы. Коэф¬
фициент теплопроводности неорошаемой почвы значительно меньше,
чем орошаемой. Это вызывает неравномерный прогрев и приводит к
значительным суточным колебаниям температуры в верхних слоях. При
орошении возрастает теплопроводность, что способствует более равно¬
мерному прогреву почвы и снижению колебаний температуры. Тепловой
приток из воздуха значительно выше на орошаемых участках, где на¬
блюдается большее испарение. В целом на орошаемом поле создается
более благоприятный микроклимат. На тепловой режим почв оказывает
значительное влияние осушение.
Способствует повышению температуры почвы применение больших
норм органических удобрений.
Агротехнические приемы регулирования теплового режима
почв наиболее доступны для активного воздействия на их тепловой ба¬
ланс. Создание гребнистой поверхности способствует лучшему прогре¬
ванию почвы, обеспечивает большую аккумуляцию рассеянной радиа¬
ции, улучшает конвективный тепловой обмен воздуха с почвой и тем
169
самым создает условия для повышения морозостойкости растений во
время радиационных заморозков.
Температура почвы на гребнистой поверхности более высокая: в те-
«еиие летнего дня на 3 — 5 ° С выше, чем в почве на ровных участках.
На тепловой режим почвы существенно влияет глубина основной обра¬
ботки. Благодаря пахоте создается резкая неоднородность почвы по
глубине — изменяются плотность и влажность, общая пористость и по¬
ристость аэрации. Изменение основных физических показателей оказы¬
вает влияние на теплопроводность и теплоемкость. На температуру
поверхности почвы воздействует соотношение между отдельными ста¬
тьями теплового баланса. Так как величина испарения весной не зави¬
сит от влажности, а теплоотдача воздуха и радиационный баланс обу¬
словлены изменением температуры поверхности почвы, выявляется пря¬
мая зависимость теплового баланса от теплового потока в почву,
который определяется тепловыми свойствами и температурой почвы на
се поверхности. Разница в температуре нагрева почвы с различной мощ¬
ностью пахотного горизонта будет пропорциональна глубине вспашки.
Прикатыванием верхнего слоя можно повысить среднесуточную
температуру на 3 — 5°С в 10-сантиметровом слое, залегающем ниже уп¬
лотненной прослойки. Это объясняется более высокой теплопроводно*
стью уплотненного слоя.
Температуру почвы можно значительно изменить мульчированием
(покрытие поверхности почвы различным материалом). Физический
смысл такого приема заключается в изменении двух элементов радиа¬
ционного баланса — отражательной и излучательной способности почв,
т. е. альбедо и константы излучения поверхности почвы. Черная мульча
уменьшает альбедо почвы на 10—15 %, что приводит к снижению от¬
ражательной способности и к нагреванию почвы. При этом изменяются
и другие компоненты теплового баланса (расход тепла на физическое
испарение, теплообмен между слоями почвы и др.). Белое покрытие мо¬
жет служить средством снижения избыточного нагревания почвы. В на¬
стоящее время в качестве мульчи широко применяют различные про¬
зрачные пленки из полимеров и пластмасс. Такие пленки хорошо про¬
пускают видимую часть солнечного спектра и инфракрасные лучи. Под
пленкой тепло расходуется очень медленно, что приводит к более интен¬
сивному нагреванию почвы (табл. 62).
62. Температура дерново-подзолистой почвы (°С) при мульчировании ее некоторыми
материалами (по Г. Г Семикиной; Ленинград, апрель —май, 1962)
Вариант опыта
На глубине 5 см
На глубине 10 см
7ч
13 ч
19 ч
7ч
13 ч
19 ч
Контроль, без пленки
4,0
16,4
15,4
4,6
16,2
15,9
Черная полиэтиленовая пленка
6,5
18,2
15,9
8,5
18,0
19,0
Прозрачная полиэтиленовая пленка
10,2
25,0
24,2
9,0
20,3
23,5
Полиамидная пленка
10,8
27,7
26,2
10,8
23,5
24,5
Воздействует па температурный режим почвы снегозадержание (с
помощью оставленной стерни, нарезки снежных валов и другими спосо¬
бами). Накопление ровного и достаточно мощного слоя снега уменьша¬
ет глубину промерзания почвы, повышает ее температуру зимой и уско¬
ряет оттаивание весной.
К агротехническим приемам, направленным на создание благопри¬
ятных тепловых условий сельскохозяйственным растениям, относится
аэрационный способ посадки картофеля, широко распространенный в
170
Мурманской области и других северных областях. Он заключается в
разреженной посадке картофеля (80 — 90x40 см), при которой дости¬
гается лучший теплообмен между охлаждающимися листьями и более
теплым воздухом.
Распространенным агрометеорологическим приемом явля¬
ется создание дымовых завес, снижающих излучение тепла из почвы и
предохраняющих растения от заморозков.
В южных районах эффективны приемы, направленные на уменьше¬
ние притока тепла к почве. Притенение ее поверхности расстановкой щи¬
тов, покрытием соломой и другими материалами уменьшает приток
тепла и защищает всходы от палящих солнечных лучей.
Важное значение в регулировании температурного режима почв
принадлежит растительности, которая затеняя поверхность почвы спо¬
собствует понижению температуры ее верхнего слоя. Удаление расти¬
тельности и распашка целинных почв вызывают повышение температу¬
ры верхнего слоя. Так при освоении лесных массивов под пашню в се-
веро-западной части Амурской области повышение инсоляции в корне¬
обитаемом слое привело к повышению его температуры на 3—4° С, что
благоприятно сказалось на росте и созревании полевых культур.
В северных районах на заболоченных минеральных почвах снятие
торфяного слоя также улучшает температурный режим почвы.
Посевом высокостебельных растений (кукурузы, подсолнечника
и др.) также можно регулировать температурный режим почвы. Такие
кулисные посевы создают «парниковый эффект», приводящий к повы¬
шению температуры почвы и воздуха в дневные часы, что способству¬
ет лучшему развитию овощных культур в районах с недостатком тепла.
Глава XIII
ПОЧВЕННЫЙ РАСТВОР
И ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ
ПРОЦЕССЫ В ПОЧВЕ
Дождевая вода, поступающая в почву, содержит некоторое количе¬
ство растворенных веществ: газов атмосферного воздуха (Ог ,С02 N2,
NH3 и др.), а также соединений, находящихся в воздухе в виде пыли
(соли и т.п.). В почве она активно взаимодействует с твердой фазой,
переводя в раствор отдельные ее компоненты. Следовательно, вода в
почве представляет собой почвенный раствор.
Почвенный раствор имеет огромное значение в генезисе почв и их
плодородии. Он участвует в процессах преобразования (разрушение и
синтез) минеральных и органических соединений; в составе его по про¬
филю почв перемещаются разнообразные продукты почвообразования.
Исключительно велика роль почвенного раствора в питании растений.
Поэтому важно знать его состав, свойства (реакция, буферность, осмо¬
тическое давление) и динамику.
МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЧВЕННОГО РАСТВОРА
Для выделения почвенного раствора используют методы: отпрессо-
вывания, т. е. выжимание раствора под давлением на специальных прес¬
сах, центрифугирования и замещения (вытеснения) другой жидко¬
стью.
Количество выделяющегося почвенного раствора зависит от водо¬
удерживающих свойств почвы и степени ее увлажнения.
Получение почвенных растворов центрифугированием возможно
лишь в почвах с влажностью, близкой к полной влагоемкости.
Выделение почвенного раствора замещением его другой жидкостью
заключается в том, что через колонку, заполненную исследуемой почвой
с естественной влажностью, сверху просачивается вытесняющая жид¬
кость. Наиболее удобен для этой цели этиловый спирт. Почвенный рас¬
твор собирается в приемник. Для улучшения фильтрационных свойств
тяжелых почв их рекомендуется смешивать с хорошо отмытым кварце¬
вым песком.
При использовании указанных методов после выделения раствора
в почве остается еще некоторое количество влаги.
Преимущество указанных методов — возможность получения рас¬
творов при влажности, характерной для почв в вегетационный период,
поэтому практически динамику почвенного раствора можно изучить
лишь этими методами. Недостатком их является некоторое нарушение
карбонатного равновесия и окислительно-восстановительного (ОВ) со¬
стояния раствора при его отделении от почвы.
Состав жидкой фазы почвы в почвоведении изучают лизиметричес¬
ким методом. Этот метод основан на исследовании просачивающихся
через определенную толщу почвы дождевых или талых вод, которые со¬
бирают в специальный приемник. Существует несколько вариантов лизи¬
метров: лизиметры-контейнеры с насыпной почвой, лизиметры-моноли¬
ты, лизиметры-воронки и др.
Недостаток всех лизиметрических установок — возможность полу¬
чения растворов лишь в периоды сильного увлажнения почв. Кроме то¬
го, в лизиметрических установках, особенно типа подставных воронок,
нарушается в определенной мере естественный ход фильтрации, что не
172
позволяет получать строго количественной характеристики выноса тех
или иных компонентов почвы.
Поэтому при изучении динамики состава почвенных растворов же¬
лательно сочетать лизиметрический метод с другими методами выделе¬
ния почвенных растворов (отпрессовывание и др.). Косвенное суждение
о некоторых свойствах почвенного раствора можно получить на основа¬
нии анализа водных вытяжек. Однако водная вытяжка значительно от¬
личается от почвенного раствора и не может дать полного представле¬
ния о его составе и свойствах.
Концентрацию ионов водорода (pH) и натрия в почвенном раство¬
ре, его электропроводность и величину окислительно-восстановительного
потенциала можно определить непосредственно в почве.
Бажнейшими показателями характеристики почвенного раствора
являются состав, концентрация, величина pH, осмотическое давление и
окислительно-восстановительное состояние.
СОСТАВ И КОНЦЕНТРАЦИЯ ПОЧВЕННОГО РАСТВОРА
Почвенный раствор находится в постоянном и тесном взаимодейст¬
вии с твердой и газовой фазами почвы и корнями растений, и поэтому
состав и концентрация его являются результатом биологических, физи¬
ко-химических и физических процессов, лежащих в основе этого взаимо¬
действия.
Темп и направление указанных процессов подвержены значитель¬
ной сезонной изменчивости, поэтому и состав почвенного раствора чрез¬
вычайно динамичен.
Концентрация почвенного раствора невелика и обычно не превыша¬
ет нескольких граммов вещества на литр раствора. Исключение состав¬
ляют засоленные почвы, в которых содержание растворенных веществ
может достигать десятков и даже сотен граммов на литр.
В почвенном растворе содержатся минеральные, органические и ор¬
гано-минеральные вещества, представленные в виде ионных, молекуляр¬
ных и коллоидных форм. Кроме того, в почвенном растворе присутству¬
ют растворенные газы: СОг, 02 и др.
Из минеральных соединений в составе почвенного раствора могут
быть анионы НСОз", СОз~» N07. N07» SO4-, С1-, Н2РОГ, НР04~ и ка¬
тионы Са2+, Mg2+, Na+, NH^, К+, Н+. В сильнокислых почвах могут быть
также Al3+, Fe3+, а в заболоченных Fe2+. Железо и алюминий в почвен¬
ных растворах содержатся в основном в виде устойчивых комплексов с
органическими веществами.
Из органических соединений в почвенном растворе могут быть водо¬
растворимые вещества органических остатков и продукты их разложе¬
ния, продукты жизнедеятельности растений и микроорганизмов (орга¬
нические кислоты, сахара, аминокислоты, спирты, ферменты, дубильные
вещества и др.), а также гумусовые вещества.
Органо-минеральные соединения представлены преимущественно
комплексными соединениями различных органических веществ кислот¬
ной природы (гумусовые кислоты, полифенолы, низкомолекулярные ор¬
ганические кислоты) с поливалентными катионами. Соотношение мине¬
ральной и органической частей почвенного раствора неодинаково в
разных почвах. Так, для болотных, подзолисто-болотных и целинных
дерново-подзолистых почв .характерно преобладание в почвенном рас¬
творе органических веществ над минеральными; в черноземах эти компо¬
ненты примерно равны, а в засоленных почвах минеральных соединений
больше. Повышенное содержание органических веществ в почвенном
173
растворе имеют также солонцовые почвы благодаря его щедочирй реак¬
ции и пептизирующему действию поглощенного Na+.
Коллоиднорастворимые формы могут быть представлены органи¬
ческими и органо-минеральными веществами, золями кремнекислоты и
полуюраокисей железа и алюминия. По данным К. К. Гедройца, колло¬
идная часть составляет обычно 1/4—1/10 и меньше общего количества
веществ в растворе. Высокое содержание коллоиднорастворимых соеди¬
нений наблюдается в почвенных растворах солонцов.
Содержание отдельных компонентов почвенного раствора сущест¬
венно изменяется также по генетическим горизонтам одного и того же
типа почв.
Максимум органических веществ находится в почвенном растворе
органогенных и гумусовых горизонтов. Вниз по профилю почв количест¬
во органических веществ резко падает в результате их закрепления п
минерализации в верхних горизонтах.. В черноземах, каштановых поч¬
вах, сероземах н солонцах в составе почвенных растворов нижних гори¬
зонтов заметно возрастает содержание минеральных соединений — кар¬
бонатов, гипса и легкорастворимых солей.
Из анионов, присутствующих в почвенном растворе, наиболее важ¬
ное значение для растений имеют N0^, SO|~, фосфат-ионы.
Содержание нитратов определяется условиями нитрификации в
почве (обогащенность органическим веществом, гидротермический ре¬
жим почв и условия аэрации). SOв почвенных растворах незасолен-
ных почв немного (обычно не более нескольких миллиграммов на литр).
Еще меньше фосфат-ионов (1 — 2 мг/л), что объясняется энергичным их
поглощением растениями, минеральными соединениями почвы и слабой
растворимостью почвенных фосфатов. В почвенных растворах засолен¬
ных почв много Cl~, SO*-, Са2+, Mg2+ и Na+.
Реакция почвенного раствора характеризует актуальную, или ак¬
тивную, кислотность или щелочность почвы и оказывает большое влия¬
ние на химические, физико-химические и биологические процессы, про¬
текающие в почве, а также на развитие растений (см. стр. 114).
Осмотическое давление почвенного раствора имеет важное значение
для растений. Если оно равно осмотическому давлению клеточного сока
растений или выше его, то прекращается поступление воды в растение и
оно погибает. Величина осмотического давления зависит от концентра¬
ции почвенного раствора и степени диссоциации растворенных веществ.
Наиболее высокое осмотическое давление почвенного раствора у засо¬
ленных почв, особенно тяжелых по механическому составу, с высокой
поглотительной способностью.
Осмотическое давление почвенного раствора существенно различа¬
ется в разных типах почв и в отдельных горизонтах одной и той же поч¬
вы (табл. 63).
63. Осмотическое давление почвенного раствора (данные А. Г. Гебгарда, 1928)
Почва
Горизонт
Осмотическое
давление почвен¬
ного раствора,
Па
Почва
Горизонт
Осмотическое
давление поч¬
венного рас¬
твора. Па
Чернозем
A+Bt
2,05-105
Мокрый солон¬
Первый
11,2-105
в*
1,68.105
чак
Второй
13,6-105
В*
3,80.10®
Солодь
А,
0,20-105
Солонец столб¬
А
1,56-10s
■
в*
1,90-105
чатый
Bi
0,40-105
В/С
1,56-105
Ва
6,38-105
1
174
Осмотическое давление почвенного раствора любой почвы зависит
от влажности и интенсивности биологических процессов, поэтому его ве¬
личина довольно динамична.
Как показали работы Саратовской и Безенчукской сельскохозяй¬
ственных опытных станций, при повышенном осмотическом давлении
сокращается вегетационный период пшеницы, задерживается кущение,
но ускоряется колошение, цветение и созревание, уменьшается транспи-
рационный коэффициент и увеличивается содержание белка в зерне.
Осмотическое давление определяется криоскопическим методом по
точке замерзания почвенного раствора.
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЧВАХ
В почве широко развиты окислительно-восстановительные процес¬
сы, и в этом отношении ее можно рассматривать как сложную окисли¬
тельно-восстановительную систему. Как известно, процессами окисле¬
ния называются:
1) присоединение кислорода:
2KN02^*2KN08;
2) отдача водорода:
СН*СООН СН —СООН
I -► II +Нг>’
СНаСООН СН —СООН
янтарная фумаровая кислота
кислота
3) отдача электронов без участия водорода и кислорода:
Fea+ — e--*Fe8+.
Обратные процессы объединяются в понятие «восстановление».
В общей схеме обычно окисление принято рассматривать как отда<-
чу электронов, а восстановление — как их присоединение:
Ох+е~ ^ Red.
Окислительные процессы широко развиты при явлениях превраще¬
ния органического вещества в почве. Так, в почве возможно окисление
тирозина и других ароматических аминокислот в меланины; окисление
смол и соединений непредельного ряда; окисление дубильиых веществ,
сахаров, аминокислот, белков и других соединений, входящих в состав
растительных остатков. Гумификация представляет собой в целом про¬
цесс окислительный.
Большинство реакций окисления органических веществ почвы отно¬
сится к группе необратимых.
Обратимыми окислительно-восстановительными реакциями являют¬
ся широко развитые в почве реакции окисления и восстановления желе¬
за (Fe34=*Fe2+), марганца (Мп4+^*Мп2+), азота (N5+**N3+). В почве
происходит окисление и восстановление кислорода и водорода (0ч=ь02~ ;
Нч=ьН+), серы (S®+*±S2-). Поскольку большая часть этих реакций име¬
ет биохимическую природу и теснейшим образом связана с проявлени¬
ем микробиологических процессов, то, естественно, интенсивность по¬
следних в.почве непосредственно влияет и на развитие окислительно¬
восстановительных процессов.
Основным окислителем в почве выступает молекулярный кислород
почвенного воздуха, почвенного раствора. Поэтому развитие окислитель¬
175
но-восстановительных процессов в почвах тесно связано с условиями их
гэраиии и, следовательно, зависит от всех свойств почвы, определяющих
состояние газообмена (структура, плотность, механический состав и
др.), и прежде всего от влажности.
Главными условиями, определяющими интенсивность и направлен¬
ность окислительно-восстановительных процессов, являются состояние
увлажнения и аэрации почв, а также содержание в них органического
вещества и температура, при которой протекают биохимические реак¬
ции.
Ухудшение аэрации в результате повышения влажности почвы, ее
уплотнения, образования корки и других причин ведет к снижению окис¬
лительно-восстановительного потенциала. Наиболее резко он падает в
почвах при влажности, близкой к полной влагоемкости, когда наруша¬
ется нормальный газообмен почвенного воздуха с атмосферным. Так,
резкое уменьшение потенциала в гумусовых горизонтах дерново-подзо¬
листых почв (А„, Ai) наблюдается при увлажнении почвы выше 90%
ее полной влагоемкости. При повышении влажности от 10 до 90 % пол¬
ной влагоемкости снижение потенциала идет медленно и постепенно.
И. П. Гречин в модельных опытах установил, что при пропускании
через почву газовой смеси из 99,5% азота и 0,5% кислорода наблюда¬
ется развитие устойчивых восстановительных процессов, сопровождаю¬
щихся интенсивным восстановлением нитратов и образованием значи¬
тельных количеств закиси железа. При оптимальной температуре и
влажности в пахотном горизонте дерново-подзолистой почвы переход от
аэробных условий к анаэробным происходил при содержании кислорода
в почвенном воздухе 2,5 — 5 %.
В опытах М. В. Курлыковой под многолетними травами в суглини¬
стой дерново-подзолистой почве при влажности ее выше 80 % полной
влагоемкости и пористости аэрации 6 % наступил устойчивый анаэро-
биозис. Существенно влияют на окислительно-восстановительные про¬
цессы в почве содержание и формы органических веществ. Снижение
потенциала при переувлажнении почвы быстро происходит только в гу¬
мусовых горизонтах. Свежее неразложившееся органическое вещество,
богатое белками и растворимыми углеводами, являясь лучшим материа¬
лом для жизнедеятельности микрофлоры, способствует интенсивному
развитию восстановительных процессов в избыточно увлажненной
почве.
Для количественной характеристики окислительно-восстановитель¬
ного состояния почвы (так же как и других сред) пользуются определе¬
нием величины окислительно-восстановительного потен¬
циала, который отражает суммарный эффект разнообразных окисли¬
тельно-восстановительных систем почвы в данный момент.
Величина окислительно-восстановительного (ОВ) потенциала ха¬
рактеризуется по Петерсу следующим уравнением:
£ов = Е + In—;—— милливольт, (1)
nF [восст]
где R — универсальная газовая постоянная, Дж; Т — абсолютная тем-
nepaiypa, ТК; F — число Фарадея, Кл; п — число зарядов, переносимых
одной частицей (ионом); [окисл] и [восст] —концентрация окислителей
и восстановителей данной системы.
Как видно из уравнения, чем выше концентрация окислителя, тем
больше потенциал. Если активные концентрации окислителя и восстано¬
вителя равны, то отношение . 1окисл1 _ j и ТОгда Е0Я—Е0.
[восст]
Потенциал системы, в которой активность окислителя и восстано¬
176
вителя одинакова и равна 1, называется нормальным потенциалом
окислительно-восстановительной системы.
Окислительно-восстановительный потенциал по отношению к водо¬
роду называют Eh:
£A = £o+_*ZL ta-SSSE-. (2)
0 nF [HSJ
Величину потенциала вычисляют к условно выбранному стандарт¬
ному электроду; в электрохимии таким принят водородный электрод.
Потенциал стандартного нормального водородного электрода (водород¬
ного электрода, насыщенного при давлении в 1 • 105 Па газообразным
водородом и находящегося в равновесии с раствором, активность водо¬
родных ионов которого составляет единицу) условно считают равным
нулю. Величина и знак потенциала любого электрода, применяемого при
определении окислительно-восстановительного потенциала системы,
сравниваются с водородным электродом. Так, например, потенциал на¬
сыщенного каломельного электрода, наиболее часто употребляемого в
качестве электрода сравнения при измерении ОВ потенциала почв, ра¬
вен по отношению к нормальному водородному электроду +250 мВ при
18° С.
По отношению к нормальному водородному электроду формула (2)
после подстановки числовых значений Р, Т и F и замены натуральных ло¬
гарифмов десятичными приобретает следующий вид (для температуры
18° С):
Eh = 0,029 lg —7^-7— В. (3)
Iй*]
При количественной характеристике окислителыю-восстановитель-
ного состояния ночвы через Eh величину ОВ потенциала выражают в
милливольтах.
Напряженность окислительно-восстановительных процессов в поч¬
вах в определенной мере связана с условиями реакции среды, с величи¬
ной pH: реакция среды влияет на интенсивность и направленность мик¬
робиологических процессов; от величины pH зависит переход в раствор
компонентов некоторых окислительно-восстановительных систем почвы
и т. п.
Для получения сравнимых данных по окислительно-восстановитель-
ным условиям в средах с различной величиной pH Кларк предложил
ввести показатель rlU, который представляет собой отрицательный ло¬
гарифм давления концентрации молекулярного водорода и вычисляется
по формуле:
гЯ2=-|- + 2рЯ. (4)
Таким образом, количественная характеристика окислительно-вос¬
становительного состояния почвы может быть выражена через Eh в
милливольтах и через условную величину гН2. Величина гН% выше 27
характеризует преобладание окислительных процессов. Для восстано¬
вительных процессов в почвах свойственна величина гН2 меньше 27
(22 — 25); при интенсивном развитии восстановительных процессов она
падает ниже 20. ОВ потенциал в почвах измеряют платиновыми элек¬
тродами. В качестве электрода сравнения используют каломельный
электрод. Лучшие результаты получаются при измерении в поле. При
изучении динамики ОВ потенциала желательно иметь стационарно
установленные по профилю почв электроды.
12—837
177
Проявление окислительно-восстановительных процессов в почве
зависит от генетических свойств ее и от состояния водно-воздушного и
т'.‘Мпературпого режимов.
Поэтому различные почвы характеризуются своими особенностями
в развитии окислителыю-восстанопптельных процессор..
В подзолистых и дерново-подзолистых почвах нормального увлаж¬
нения величина ОВ потенциала составляет 550 750 мВ, г, чернозе¬
мах— 400 — 600 мВ, в сероземах — 350 -450 мВ. Наиболее инзкие по¬
тенциалы у длительно затопляемых почв рисовых полей и болотных
почв. При иаденна величины Eh до 200 мВ и ниже начинается интенсив¬
ное развитие восстановительных процессов с типичными признаками
глееобразования.
Поскольку развитие ОВ процессов в почвах тесно связано с особен¬
ностями их состава, свойств и динамикой водно-воздушного, темпера¬
турного и микробиологического режимов, то для большинства почвен¬
ных типов характерна неоднородность ОВ состояния их профиля. Такая
неоднородность может проявляться в нескольких видах: в изменчивости
ОВ состояния но генетическим горизонтам почвенного профиля, в преде¬
лах одного горизонта в отдельных его участках и в изменчивости ОВ со¬
стояния профиля почв и отдельных его горизонтов во времени. Так, мно¬
гие автоморфные почвы характеризуются пониженными показателями
ОВ потенциала в верхних гумусовых горизонтах, с постепенным их по¬
вышением вниз по профилю. Такой тип распределения ОВ потенциала но
профилю обусловлен тесной связью окислительно-восстановительных
процессов с микробиологической деятельностью и особой ролыо органи¬
ческого вещества как фактора микробиологической активности. В полу-
гидроморфных почвах с грунтовым дополнительным увлажнением наи¬
более низкие величины ОВ потенциала свойственны нижним оглеенным
горизонтам.
Для гидроморфных почв типична некоторая гетерогенность ОВ со¬
стояния их профиля на фоне господства восстановительных условий.
Неоднородность ОВ состояния в микрозонах одного и того же горизон¬
та почвы обусловлена различной микробиологической активностью в
отдельных участках в связи с неоднородным распределением органичес¬
кого вещества, разными условиями увлажнения и газообмена и т.н.
В частности, установлено наличие различий в ОВ состоянии внутри и на
поверхности структурных отдельностей гумусовых горизонтов почв.
Сезонная изменчивость водно-воздушного, температурного и мик¬
робиологического режимов определяет динамику окислительно-вос-
етановительных процессов в почвах, т. е. их окислительно-восстанови¬
тельный режим. Под окислительно-восстановительным режимом почв
следует понимать соотношение окислительно-восстановительных про¬
цессов в почвенном профиле в годичном цикле почвообразования. Кон¬
кретное выражение окислительно-восстановительного режима определя¬
ется проявлением отмеченных выше форм неоднородности (изменчиво¬
сти) окислительно-восстановительного состояния почв в связи с их гене¬
тическими свойствами, особенностями состава и режимов, обусловленных
сочетанием естественных факторов почвообразования, а также хозяйст¬
венным воздействием человека на почву. Различают следующие типы
гжнелителыю-восстановителыюго режима почв:
1) почвы с абсолютным господством окислительной обстановки —
автоморфные почвы степей, полупустынь и пустынь (черноземы, кашта¬
новые серо-коричневые, бурые полупустынные, сероземы, серо-бурые
и др.).
2) почвы с господством окислительных условий при возможном
чрочрлении восстановительных процессов в отдельные влажные годы
78
или сезоны (автоморфиые почвы таежно-леснои зоны, влажных субтро¬
пиков, лиственно-леснои и буроземно-лссиой зон);
3) почвы с контрастным окислительно-восстановительным режимом
(полугидроморфные почвы различных зон). Наиболее контрастной ди¬
намикой окислительно-восстановительных процессов характеризуются
почвы с явлениями временного избыточного увлажнения. Такие почвы
широко распространены среди подзолистых, дерново-подзолистых, бу¬
рых лесных, солодей, солонцов и других типов почв;
4) почвы с устойчивым восстановительным режимом (болотные и
гидроморфные солончаки).
Наиболее изменчивы показатели ОВ потенциала в верхних, обога¬
щенных органическим веществом, горизонтах, где наблюдается наиболь¬
шее колебание в увлажнении почвы и интенсивное протекают микробио¬
логические процессы. Нижние, бедные органическим веществом гори¬
зонты, где слабо развиты микробиологические процессы и поэтому нет
интенсивного расхода кислорода, обычно характеризуются и более вы¬
сокими показателями потенциала.
В минеральных почвах устойчивого грунтового заболачивания наи¬
меньший потенциал обычно наблюдается в нижних горизонтах.
Окислительно-восстановительные процессы оказывают большое
влияние на почвообразовательный процесс и плодородие почв.
С этими процессами тесно связаны превращение растительных ос¬
татков, темпы накопления и состав образующихся органических веществ,
а следовательно, и формирование профиля почв.
Избыточное увлажнение и низкие значения ОВ потенциала замед¬
ляют разложение растительных остатков, способствуют образованию
наиболее подвижных и активных форм органических веществ, переходу
гуминовых кислот в фульвокислоты. С развитием окислительно-воолч-
но в тельных процессов связано также превращение соединений азота,
серы, фосфора, железа, марганца в почвах.
Оптимальные условия для нитрификации Eh = 350- 500 мВ, при
резком падении потенциала развивается денитрификация.
Снижение окислительно-восстановительного потенциала до 200—
250 мВ, а в грубогумусовых подзолистых почвах и до 350—400 мВ при¬
водит к образованию заметных количеств закисного железа и подвиж¬
ного Мп2+.
Знание величины ОВ потенциала почв позволяет судить об общей
направленности окислительно-восстановительных процессов и опреде¬
лять необходимость применения мероприятий но регулированию окис¬
лительно-восстановительного режима почвы.
Глава XIV
ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ
С давних времен человек при использовании земли оценивал ее
прежде всего с точки зрения способности производить урожай растений.
Поэтому понятие «плодородие почвы» было известно еще до оформления
почвоведения как науки и выражало наиболее существенное свойство
земли как средства производства.
Развитие учения о плодородии почв связано с именем В. Р. Виль¬
ямса. Он детально исследовал формирование и развитие плодородия
почвы в ходе природного почвообразования, рассмотрел условия прояв¬
ления плодородия в зависимости от ряда свойств почвы, а также сфор¬
мулировал основные положения об общих принципах повышения пло¬
дородия почвы при их использовании в сельскохозяйственном производ¬
стве.
Как уже отмечалось, под плодородием следует понимать способ-
ность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания,
воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воз¬
духа, тепла и благоприятной физико-химической средой для нормальной
деятельности.
Плодородие является существенным качественным свойством поч¬
вы, отличающим ее от горной породы. Понятие «почва и ее плодородие»
неразрывны. Плодородие почвы — результат развития природного поч¬
вообразовательного процесса, а при их сельскохозяйственном использо¬
вании также и процесса окультуривания. Каждой почве присуще при¬
родное, или естественное, плодородие. Почвы, находящиеся в земледель¬
ческом использовании, характеризуются экономическим, или эф¬
фективным, плодородием. Важнейшими параметрами, по которым
можно определить качественные особенности почвенного плодородия п
его биологический уровень (продуктивность растения), являются кон¬
кретные показатели почвенных режимов: температурного, водно-воз¬
душного, питательного, физико-химического, биохимического, солевого
и окислительно-восстановительного.
Эти параметры, в свою очередь, определяются климатическими ус¬
ловиями, агрофизическими свойствами иочв, их механическим, минера¬
логическим и химическим составом, потенциальным запасом элементов
питания, а также содержанием подвижных их форм, содержанием, со¬
ставом и запасами гумуса, интенсивностью микробиологических процес¬
сов и т.д. Геохимические и геологические процессы могут также оказы¬
вать влияние на формирование почвенного плодородия (приток жестких
или мягких, пресных или минерализованных грунтовых вод, отложение
плодородных наилков, эрозионный снос гумусовых горизонтов ИТ.д.).
В предыдущих главах учебника при разборе состава, свойств иочв и
их режимов рассматривались количественные и качественные особен
пости и уровень плодородия. Однако не для всех свойств и режимов вы¬
явлены количественные показатели, позволяющие в целом дать устано¬
вившуюся классификацию параметров почвенного плодородия.
Для характеристики тепловых условий используют сумму тем¬
ператур выше 10 °С в почве на глубине 0—20 см, длительность вегетаци¬
онного периода (выше 10°С) на той же глубине, а также глубину и дли¬
тельность промерзания почв. В соответствии с этими параметрами вы¬
деляются почвы: теплые, умеренно теплые, холодные, мерзлотные, а
также длительно сезоннопромерзающие.
Как указывалось в главе X, оптимальным уровнем водно-воз¬
№
душного режима является сочетание оптимального содержания влаги
(около 60% ПВ) и наличия необходимого для жизни растений количе¬
ства кислорода в составе почвенного воздуха (12—25%).
Оптимальный физико-химический режим формируется в
зависимости от реакции почв, состава и количества обменных оснований,
буферных свойств почвы. Эти параметры выявлены более определенно
и по ряду показателей дифференцируются применительно к разным
группам растений (реакция среды, содержание подвижного алюминия
и др. см. главу VII).
Биохимический режим почв определяется жизнедеятельно¬
стью различных групп микроорганизмов, обусловливающих процессы
гумификации и минерализации органического вещества и мобилизацию
элементов питания растений в доступной для них форме. Как отмечено
в главе IV, важное значение в развитии этих явлений имеет и деятель¬
ность почвенной фауны.
Питательный режим почв для развития растений формируется
в зависимости от валового содержания в почве всех необходимых эле¬
ментов питания и количества их доступных форм. Параметры различ¬
ных условий обеспеченности сельскохозяйственных растений доступны¬
ми формами азота, фосфора, калия и ряда микроэлементов для основ¬
ных типов почв разработаны агрохимией и приводятся в «Практикуме
по почвоведению» и других руководствах.
Роль солевого режима в плодородии почв рассмотрена в главе
XXIV. Установлено, что на развитие растений вредно влияет содержание
водорастворимых солей в токсичных количествах, при этом выявлена
роль отдельных катионов и анионов и разработаны параметры различ¬
ных уровней их токсичности для разных растений.
Характеристикой окислительно - восстановительного
состояния почв служат динамика величины Eh, а также количественные
показатели некоторых окислительно-восстановительных систем в почве
(Fe2+3P*Fe3+, NO^NOip, Mn2+=^Mn4+ и др. См. гл. XIII).
Земледельческое освоение почвы вносит существенные изменения в
естественное развитие почвенных процессов и режимов.
Эти изменения обусловлены обработкой, внесением удобрений, раз¬
личными мелиорациями и т. п. Такое целенаправленное воздействие на
почву формирует в ней искусственное плодородие, т.е. изменения
в режимах и свойствах, возникшие в разультате приемов сельскохозяй¬
ственного использования почв. При выращивании сельскохозяйственных
культур искусственное плодородие в совокупности с естественным про¬
является как эффективное (экономическое) плодородие, которое изме¬
ряется величиной урожая. Оно зависит не только от уровня природного
плодородия, но и в большей степени от условий использования почв в
производстве, уровня развития науки и техники.
К. Маркс писал, что развитие экономического плодородия зави¬
сит «... отчасти от развития земледельческой химии, отчасти — земле¬
дельческой механики... Поэтому, хотя плодородие и является объектив¬
ным свойством почвы, экономически оно все же подразумевает известное
отношение — отношение к данному уровню развития земледельческой хи¬
мии и механики, а поэтому изменяется вместе с этим уровнем»*.
В составе экономического плодородия различают его эффективную
и потенциальную части. Эффективная часть — это те возможности есте¬
ственного и искусственного плодородия, которые реализуются в урожае
сельскохозяйственных культур данного года. Потенциальная часть —
это го, что остается для последующих урожаев.
* М а р к с К. Капитал, т. 111, ч. 2, 1955, с. 664.
181
Приемы окультуривания почв направлены, с одной стороны, на по¬
вышение урожаев, а с другой — на улучшение агрономических свойств
самих почв (их гумусового состояния, структуры, режимов и т.д.).
К. Маркс отмечал, что «Земля постоянно улучшается, если правиль¬
но обращаться с нею»*.
Поэтому в условиях интенсивного земледелия важнейшая задача
рационального использования почвы — обеспечить расширенное воспро¬
изводство почвенного плодородия, т.е. одновременный рост как эффек¬
тивного, так и потенциального плодородия.
Все факторы жизни равнозначны для растения. Ни один из них ие
может быть заменен другим. Поэтому эффективное плодородие почвы за¬
висит от способности почвы обеспечивать растение всеми необходимыми
условиями в максимально потребных количествах.
Из этих положений вытекает чрезвычайно важный вывод, сформу¬
лированный В. Р. Вильямсом: в целях повышения плодородия почвы и
получения высоких и устойчивых урожаев необходимо одновременно
воздействовать на все факторы жизни и роста растений. При этом важ¬
но выявить основной фактор (или группу факторов), воздействие на ко¬
торый стимулирует и максимальную эффективность остальных. Напри¬
мер, в засушливых зонах ведущий фактор — обеспечение растений
водой. Поэтому важнейшее значение в этих зонах приобретают меро¬
приятия по накоплению и продуктивному расходованию влаги.
В таежно-лесной зоне особое значение приобретает правильное и
систематическое применение удобрений и известкование почв. Для почв
избыточного увлажнения в первую очередь необходимо регулировать их
водно-воздушный режим. В этом случае максимальный эффект дают
удобрения и другие приемы повышения плодородия иочв.
В зоне орошаемого земледелия важнейшее значение имеет правиль¬
ное орошение, исключающее возможность заболачивания и вторичного
засоления почв.
Таким образом, одновременное воздействие на все факторы, опре¬
деляющие урожай растений, требует дифференцированных приемов по¬
вышения плодородия почв в различных зонах.
Поэтому важное значение приобретают материалы почвенно-агро-
иомических исследований: почвенные карты, картограммы содержания
доступных растениям элементов питания — фосфора, калия, азота; кар¬
тограммы кислотности засоленности, эродированности, заболоченности
почв.
Одностороннее воздействие на какой-либо фактор жизни растений,
без изменения других, приводит к постепенному уменьшению эффекта
от такого воздействия, а при определенных условиях может и снизить
урожай. Примером могут служить данные вегетационного опыта Гель-
ригеля по изучению влияния влажности ночвы на урожаи ячменя
(табл. 64),
4. Результаты опыта Гельригеля
Показатель
Урожай при влажности, почвы, % от полной влагоемкости
5
10
20
30 ‘
40
60
80
100
Урожай, дг/сосуд
Прибавка урожая на каждые
10% влаги
1
15
63
>4 8
146
3 4
190
4 2
217
7 11
227
[) —1
197
5 -9
0
8
* Маркс К. Капитал, т. III, ч. 2, 1955, с. 794.
182
Как видно из таблицы, каждое последующее увеличение влажности
почвы на 10% уменьшало прибавку урожая, а при влажности более
60% полной влагоемкости урожаи стали снижаться.
Одностороннее воздействие на один фактор (воду) на определенном
этане привело к ухудшению снабжения корней растений кислородом,
что и сказалось на снижении урожая, а при увлажнении, равном полной
влагоемкости, привело к гибели растений.
Уменьшение эффекта от прибавки последующего равновеликого ко¬
личества фактора буржуазные ученые считают «законом убывающего
плодородия почв». «Закон убывающего плодородия почв» впервые
(XVIII в.) был сформулирован французским экономистом Тюрго и в об¬
щей форме гласит, что каждое добавочное вложение труда в землю со¬
провождается не соответствующей, а уменьшающейся прибавкой коли¬
чества добываемого продукта. Несостоятельность этого лжезакона до¬
казал В. И. Ленин: «закон убывающего плодородия почвы» вовсе
неприменим к тем случаям, когда техника прогрессирует, когда способы
производства преобразуются; он имеет лишь весьма относительное и ус¬
ловное применение к тем случаям, когда техника остается неизменной»*.
Направленное воздействие на все факторы жизни растений с приме¬
нением достижений науки и техники создает условия непрерывного
возрастания урожая в соответствии с прибавками факторов.
Наука и практика выработали широкий комплекс приемов воз¬
действия на свойства почвы, обеспечивающий регулирование питатель¬
ного, водного, теплового и солевого режимов почвы и ее реакции.
Основные приемы повышения эффективного плодородия почв и
максимального использования ее естественного плодородия связаны с
рациональным применением органических и минеральных удобрений,
известкованием и гипсованием почв, системой их обработки, орошением
и осушением, травосеянием, созданием полезащитных лесных полос, вве¬
дением правильных севооборотов, с мероприятиями по борьбе с эрози¬
ей и возделыванием наиболее урожайных сортов растений.
Конкретный характер приемов в системе этих мероприятий опре¬
деляется особенностями почв хозяйства н требованиями возделываемых
культур.
Более подробное освещение этих вопросов дается в разделах
сельскохозяйственного использования почв отдельных зон и детально
рассматривается в курсах специальных дисциплин — агрохимии, земле¬
делия, сельскохозяйственной мелиорации и др.
* Л е и и н В. И. Полное собрание сочинений, т. 5, с. 102.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ГЕНЕЗИС, КЛАССИФИКАЦИЯ, ГЕОГРАФИЯ
И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ПОЧВ
Глава XV
УЧЕНИЕ О ГЕНЕЗИСЕ ПОЧВ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
Учение о генезисе (происхождении и развитии) почв включает:
изучение факторов почвообразования; изучение сущности и механизма
почвообразовательных процессов, определяющих энерго-и массообмен
и формирование профиля почв, их свойства и плодородие; изучение ге¬
нетических свойств почв.
В настоящей главе рассматриваются факторы почвообразования.
Сущность и механизм почвообразовательных процессов, так же как
состав и свойства конкретных почв, рассматриваются ниже при описа¬
нии почвенного покрова отдельных зон.
ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Как отмечалось выше, основы учения о факторах почвообразования
заложены В. В. Докучаевым, который установил, что почва как особое
природное тело формируется в результате тесного взаимодействия сле¬
дующих факторов — климата, растительности, почвообразующих пород,
рельефа местности и возраста страны (времени). Сочетания факторов
почвообразования — это комбинации экологических условий развития
почвообразовательного процесса и почв. Изучение каждого фактора
почвообразования предусматривает его характеристику по определен¬
ным параметрам и оценку его роли в почвообразовании.
Климат как фактор почвообразования
Под атмосферным климатом понимается среднее состояние ат¬
мосферы той или иной территории (земного шара, материков, стран,
областей, районов и т.п.), характеризуемое средними показателями ме¬
теорологических элементов (температура, осадки, влажность воздуха и
т.д.) и их крайними показателями, дающими амплитуды колебаний в
течение суток, сезонов и целого года.
Для познания природы почвенных процессов важнейшее значение
имеют климатические показатели, характеризующие температурные
условия и увлажнение, поскольку с ними тесно связаны водно-темпера¬
турный режим почв и биологические процессы. К таким показателям в
первую очередь должны быть отнесены агроклиматические показатели
вегетационного периода, когда в почве протекают наиболее активные
процессы. Поскольку почвенные процессы не прекращаются полностью
после вегетации, определенное значение имеют и среднегодовые (общие)
климатические показатели и показатели межвегетационного периода
(осень, зима).
184
Главным источником энергии для биологических и почвенных про¬
цессов является солнечная радиация, а основным источником увлажне¬
ния— атмосферные осадки. Солнечная радиация поглощается земной
поверхностью, а затем постепенно излучается и нагревает атмосферу.
Влага осадков, попадая в почву, поглощается растениями и возвраща¬
ется в атмосферу через транспирацию или в результате физического
испарения. Таким образом устанавливается постоянный тепло- и влаго-
обмен между почвой и атмосферой. В процессе этого обмена формиру¬
ется гидротермический режим почвы, который является важ¬
нейшим ее свойством. Поэтому большое значение имеют характеристи¬
ки климатов по температурным условиям и увлажнению.
Основой для выделения главных термических групп климатов яв¬
ляются суммы среднесуточных температур выше 10° С за вегетационный
период.
Группа климатов Сумма температур
воздуха >10°С
Холодные (полярные) Менее 600°
Холодно-умеренные (бореальные) 600—2000°
Тепло-умеренные (суббореальные) 2000—3800°
Теплые (субтропические) 3800—8000°
Жаркие (тропические) Более 8000°
Климаты названных термических групп располагаются в виде ши¬
ротных поясов, окружающих земной шар. Пояса характеризуются не
только суммой среднесуточных температур, но и определенными типа¬
ми растительности и почв, варьирующими в широких пределах в зави¬
симости от увлажнения. Они получили название почвенно-биоклимати-
ческих, или, точнее, почвенно-биотермических поясов.
С главными термическими группами климатов в почвообразовании
сопряжены тепловой режим почв, скорость химических и биохимических
процессов, биологическая продуктивность при оптимальном увлажнении.
По условиям увлажнения осадками при почвенных исследованиях
различают шесть главных групп климатов.
Группа климатов Коэффициент увлаж¬
нения по Высоцко¬
му-Иванову
Очень влажные (экстрагумидные) Более 1,33
Влажные (гумидные) 1,33—1
Пол\влажные (семигумидные) 1—0,55
Полусухие (семиаридные) 0,55—0,33
Сухие (аридные) 0,33—0,12
Очень сухие (экстрааридные) Менее 0,12
Критерием для такого разделения служит отношение коли¬
чества осадков к испаряемости1', иолучившее название коэф¬
фициента увлажнения. Он впервые был установлен Г. Н. Высоцким и
позднее применен к классификации климатов земного шара Н. Н. Ива¬
новым. Близкие к нему по природе показатели дали Д. И. Шашко,
А. Н. Костяков и др. В показателях, предложенных1 ими, испаряемость
заменена дефицитом влаги, испарением и другими родственными вели¬
чинами. Все они обнаруживают достаточно высокую корреляцию с
типом почв.
С градациями климата по атмосферному увлажнению сопряжены:
водный режим почв при рдинаковом положении их в рельефе; окисли¬
тельно-восстановительный потенциал почв; степень выветрелости и
выщелоченности при равных термических условиях.
* Испаряемость — испарение с открытой водной поверхности, мм.
185
Большое значение имеют градации климата по суровости зимы, вы¬
ряжающиеся в степени его континенталыюсти. Различия но континен¬
тальное™ наиболее резко проявляются в полярной, бореальной и суб-
бореальной группах климатов. Они обусловливают термический режим
нижних горизонтов почв в зависимости от мощности снегового покрова
и глубины зимнего промерзания почв и находят отражение, как увидим
ниже, в классификации почв при выделении фациальных подтипов.
Большую роль при формировании почв играют распределение осад¬
ков по сезонам года, интенсивность выпадения осадков, определяющая
их промачивающую и размывающую силу, относительная влажность
воздуха и сила ветра также по сезонам. Все эти явления влияют на
многие особенности биологических и почвенных процессов и обусловли¬
вают развитие водной и ветровой эрозии почв.
Климат оказывает прямое и косвенное влияние на почвообразова¬
ние. Прямое влияние сказывается в непосредственном воздействии
элементов климата (увлажнение почвы влагой осадков и ее промачива-
ние, нагревание и охлаждение и т.п.). Косвенное влияние проявляется
через воздействие климата на растительный и животный мир.
Разносторонняя роль климата как фактора почвообразования про¬
является в следующем.
Во-первых, климат является важным фактором развития биологи¬
ческих и биохимических процессов. Определенное сочетание температур¬
ных условий и увлажнения обусловливает тин растительности, темпы
создания и разрушения органического вещества, состав и интенсивность
деятельности почвенной микрофлоры и фауны.
Во-вторых, атмосферный климат, преломляясь через свойства и
состав почвы, оказывает огромное влияние на водно-воздушный, темпе¬
ратурный и окислительно-восстановительные режимы почвы.
В-третьих, с климатическими условиями тесно связаны процессы
превращения минеральных соединений в почве (направление и темп
выветривания, аккумуляция продуктов почвообразования и др.).
В-четвертых, климат оказывает большое влияние на процессы вет¬
ровой и водной эрозии почв.
Рельеф как фактор почвообразования
Характеристика рельефа основывается на изучении его генезиса
(тектонические, суффозиопныс, ледниково-аккумулятивные, ледниково-
эрозионные, эоловые формы и т.д.) и форм (геоморфология). Изучению
рельефа как фактора почвообразования посвящены работы многих почво¬
ведов (В. В. Докучаева, Н. М. Сибирцева, Г. Н. Высоцкого, С. А. Заха¬
рова, С. С. Неуструсва, Б. Б. Полынова, В. Р. Вильямса, И. II. Гераси¬
мова и др.).
Различают три группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф и
микрорельеф.
Под макрорельефом понимают самые крупные формы рель¬
ефа, определяющие общий облик большой территории: равнины, плато,
горные системы. Возникновение макрорельефа связано главным образом
с тектоническими явлениями в земной коре.
Мезорельеф — формы рельефа средних размеров: увалы, холмы,
лощины, долины, террасы и их элементы — плоские участки, склоны
разной крутизны. Возникновение мезорельефа связано в основном с
экзогенными геологическими процессами (денудационные процессы,
образование континентальных отложений), па которые оказывают боль¬
шое влияние медленные поднятия и опускания отдельных участков
суши.
186
Под микрорельефом понимают мелкие формы рельефа, за¬
нимающие незначительные площади (от нескольких квадратных деци¬
метров до нескольких сотен квадратных метров), с колебаниями относи¬
тельных высот в пределах одного метра. Сюда относятся бугорки, по¬
нижения, западины, возникающие па ровных поверхностях рельефа
из-за просадочиых явлений, мерзлотных деформаций или других причин.
На склонах микрорельеф иногда определяется сползанием почвенно-
грунтовых масс или почвенно-эрозионными процессами.
Широко развиты склоновые формы рельефа, которые принято ха¬
рактеризовать ио крутизне, формам и экспозиции.
Значение рельефа в формировании почв и развитии почвенного
покрова велико и разнообразно.
Рельеф выступает как главный фактор перераспределения солнеч¬
ной радиации и осадков в зависимости от экспозиции и крутизны склонов
и оказывает влияние на водный, тепловой, питательный, окислительно-
восстановительный и солсвой режимы.
Так, в горах возникает вертикальная зональность климата, расти¬
тельности и иочв вследствие понижения температуры воздуха с высотой
и изменения в увлажнении. Воздушные массы, приближаясь к горам,
медленно поднимаются и постепенно охлаждаются, что способствует
выпадению осадков. Перевалив через горы, те же воздушные массы,
опускаясь, нагреваются и становятся сухими.
Элементы мезо-и микрорельефа и особенно склоны разной крутизны
прежде г,сего перераспределяют влагу осадков на земной поверхности
и регулируют соотношение вод, стекающих по поверхности, просачиваю¬
щихся в почву, накапливающихся в понижениях. Поверхности разного
наклона и экспозиции получают неодинаковое количество солнечной
радиации, что отражается на условиях температурного и водного ре¬
жима. Различия в увлажнении вызывают изменения питательного,
окислительно-восстановительного и солевого режимов.
Все это приводит к поселению и развитию различной раститель¬
ности, к существенным различиям в синтезе и разложении органического
вещества, превращении почвенных минералов и в конечном счете к об¬
разованию разных почв в различных условиях рельефа.
В настоящее время различают по положению в рельефе и по опреде¬
ляемому нм перераспределению осадков следующие группы почв, кото¬
рые называются рядами увлажнения.
А в т о м о р ф и ы е почвы — формируются на ровных поверхнос¬
тях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при
глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 м).
Полугидроморфныс почвы — формируются при кратковре¬
менном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод
на глубине 3—6 м (капиллярная кайма может достигать корней расте¬
ний).
Г и д р о м о р ф н ы с п о ч в ы — формируются в условиях длительно¬
го поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод на глу¬
бине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать поверхности
почвы).
Рельеф оказывает большое влияние на развитие эрозионных про¬
цессов. В условиях склоновых форм рельефа возможно проявление
водной эрозии, т. е. смыва и размыва почвы. Равнинные формы в
районах с засушливым и континентальным климатом благоприятствуют
возникновению ветровой эрозии.
Рельеф выступает и как фактор эволюции растительности и почв
при его изменении. Например, при постепенном врезе русла реки пой¬
менная терраса превращается в надпойменную. Это приводит к измене-
187
иию режима увлажнения (прекращению пойменных и аллювиальных
процессов, понижению грунтовых вод) и как следствие к развитию почв
не в гидроморфных или полугидроморфных условиях, а в автоморфных.
Отмеченные особенности влияния рельефа на почвообразование
имеют большое значение в земледелии, так как разнообразие рельефа
на сельскохозяйственных угодьях ведет к неоднородности почвенных ус¬
ловий возделывания растений, необходимости применять дифференци¬
рованную агротехнику и т. п.
Почвообразующие породы как фактор почвообразования
Почвообразующие породы характеризуются по их происхождению,
составу, строению и свойствам. Описание генетических типов основных
почвообразующих пород дано в главе I. Механический, минералоги¬
ческий и химический состав рассмотрен в соответствующих главах
части I учебника (гл. И, VII).
Почвообразующая порода является материальной основой почвы и
передает ей свой механический, минералогический и химический состав,
а также физические и химические свойства, которые в дальнейшем по¬
степенно изменяются в различной степени под воздействием почвообра¬
зовательного процесса.
Свойства и состав материнских пород влияют на состав поселяю¬
щейся растительности, ее продуктивность, на скорость разложения ор¬
ганических остатков, качество образующегося гумуса, особенности вза¬
имодействия органических веществ с минералами и другие стороны
почвообразовательного процесса.
Вследствие этого на разных породах в одних и тех же условиях
климата и рельефа могут формироваться разные почвы. Так, на карбо¬
натных породах в таежно-лесной зоне образуются почвы с хорошо раз¬
витым гумусовым горизонтом, а на кислых — слабогумусированныс
подзолистые почвы. В южных зонах засоленные породы являются при¬
чиной развития засоленных почв и т. п.
Следовательно, почвообразующие породы влияют на направление
и скорость почвообразовательного процесса.
Биологический фактор почвообразования
Под биологическим фактором почвообразования понимается мно¬
гообразное участие живых организмов и продуктов их жизнедеятельности
в почвообразовательном процессе. Характеристика отдельных групп
организмов, участвующих в почвообразовании, и их роль в формирова¬
нии почвы и ее плодородия рассмотрены подробно в главе IV.
Возраст почв
Процесс почвообразования протекает во времени. Каждый новый
цикл почвообразования (сезонный, годичный, многолетний) вносит опре¬
деленные изменения в превращения органических и минеральных ве¬
ществ в почвенном профиле. Поэтому фактор времени («возраст стра¬
ны» по В. В. Докучаеву) имеет огромное значение в формировании и
развитии почв.
Различают понятие абсолютного и относительного возраста почв.
Абсолютный возраст — время, прошедшее с начала форми¬
рования почвы до настоящего времени. Он колеблется от нескольких
лет до миллионов лет. Наибольший возраст имеют почвы тропических тер¬
риторий, не претерпевших различного рода нарушений (водная эрозия,
188
дефляция и т.п.). Абсолютный возраст почв значительной территории
нашей страны исчисляется тысячелетиями и десятками тысяч лет.
Для северных областей он связан с периодом их освобождения от
четвертичного оледенения и ледниковых вод, для ряда территорий — с
морскими трансгрессиями (Прикаспийская низменность и др.).
Самые молодые почвы развиты в современной пойме. Как отмеча¬
лось выше, за длительный период своего развития почвы проходят путь
от начальной («молодой») фазы до зрелой почвы. При этом они могут
изменяться в своих свойствах и признаках в связи с изменением при¬
родных условий (климата, растительности, гидрологических условий).
В связи с этим в профиле почв могут сохраняться реликтовые приз¬
наки.
Относительный возраст характеризует скорость почвооб¬
разовательного процесса, быстроту смены одной стадии развития почвы
другой. Он связан с влиянием состава и свойств пород, условий рельефа
на скорость и направление почвообразовательного процесса.
Производственная деятельность человека
Производственная деятельность человека — специфический мощный
фактор воздействия на почву (обработка, удобрения, мелиорация и
т. п.) и на весь комплекс окружающих условий развития почвообразо¬
вательного процесса (растительность, элементы климата, гидрологию).
Это фактор сознательного, направленного воздействия на почву, вызы¬
вающий изменение ее свойств и режимов (реакции при известковании,
питательного режима при внесении удобрения, водно-воздушного и
окислительно-восстановительного режимов при осушительных и ороси¬
тельных мелиорациях и т.п.) значительно более быстрыми темпами,
чем это происходит под воздействием природного почвообразования.
Производственная деятельность человека в современную эпоху становится
решающим фактором почвообразования и повышения плодородия поч¬
вы на значительных пространствах земного шара. При этом характер
и значимость изменений почвы зависят от социально-экономических
производственных отношений, уровня развития науки и техники.
Систематическое применение мероприятий по повышению плодо¬
родия идчв с учетом их генетических свойств и требований возделыва¬
емых культур приводит к окультуриванию почв, т. е. формирова¬
нию почв с более высоким уровнем эффективного и потенциального
плодородия.
Неправильное использование почв без учета их свойств, условий
развития, с нарушением научно обоснованных рекомендаций примене¬
ния того или иного приема приводит не только к отсутствию необходимо¬
го эффекта в повышении плодородия почв, но и может вызвать сущест¬
венное их ухудшение (развитие эрозии, вторичное засоление, заболачи¬
вание, загрязнение почвенной среды и т.д.).
Задача агронома — на основе знания свойств почв и требований
возделываемых культур настойчиво осуществлять систему агротехничес¬
ких и мелиоративных мероприятий, обеспечивающих непрерывное
возрастание почвенного плодородия.
Взаимосвязь факторов почвообразовапия
Факторы почвообразования оказывают специфическое воздействие
на образование почв и не могут быть заменены друг другом. В этом
смысле они равнозначимы. Каждый из них играет свою роль в про¬
цессах обмена материей и энергией между почвой и окружающей ее
природной средой.
189
Факторы почвообразования в природе в то же время тесно связаны
друг с другом, и приведенное выше их разделение является в известной
степсии научным абстрагированием, необходимым для понимания эле¬
ментарных явлений почвообразования. На самом деле они сочетаются
в природе в экологические комплексы, обусловленные сопряженным
развитием их компонентов.
Выделяются два главных цикла в развитии природных экосистем,
ландшафтов и почв — биоклнматический и биогеоморфологический.
Б и о климатический цикл развития обусловлен космическими
и общепланетарными явлениями, распределением на поверхности пла¬
неты солнечной радиации и динамикой атмосферы; растительность и
почвы в этом цикле эволюционируют вместе с климатом.
Биогеоморфологический цикл развития обусловлен геоло¬
гическими, геоморфологическими и геохимическими процессами; в нем
развитие растительности и почвенного покрова связано с формирова¬
нием рельефа и поверхностных отложений.
В последнее время в жизни планеты все большее значение приоб¬
ретает третий цикл — производственная деятельность человека, который,
с одной стороны, приспосабливается к главным циклам (биоклимати-
чсскому и биогеоморфологическому), а с другой — очень сильно изменя¬
ет их через замену естественной растительности культурной и через
преобразование почвенного покрова методами агротехники, мелиорации
и рекультивации, а также через создание агрокультурных и других
кул ьту р и ы х л а н дш афтов.
РАЗВИТИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ
В развитии почв различают несколько фаз. Выделяется началь¬
ная фаза, соответствующая первому этапу почвообразования на об¬
нажившейся материнской породе, во время которой слагается система
почвенных режимов, появляются фрагментарные почвенные горизонты,
зарождается естественное плодородие. В дальнейшем развитии
почвообразования при неизменных экологических условиях почва дос¬
тигает зрелой фазы с полноразвитым генетическим профилем,уста¬
новившимся уровнем естественного плодородия.
Изменения экологических условий переводят почву в фазу
эволюционного развития, сопровождающуюся перестройкой
горизонтов почвенного профиля, изменением свойств почв и уровня ее
естественного плодородия.
В соответствии с этим и свойства почвенной массы могут быть
разделены на три группы: остаточные свойства, унаследованные
от иочзообразующей породы, рецептные свойства — приобретенные
почвой в процессе ее развития при неизменной экологической среде и
реликтовые свойства, унаследованные от предыдущей стадии раз¬
вития почвы в процессе эволюции.
Под термином эволюция почв понимается изменение уже
сформированных почв, связанное с эволюцией всей природной среды.
При этом почвы переходят из одного генетического подтипа или тина
в другой генетический подтип или тин. В профиле почвы постепенно
ослабляются признаки, отвечающие прежней фазе почвообразования, и
возникают новые признаки, обусловленные новой фазой почвообразова¬
ния.
Такая перестройка почвенного профиля обусловлена несколькими
причинами: изменением биоклиматических условий (потепление или
похолодание, увеличение или уменьшение влажности климата) и сопря¬
женными с ним изменениями в растительном покрове — биоклимати-
190
ческий цикл развития; изменением геоморфологических условий (подня¬
тием местности, врезанием эрозионной сети и опусканием грунтовых вод;
опусканием местности и поднятием грунтовых вод; соответствующими
изменениями в растительном покрове) — биогеоморфологический
цикл развития; глубокими изменениями в составе и строении самих
почв в процессе почвообразования, которые иногда оказывают обратное
воздействие на растительный покров и весь географический ландшафт
(заболачивание подзолов, осолодеиие солонцов и т. д.). Этот цикл иногда
называют «циклом саморазвития».
В почвенном покрове ряда районов СССР и зарубежных стран
установлены эволюционные изменения в почвах и и почвенном покро¬
ве по наличию в почвах реликтовых признаков или даже целых релик¬
товых горизонтов (гумусонакоплспия, карбонатных и железистых ак¬
кумуляций и т.д.), оставшихся от предыдущих фаз развития. Необхо¬
димо иметь в виду, что эволюция природных условий протекает очень
медленно, особенно в биоклиматическом цикле развития, поэтому
большая часть почвенного покрова бывает уничтожена эрозией и поч¬
вы с реликтовыми признаками сохраняются только на наиболее древних
поверхностях рельефа.
Иногда перестройка почвенных профилей в процессе эволюции
почв происходит настолько полно, что реликтовые признаки, связанные
с предшествующей фазой развития, полностью стираются и наличие
этой фазы может быть установлено только по косвенным иалсоклима-
тическим, палеоботаническим и палеогеографическим данным.
Плодородие почв может быть связано с темн или иными реликто¬
выми признаками, но в основном определяется современными воздуш¬
ным, гидротермическим и питательным режимами почвообразования и
современными биохимическими особенностями иочв как среды для
растений.
КЛАССИФИКАЦИЯ ИОЧВ
Классификацией почв называется объединение почв в группы по
их важнейшим свойствам, происхождению и особенностям плодородия.
Работа по составлению классификации почв включает: установление
и точную формулировку принципов классификации; разработку системы
соподчиненных таксономических единиц (тип, подтип и т.д.); составле¬
ние классификационной схемы или систематического списка почв; раз¬
работку системы названий или номенклатуры иочв; установление при*
знаков, по которым почвы каждого классификационного подразделения
могут быть найдены в природе (диагностика почв) и выделены на
почвенных картах.
Краткий исторический обзор
Как само содержание понятия «почва», так и принципы и методы
классификации почв эволюционировали и расширялись в соответствии
с развитием почвоведения.
Первые почвенные классификации строились, исходя из литологи-
чеекпх особенностей верхних горизонтов почв, и получили название аг-
рогеологических. Учитывались только свойства твердой фазы почв.
В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев утвердили взгляд на почву как
на особое природное органо-минералыюе тело, развивающееся в тесном
взаимодействии с окружающей средой. Они создали учение о гсиети-
чрскнх типах иочп. Их классификационный подход получил название
генетического.
191
В дальнейшем в нашей стране генетическая классификация почв
развивалась и совершенствовалась многими выдающимися почвоведа¬
ми. При этом в различных классификационных схемах подчеркивались
то одни, то другие стороны явлений, что обусловило несколько подхо¬
дов к классификации почв. В связи с этим можно дать следующую
группировку классификаций почв: эколого- (или географо) генетиче¬
ские, факторно-генетические, морфо-генетические, эволюционно-генети¬
ческие и историко-генетические почвенные классификации.
Эколого-генетические классификации почв, в основу которых по¬
ложено докучаевское учение о генетических типах почв, разрабатыва¬
лись В. В. Докучаевым (1879), 1886, 1896, 1900), Н. М. Сибирцевым
(1895, 1900), Я. Н. Афанасьевым (1922, 1927, 1931). В этих классифи¬
кационных схемах связь между генетическими типами почв устанавли¬
валась не только по их свойствам, но и по особенности залегания и
географического распространения.
Первая эколого-генетическая классификация почв была предложе¬
на В. В. Докучаевым в 1879 г. В 1886 г. она была дополнена и опуб¬
ликована с расширенными обоснованиями. В ней, как говорит В. В. До¬
кучаев, «по способу залегания» почвы делятся на нормальные, переход¬
ные и анормальные. Нормальные почвы «по способу происхождения»
подразделяются на классы: сухопутно-растительные, сухопутно-болот-
иые и болотные типичные. Сухопутно-растительные почвы по взаимо¬
действию почвообразователей дают основной зональный ряд почв.
В пределах классов впервые были выделены генетические типы
почв.
Эта классификация была дополнена в 1895 г. Н. М. Сибирцевым.
В его классификации выделено три крупных отдела почв: А—почвы
полные или зональные, В —интразональные (или полузональные) и
С—неполные (переходные к горным породам).
Эколого-генетические классификации отражают реальные природ¬
ные закономерности: свойства почв, режимы почвообразования и связь
их с окружающей природной средой. Поэтому они дают ответы на мно¬
гие вопросы сельскохозяйственной практики и широко используются
при качественном учете земельных ресурсов.
К этой группе относятся ранние классификации К. Д. Глинки,
классификации Г. Н. Высоцкого и С. А. Захарова.
К. Д. Глинка разделяет все почвы на: развивающиеся под влияни¬
ем внешних факторов почвообразования (экзодинамоморфные) и раз¬
вивающиеся под действием состава почвообразующих пород (эндоди-
намоморфные). В первом отделе далее различается шесть классов по
увлажнению.
Г. Н. Высоцкий (1906) делит почвы на классы зональных, интразо-
нальных и неразвитых почв с дальнейшим подразделением по клима¬
тическим условиям, рельефу и почвообразующим породам.
Эколого-генетические классификации отражают реальные природ¬
ные закономерности: свойства почв, режимы почвообразования и связь
их с окружающей природной средой. Поэтому они дают ответы на
многие вопросы сельскохозяйственной практики и широко используют¬
ся при качественном учете земельных ресурсов.
Морфо-генетические классификации основываются на важнейших
свойствах почв, но также включают анализ условий почвообразования.
П. С. Коссович (1903, 1910) дал наиболее развернутую для сво¬
его времени генетическую классификацию почв. Все почвы он разделя¬
ет на два класса: генетически самостоятельные (элювиальные) и гене¬
тически подчиненные (иллювиальные). В пределах первого класса
типы почв группируются по типам почвообразования: пустынный; пус¬
192
тынно-степной; степной, или черноземный; подзолистый; тундровый;
латеритный. Во втором классе выделяются группы почв: грунтового
увлажнения сухих степей; грунтового увлажнения черноземной зоны;
болотных почв подзолистой зоны; болотных иочв влажных тропических
и субтропических областей. В основу классификации положены процес¬
сы превращения минеральной массы, разложения и накопления орга¬
нического вещества.
К. Д. Глинка (1924) в основу классификации также положил глав¬
ные тины почвообразования. Он выделяет пять типов почвообразова¬
ния (латеритный, подзолистый, степной, солонцовый, болотный), близ¬
ких к типам Коссовича.
Классификации К. К. Гедройца (1927) базируются на характере
физико-химических явлений, обусловленных составом поглощенных ка¬
тионов. Выделено четыре процесса почвообразования: черноземный
(поглощающий комплекс насыщен Са+2 и Mg2+), солонцовый (в пог¬
лощающий комплекс, кроме Са2+ и Mg2+, входит Na+), подзолистый и
латеритный (содержат в поглощающем комплексе, помимо Са2+ и Mg2+,
водородный ион Н+). Латеритный соответствует ферраллитному про¬
цессу в современном понимании.
Эволюционно-генетические классификации рассматривают разви¬
тие почвообразовательного процесса во времени от начальной стадии
щелочного почвообразования к кислому почвообразованию (Коссович,
1903, 1906; Б. Б. Полынов, 1933) или от гидроморфиой фазы почвооб¬
разования к автоморфной (Б. Б. Полынов, 1933; В. А. Ковда, 1933).
Историко-генетические классификации. Идея построения такого ро¬
да классификаций почв была высказана в работах В. Р. Вильямса
(1914, 1936). Он считал, что типы почв связаны в одну непрерывную
цепь развития и должны рассматриваться как стадии единого истори¬
ческого процесса воздействия биологических элементов природы на по;
верхностные минеральные горизонты суши. Эти взгляды соприкасались
с бногеохимическими представлениями В. И. Вернадского. Попытка
проследить эволюцию зонального почвообразования на земле по гео¬
логическим периодам от возникновения жизни позднее была сделана
И. П. Герасимовым (1949).
В развитии классификационной проблемы в зарубежном почвове¬
дении можно выделить два главных направления: западноевропейское
и американское.
Западноевропейские классификации своими истоками имеют ран¬
ние агрогеологические классификации, которые разрабатывались исхо¬
дя из свойств почвообразующих пород, и разделялись на геолого-пет-
рографические. в основу которых положен минералогический состав
почвообразующих пород (Фаллу, 1857; Мейер, 1857; Беннингсон-Фор-
дер, 1863), химические, построенные на делении по химическому со¬
ставу почв (Кноп, 1871), физические — по механическому составу (Тэ-
ер и Шюблер, 1876) и смешанные (Зенфт и др.).
Научные идеи В. В. Докучаева оказали влияние на более поздние
работы по классификации почв ученых Западной Европы. В современ¬
ных классификациях наблюдается стремление творчески синтезировать
почвенно-минералогический подход к систематике и классификации
почв с принципами докучаевского генетического почвоведения (Раманн,
1918; Зигмонд, 1933; 1938; Штремме, 1950; Кубиена, 1953; Обер, 1956;
Дюшафур, 1962).
В американском почвоведении в начале нашего столетия преобла¬
дал эмпирический подход к классификации почв, основанный на опыте
местного населения и учете урожайности культур. В систему почв было
введено понятие «почвенные серии», устанавливаемые главным обра¬
13—837
193
зом по механическому составу и некоторым другим точно не опреде¬
ленным свойствам почв. Наряду с этим независимо от системы почвен¬
ных серий разрабатывались общие генетические классификации почв
(Гнльгард, 1893; Уитней, 1895; Коффей, 1912). Важная роль в раз¬
витии американского почвоведения принадлежит Марбуту (1935), ко¬
торый воспринял идем русского генетического почвоведения и приме¬
нил их при изучении почв США. Установленная им таксономическая
категория «большие почвенные группы» близка к понятию докучаев-
ского почвенного типа.
Последующие классификации (Ксллог, 1936, 1939; Балдунн, Кел-
лог, Торп, 1938; Торп и Смит, 1949) исходили из схемы Марбута, но
еще больше подчеркнули географо-генетнчсские принципы.
В американской системе почвенной классификации исторически
сложился двойственный подход к определению сущности высших и
низших таксономических единиц. Для высших (большие почвенные
группы) характерен генетический принцип выделения, для низших (поч¬
венные серии) — агроэмпирический. Поэтому в американской класси¬
фикации трудно сопоставить почвенные серии между собой и соединить
их в более высокие категории (почвенные семейства, большие группы).
Новая американская классификация разрабатывалась в Государст¬
венной почвенной службе США (Ксллог, Смит). Основные принципы
ее построения декларируются как генетические, но практически она в
пределах первых двух высших уровней (почвенные порядки и подпо-
рядки) проводится по морфологическим признакам, исходя из принци¬
па характерного «диагностического горизонта». Лишь в двух следую¬
щих таксономических единицах — в почвенных группах и подгруппах —
более широко используются генетические принципы.
В последние годы международными организациям!! ФЛО и
ЮНЕСКО разработана для мировой почвенной карты новая общая
классификация почв, которая является более генетической.
Принципы построения современной классификации почв
Новые классификационные построения разрабатываются советс¬
кими учеными как индивидуально, так и коллективно. В одних на пер¬
вый план выдвигаются современные процессы п режимы почвообра¬
зования, связанные с особенностями внешней среды и в значительной
степени определяющие плодородие ночв; на их общем фоне научается
почвенный профиль и его реликтовые признаки (И. П. Герасимов,
B. Р. Волобуев, Е. Н. Иванова, Н. Н. Розов). Другие построения исхо¬
дят из анализа почвенного профиля, его геохимических и исторических
особенностей, и на их фоне рассматриваются современные процессы и
режимы почвообразования, очень различные в пределах выделенных
геохимических и исторических групп (М. А. Глазовская, В. Л. Ковда,
C. В. Зоин). Эти различия касаются высших классификационных под¬
разделений.
Разработка современной классификации почв исходит из следую¬
щих основных принципов.
1. Классификация ночв должна опираться на основные свойства
и режимы почв и обязательно учитывать процессы, их создающие, и
условия почвообразования, т. е. должна быть генетической в широком
смысле слова, объединяя экологический, морфологический и эволюци¬
онный подходы.
2. Классификация должна строиться исходя из строго научной сис-
стемы таксономических единиц.
3. В классификации необходимо учитывать признаки и свойства,
приобретенные почвами в результате хозяйственной деятельности.
194
4. Классификация должна раскрывать производственные особен¬
ности иочв и способствовать их рациональному использованию в сель¬
ском и лесном хозяйстве.
Современные классификации почв по сравнению с прежними более
полно учитывают морфологическое и микроморфологичсскос строение
почвенного профиля, состав и свойства почв, главные процессы и ре¬
жимы почвообразования, а также экологические условия.
Принимаются во внимание также качественный состав органичес¬
кого вещества, особенности биологического круговорота веществ, внут-
рипочвенного выветривания и вопросы энергетики почвообразования.
Все это позволяет глубже понять основные генетические особен¬
ности иочв, дать их агрономическую характеристику и провести срав¬
нительную оценку их плодородия (бонитировку).
На этих принципах Почвенным институтом имени В. В. Докучаева
был разработан ряд схем классификации почв СССР. Последний вари¬
ант таких разработок обобщен в руководстве «Классификация и диаг¬
ностика почв СССР» (1977). В нем дана детальная классификация и
диагностика около 80 типов почв страны, исключая почвы Крайнего
Севера и мерзлотных областей Сибири. Основные типы иочв СССР
(кроме арктических, тундровых и аллювиальных), сгруппированные по
зонально-экологическим группам и рядам увлажнения, представлены в
сокращенном виде в таблице 65.
Каждая зонально-экологическая группа характеризуется типом ра¬
стительности (таежно-лесные, лесостепные, стенные и т. д.), суммой
температур почвы на глубине 20 см от поверхности, длительностью
замерзания почвы на той же глубине в месяцах и коэффициентом ув¬
лажнения.
Внутри зонально-экологических групп почвы разделяются по
бно-физико-химичеекпм свойствам (состав гумуса, реакция почв,
карбонатность, солонцеватость, засоление, осолодение и т.д.), а также
по условиям увлажнения (автоморфные, полугидроморфные, гидро-
морфные).
Описание основных типов почв СССР с разделением их в системе
таксономических единиц дается в следующих главах.
Современная система таксономических единиц была
установлена Междуведомственной комиссией по номенклатуре, система¬
тике и классификации почв при Академии наук СССР в 1958 г. на ос¬
новании обобщения материалов, накопленных научными и производст¬
венными учреждениями в области классификации почв.
Основной таксономической единицей современной классификации
почв является генетический почвенный тип, установленный
еще В. В. Докучаевым.
В основу определения генетического типа почв были положены
взгляды Л. Й. Прасолова, который считал, что для почвенных типов
характерно «...единство происхождения, миграции и аккумуляции ве¬
ществ».
В соответствии с этим к одному генетическому типу относятся
почвы, развивающиеся в одпотинно-сонряжснных биологических, кли¬
матических и гидрологических условиях, па определенной группе поч¬
вообразующих пород.
Каждый почвенный тип, как говорится в определении Междуве¬
домственной комиссии, развивается «в однотипно-сопряженных биоло¬
гических, климатических и гидрологических условиях и характеризует¬
ся ярким проявлением основного процесса почвообразования при воз¬
можном сочетании с другими процессами».
«Характерные черты почвенного типа определяются: 1) однотип-
195
65. Классификация почв СССР (основные типы по «Классификации и диагностике
почв СССР», 1977)
Зональные экологические группы
Био-физико-химические
группы
Генетические ряды почв по режиму увлажнения
автоморф ные
полугидроморфные | гидроморфные
Таежно-лесные— север о- и среднетаежные — очень холодные, холодные —
СТП 400—1200°, ДМП 2—8, КУ 0,77-1,33
ные, умеренные и умеренно теплые—СТП
Фульватные
кислые
Фульватные кислые
мерзлотные
Фульватно-гуматные
мерзлотные
Гуматио-фульватные
Фульватно-гуматные ос¬
таточно-карбонатные
Фульватные органоген¬
ные
Фульватно-гуматные ор¬
ганогенные
Подзолистые
Мерзлотно-таеж-
ные
Мерзлотно-таеж¬
ные палевые
Дерново-подзоли¬
стые
Дерново-карбо¬
натные
и южнотаежные — умеренно холод-
1200—27000, ДМП 2-8, КУ 1,00—1,33*
Болотно-подзоли¬
стые
Мерзлотно-таеж¬
ные заболочен¬
ные
Дерново-глеевые
Болотные
вые
Болотные
ные
верхо-
низин-
Буроземно-лесные умеренно холодные, умеренные, умеренно теплые и теплые -
СТП 1600—3400°, ДМП 1-5, КУ 1,00—1,33
Фульватные кислые
Фульватно-гуматные не¬
насыщенные гумусиро-
ванные
Фульватные кислые
оподзоленные
Фульватно-гуматные ор¬
ганогенные
Бурые лесные (бу¬
Бурые лесные
роземы)
(глеевые)
Луговые черно¬
земовидные тем¬
ные
Подзол исто-бу¬
Подзолисто-бу-
рые лесные
рые лесные гле¬
евые
Влажно-луговые
темные
Болотные
ные
низин-
Лесостепные холодные, умеренно холодные, умеренные,
умеренно теплые и теплые — СТП 800—4400°, ДМП 1—8, КУ 0,77-
и степные—умеренно теплые, теплые и очень теплые —
CTI1 1600 -4400°, ДМП 1—8, КУ 0,44-0,77
-1,00
Фульватно-гуматные по¬
верхностноненасыщен¬
ные гумусированные
Гуматные нейтральные
повышенногумусиро-
ванные
Гуматно-фульватные со¬
лонцовые
Гуматно-фульватные
осолоделые
Гуматно-фульватные за¬
соленные
Серые лесные
Серые лесные гле¬
евые
Черноземы
Лугово-чернозем-
н ые
Солонцы черно¬
Солонцы лугово¬
земные
черноземные
Солоди луговые
Лугово-болотные
Луговые
Солонцы ** черно¬
земно-луговые
Солоди лугово¬
болотные
Солончаки гидро-
морфные
Сухостепные умеренные, умеренно теплые, теплые и очень теплые —
СТП 1600-4400°, ДМП 1—8, КУ 0,22—0,44
Гуматные нейтральные и
слабощелочные гуму¬
сированные
Гуматно-фульватные
солонцовые
Гуматно-фульватные
засоленные
Гуматно-фульватные
осолоделые
196
Каштановые
Лугово-каштано¬
вые
Солонцы кашта¬
Солонцы лугово¬
новые
каштановые
Солоди луговые
Луговые
Солонцы кашта¬
ново-луговые
Солончаки гидро-
морфные
Солоди лугово-бо¬
лотные
Продолжение
Бно-физико-химические
группы
Зональные экологические группы
Генетические ряды почв по режиму увлажнения
автоморфные
полугндромор^ныо | гидроморфные
Гуматно-фульватные
засоленные
Солончаки гидро¬
морфные
Полупустынные умеренно теплые и теплые —
СТП 2100—3400°, ДМП 1--8, КУ 0,12—0,22
Фульватно-гуматные
карбонатные
Г уматно-фульватные
солонцовые
Гуматно-фульватные
засоленные
Бурые
полупу-
Лугово-бурые
Луговые
стынные
Солонцы
полупу-
Солонцы лугово¬
стынные
полупустынные
Солончаки
авто-
Солончаки
морфные
морфные
Пустынные очень теплые, субтропические и субтропические жаркие —
СТП 3400-7200°, ДМП 0—5, КУ 0,12
Г уматно-фульватные
карбонатно-гипсовые
Г уматно-фульватные
отакыренные
Гуматно-фульватные за¬
соленные
Серо-бурые пу¬
стынные
Такыровидные пу¬
стынные
Солончаки авто¬
морфные
Лугово пустын¬
ные
Такыры
Луговые пустын¬
ные
Солончаки гидро¬
морфные (пу¬
стынные)
Полупустынные субтропические — теплые, субтропические и субтропические жаркие —
СТП 3400—7200°, ДМ/1 0—2, КУ 0,12-0,22
Гуматно-фульватные
карбонатные
Фульватные засоленные
Сероземы
Солончаки авто¬
морфные
Лугово-серозем¬
ные
Луговые
Солончаки гидро¬
морфные
Кустарниково-степные субтропические и субтропические жаркие —
СТП 4400—7200°, ДМП-0, КУ 0,22 -0,44
Фульватно-гуматные гу-1 Серо-коричневые
мусированные
Лугово-серо-ко-
ричиевыс
Луговые
Ксерофитно-лесные субтропические — СТП 4400—5600°, ДМП 0, КУ 0,44—1,00
Гуматные нейтральные
повышенногумусиро-
ванные
Коричневые
Лугово-коричневые
Луговые
Влажно-лесные субтропические — СТП 4400—5600°, ДМП 0, КУ 1,00—1,33
Фульватные кислые фер-
ралитные
Фульватные кислые фер-
сиаллитные
Фульватные кислые си-
аллитные
Фульватно-гуматные, ор¬
ганогенные
Красноземы
Желтоземы
Желтоземы глее-
вые
Подзолисто-желто-
Подзолисто-жсл-
земные
тоземные глее-
вые
Болотные
ные
низин-
• СТП — сумма температур выше 10е на глубине 20 см (по В Н Димо и Н Н Розову).
ДМП — длительность отрицательных температур в почве на глубине 20 см в месяцах (по В Н Ди¬
мо) КУ — коэффициент увлажнения но Г. Н. Высоцкому и Н Н Иванову
•* Солонцы по рядам увлажнения выделяются на уровне типа (автоморфш'с, полу гидроморф¬
ные и гидроморфные), а по зональным признакам и свойствам — на уровне подтипа (солонцы чер¬
ноземные, солонцы каштановые и т п )
Примечание. Приняты следующие градации сумм температур почв выше 10°С на глу¬
бине 20 см для характеристики их температурного режима: субарктические (0 —100е). очонь холод¬
ные (400—800°); холодные (800—1200°); умеренно холодные (1200 1600’), y\iei епт.ю (1600—2100s);
умеренно теплые (2100—2700°), теплые (2700—3400°), очень тсилые (J100—1100 ), субтропические
(4400—5600°), субтропические жаркие (5600—7200°).
197
ностью поступления органических всществ и процессов их превращения
и разложения; 2) однотипным комплексом процессов разложения ми¬
неральной массы и синтеза минеральных и органо-минеральных ново¬
образований; 3) однотипным характером миграции и аккумуляции ве¬
ществ; 4) однотипным строением почвенного профиля; 5) однотипной
направленностью мероприятий по повышению и поддержанию плодо¬
родия почв». В настоящее время к этому необходимо еще добавить од¬
нотипность почвенных режимов.
Это определение почвенного типа предполагает, что одновременно
с разработкой классификации почв на генетической основе должна
проводиться типизация и группировка главных почвенных свойств и
процессов, перечисленных в тексте определения.
Ниже почвенного типа предусматриваются следующие таксономи¬
ческие единицы: подтипы, роды, виды, разновидности и разряды почв.
Эту нисходящую ветвь почвенной классификации (ниже почвен¬
ного типа) часто называют систематикой почв.
Подтипы почв выделяются в пределах типа. Это группы почв,
качественно отличающиеся по проявлению основного и налагающегося!
процессов почвообразования и являющиеся переходными ступенями
между типами. При выделении подтипов учитываются процессы, свя¬
занные как с подзональной, так и с фациалыюй сменой природных
условий.
Деление на фациальные подтипы проводится с учетом суммы ак¬
тивных температур почвы (>10°С) на глубине 20 см и продолжитель¬
ности периода отрицательных температур почвы на той же глубине (в
месяцах). Для номенклатурного обозначения фациальных подтипов ис¬
пользуются термины, связанные с их температурным режимом: теплые,
умеренные, холодные, глубокопромерзающие и т.д.
Мероприятия по повышению и поддержанию плодородия почв для
каждого подтипа более однородны по сравнению с типом.
Роды почв выделяются в пределах подтипа, качественные гене¬
тические особенности их определяются влиянием комплекса местных
условий: составом почвообразующих пород, химизмом грунтовых вод
и т.д., включая и свойства почвообразующего субстрата, приобретен¬
ные в процессе предшествующих фаз выветривания и почвообразова¬
ния (реликтовые горизонты и признаки древних почвообразований).
Виды почв выделяются в пределах рода и отличаются но степени
развития почвообразовательных процессов (степени подзолнстости,
глубине и степени гумусированности, степени засоленности и т. д.) и их
взаимной сопряженности.
Разновидности почв определяются по механическому составу
верхних почвенных горизонтов и иочвообразующих пород.
Разряды почв обусловливаются генетическими свойствами поч-
вообразующих пород (плотные породы, моренные, аллювиальные, по¬
кровные и т.д.)..
Рассмотренная система таксономических единиц установилась не
сразу. Высшие единицы ее (выше почвенного типа) окончательно не
установлены и зависят от указанных ранее подходов к классификации.
Предлагаются почвенно-биоклиматическне классы и подклассы
(К. И. Иванова и II. II. Розов), почвенно-геохимические ассоциации и
семейства (М.Л. Глазовская), стадии развития почв от автоморфпых
к гидроморфным (В. А. Ковда), типы почвообразования и др.
Важным разделом классификационной проблемы в почвоведении
является систематика и классификация иочв, находящихся в культур¬
ном использовании. В нашей стране таких почв более (500 млн. га, из
них около 230 млн. га в земледельческом использовании. Как отмеча¬
198
лось выше, классификационные построения учитывают изменения в
свойствах почв, обусловленные приемами их сельскохозяйственного ис¬
пользования. На разных этапах развития классификации почв было
много частных предложений по систематическому разделению таких
почв (Н. М. Сибирцев, С. П. Кравков, Н. П. Карпинский, А. А. Заха¬
ров, К. II. Иванова, Г. И. Григорьев и др.)- В большинстве разработок
пахотные почвы подразделялись по степени их изменения (окультури¬
вания) на слабо-, средне- и сильноокультуренные. Учитывались также и
изменения, обусловленные мелиоративным воздействием — выделялись
почвы осушенные, орошаемые, плантажированные и т. п. В «Класси¬
фикации и диагностике почв СССР» (1977) для ряда почв дано разде»
ленне по степени окультуренности на уровне подтипа и даже типа; в са¬
мостоятельные типы выделены осушенные почвы, орошаемые почвы.
Подробнее эти вопросы разбираются ниже при описании конкретных
почв.
Номенклатура и диагностика почв
Номенклатура почв в почвоведении—наименования почв в соот¬
ветствии с их свойствами и классификационным положением.
В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев, создавшие научную генетичес¬
кую номенклатуру почв, в основу ее положили русские народные назва¬
ния, которые, как и у многих других народов, исходят или из характер¬
ных особенностей верхних почвенных горизонтов, в частности из их
окраски, или учитывают экологические условия, в которых развиваются
почвы. Так появились термины для генетических типов: чернозем, под¬
зол, краснозем, серые лесные почвы, бурые почвы. Позднее к ним бы¬
ли добавлены сероземы,желтоземы, каштановые почвы, коричневые
почвы и т. д.
Часть почвенных типов была названа, исходя из некоторых осо¬
бенностей их верхних почвенных горизонтов: солончак, солонец, солодь,
торфяно-глесвая, перегнойно-карбонатная почва и т.д.
Эти названия почв широко вошли в научную практику и некото¬
рые употребляются в других языках без перевода (чернозем, подзол,
солонец, солончак).
Поскольку окраска верхних почвенных горизонтов у различных ге¬
нетических типов почв в ряде случаев была сходной, возникла необхо¬
димость добавить краткие экологические характеристики условий, в
которых формируется тип. Так появились термины: бурые лесные поч¬
вы в отличие от бурых полупустынных, серые лесные для более четко¬
го отличия от серозема и т. д. В дальнейшем краткими экологически¬
ми добавлениями стали пользоваться шире, чтобы придать большую
определенность и конкретность цветовым названиям.
Для некоторых типов почв экологическое название стало основ¬
ным — болотные, луговые, тундровые, арктические, так как эти терми¬
ны очень хорошо характеризуют биогенетическую сущность почвообра¬
зования. Номенклатура подтипов почв складывалась параллельно с
разработкой системы подтипов.
В каждом генетическом типе выделяется «центральный» подтип,
для которого стали использовать термины «типичный», или «обыкно¬
венный», и подтипы «переходные», в которых можно отметить тс или
иные признаки, отличающие их от «центрального» подтипа или связы¬
вающие с соседними типами.
Для обозначения этих признаков пользуются терминами: характе¬
ризующими дополнительные процессы (глее-подзолистая почва, чер¬
нозем оподзоленный, чернозем выщелоченный); указывающими на
морфологические особенности, в частности на изменение окраски по
199
сравнению с «центральным» подтипом (светло-серые, темно-серые,
темно-каштановые, светло-каштановые, буро-коричневые); указываю¬
щими на положение подтипа внутри почвенной зоны (черноземы юж¬
ные, сероземы северные).
При введении в систематику почв подтипов, отражающих фаци-
альные развития, были использованы термины, характеризующие либо
относительные различия в тепловом режиме внутри типа (теплые,
умеренно теплые, холодные, глубокопромерзающне), либо морфоло¬
гические особенности, связанные с гидротермическим режимом (мице-
лярно-карбонатные, мучнисто-карбонатные).
Для номенклатуры родов ночв применяются термины: определяю¬
щие характерные свойства почв (солонцеватые, осолоделые, солонча¬
ковые, контактно-глеевые и т.п.); указывающие на реликтовые при¬
знаки, оставшиеся от предшествующей фазы почвообразования (оста¬
точно-луговые, остаточно-нодзолистые и т. д.).
Номенклатура видов почв слагается из слов, количественно харак¬
теризующих свойства почв и выраженность почвенных процессов. Ис¬
пользуются три категории терминов: говорящие о содержании (мало-,
средне-, многогумусные, карбонатные и т.д.); указывающие на мощ¬
ность отдельных почвенных горизонтов и всего профиля или на глубину
залегания (маломощные, среднемощные, мощные, сверхмощные; глу¬
боко-, высоковскипающие и т. д.); характеризующие выраженность яв¬
лений (слабо-, средне-, сильноподзолистые, осолоделые и т.д.).
Для номенклатуры разновидностей почв используются названия
механического состава и для номенклатуры разрядов почв — термины,
характеризующие литологию или генезис почвообразующих пород.
Полное название почвы начинается с наименования типа, далее
идут подтип, род, вид, разновидность, разряд. Например, чернозем
(тип), обыкновенный (подтип), солонцеватый (род), среднегумусный
среднемощный (видовые термины), тяжелосуглинистый (разновид¬
ность) на лёссовидном тяжелом суглинке (разряд). Если почва форми¬
руется на двучленной породе, то указывают оба ее члена, например:
на тяжелом лёссовидном суглинке, подстилаемом валунным суглинком
или среднезернистым песком.
Таким образом, советская почвенная номенклатура отличается
стройностью, сохраняет народную основу, исходя из слов государст¬
венного русского языка и некоторых других языков (такыры, гажевые
почвы и т. д.), и постепенно обогащается генетическими терминами.
Диагностика почв — совокупность признаков почв, по которым они
могут быть выделены и отнесены к тому или иному классификацион¬
ному подразделению.
Для диагностики почв в первую очередь используют признаки,
легко устанавливаемые при почвенных обследованиях, морфологичес¬
ком изучении почвенного профиля и простейшими анализами.
Однако для точного определения ряда почв этих признаков часто
оказывается недостаточно. Тогда используют результаты более слож¬
ных анализов (состав поглощенных оснований, состав гумуса, валовой
химический состав всей почвы и илистой фракции и т.д.), а также не¬
которые материалы, характеризующие гидротермический режим почв.
Последние особенно важны при установлении отдельных типов и подти¬
пов почв.
При характеристике и диагностике почв, измененных возделыва¬
нием сельскохозяйственной культуры, кроме морфогенетических дан¬
ных, большое значение имеют результаты агрохимических и агрофизи¬
ческих анализов и данные по средней многолетней урожайности при
сопоставимых условиях агротехники.
200
Глава XVI
ГЛАВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЧВ. ПОЧВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ И
ПРИРОДНО-СЕЛЬСКОХОЗЯИСТВЕННОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ СССР
Закономерности географического распространения почв определя¬
ются распределением природных условий на земной поверхности.
Это положение лежит в основе развития следующих важнейших
разделов географии почв: учения о горизонтальной зональности, учения
о вертикальной зональности, учения о почвенно-климатических фациях и
провинциях и учения о неоднородности и структурах почвенного покрова.
Учение о зональности почв — заключительный раздел докучаевской
естественноисторической концепции образования почв.
В. В. Докучаев впервые изучил широтно-зональное распределение
почв на Русской равнине, где при движении с севера на юг последова¬
тельно сменяют друг друга: почвы тундр, подзолистые почвы, серые
лесные почвы, черноземы, каштановые почвы и бурые полупустынные
почвы.
Общий принцип широтной зональной концепции, сформулирован¬
ный В. В. Докучаевым, оказался чрезвычайно глубоким и плодотворным,
но отдельные стороны учения о горизонтальной зональности почв пре¬
терпели существенные изменения и уточнения.
' "Большое значение для уста‘ЯОВления'Об!цих законов географии почв
имели обзорные мировые почвенные карты, созданные советскими уче¬
ными на принципах докучаевского почвоведения (К. Д. Глинка,
Л. И. Прасолов, И. П. Герасимов, В. А. Ковда и др.)-*5
По современным представлениям, в почвенном покрове суши могут
быть выделены широтные почвенно-климатические пояса,
обусловленные главным образом термическими особенностями климата
(полярный, бореальный, суббореальный, субтропический, тропический).
Для каждого пояса характерен свой большой ряд типов почв, кото¬
рые не встречаются в других поясах. Эти типы имеют сходные термо-
энергетические режимы почвообразования.
Почвенно-климатические пояса разделяются на почвенно-био-
климатические области, почвы которых характеризуются опре¬
деленным режимом атмосферного увлажнения и определенными типами
растительного покрова.
Различают следующие области: влажные (экстрагумидные и
гумидные) с лесным, таежным или тундровым растительным покровом;
переходные (субгумидные и субаридные) со степным, ксерофитно-
лесным и саванным растительным покровом и сухие (аридные и экст-
рааридные) с полупустынным и пустынным растительным покровом.
Почвенный покров почвенно-биоклиматических областей более од¬
нороден, чем почвенно-климатических поясов, но все же он состоит из
нескольких зональных и сопутствующих им интразональных почвенных
типов. Поэтому в каждой почвенно-биоклиматической области выделя¬
ются две или три почвенные зоны. Почвенная зона определяется
как ареал одного или двух зональных почвенных типов и сопутствую¬
щих им интразональных и внутризональных почв. На схеме (рис. 23)
даны основные почвенио-биоклиматические области СССР, сгруппиро¬
ванные по почвенно-климатическим поясам и секторам увлажнения.
Почвенные зоны нескольких соседних областей образуют в сово¬
купности зональные системы, или «зональные спектры» (по
И. П. Герасимову). В центрах крупнейших континентов земли (Евра-
201
зии, Африки) наблюдаются «широтные зональные спектры»,
связанные с широтным распределением температуры и осадков.
На континентальных массивах меньших размеров зоны увлажне¬
ния распределяются параллельно очертаниям берегов, и мы видим в
размещении почвенных зон значительные отклонения от широтной вы-
тянутости и приближение к меридиональному простираишо — «мери¬
диональные спектры» (Северная Америка, южные области Юж¬
ной Америки, Австралия).
Внутри почвенных зон на переходах к соседним зонам выделяются
почвенные подзоны (со своими подтипами почв), а по простиранию поч¬
венных зон обособляются почвенные фации и провинции.
Почвенная подзона — часть почвенной зоны, вытянутая в том
же направлении, на территории которой распространены определенные
зональные подтипы почв.
Почвенная фация — часть почвенной зоны, существенно отли¬
чающаяся от других ее частей но температурному режиму почв и се¬
зонному ходу увлажнения.
Почвенная провинция—часть почвенной фации, выделяемая
по тем же признакам, что и фация, но при более дробном подходе.
Почвенные провинции по оро-литологичееким признакам и структурам
почвенного покрова разделяются на почвенные округа и рай¬
оны.
В. В. Докучаевым в результате его исследований на Кавказе были
также заложены основы учения о вертикально й зона л ь ноет и
почв в горах. В. В. Докучаев отмстил известную аналогию между сме.
ной вертикальных и горизонтальных почвенных зон, если двигаться от
подошвы гор к северу.
Последующее изучение вертикальной зональности почв показало,
что в горн&х областях имеется большее разнообразие биоклиматичес-
ких условий и генетических типов почв, чем на равнинах.
Такие ландшафты, как холодные влажные луга (с альпийскими
горно-луговыми почвами), холодные степи и пустыни, широко
распространены в горах, а на равнинах почти не встречаются. Но в
общем горные типы почв могут быть отнесены к тем же эколого¬
генетическим группам, что и почвы равнин. Каждая горная страна ха¬
рактеризуется определенной структурой вертикальной зональности почв,
т. е. определенной последовательностью в смене вертикальных почвен¬
ных зон. Структура вертикальной зональности почв определяется сле¬
дующими факторами: положением горной страны в системе горизон¬
тальных почвенных зон; высотой горной страны; положением гор¬
ной страны по отношению к преобладающему движению воздушных
масс, наличием температурных инверсий, т. е. стенанием масс холодно¬
го воздуха по склонам в определенные сезоны и застаиванием его в
депрессиях.
Первые два фактора определяют общий порядок смены и число
вертикальных почвенных зон в горных системах данной почвенно-
биоклиматической области. Этот порядок в общем аналогичен смене
горизонтальных зон на равнинах при движении к северу и одновремен¬
но в сторону более мягких климатических условий. Последнее заме¬
чание очень важно. Например, в горах выше зоны широколиственных
лесов часто идут не суровые таежные леса, а леса широколиственно-
хвойные, вместо тундр — горные луга.
Третий и четвертый факторы обусловливают существенные откло¬
нения от изложенной общей схемы для отдельных горных систем или
их склонов. Наветренные склоны, стоящие на пути влажных воздуш¬
ных масс, получают очень много осадков. Именно к этим геоморфоло¬
202
гическим позициям приурочены мировые абсолютные максимумы осад¬
ков в Гималаях, в Северных Лидах. Здесь преобладают горные влажно-
лесные и горно-луговые почвы, с постепенными переходами между
зонами и подзонами.
Подветренные склоны гор, напротив, очень сухи, здесь формируют¬
ся аридные спектры вертикальных почвенных зон, в составе которых
мало или совсем нет горных лесных иочв и преобладают горные пус¬
тынные, горные степные и горно-лугово-степные почвы с более резкими
переходами между зонами и подзонами.
Температурные инверсии определяют во многих горных системах
континентальных областей обратное расположение вертикальных поч¬
венных зон. Так, в Восточной Сибири у подножия и в нижних частях
склонов некоторых гор располагаются инверсионные тундры, далее идут
горные таежные леса и выше снова горные тундры. Инверсионные
тундры охлаждаются только в определенные сезоны, а в остальное вре¬
мя года они значительно теплее «верхних» тундр и используются в зем¬
леделии.
Большое влияние на распределение почв в горных странах оказы¬
вает экспозиция склонов. Границы между почвенными зонами и подзо¬
нами на южных и северных склонах проходят на разной высоте.
На расположение горизонтальных почвенных зон влияют высокие
горные барьеры.
Воздушные массы, насыщенные влагой, вследствие явления так на¬
зываемого предвосхождения обильно орошают осадками не только на¬
ветренные склоны гор, но и полосу равнин у их подножия. Ширина
этой полосы может достигать многих десятков и сотен километров. Так,
на фоне общей системы зональности, определяемой солнечной инсоля¬
цией и мировой циркуляцией атмосферы, создается местная, в данном
случае п р е д г о р н о - г у м и д н а я, система зональности.
На территории СССР предгорно-гумидная зональность наиболее
ярко проявляется в Предкавказье, в северных предгорьях Тянь-Шаня
и Копетдага, обусловливая обратную последовательность в распреде¬
лении горизонтальных почвенных зон и подзон.
Перевалив через горы, воздушные массы становятся теплыми и су¬
хими. На равнинах в «дождевой тени» гор обычно формируются бо¬
лее сухие и пустынные почвы. Это можно наблюдать в обширных меж-
горных котловинах Южной Сибири, Алтая и Средней Азии. Подвет¬
ренные склоны этих котловин дают примеры местной аридно-тене¬
вой системы зональности.
Учение о почвенно-климатических фациях и провинциях было
разработано позднее учения о зональности почв. Наиболее значитель¬
ный вклад в его развитие сделали JI. И. Прасолов и И. П. Герасимов.
И. П. Герасимов в работе о почвенно-климатических фациях
равнин СССР вскрыл биоклиматическую природу фациальных и про¬
винциальных различий внутри генетических типов почв. Эти различия,
но его данным, связаны с неодинаковой континентальностью климата,
с резкими различиями в суровости зимы и с неодинаковым распреде¬
лением осадков по сезонам года.
Более поздние исследования показали, что почвы разных фаций
внутри генетического типа существенно отличаются по гидротермичес¬
кому режиму. Они промерзают на неодинаковую глубину, оттаивают
и прогреваются с различной скоростью, имеют различные запасы влаги
в поверхностном слое к началу вегетационного периода и различные
температуры. Все это имеет большое агрономическое значение, поэто¬
му в настоящее время почвы различных подзон и различных фаций
рассматривают как самостоятельные генетические подтипы.
203
Явление фациалыюсти и провинциальности более резко выраже¬
но в тех почвенных зонах, где наблюдаются резкие различия в темпе¬
ратурах и снежности зимы в различных частях зоны.
В субтропическом поясе провинциальность связана с меридиональ¬
ной вытяпутостью почвенных зон и с существенным различием в тем¬
пературе их северных и южных частей. В тропиках провинциальность
выражена слабо и определяется влиянием гор и холодных морских те¬
чений.
Таким образом, закономерное изменение биоклиматических усло¬
вий в связи с широтным и меридиональным положением территории
определяет наличие таких закономерностей почвенного покрова, как
образование почвенно-термических поясов, почвенно-биоклиматических
областей, почвенных зон и подзон, а также фаций, почвенных провин¬
ций и районов. Однако и в пределах почвенных провинций и районов
имеет место неоднородность почвенного покрова, которая также
подчиняется определенным закономерностям, обусловленным главным
образом местными особенностями рельефа и почвообразующих
пород. Учение о генезисе, составе, формах почвенных неоднород¬
ностей и их агрономическом значении получило название учения о
структурах почвенного покрова. Основой этого учения явля¬
ется представление об элементарном почвенном ареале
(ЭПА)—небольшом участке территории, на котором почвенный покров
представлен одним разрядом почв. Структура почвенного по¬
крова— это закономерная совокупность ЭПА. Характер¬
ные параметры структуры — компонентность (состав), слож¬
ность (частота пространственной смены ареалов) и контрастность
(степень генетического и агрономического различия между ареалами).
В зависимости от особенностей рельефа, свойств пород и некото¬
рых других условий элементарные почвенные ареалы могут составлять
различные мнкро-, мезо- и макрокомбинации, создают конкретную
структуру почвенного покрова.
Микрокомбинации характеризуются чередованием мелких
(единицы и десятки метров) ЭПА, чаще всего связанных с микрорель¬
ефом.
Мсзокомбинации— чередования более крупных ЭПА и мик-
рокомбинаций, обычно связанные с мезорельефом или пространственной
сменой почвообразующих пород.
Макрокомбинации — чередования мезокомбинаций, обуслов¬
ленные макрорельефом.
В каждой из этих групп различают контрастные и неконтрастные
комбинации.
Впервые С. С. Неуструев (1915) разделил комбинации почв на ком¬
плексы и сочетания в связи с изменением рельефа.
Комплексами он предложил называть закономерное чередование
пятен почв в связи с изменением микрорельефа, сочетаниями — законо¬
мерную смену более крупных контуров почв, обусловленную мезорель¬
ефом. Эти понятия прочно утвердились в почвоведении.
В. М. Фридланд (1973), обобщая накопленные материалы по струк¬
турам почвенного покрова, предложил: в составе микрокомбинаций раз¬
личать комплексы (с контрастным почвенным покровом) и пят-
пистости (с неконтрастным почвенным покровом); в составе мезо¬
комбинаций обособить две главные генетические группы — мезокомби-
иации, обусловленные мезорельефом, и мезокомбииации, обусловлен¬
ные пространственной сменой почвообразующих пород. В первой гене¬
тической группе различаются сочетания (собственно) с контраст¬
ным почвенным покровом и вариации — с неконтрастным почвенным
204
покровом. Во второй генетической группе выделяются мозаики
(смена контрастных элементарных почвенных ареалов) и ташеты
(смена неконтрастных почв).
Учение о структурах почвенного покрова— новый раздел почво¬
ведения, имеющий большое значение для землеустройства, дифференци¬
рованного применения агротехники и для мелиоративного (и агротех¬
нического) выравнивания первичной неоднородности почвенного покро¬
ва полей.
ПОЧВЕНПО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ СССР
Почвенно-географическое районирование — это метод анализа и
выявления главных особенностей почвенного покрова путем выделения
территорий, однородных по его зонально-провинциальным особенностям
и структурам и возможностям сельскохозяйственного использования.
Рассмотрим почвенно-географическое районирование СССР.
Первые работы по почвенно-географическому районированию были
проведены для небольших территорий (Р. Рисположенский, С. С. Не-
уструев и др.). Разделение на почвенные области европейской части.
СССР выполнено Л. И. Прасоловым (1922).
В дальнейшем схема общесоюзного почвенно-географического
районирования разрабатывалась Почвенным институтом имени
В. В. Докучаева совместно с Советом по изучению производительных
сил и другими учреждениями. В этой разработке принята следующая
система таксономических единиц*.
1. Почвенно-климатический пояс
2. Почвенно-биоклиматичсскаи область
Для равнинных территорий Для горных территорий
3. Почвенная зона 3. Горная почвенная провинция (вер¬
тикальная структура почвенных
зон)
4. Почвенная провинция 4. Вертикальная почвенная зона
5. Почвенный округ 5. Горный почвенный округ
6. Почвенный район 6. Горный почвенный район
В основу выделения первых четырех ступеней районирования поло¬
жены почвенно-биоклиматические особенности почвенного покрова. Пя¬
тая и шестая ступень — почвенные округа и районы — выделяются по
почвенно-геоморфологическим особенностям и структурам почвенного
покрова. Опорные единицы почвенно-географического районирования на
равнинных территориях — почвенные зоны; в горах — горные почвенные
провинции, охватывающие несколько вертикальных почвенных зон.
Несколько близких по гидротермическим условиям почвенных зон
вместе с подчиненными им горными почвенными провинциями образуют
почвенно-биоклиматическую область. Области по термоэнергетическому
признаку объединяются в почвенно-климатические пояса.
Рассмотрим подробнее почвенно-биоклиматические области СССР в
отношении слагающих их зон и горных почвенных провинций (рис. 22).
На севере нашей страны в полярном почвенно-климатическом поясе
выделяется Евразиатская полярная аркто-тундровая область
с двумя почвенными зонами — арктических почв и субарктических тун¬
дровых почв. В эту область входят также три горные провинции: Ураль-
ско-Новоземельская, Таймырская и Чукотская.
В бореальном поясе выделяются четыре почвенно-бноклиматические
области, почвенные зоны и подзоны которых благодаря широтному про-
* Почвенно-географическое районирование СССР, М., Изд-во АН СССР, 1962.
205
30е 40е 50° 60е 80® too® 120е 14(f 150е 160® 170® 180° 170
Рис 22. Схема почьснно-гсографичоского рпisош;ров*П!я СССР (составлена Почвенным институтом имени В В. Док\чаС‘
вп и СОПС ЛИ СССР).
Полярный (холодный) пояс
Л - П в р а з н а т с к а я и о л я р и а я
о и ласт ь.
I. Л1. Арктическая зона арктических и
тундровых 110415.
П. Л2. Субарктическая зона тундровых
ночи. Равнинные почвенные провинции:
1. Кольская. 2. Чукотско-Анадырская.
3. Канипско-Печорская. 4. Северо-Сибир-
ска я.
Горные почвенные провинции: а1.'Ураль-
ско-Новоземельскпя. а2. Чукотская.
Таймырская.
Бсреальный (умеренно холодный) пояс
У>. Западная л у г о в о - л с с и а я
о б л а с т ь.
П!. Хвойно-широколиственно-лесная зо¬
на бурых н дерново-подзолистых почв.
Равнинная почвенная провинция: 1. Ка¬
лининградская.
В. Центральная т а с ж и о - л е с-
н а я о б л а с т ь.
В1. Северотаежная подзона глссво-иод-
золистых почв.
Равнинные почвенные провинции: 1.
Кольско-Карельсхая. 2. Онежско-Тну.ан-
ская. 3. Тпмано-Печорская. 4. Западно-
Сибирская.
В2. Срсднотасжная подзона подзолистых
почв.
Равнинные почвенные провинции: 1. Ка¬
рельская. 2. Онсго-Двинская. 3. Выче¬
годская. 4. Западно-Сибирская.
ВЗ. Южнотаежная подзона дерново-под¬
золистых почв.
Равнинные почвенные провинции: 1. При¬
балтийская. 2. Белорусская. 3. Средне¬
русская. 4. Вятско-Камская. 5. Западно-
Сибирская. 6. Приангарская.
В4. Лпстпснно-лссная зона серых лесных
почв. Равнинные почвенные провинции:
1. Украинская. 2. Среднерусская. 3. При-
кзмская. 4. Западно-Сибирская. 5. При¬
балтийская.
Горные почвенные провинции: в1. Хибин¬
ская. в2. Уральская.
Г. Восточно-Сибирская мер¬
злотно-таежная область.
Г1. Северотаежная подзона глсево-мерз-
лотно-таежных почв.
Равнинные почвенные провинции: 1. Се-
веро-Лсиская. 2. Янско-Колымская.
Г2. Среднстасжная подзона мерзлотно¬
таежных и палевых почв.
Равнинные почвенные провинции: {.Сред¬
не-Сибирская. 2. Центрально-Якутская.
ГЗ. Южнотаежная подзона дерново-мер¬
злотно-таежных оподзоленных иочв.
Равнинная почвенная провинция:
1. Верхне-Зейская.
Г4. Листвен но-леска я зона серых лесных
мерзлотных почв.
Равнинная почвенная провинция: 1. За¬
байкальская.
Горные почвенные провинции: г1. Ко¬
лымская. г2. Верхне-Амурско-Бурсннекая.
гЗ. Забайкальская. г4. Прпаллаиская.
г5. Северо-Прибайкальская. г(>. Востомпо -
Саянская. г7. Прпениссйская. г8. Путо-
ранская. г9. Верхоянская.
Д. Д а л ь и е в о с т о ч пая таежно-
л у г о в о - л е с и а я об л а с т ь.
Д1. Лугово-лесная зона дерновых иочв.
Равнинные почвенные провинции: 1 - -
Восточно-Камчатская. 2. Западно-Кам¬
чатская. 3. Центрально-Камчатская.
Д2. Таежно-лесная зона подзолистых и
кислых неоподзоленных почв.
Равнинные почвенные провинции: ). Ма¬
гаданская. 2. Амурско-Ссверо-Сахалнн-
екая. Горные почвенные провинции:
д1. Камчатская. д2. Охотская. дЗ. Сихо-
тэалинско-Сахалииекая.
Суббореальный (умеренный) пояс.
К. 3 а и а дн а я б у р о з с м и о - л е с-
II а я облает ь.
Н1. Широколиственно-лесная зона опод-
золенпых и типичных бурых лесных
почв.
Равнинная почвенная провинция: 1. За¬
карпатская. Горные почвенные провин¬
ции: el. Карпатская. е2. Северо-Кавказ¬
ская. еЗ. Крымская. е4. Вослочио-Кав-
казская.
Ж. Цсп т р а л ь и а я лесостепная
и степная об л а с т ь.
Ж1. Лесостепная зона оподзоленных,
выщелоченных и типичных черноземов.
Равнинные почвенные провинции: 1. Ук¬
раинская. 2. Средне-Русская. 3. Заволж¬
ская. 4. Западно-Сибирская. 5. Предал-
тайская. 6. Западио-Присаянская. 7. Вос-
точно-Присаянская.
Ж2. Степная зона обыкновенных и юж¬
ных черноземов.
Равнинные почвенные провинции: 1. При-
дунайская. 2. Украинская. 3. Прпазов-
ско-Предкавказская. 4. Средне-Русская.
5. Заволжская. 6. Казахстанская. 7. Пред¬
ал тайская. 8. Минусинская. 9. Забайкаль¬
ская.
ЖЗ. Сухостспная зона темно-каштановых
и каштановых почв.
Равнинные почвенные провинции: 1. Вос-
точно-Предкавказская. 2. Донская. 3. За¬
волжская. 4. Казахстанская. 5. Тувин¬
ская. 6. Забайкальская.
Горные почвенные провинции: ж!. Юж-
но-Уральскан. ж2. Южно-Алтайская.
жЗ. Алтайско-Саянская.
3. Восточная бурозем II о -л ес-
н а я область.
31. Хвойно-широколиственная лесная зо¬
на бурых лесных и дерново-подзолистых
почв.
Равнинные почвенные провинции: 1. Ус-
су р и йско-Хан ка некая. 2. Зейско-Буреиii-
ска я.
Горная почвенная провинция: з1. Южно-
Сихотэалинская.
И. 11 у с т ы н н о - с т с и н а я и пус¬
тынная облает ь.
111. Пустынно-степная зона ''ветло-каш-
тановых и бурых почв.
Равнинные почвенные провинции: 1. При¬
каспийская. 2. Казахстанская.
112. Пустынная зона серо-бурых почв.
Равнинные почвенные провинции: 1. Ара¬
ло-Каспийская. 2. Арало-Балхашская.
ИЗ. Предгорно-иустынно-стенная зона
малокарбоиатных сероземов.
207
Равнинная почвспнпя провинция: 1. Се-
всро-Прнтянынаньскан. Горные почвен¬
ные провинции: м1. Внутренне-Дагестан¬
ская. н2. Саур-Тарбагатайская. иЗ. Се-
веро-Тяныпаиьекая.
К. Высокогорная пустынная
область.
Горные почвенные провинции: к1. Цент-
рально-Тяньшаньская. к2. Восточно-Па¬
мирская.
Субтропический умеренно теплый пояс.
Л. Субтропическая умеренно
теплая в л аж но-лесная об¬
ласть.
Л1. Зона влажных лесов с желтоземами
и красноземами.
Равнинная почвенная провинция: 1. Кол¬
хидская.
Горные почвенные провинции: л1. Запад¬
но-Закавказская. л2. Ленкоранская.
М. Субтропическая умерен¬
но-теплая ксерофитно-лес-
ная область.
Продолжение
ML Зона коричневых и серо-коричневых
почв.
Равнинная почвенная провинция: 1. Ала-
зано-Куринская.
Горные почвенные провинции: м1. Вос¬
точно-Закавказская. м2. Южно-Закавказ¬
ская.
Н. Субтропическая умеренно
теплая пустынно-степная и
пустынная область.
Н1. Пустынная зона южных серо-бурых
почв.
Равнинные почвенные провинции: 1. Се-
веро-Туранская. 2. Южно-Туранская.
112. Предгорно-иустынно-степная зона
сероземов.
Равнинные почвенные провинции: 1. Ку-
ра-Араксинская. 2. Западно-Притянь-
шаньская. 3. Пригиссарская. 4. Прикопет-
дагская.
Горные почвенные провинции: н1. Запад-
но-Тяньшаньская. н2. Бадахшано-Гиссар-
ская. нЗ. Копетдагская.
стиранию и сходству растительности сливаются и образуют единую при¬
родную таежно-лесную зону. Наиболее значительна но площади Цент¬
ральная т а е ж н о-л есная областьс тремя подзонами подзолис¬
тых почв: северотаежной с глее-подзолистыми и подзолистыми
иллювиально-гумусовыми почвами, среднетаежной с типичными
подзолистыми почвами и южнотаежной с дерново-подзолистыми
почвами.
На юге этой области обособляется неширокая лиственно-лесная зо¬
на серых лесных почв, которые южнее в виде отдельных массивов далеко
ироникают в соседнюю лесостепную черноземную зону.
Восточнее в пределах Среднесибирского плоскогорья, Центральной
Якутской равнины и горных хребтов Восточной Сибири располагается
В о с т о ч п о-С ибирская мерзлотно-таежная область с
очень суровым климатом, преобладанием горного рельефа и широким
распространением своеобразных мерзлотно-таежных (типичных, оподзо-
ленных и палевых) почв, с многолетней мерзлотой в подпочвенном слое,
местами до глубины нескольких сотен метров. Равнинная часть области
также распадается на широкие почвенные подзоны, как и соседняя Цент¬
ральная таежно-лесная область.
Кроме двух названных главных областей бореалыюго почвенно¬
климатического пояса, на территории СССР могут быть выделены еще
Западная и Дальневосточная таежно-лесные области,
находящиеся в сфере океанических влияний. В их почвенном покрове
наряду с подзолистыми и дерново-подзолистыми почвами встречаются
своеобразные бурые лесные или буро-таежные почвы и, кроме того, на
Камчатке — лесные вулканические почвы.
Главными почвенно-биоклиматическими областями суббореально-
го пояса, расположенными южнее, являются Центральная лесо¬
степная и степная и пустынно-степная и пустынная
области, образующие единый зональный спектр широтных почвенных
зон. Рельеф их по преимуществу равнинный, горные провинции (Южно-
Уральская, Алтайско-Саянская и др.) занимают небольшие площади.
Почвенные зоны и подзоны вытянуты в основном по широте и только в
предгорьях Карпат, Кавказа и Алтая они принимают направление, близ¬
кое к меридиональному.
208
В Центральной лесостепной и степной.об л ас.т.и выде¬
ляются три зоны: 1) лесостепная, включающая подзоны оиодзоленных,
выщелоченных и типичных черноземов; 2) степная, в которую входят
подзоны обыкновенных и южных черноземов, и 3) сухостепная с подзо¬
нами темно-каштановых почв.
Эти зоны очень широко используются в земледелии и являются
главной базой зернового хозяйства в Советском Союзе.
Пустынно-степная и пустынная область расчленяются
на три зоны: 1) пустынно-степную с подзонами светло-каштановых и бу¬
рых полупустынных почв; 2) пустынную с серо-бурыми почвами.и 3) пред-
горно-пустынно-степную с малокарбонатными сероземами,.которая рас¬
полагается в северных предгорьях Тянь-Шаня и является переходной к
следующему умеренно теплому (субтропическом) поясу.
На западной и восточной окраинах суббореального пояса в сферах
океанических влияний, в условиях влажного климата, выделяются За¬
падная и Восточная буроземно-лесные области.
Западная буроземно-лесная область характеризуется
преобладанием бурых лесных почв, охватывает большую часть Запад¬
ной и Средней Европы. В СССР к ней относятся Закарпатье и Карпатс¬
кая, Крымская, Северо-Кавказская и Восточно-Кавказская горные про¬
винции.
Восточная буроземно-лесная область включает Зейско-
Буреинскую и Уссурийско-Ханкайскую низменности и Южно-Сахалин-
скую горную провинцию. На равнинах здесь развиты бурые лесные
почвы и своеобразные лугово-черноземовидные почвы «амурских
прерий».
Южные районы СССР заходят в субтропический пояс, где можно
возделывать однолетние субтропические культуры и получать вторые
(пожнивные) урожаи. Здесь выделяются три субтропические почвенно-
биоклиматические области: пустынно-степная, ксерофитно-лесиая и
влажно-лесная.
Наибольшую площадь занимает Среднеазиатская умерен¬
но теплая пустынно-степная область с господством серо¬
земов, расположенная на юге Туранской низменности, включающая вос¬
точные районы Кура-Араксинской низменности, а также Западно-Тянь-
шаньскую, Бадахшаро-Гиссарскую и Копетдагскую горные провинции.
К западу от этой области располагается Закавказская теплая
ксерофитно-лесная и кустарниково-степная область,
где преобладают коричневые и серо-коричневые почвы. Она включает
центральную и западную части Кура-Араксинской низменности, южные
склоны большого Кавказа и Малый Кавказ с их сложной структурой вер¬
тикальных почвенных зон.
И, наконец, Закавказская теплая влажно-лесная об¬
ласть с желтоземами и красноземами представлена в СССР двумя
небольшими районами: Западно-Грузинским (Колхидская низменность
и окружающие ее предгорья) и Южно-Азербайджанским (Ленкоранская
низменность и прилежащие к ней предгорья). Здесь выращивают многие
субтропические культуры, в первую очередь чай, а также цитрусовые.
♦
ПРИРОДНО-СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ СССР
Почвенно-географическое районирование, вместе с материалами по
земельному учету и по характеристике сельского хозяйства, которые
обобщаются органами Центрального Статистического Управления в
разрезе административных районов, областей и республик, является ос¬
новой для разработки природно-сельскохозяйственного районирования
14-837
209
земельного фонда СССР (Государственный институт земельных ресур¬
сов. Почвенный институт имени В. В. Докучаева).
Природно-сельскохозяйственное районирование земельного фонда
входит в состав земельного кадастра и предназначается для качествен¬
ного учета земель, бонитировки почв, экономической оценки земель и
решения многих других сельскохозяйственных вопросов.
Основная особенность природно-сельскохозяйственного районирова¬
ния выражается в том, что границы природно-сельскохозяйственных зон,
провинций и округов проводятся частично по границам адмииистратив-.
ных районов, несколько отступая от природных рубежей. Это дает воз¬
можность использования цифровых данных районой статистики.
Возникающие при этом небольшие изменения в составе почвенно¬
го покрова учитываются при характеристике природно-сельскохозяй¬
ственных округов.
Земельный кадастр проводится в областных, районных и хозяйст¬
венных границах. Эти границы являются не только административны¬
ми, но и сельскохозяйственными. В них осуществляется планирование,
учет и руководство сельскохозяйственной деятельностью.
Поэтому Государственный институт земельных ресурсов вместе
с другими учреждениями разрабатывает специальное земельно-кадаст-
ровос районирование СССР.
Основой земельно-кадастрового районирования являются экономи¬
ческие районы Госплана СССР, разделенные границами природно-сель¬
скохозяйственных зон на зональные секторы, близкие по своему значе¬
нию к природно-сельскохозяйственным провинциям и получающие ана¬
логичную агроэкологическую характеристику.
В пределах зональных секторов выделяются внутриобластные зе¬
мельно-кадастровые округа, состоящие из однотипных по природно¬
сельскохозяйственным условиям административных районов и земель¬
но-оценочные районы, состоящие из однотипных хозяйств, которые ис¬
пользуются для проведения бонитировки и экономической оценки
земель.
Глава XVII
ПОЧВЫ АРКТИЧЕСКОЙ И ТУНДРОВОЙ ЗОН
Обширная территория северной части Советского Союза представ¬
ляет собой полярную почвенно-биоклиматическую область, которая де¬
лится на две зоны: арктическую и тундровую.
Арктическая зона включает крайне северные острова Ледовитого
океана (Земля Франца-Иосифа, Северная земля, острова де-Лонга, се¬
вер Новосибирских островов) и северную оконечность полуострова
Таймыр.
Тундровая зона расположена к югу от арктической зоны, простира¬
ется от северо-западной окраины Кольского полуострова до Берингова
пролива и граничит на юге с таежно-лесной зоной. Тундра разделяется
на подзоны арктической, типичной и южной гундры (включая лесо¬
тундру), в пределах которых выделяется четыре провинции. Кольская,
Канинско-Печорская, Северо-Сибирская и Чукотско-Анадырская Об¬
щая площадь арктической и тундровой зон около 180 млн. га (без веч¬
ных снегов и ледников), или 8,1% территории СССР. Кроме того, в гор¬
ных областях нашей страны выделяются горно-тундровые почвы, зани¬
мающие более 160 млн. га.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ПОЧВЫ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ
Климат. Арктическая зона имеет холодный слабовлажный климат.
Годовое количество осадков 130—200 мм, но основная их часть выпада¬
ет в виде снега, даже в теплый период, продолжающийся около двух ме¬
сяцев. Характерна высокая относительная влажность воздуха (90%).
Термический режим теплого периода суровый, среднемесячная темпера¬
тура июля 1—2° С, безморозный период отсутствует. Почвогрунты
большую часть года находятся в мерзлом состоянии, оттаивая на 2—
2,5 месяца на глубину 30—50 см.
Рельеф. В зоне ярко выражены мерзлотные явления — трещинооб-
разование, мерзлотная сортировка и вымораживание обломочного мате¬
риала. В результате этого формируются специфические «структурные»
формы микрорельефа: на рыхлых породах — трещинные полигоны, на
каменистых породах — каменные котлы, кольца, полосы и др.
Растительность. Растительный покров имеет разреженный, нередко
очаговый характер Отдельные растения или куртины отстоят далеко
друг от друга. Это — мхи, арктоальпийские кустарники (дриада, камне¬
ломка), некоторые злаки (щучка, мятлик), накипные и другие лишай¬
ники. Фон образуют поверхности, лишенные растительности и покрытые
корочкой водорослей.
Почвы. В этой зоне на рыхлых породах под растительностью фор¬
мируются арктические дерновые (г ум у сны е) почвы с
разнообразными химическими признаками (от слабокислых до карбо¬
натных и засоленных), в зависимости от состава пород и условий дрена¬
жа. На участках, покрытых только водорослями, фактически развиты
не почвы, а почвопленки (мощностью 1—2 см), в понижениях рельефа—
болотные переувлажненные, но часто неоглеенные почвы, не имею¬
щие признаков торфообразования («минеральные болотач>) и нередко
содержащие карбонатные и легкорастворимые соли.
Для почвообразования в арктической зоне характерны:
широкое развитие мерзлотных явлений — вымораживания и трещи-
нообразования;
14’
211
небольшое поступление органических остатков (до 6 ц на 1 га и
менее);
формирование арктических дерновых почв с маломощным (<10см)
гумусовым горизонтом при отсутствии горизонта *А0;
сильно выраженная неравномерность гумусового горизонта по мощ¬
ности и содержанию гумуса (2- 7%), его пространственная прерывис¬
тость, что связано с трещиноватостью почв и несплошным растительным
покровом;
отсутствие или слабое проявление оглеения вследствие хорошей
аэрации скелетных и трещиноватых арктических почв и незначительно¬
го их увлажнения;
криогенное накопление железа в верхних горизонтах и слабое про¬
явление выщелачивания;
близкая к нейтральной реакция, высокая насыщенность почв осно¬
ваниями и малое содержание илистой фракции;
несплошной очаговый характер почвенного покрова на водоразде¬
лах: отдельные ареалы арктических дерновых почв на фоне почвопле-
IIOK.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ПОЧВЫ ТУНДРОВОЙ зоны
Климат тундры характеризуется небольшим количеством тепла,
избыточной увлажненностью, длительной холодной зимой и коротким
прохладным летом. Средняя годовая температура колеблется от —0,2°
на западе (Кольская провинция) до —9° С и даже до—16° С в азиатской
части. Сумма температур выше 10° С составляет от 0° (арктическая
тундра) до 400—600° (южная тундра и лесотундра). Продолжитель¬
ность периода с температурой выше 5° С от 40 дней в северной части
зоны до 100 дней в южной ее части. В тундре в среднем за год выпада¬
ет около 300 мм осадков, на Кольском и Чукотском полуострове — до
450 мм, в Восточной Сибири — 150—250 мм.
Низкие температуры определяют слабую испаряемость и высокую
влажность воздуха (75—90% летом). Наиболее континентален климат
в Северо-Сибирской провинции.
Характерная почвенно-климатическая особенность зоны (так же
как и арктической) — многолетняя мерзлота.
В короткое лето оттаивает лишь небольшой поверхностный («дея¬
тельный») слой мерзлой толщи, в котором и протекает почвообразова¬
ние. В зависимости от климата отдельных подзон и провинций, а также
от механического состава почвы, характера растительности и рельефа
глубина оттаивания колеблется от 30—80 см до 1—2 м. Наибольшее
оттаивание наблюдается по долинам рек (нередко здесь отсутствует
многолетняя мерзлота) и наименьшее — на болотах с торфяными поч¬
вами.
Рельеф. На большей части территории тундры господствует рав¬
нинный рельеф, местами холмистый, увалистый или грядовый, изобилу¬
ющий замкнутыми термокарстовыми понижениями, занятыми озерами
и болотами. В отдельных провинциях рельеф имеет типично горный ха¬
рактер (Хибины, Полярный Урал, горы Бырранга, Чукотский горный
массив и др.).
Мерзлотные явления — трещинообразование, пучение, солифлюкция
(сползание почвогрунтов по уклону), термокарст — формируют пятнис-
то-мелкополигональный и бугорковатый (пятнистсьбугорковатый) мик¬
рорельеф на тундровых водоразделах и их склонах, крупнополигональ¬
ный, плоско- и крупнобугристый микрорельеф — наюбширных болотных
равнинах. С севера на юг тундровой зоны все большее значение приоб¬
ретают пучинные и термокарстовые микроформы (бугорки, бугры).
212
Вочвообразующие -порода—зеднимовые, морские и алиовиазгьиые
отложения различного механического состава, часто сильно каменистые.
В горах ночвообразуклцие породы представлены преимущественно гру¬
боскелетным элювием и делювием коренных пород.
Растительность. Характерная особенность тундры — отсутствие ле¬
са. Слово «тундра» на языке северных народов означает «безлесное
пространство».
В подзоне арктической тундры преобладают злаково-осоково-мохо¬
вые ценозы, в понижениях рельефа — гипново-осоковые полигональные
болота. В этой подзоне, особенно в азиатской части, растительный по¬
кров имеет несплошной характер («пятнистая тундра»).
Подзона типичной тундры характеризуется господством мохово-ли¬
шайниковой растительности. Моховые группировки преобладают на су¬
глинистых, а лишайниковые — на грубоскелетных, каменистых почвах.
К востоку от р. Лены мохово-лишайниковую растительность заменяют
осоково-пушицевые группировки.
В этой подзоне широко распространены также кустарничковые тунд¬
ры, в растительности которых господствуют черника, голубика, брусни¬
ка и др. В южной подзоне развиты мохово-кустарниковые тундры с хо¬
рошо выраженной ярусностью растительности.
Значительную пестроту растительному покрову придают участки
пятнистой тундры; пятна совсем лишены растительности или находят¬
ся на различных стадиях зарастания. В целом их меньше, чем в подзоне
арктической тундры.
По теплым южным склонам на дренированных породах легкого ме¬
ханического состава, по долинам рек и морским побережьям встречают¬
ся участки с травянистой растительностью (тундровые луговины, пой¬
менные и галофитные маршевые луга). Лесотундра или предтундровое
редколесье — самая южная часть тундры, где среди мохово-кустарнико-
вой растительности разбросаны отдельные угнетенные, невысокие чах¬
лые деревья или их небольшие группы — береза извилистая, несколько
видов ели и лиственницы, на северо-востоке — кедровый и ольховый
стланики; по речным долинам уже встречаются отдельные массивы низ¬
корослых пойменных лесов. Очень большие площади представлены
крупнобугристыми и плоскобугристыми болотами.
Генезис почв. Самостоятельный генетический тип полярных (тунд¬
ровых) почв выделил В. В. Докучаев (1889). В классификации
Н. М. Сибирцева (1900) тундровые почвы были указаны как зональные.
В дальнейшем изучение природных условий и почв тундры связано с
работами Д. А. Драницына (1914), А. А. Григорьева (1925), М. И. Сум-
гина (1927), Б. Н. Городкова (1932, 1936, 1952), Ю. А. Ливеровского
(1934, 1939), Е. Н. Ивановой (1936, 1962), Е. П. Цы плен кина (1937),
Н. А. Караваевой (1969), В. О. Таргульяна (1971) и др.
Почвообразование в тундре протекает в условиях переувлажнения
почвы н недостатка тепла и охватывает лишь сезоннооттаивающий
«деятельный» слой.
Микробиологические процессы сосредоточены преимущественно в
верхнем 10—20-сантиметровом слое. Обшие особенности почвообразова¬
ния: медленный темп как биологического круговорота веществ, так и
всех почвенных процессов, преобразующих минеральную массу мате¬
ринской породы; большая активность мерзлотных процессов, способст¬
вующих перемешиванию (гомогенизации) почвенной массы и растворов
в периоды промерзания, когда возникают восходящие и внутригоризонт-
ные перемещения твердой фазы почвы и почвенных растворов; замед¬
ленность процессов удаления подвижных соединений за пределы почвен¬
ной толщи благодаря криогенным миграциям, наличию в нижней части
213
профиля мерзлотного водоупора и краткости периода активного почво¬
образования в годовом цикле; оглеение.
Растительность тундры характеризуется чрезвычайно низкой про¬
дуктивностью и малым количеством ежегодного опада (0,5—1,0 т на
1 га). Невысокая зольность опада, малое содержание в нем оснований,
особенно кальция, неблагоприятный температурный режим, слабая
аэрация и бедность бактериальной флоры определяют замедленность
разложения опада и синтеза гумусовых веществ.
Поэтому для почвообразования в тундре характерно накопление
заметного количества полуразложившихся растительных остатков в
почве и на ее поверхности. Так, по данным Н. И. Базилевич, в кустар-
ничковых тундрах на поверхности скапливается до 40—50 ц органичес¬
ких остатков, а в самой почве (включая дернину) — до 780—800 ц на
1 га. Наряду с формированием грубогумусовых и оторфованных гори¬
зонтов важной особенностью в превращении опада является образова¬
ние большого количества водорастворимых органических веществ. Гу¬
мусовые вещества слабоконденсированы; в их составе преобладают
фульвокислоты (Сгк : СфК=0,3—0,5).
Переувлажнение почв, накопление в них полуразложившихся орга¬
нических остатков, высокое содержание водорастворимых веществ бла¬
гоприятствуют широкому развитию в почвах тундры явлений оглеения
(см. стр. 258).
Кислый характер образующихся органических веществ, их постоян¬
ное присутствие в почвенном растворе, интенсивное развитие оглеения
способствуют накоплению подвижных продуктоз почвообразования.
Однако заметного перераспределения содержания ила и полутораокисей
в профиле тундровых почв не отмечается, поскольку близкое залегание
водоупорной мерзлоты, криогенный массо- и влагообмен, слабая водо¬
проницаемость почвенной толщи тормозят процессы дифференциации.
Иногда отмечается некоторая надмерзлотная аккумуляция гумуса и
железа над горизонтом многолетней мерзлоты.
В целом, на большей части территории тундровой зоны развиты про¬
цессы оглеения, образования кислого грубого органического вещества и
потечного подвижного гумуса и криогенного массо- и влагообмена. На
легких и щебнистых породах оглеение часто не выражено, водопрони-.
цаемость почв хорошая, и активно развивается процесс нисходящего
перемещения фульватных органических соединений в комплексах с
R2O3 (А1—Fe-гумусовый процесс). К северу тундровой зоны и с усилени¬
ем континентальности климата степень оглеения уменьшается наряду с
увеличением разложенности органических остатков. Появляется процесс
гумусонакопления (дерновый) и формируются гумусовые, а не торфя¬
нисто-перегнойные горизонты. В южной тундре и лесотундре создаются
условия для проявления подзолистого процесса. На суглинках глеевые
почвы оподзолены, а на легких породах формируются «карликовые»
подзолы.
Там, где создаются благоприятные условия водно-воздушиого и
теплового режимов (хорошо дренированные и прогреваемые участки,
преимущественно на южных склонах), встречаются тундровые дерновые
почвы.
КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА ТУНДРОВЫХ ИОЧВ
Зональным типом почв в тундровой зоне являются тундровые
глеевые почвы (105 млн. га). К ним относили ранее и неоглеенные
почвы на легких и щебнистых породах, которые в последнее время вы¬
деляются как самостоятельный почвенный тип—под буры (В. О. Тар-
214
гульян, 1971). В тундре, особенно в ее южной
части, широко распространены также болотные
(18 млн. га), аллювиально-тундрово-
дерновые . (3,6 млн. га) и подзолистые
почвы (подзолы иллювиально-железисто-гу-
мусовые); на морских побережьях формируются
засоренные (маршевые) почвы.
В тундровых глеевых почвах (рис. 23) име¬
ется органогенный горизонт разной мощности
(5—30 см) и степени разложенности (от тор¬
фянистого до гумусового) и минеральный- гори-
.зонт, в разной степени оглеенный.
Подтиповое разделение тундровых глеевых
почв окончательно не проведено из-за слабой
изученности. В настоящее время для него пред¬
лагаются следующие основные критерии
(Е. Н. Иванова и др., 1970): степень оглеения
профиля; наличие или отсутствие признаков
оподзоливания; степень разложенности органо¬
генных горизонтов. Эти критерии позволяют вы¬
делить 4 подтипа тундровых глеевых почв: тунд¬
ровые слабоглеевые гумусные, тундровые глеевые
перегнойные, тундровые глеевые торфянистые,
тундровые глеевые оподзоленные.
Тундровые слабоглеевые гуму¬
сные почвы распространены главным обра¬
зом в Северо-Сибирской провинции, во всех ее
подзонах, на хорошо дренированных суглинис¬
тых водоразделах. Профиль состоит из маломощ¬
ной (2—3 см) торфянистой подстилки А0, гуму¬
сового горизонта Ai 3—5 см мощностью и под¬
стилающей его бурой минеральной толщи (В) с отдельными неяркими
сизыми и ржавыми пятнами. Степень оглеения возрастает с глубиной,
к над мерзлотой часто формируется темно-сизый глее выи горизонт
G. но он может отсутствовать. Общая мощность профиля 40—60 см.
Содержание гумуса в горизонте Ai 5—10%, в горизонте В 1,5—3,5%.
Часто над мерзлотой наблюдается аккумуляция подвижного гумуса и
аморфных R2O3. Характерны высокая насыщенность основаниями и
pH от кислого от нейтрального.
Тундровые глеевые перегнойные почвы наиболее
распространены в европейской подзоне арктической тундры и на более
увлажненных местообитаниях в Северо-Сибирской провинции. Профиль
состоит из маломощной (2—3 см) торфянистой подстилки А0; перегной¬
ного горизонта А0А1 5—7 см мощностью; голубовато-сизого или сизого
горизонта G. Степень оглеения может не меняться до мерзлоты или с
глубиной уменьшаться (горизонты ВС и С). Общая мощность профиля
60—80 см. Содержание гумуса в горизонте A0Ai 30—60%, азота около
1,5%; в горизонте G —0,5—2,0% и 0,05—0,1% соответственно. Реакция
кислая — слабокислая, насыщенность основаниями 20—50%. Часто
нижние горизонты также являются надмерзлотно-аккумулятивными.
Тундровые глеевые торфянистые почвы приурочены
главным образом к подзонам типичной и кустарниковой тундры (и лесо¬
тундры) европейских и Чукотско-Анадырской провинций. Профиль этих
почв имеет следующие горизонты: Ао — торфянистая подстилка мощно¬
стью 5—7 см; АI — торфянистый коричневый, очень разной мощности,
от 3—5 до 15—20 см (редко до 30 cm]l, иногда подстилается несплош-
215
Рис. 23. Тундровая глее¬
вая почва.
шш горизонтом Ai темно-серого цвета и мощностью 2—6 см; ЧУ-—
грязновато-стальных, серых или сизых тонов с отдельными ржавыми
пятнами, нередко тнксотропный, постепенно переходящий в породу.
Общая мощность профиля 60—100 см. Потеря при прокаливании в тор¬
фянистом горизонте 70%, содержание азота около 1,5%. В глеевом го¬
ризонте содержание гумуса 1,5—6,0%, азота 0,1—0,2%. Почвы кислые и
сильно кислые, степень насыщенности основаниями низкая.
Тундровые глеевые оп од золен ные почвы распрост¬
ранены главным образом в южной тундре и лесотундре наиболее влаж¬
ных провинций — европейских и Чукотско-Анадырской. Профиль этих
почв имеет признаки осветления (оподзоливания) в верхней части и со¬
стоит из следующих горизонтов: Ао — маломощная (3—5 см) торфяни¬
стая подстилка; A0Ai или Aj — буровато-коричневый, перегнойный или
гумусовый мощностью 5—10 см; А2 или G — сизовато-светло-бурый,
иногда с желтоватым или голубым оттенком, оподзоленный, мощностью
20—40 см; В или G — буровато-сизый и сизый, иллювиальный, посте¬
пенно (при отсутствии мерзлоты) или резко сменяющийся породой.
Общая мощность профиля обычно более 1 м. Оподзоленность этих
иочв отчетливо выражена по распределению илистой фракции, валовых
и аморфных ИгОз, поглощенных оснований.
В зависимости от механического состава тундровые глеевые почвы
делятся на два рода: тундровые глеевые (собственно) на суглинисто¬
глинистых породах и тундровые глеевые иллювиально-гумусовые на
супесчано-песчаных породах, в которых оглеение возникает или в связи
с их слоистостью, или из-за близкого залегания льдистой мерзлоты.
Описанные выше подтипы относятся к роду собственно тундровых гле-
евых почв. Тундровые глеевые иллювиально-гумусовые почвы, в свою
очередь, делятся на неоподзоленные и оподзоленные.
В тундровых иллювиально-гумусовых оподзоленных почвах под
подстилкой уже ясно выделяется подзолистый горизонт А2. Он часто
бывает прикрыт прерывистой незначительной грубогумусной прослойкой
горизонта AiA2.
Ниже подзолистого горизонта залегает темно-бурый или коричнево¬
бурый иллювиально-гумусовый горизонт В или охристо-бурый гумусово¬
железистый иллювиальный горизонт.
При исчезновении признаков переувлажнения и оглеения тундро¬
вые глеевые иллювиально-гумусовые почвы переходят в другой само¬
стоятельный почвенный тип — под буры; при усилении в них призна¬
ков оподзоливания (сплошной горизонт А2 мощностью не менее 5 см)
они сменяются также другим почвенным типом — подзолами иллю¬
виально-железисто-гумусовыми. Последние широко распро¬
странены в южной тундре и особенно лесотундре европейских и Чукот¬
ско-Анадырской провинции; в Северо-Сибирской провинции отсутствуют.
Часто профиль тундровых глеевых почв, особенно развитых на су¬
глинистых и глинистых породах, сильно деформирован, торфянистый
горизонт отсутствует, поверхность почвы обнажена, минеральные гори¬
зонты изогнуты и разорваны, фрагменты органогенного горизонта по¬
гребены в минеральной толще на разной глубине.
Эти явления связаны с широко развитыми в тундре процессами пу¬
чения и солифлюкции.
Процессы солифлюкции обусловлены образованием в тундровых
почвах сильно переувлажненного, часто тиксотроиного, слоя. Тиксотроп-
ными в физикохимии называют структуры коллоидных веществ, способ¬
ные при механических воздействиях (встряхивание, удары и т. п.) пере¬
ходить из состояния геля в состояние золя и затем вновь самопроиз¬
вольно затвердевать без внешних воздействий.
216
Ши Ш2 шз ^4 Pi [Нк ВП7 И* S5 В.®
Вертикалью. Гвризонтальн Для щебенки
Рис. 24. Комплексы почв пятнистой кустарниковой тундры:
/ — горизонт Ло; 2 — горизонт AoAt; 3 — горизонт G {а — глеевый; б — глеевый окисленным);
4 — горизонт В; 5 — мхк; 6 — кустарнички; 7 — карликовая березка; Я— лишайники; 9 —щебен¬
ка; Л? —ржавая оторочка горизонта G (по £. Н. Ивановой и О. А. ПолынцевоЙ).
Тиксотропность почв тундры связана с образованием на поверх¬
ности почвенных частиц коллоидных пленок из кремнекислоты, гидратов
полуторных окислов, а также коллоидных оргаио-минеральных соедине¬
ний (И. В. Гребенщиков, 1937; И. Т. Кошелева. 1964). В условиях даже
незначительных уклонов тиксотропный слой в талом состоянии передви¬
гается как единая тестообразная масса, что приводит к изменению как
форм микрорельефа, так и строения почвенного профиля.
Выпучивание почвогрунтов широко распространено в тундре. С ним
связано формирование ландшафта бугристой и пятнистой тундры.
Большинство исследователей объясняют возникновение бугорков
увеличением объема тиксотропного слоя при его замерзании. При этом
происходит значительная миграция воды к фронту промерзания. Замер¬
зание поступающей воды ведет к накоплению прослоек льда и как
следствие к увеличению объема почвогрунтов. Этот процесс протекает
неодинаково на отдельных микроучастках: наиболее интенсивно вода
мигрирует к участкам со слабым растительным покровом, которые
быстрее охлаждаются и промерзают.
По мнению Ю. Л. Ливеровского (1965), именно на таких участках
наблюдается выпучивание почвогрунтов и формирование бугоркового
микрорельефа. При выпучивании почвогрунта происходит смешение го¬
ризонтов.
В случае разрыва поверхности бугорков образуется лишенное расти¬
тельности пятно минерального грунта. <т
Е. Н. Иванова и О. Л. Полынцева (1962) считают, что выпучивание
почвогрунта происходит на участках с густым растительным покровом
в результате расширения почвогрунта при замерзании на соседних, ме¬
нее задернованных микроучастках. Растительность на сформировав¬
шемся бугорке, попадая в неблагоприятные условия, погибает и бугорок
превращается в пятно, которое в дальнейшем постепенно зарастает.
Строение почвенного профиля пятнистой тундры показано на ри¬
сунке 24. Отмеченные особенности почвообразования являются важней¬
шей причиной повсеместной комплексности почвенного покрова
тундры.
Болотные почвы тундры представлены преимущественно переход¬
ными торфяниками, маломощными и среднемощными, а также болот¬
ными низинными торфянисто- и торфяно-глеевыми почвами. Большинст¬
во почв тундры относится к кислым или даже сильнокислым, они обла¬
дают значительной гидролитической кислотностью, особенно в верхних
горизонтах.
66. Химический и механическкй состав тундровых почв
£
§
В*
21
§“
=:§
2
V
JS
«ш
II
« £3
5ч
8.
** ■»
у
£ В
II
is
11
а:
о ••
=Г
о
•=;
а
м
£
tn
s
+
м
Я
С
г 8 а s
СО о
га оо
О. СМ
<
о
О
о о
оо ем
см со
$
1
гг
са
£
2S
со
Q«
(Я —. 00 —
а см
J3
о с
= 2* *
°5.
о"
о
с
h-
со
см
>» ся
см
«гГ
rf а чг 1Л
ю — — —•
IS
rf 3!
2 §
S г
5ё
йй
о
О
О
О
О
о
СО
ю
СО со
CQ
О
Cl
”1 1ч*
Ю ТГ
1Л
о-
со
с*
со
S3
гг
О
С-
о
£0
О
<и
со
о
о.
ЕС
х
>.
Н
I
о.
о
X
—
20
8
О.
§
8
8
37
2
сх
S
X
$
8
27
5920
1320
2170
Г5
$
2160 I
г~>
3
066
400
оо
Tt*
00
tC
о
N
§3
°°«
СО
оо
00
00
Ь-“
СМ
см
О
СО
00*
со
СО
см
Ож
.
*}■
ю
h»~
#
о
•с
в
t*-
UO
со
о"
ч*
СО
со
**
Ю
см^
о
00
V
1Л
1Г5
2
т
?
8
т
1Л
1
2
S
1
О
05
CQ
а>
та
о.
5
<
в
«
ех
я
>»
h
сЗ
US
8.
2
«=*
оо
х
<
03
со
у
о
с
CS
о
<и
ч
к
сз
со
о
сх,
*
X
г*»
Н
< ао
I
ч
со
о.
й
<? £
ё
s
&
Cl
Cw
о
£!
к
00
£
CL
О
Е
ш
со
о
d.
о
2
СО
см
со
см
ООП
С69
450
*-5
S
970
850
510
79Э '
22,7
<о
nT
LO
о
с?
см
-
V
о“
о
го
т#*
ос^
ТУ
ч*
см
5,2
г-
СМ
X
ю
"*5
**■
см
со
3,8
см
V
4,3
1
00
о
ю
СО
о
7
ю
7
?
о
1
Tf
о
S
1
S
<
«г
с
<
*»
<
5
218
Потеря при прокаливании,
Степень насыщенности основаниями 20—70%. При переходе от
южной подзоны тундровых почв к северной, а также от влажных про¬
винций к Северо-Сибирской заметно снижается кислотность и повыша¬
ется степень насыщенности основаниями. Тундровые глеевые почвы на
карбонатных и засоленных породах в типичной и арктической тундре
имеют щелочную реакцию и насыщены основаниями.
Характерная особенность химического состава большинства тунд¬
ровых почв — значительное содержание подвижного железа как след¬
ствие интенсивного развития глеевого процесса при отсутствии резко
выраженного выноса железа. Для механического состава суглинистых
почв типично высокое содержание крупной пыли, что связано с интен¬
сивным физическим выветриванием и замедленностью дальнейшего
химического изменения пылеватых фракций (табл. 66).
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ТУНДРОВЫХ ПОЧВ
Тундра имеет большое значение как кормовая база северного оле¬
неводства. В ней сосредоточено 41,6% всей площади оленеводческих
пастбищ страны. Основные пастбища расположены в полосе мохово-ли-
шайниковых и кустарниковых тундр, а также на галофитных примор¬
ских лугах. Лишайниковые тундры используются как зимние пастбища,
а моховые, травяно-моховые, ерниковые тундры и приморские луга —
как летние. Арктическая тундра менее благоприятна для олене¬
водства.
В связи с развитием производительных сил и ростом населения в
районах Крайнего Севера важнейшее значение» приобретает развитие
земледелия в тундре и создание продовольственной базы (овощные и
мясо-молочные продукты). В тундровой зоне, помимо выращивания
овощей в теплицах и парниках, возможна культура открытого грунта.
Основные сельскохозяйственные культуры открытого грунта в зоне
тундры и лесотундры— картофель, капуста, лук, морковь, редис, кор¬
мовые корнеплоды, ячмень, на зеленую массу. Перспективно также ис¬
пользовать тундровые почвы под сеяные травосмеси для молочного жи¬
вотноводства. Опыт Воркутинского совхоза «Центральный» и Тиксин-
ской сельскохозяйственной станции показывает, что при освоении почв
под сеяные травосмеси следует проводить неглубокую обработку рыхля¬
щими орудиями без запашки наиболее богатого питательными вещест¬
вами перегнойного горизонта, вносить органические и минеральные
удобрения.
Почвы тундры отличаются слабой биохимической активностью, бед¬
ностью элементами питания, неблагоприятными условиями водно-воз¬
душного и теплового режимов. Поэтому для улучшения их свойств не¬
обходимо усиление активности биохимических процессов, улучшение
аэрации, теплового режима и внесение удобрений. Наиболее благопри¬
ятны для освоения аллювиально-тундрово-дерновые почвы и почвы лег¬
кого механического состава. Они лучше прогреваются, быстрее и на
большую глубину оттаивают, имеют лучший естественный дренаж, в
них слабее развиты анаэробно-глеевые процессы. Такие почвы быстрее
окультуриваются.
Основное средство резкого улучшения микробиологического и пи¬
тательного режимов почв при их освоении и дальнейшем использова¬
нии — ежегодное внесение высоких норм органических удобрений (от
80 до 120 и даже 200 т на 1 га). При этом особо благоприятны различ¬
ного рода компосты. Одновременно с органическими удобрениями сле¬
дует применять также полное минеральное удобрение (по 60—90 кг
219
действующего вещества ва 1 га). Из местных удобрений хороший эф¬
фект оказывают зола и отходы рыбной промышленности.
Для окультуривания тундровых почв очень важно создать в них
благоприятный тепловой режим и улучшить аэрацию. Прежде всего
необходимо выбирать участки с наилучшим естественным дренажем и
наиболее прогреваемые. Таким требованиям отвечают возвышенные
участки супесчаных и легкосуглинистых щебнистых почв с южной или
юго-западной экспозицией, хорошо защищенные от холодных северных
ветров. Перспективно также лесоразведение на почвах легкого механи¬
ческого состава в кустарниковой тундре и лесотундре.
Почвы и ландшафты тундры и лесотундры могут быть сгруппиро¬
ваны по направленности их сельскохозяйственного использования сле¬
дующим образом (Макеев О. В., Забоева И. В., Коваль Р. В и др.):
1) тундровые глеевые, торфянисто- и нерегнойно-глеевые, горно¬
тундровые, тундровые болотные целесообразно рекомендовать под
оленьи пастбища;
2) тундровые глееватые дифференцированные и оподзоленные,
тундровые иллювиально-гумусовые — легкие по механическому составу
могут использоваться для создания культурных сенокосов и пастбищ
и частично для выращивания овощных культур;
3) пойменные дерновые почвы, как наиболее плодородные, реко¬
мендуется использовать под сенокосы и пастбища; при их освоении не¬
обходим комплекс культуртехнических и гидромелиоративных меро¬
приятий и применение удобрений.
Большим резервом естественных кормов являются также примор¬
ские низменности и озерные котловины.
Тундровые ландшафты и почвы легко уязвимы к различного ро¬
да антропогенным воздействиям, а нарушенные ландшафты медленно
восстанавливаются, особенно с суглинисто-глинистыми интенсивно
оглеенными и тиксотропными почвами. Поэтому при освоении тундро¬
вых территорий необходимо учитывать степень антропогенных воздей¬
ствий на почву.
Глава XVITI
ПОЧВЫ ТАЕЖНО-ЛЕСНОЙ ЗОНЫ
Таежно-лесная зона занимает большую часть бореалыюго (умерен¬
но холодного) пояса нашей страны. Она размещается в следующих поч-
венно-биоклиматических областях: западной лугово-лесной, Централь¬
ной таежно-лесной континентальной (европейская часть СССР и Запад*
ная Сибирь), Восточносибирской мерзлотно-таежной континентальной и
Дальневосточной таежно-лугово-лесной.
На севере таежно-лесная зона соприкасается с тундрой, на юге — с
лесостепной зоной и простирается от западной государственной границы
СССР до Охотского и Японского морей. Зона занимает около
1150 млн. га (включая бурые лесные почвы), или около 52% территории
СССР. Не менее 64% площади приходится на равнины и около 36%
расположено в горных районах.
По природно-хозяйственным признакам таежно-лесную зону объ¬
единяют с северными районами лесостепной зоны (с лиственно-лесной
зоной). Такая объединенная зона называется нечерноземной.
Почвснно-географическое районирование зоны представлено на ри¬
сунке 23.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Природные условия зоны в связи с громадной протяженностью ее
с запада на восток и с севера на юг чрезвычайно разнообразны.
Климат зоны умеренно холодный. В районах Восточной Сибири он
резко континентальный, а на Дальнем Востоке муссонный. Средняя го¬
довая температура изменяется от +4° в европейской части до —7,
—16° в Восточной Сибири и до +7,5° на Дальнем Востоке.
В Центральной таежно-лесной области осадков за год выпадает
350—700 мм, продолжительность периода с температурой выше 10° С
40—155 дней, сумма температур за это время 400—2450° С. В Восточноси¬
бирской мерзлотно-таежной области эти показатели соответственно со¬
ставляют 150—600 мм, 40—123 дня и 400—2000°, в Дальневосточной та-
ежно-лугово-лесной области — 380—1000 мм, 40—103 дня и 400—1500°.
В зоне максимум осадков выпадает в теплое время года. Годовое
количество осадков в большинстве случаев превышает испаряемость в
1,10—1,33 раза. Поэтому в целом рассматриваемая территория относит¬
ся к зоне достаточного и избыточного увлажнения. Однако многие райо¬
ны Восточной Сибири (Северо-Ленская, Янско-Колымская, Верхне-Зей-
ская, Центрально-Якутская и другие провинции), где годовое количест¬
во осадков меньше испаряемости, характеризуются недостаточным ув¬
лажнением.
В азиатской части зоны, особенно в Восточной Сибири, распростра¬
нена сплошная и островная многолетняя («вечная») мерзлота.
Автоморфные почвы в таежно-лесной зоне образуются в условиях
промывного водного режима, а в Восточной Сибири — и мерзлотного
водного режима.
Рельеф. Европейская часть зоны расположена в пределах Русской
равнины, но здесь встречаются и возвышенности, и низменные простран¬
ства, на происхождение которых большое влияние оказывала деятель¬
ность ледника (рис. 25). К наиболее крупным возвышенностям относят¬
ся Литовско-Белорусская, Валдайская, Смоленско-Клинско-Дмитров-
ская, Северные Увалы, Тиманский кряж. Эти возвышенности с абсо¬
лютными вьиютами-290—460 м над уровнем моря представлены грядами
221
Рис. 25. Моренный ландшафт. Средняя тайга. Архангельская область (фото А. Д. Ка-
шанского).
и холмами (озы, конечные морены, камы и другие образования), между
которыми расположены озера или заболоченные пространства. Поверх¬
ность здесь сильно расчленена речными долинами, балками и оврагами,
поэтому рельеф приобретает резко холмисто-волнистый характер.
Из наиболее крупных пониженных пространств можно отметить
Полесско-Днепровскую, Верхневолжскую, Окско-Мокшинскую, Мещер¬
скую низменности. Это слаборасчлененные, плоские или слабоволнис¬
тые равнины с высотами 100—150 м, с большим количеством мелких
озер и обширными заболоченными массивами. Иногда встречаются не¬
высокие моренные и дюнные всхолмления.
Западносибирская часть зоны расположена в пределах Западно-
Сибирской низменности и представляет собой обширную слабодрениро-
ванную равнину.
На восток от р. Енисей простираются Средне-Сибирское плоско¬
горье, Центрально-Якутская низменность и обширные горные сооруже¬
ния Восточной Сибири и Дальнего Востока с очень сложным горным
рельефом. На Дальнем Востоке горные хребты чередуются с участками
равнин и обширных низменностей, к которым и приурочены основные
массивы сельскохозяйственных земель.
Почвообразующие породы. В европейской части зоны почрообра-
зующие породы представлены преимущественно ледниковыми и водно¬
ледниковыми отложениями. Встречаются также породы и другого про¬
исхождения.
Основные породы — моренные отложения, бескарбонатные и карбо¬
натные, разного, механического состава, встречаются повсеместно,
но главным образом в пределах Валдайского оледенения; покровные
суглинки и глины, лёссовидные карбонатные легкие и средние суглинки,
они приурочены к центральным и южным районам; водно-ледниковые
песчаные и супесчаные породы (в низменностях Полесско-Днепровской,
Мещерской, Верхневолжской и др.); древнеаллювиальные, преимущест¬
венно песчаные и супесчаные отложения, приуроченные к древним реч¬
ным террасам; двучленные породы — пески и супеси, пчдотилаемые с
глубины 40—60 см суглинком или глиной, встречаются главным обра¬
зом в северных районах; ленточные глины (в Ленинградской, Новгород¬
222
ской и других областях); элювий и делювий коренных пород; современ¬
ные аллювиальные отложения в поймах больших и малых рек.
В Западной Сибири почвообразующие породы также ледникового
и водно-ледникового происхождения. В северных районах встречаются
моренные пески, супеси, суглинки н лёссовидные суглинки, в южных —
пылеватые средние и тяжелые суглинки.
В горных районах европейской части, а также на Средне-Сибирском
плоскогорье, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке почвообразую¬
щие породы представлены главным образом элрзвием и делювием ко¬
ренных пород. В Центрально-Якутской низменности почвообразующими
породами являются четвертичные (озерно-аллювиальные) лёссовидные
суглинки и супеси. Равнинные пространства Дальнего Востока сложе¬
ны четвертичными и третичными песками, супесями и глинами.
Растительность. Преобладающий тип растительности — таежные
моховые, мохово-кустарничковые и травяно-кустарничковые леса, кото¬
рые на юге сменяются лиственными и широколиственными лесами. Зна¬
чительно распространена и луговая травянистая растительность — на
суходольных и пойменных лугах и под пологом леса. Большие площади
заняты болотными ассоциациями.
Особенно много болот в северной части зоны и в пределах Запад¬
но-Сибирской низменности.
Европейскую и западносибирскую части зоны по климатическим ус¬
ловиям, растительности и почвенному покрову подразделяют с севера
на юг на три подзрны: подзону северной тайги; подзону средней тайги и
подзону южной тайги. В этих подзонах господствуют темнохвойные леса,
где основными лесообразующими породами являются ель, сосна, пихта,
кедр.
Подзона северной тайги занята изреженными еловыми лесами
с примесью березы, осины, лиственницы. В западных районах и на по¬
родах легкого механического состава преобладают сосновые леса. Под
пологом леса северной тайги развит ярус субарктических болотных
кустарников, мхов и лишайников; травянистая растительность не раз¬
вивается.
Почвенный покров образует подзону глее-подзо-
листых и подзолисто-иллювиально-rумусовых почв.
Подзона средней тайги представлена темиохвойными еловыми
лесами (рис. 26). Под пологом леса развивается сплошной моховый по¬
кров с почти полным отсутствием травянистой растительности. На мес¬
те вырубок и пожарищ произрастают вторичные леса из сосны, березы,
осины. На песчаных породах развиты сосновые боры-беломошники.
Почвенный покров образует подзону подзолис¬
тых почв.
Подзона южной тайги в европейской части СССР представлена
темнохвойными лесами с примесью широколиственных пород (дуб,
ясень, клен, липа) и смешанными широколиственно-темнохвойными ле¬
сами, в Западной Сибири — лиственными лесами (береза, осина). Под
пологом этих лесов хорошо развит травянистый покров.
Почвенный покров образует подзону дерново-
подзолистых почв.
На восток от р. Енисей господствуют светлохвойные леса, главным
образом лиственничные. На Дальнем Востоке встречаются светлохвой¬
ные, темнохвойные, хвойно-широколиственные и широколиственные
леса.
Условия почвообразования и почвенный покров зоны изменяются
при движении как с севера на юг, так и с запада на восток. Эти изме¬
нения учитывают при выделении подзон и фаций. В таежно-лесной
223
Рис. 26. Ельник зсленомошник (фото А. Д. Кашанского).
зоне выделяют следующие фации: теплую (западно- и южноевропей¬
скую); умеренную (восточноевропейскую); холодную (западно- и
среднесибирскую); длительномерзлотную (восточносибирскую и даль¬
невосточную); холодную влажную (тихоокеанскую)—Камчатка, Са¬
халин.
Разнообразие природных условий таежно-лесной зоны обусловли¬
вает развитие ряда процессов почвообразования, в результате форми¬
руются почвы с различными признаками и свойствами.
Основные процессы, под воздействием которых возникает почвен¬
ный покров зоны, — подзолистый, дерновый и болотный; они могут
протекать каждый самостоятельно (в более или менее чистом виде)
или в сочетании.
В Восточно-Сибирской области почвы образуются под большим
влиянием мерзлотных процессов.
Таким образом, в зависимости от проявления указанных процес¬
сов, их сочетаний и производственной деятельности человека форми¬
руется все многообразие почв зоны.
Ниже рассматриваются главные почвы зоны: подзолистые, дерно¬
вые, болотные*,.дерново-подзолистые, болотно-подзолистые и мерзлот¬
но-таежные.
ПОДЗОЛИСТЫЕ почвы
Эти почвы образуются в результате развития подзолистого про¬
цесса (оподзоливания), существенной особенностью которого являет¬
ся разрушение в верхней части профиля почвы первичных и вторичных
минералов и вынос продуктов разрушения в нижележащие горизонты
и в грунтовые воды. В наиболее чистом виде подзолистый процесс про¬
текает под пологом таежного хвойного леса с моховым покровом и вре¬
менным избыточным увлажнением. Для подзолистых почв характерно
залегание под слоем лесной подстилки малоплодородного белесого
подзолистого горизонта с кислой реакцией, низким содержанием пита¬
тельных веществ и неблагоприятными в агрономическом отношении
физическими свойствами.
•Болотные почвы рассматривают в главе XIX.
224
Основные массивы подзолистых почв приурочены к подзолистой и
глее-подзолистой подзонам. Они встречаются также в южных райо¬
нах зоны под хвойными лесами, особенно в условиях временного избы¬
точного увлажнения. Большие площади их расположены на песчаных
породах полесий. Подзолистые и глее-подзолистые почвы занимают
около 132 млн. га.
Генезис подзолистых почв
Название подзолистых почв происходит от народного русского
слова «подзол». Этот термин ввел в научную литературу В. В. Доку¬
чаев.
О происхождении подзолистых почв высказаны и разработаны
различные гипотезы и теории В. В. Докучаев, П. Л. Костычев и
Н. М. Сибирцев считали, что эти почвы сформировались при участии
лесной, растительности под влиянием перегнойных кислот.
На последующее развитие научных представлений о природе под¬
золистого процесса почвообразования большое влияние оказали колло-
идно-химическая теория К. К. Гедройца и биологическая теория
В. Р Вильямса.
В основу теории К. К. Гедройца положено представление об изме¬
нении подвижности коллоидов и минералов почвы под влиянием воды,
диссоциирующей на ионы Н+ и ОН-. При этом принимается во внима¬
ние, что агрессивные действия воды в почве усиливаются под влияни¬
ем углекислоты, образующейся при разложении органических остат¬
ков.
Основное участие в подзолообразовании, по К. К. Гедройцу, при¬
нимает водородный ион, который вытесняет из почвы другие обменные
ионы. Не насыщенная основаниями часть поглощающего комплекса
усиленно разрушается водой: гуматы, распыляясь, уносятся вниз, а
алюмосиликатная часть разлагается водой на окиси кремния, алюми¬
ния и железа.
Возникшие при разрушении почвенного поглощающего комплекса
гидрозоли перемещаются нисходящим током воды в нижние горизонты
почвы. Встречаясь па некоторой глубине с электролитами, гидрозоли
коагулируют и выпадают в зиде гидрогелей, образуя иллювиальный
горизонт.
По В. Р. Вильямсу, подзолистый процесс протекает под влиянием
деревянистой растительной формации и связан с определенной группой
специфических органических кислот (креновых, или фульвокислот по
современной терминологии), вызывающих разложение почвенных ми¬
нералов. Передвижение продуктов разрушения почвенных минералов
осуществляется преимущественно в форме устойчивых органо-мине¬
ральных соединений.
Большое влияние на развитие современных представлений о подзо¬
лообразовательном процессе оказали работы И. В. Тюрина, С. Г1. Яр-
кова, А. А. Завалишина, Н. П. Ремезова, И. Н. Антипова-Каратаева,
А. А. Роде, Е. Н. Ивановой, П. С. Кауричева, В. В. Пономаревой,
Т. В. Аристовской и др.
На основании имеющихся экспериментальных данных развитие
подзолистого процесса можно представить следующим образом.
В наиболее чистом виде подзолистый процесс протекает под поло¬
гом хвойного таежного леса с бедной травянистой растительностью или
без нее.
Отмирающие части древесной и мохово-лишайниковой таежной
растительности накапливаются преимущественно на поверхности почвы
15—837
225
в виде лесной подстилки. Эти остатки содержат мало кальция, азота и
много трудноразлагаемых соединений, таких, как лигнин, воска, смолы
и дубильные вещества.
При разложении лесной подстилки образуются различные водорас¬
творимые органические соединения. Низкое содержание питательных
веществ и оснований в подстилке, а также преобладание грибной
микрофлоры способствуют интенсивному образованию кислот, среди
которых наиболее распространены фульвокислоты и низкомолекуляр¬
ные органические кислоты (муравьиная, уксусная, лимонная и др.).
Кислые продукты подстилки частично нейтрализуются основаниями,
освобождающимися при ее минерализации, большая же их часть по¬
падает с водой в почву, взаимодействуя с ее минеральными соединени¬
ями. К кислым продуктам лесной подстилки добавляются органические
кислоты, образующиеся в процессе жизнедеятельности микроорганиз¬
мов непосредственно в самой почве, а также выделяемые корнями
растений. Однако, несмотря на бесспорную прижизненную роль расте¬
ний и микроорганизмов в разрушении минералов, наибольшее значение
в оподзоливании принадлежит кислым продуктам специфической и
неспецифической природы, образующимся в процессе превращения
органических остатков лесной подстилки.
В результате промывного водного режима и действия кислых сое¬
динений из верхних горизонтов лесной почвы удаляются в первую оче¬
редь все легкорастворимые вещества. При дальнейшем воздействии
кислот разрушаются и более устойчивые соединения первичных и вто¬
ричных минералов. Прежде всего разрушаются илистые минеральные
частицы, поэтому при подзолообразовании верхний горизонт постепен¬
но обедняется илом.
Продукты разрушения минералов переходят в раствор и в форме
минеральных или органо-минеральных соединений перемещаются из
верхних горизонтов в нижние: калий, натрий, кальций и магний преи¬
мущественно в виде солей угольной и органических кислот (в том чис¬
ле и в виде фульватов); кремнезем в форме растворимых силикатов
калия и натрия и отчасти псевдокремневой кислоты Si (ОН) 4; сера в
виде сульфатов. Фосфор образует главным образом труднорастворимые
фосфаты кальция, железа и алюминия и практически вымывается
слабо.
Железо и алюминий при оподзоливании мигрируют в основном в
форме органо-минеральных соединений. В составе водорастворимых
органических вешеств подзолистых почв находятся разнообразные сое¬
динения — фульвокислоты, полифенолы, низкомолекулярные органиче¬
ские кислоты, кислые полисахариды и др. Многие из этих соединений
содержат, помимо карбоксильных групп и энольных гидроксилов,
атомные группировки (спиртовой гидроксил, карбонильную группу,
аминогруппы и др.), которые обусловливают возможность образования
ковалентной связи. Водорастворимые органические вещества, содержа¬
щие функциональные группы — носители электровалентной и кова¬
лентной связи, определяют возможность широкого формирования р
почвах комплексных (в том числе и хелатных) органо-минеральных
соединений. При этом могут образовываться коллоидные, молекулярно-
и ионорастворимые органо-минеральные комплексы железа и алюми¬
ния с различными компонентами водорастворимых органических ве¬
ществ.
Такие соединения характеризуются высокой прочностью связи
ионов металла с органическими аддентами в широком интервале pH.
Железо- и алюмоорганические комплексы могут иметь отрицатель¬
ный (преимущественно) и положительный заряд, т. е. представлены как
226
анионами, так и катионами. В состав таких комплексов входят и вы¬
сокомолекулярные, и низкомолекулярные соединения. Все это свиде¬
тельствует о том, что органо-минеральные комплексы железа и алю¬
миния в почвенных растворах подзолистых почв весьма разнообразны
и в их образовании участвуют различные водорастворимые органиче¬
ские соединения.
В результате подзолистого процесса под лесной подстилкой обо¬
собляется подзолистый горизонт, обладающий следующими основными
признаками и свойствами: вследствие выноса железа и марганца и на¬
копления остаточного кремнезема цвет горизонта из красно-бурого
или желто-бурого становится светло-серым или белесым, напоминаю¬
щим цвет печной золы; горизонт обеднен элементами питания, полу¬
торными окислами и илистыми частицами; горизонт имеет кислую
реакцию и сильную ненасыщенность основаниями; в суглинистых и
глинистых разновидностях он приобретает пластинчато-листоватую
структуру или становится бесструктурным.
Часть зеществ, вынесенных из лесной подстилки и подзолистого
горизонта, закрепляется ниже подзолистого горизонта. Образуется го¬
ризонт вмывания, или иллювиальный горизонт, обогащенный илисты¬
ми частицами, полуторными окислами железа и алюминия и рядом
других соединений. Другая часть вымываемых веществ с нисходящим
током воды достигает почвенно-грунтовых вод и, перемещаясь вместе
с ними, выходит за пределы почвенного профиля.
В иллювиальном горизонте благодаря вмытым соединениям могут
образоваться вторичные минералы типа монтмориллонита, гидрооки¬
сей железа и алюминия и др. Иллювиальный горизонт приобретает за¬
метную уплотненность, иногда некоторую цементированность. Гидро¬
окиси железа и марганца в отдельных случаях накапливаются в профи¬
ле почвы в виде железо-марганцевых конкреций. В легких почвах они
приурочены чаще к иллювиальному горизонту, а в тяжелых — к под¬
золистому. Образование этих конкреций, очевидно, связано с жизне¬
деятельностью специфической бактериальной микрофлоры (Т. В. Ари-
стовская).
На однородных по механическому составу породах, например на
покровных суглинках, иллювиальный горизонт обычно формируется в
виде темно-бурых или коричневых налетов (лакировки) органо-мине¬
ральных соединений на гранях структурных отдельностей, но стенкам
трещин. На легких породах этот горизонт выражен в виде оранжево¬
бурых или красно-бурых ортзандовых прослоек или выделяется ко.
ричнево-бурым оттенком.
В некоторых случаях в иллювиальном горизонте песчаных подзо¬
листых иочв накапливается значительное количество гумусовых ве¬
ществ. Такие почвы называются подзолистыми иллювиально-гумусо¬
выми.
Таким образом, подзолистый процесс сопровождается разрушени¬
ем минеральной части почвы и выносом некоторых продуктов разру¬
шения за пределы почвенного профиля. Часть продуктов закрепляется
в иллювиальном горизонте, образуя новые минералы. Однако элюви¬
альному процессу, развивающемуся при оподзоливании, противостоит
другой, противоположный по своей сущности процесс, связанный с
биологической аккумуляцией веществ.
Древесная растительность, поглощая из почвы элементы питания,
создает и накапливает в процессе фотосинтеза огромную массу органи¬
ческого вещества, достигающую в спелых еловых насаждениях 200—
250 т на 1 га с содержанием от 0/5 до 3,5% зольных веществ. Некото¬
рая часть синтезированного органического вещества ежегодно возвра¬
15*
227
щается с лесным опадом на поверхность почвы (2—7 т на 1 га). Вы¬
свобождающиеся при его разложении элементы зольного и азотного
питания вновь используются лесной растительностью и вовлекаются в
биологический круговорот.
Некоторое количество органических и минеральных веществ, об¬
разующихся при распаде лесной подстилки, может закрепляться в
верхнем слое почвы. Но так как при разложении и гумификации лесной
подстилки возникают преимущественно подвижные гумусовые вещест¬
ва, а также вследствие небольшого содержания кальция, способствую¬
щего закреплению гумусовых веществ, гумуса обычно накапливается
мало.
Интенсивность подзолистого процесса зависит от сочетания факто¬
ров почвообразования. Одно из условий его проявления — нисходящий
ток воды: чем меньше промачивается почва, тем слабее протекает этот
процесс.
Временное избыточное увлажнение почвы под лесом усиливает под¬
золистый процесс. В этих условиях образуются закисные легкораство¬
римые соединения железа и марганца и подвижные формы алюминия,
что способствует их выносу из верхних горизонтов почвы (С. П. Ярков).
Кроме того, возникает большое количество низкомолекулярных кислот
и фульвокислот. Изменения режима увлажнения почвы, происходящие
под влиянием рельефа, также будут усиливать или ослаблять развитие
подзолистого процесса.
Течение подзолистого процесса в большой степени зависит от ма¬
теринской породы, в частности от ее химического состава. На карбо¬
натных породах этот процесс значительно ослабевает, что обусловлено
нейтрализацией кислых продуктов свободным углекислым кальцием
породы и кальцием опада. Кроме того, в разложении опада возрастает
роль бактерий, а это приводит к образованию менее кислых продуктов,
чем при грибном разложении. Далее катионы кальция и магния, высво¬
бождающиеся из лесной подстилки и содержащиеся в почве, коагули¬
руют многие органические соединения, гидроокиси железа, алюминия и
марганца и предохраняют их от выноса из верхних горизонтов почвы.
На выраженность подзолистого процесса большое влияние оказы¬
вает также состав древесных пород. В одних и тех же условиях место¬
обитания оподзоливание под лиственными и, в частности, под широко¬
лиственными лесами (дуб, липа и др.) происходит слабее, чем под хвой¬
ными. Оподзоливание под пологом леса усиливают кукушкин лен и
сфагновые мхи.
Хотя развитие подзолистого процесса и связано с лесной раститель¬
ностью, однако даже в таежно-лесной зоне не всегда под лесом форми¬
руются подзолистые почвы. Так, на карбонатных породах подзолистый
процесс проявляется только в том случае, когда свободные карбонаты
выщелочены из верхних горизонтов почвы на некоторую глубину.
В Восточной Сибири под лесами подзолообразовательный процесс вы¬
ражен слабо, что определяется совокупностью причин, обусловленных
особенностью биоклиматических условий этой области.
Наряду с оподзоливанием генезис подзолистых почв связан с лес-
сиважем. Теория лессиважа (лессивирования) берет свое начало во
взглядах К. Д. Глинки (1924), который полагал, что при подзолообра¬
зовании из верхних горизонтов почвы выносятся илистые частицы без
их химического разрушения.
В последующем Чернеску, Дюшафур, Кубиена, И. П. Герасимов,
В. М. Фридланд, С. В. Зонн предложили различатьдва самостоятельных
процесса — подзолистый и лессивирования (лессиве, иллимиризации).
Согласно этим представлениям, подзолистый процесс протекает вед
228
67. Основные различия между лессиважем и оподзоливаняем
Вынос коллоидов (лессиваж)
Мюлль или модер с быстрой минера¬
лизацией
Гумификация Аь недостаточная для
противодействия выносу
Образование ферментирующихся рас¬
творимых неустойчивых органических
соединений, разрушающихся при мигра¬
ции
Растворимые соединения могут ком¬
плектовать наиболее подвижное же¬
лезо и диспергировать часть глин. Они
не разрушают силикаты
Оподзоливание
Мор с медленной минерализацией
Почти полное отсутствие нерастворимых
гумусовых соединений в At
Образование большого количества устой¬
чивых растворимых соединений, аккумули¬
рующихся и полимеризирующихся в гори¬
зонте В после миграции
Растворимые соединения очень кислые,
оказываются агрессивными по отношению
к минеральным коллоидам, которые они
разрушают, освобождая Si02 и А120з. Оки¬
си железа закомплексованы и вынесены
хвойными лесами и сопровождается разрушением илистых частиц с
выносом продуктов разрушения из верхних горизонтов в нижние. Про¬
цесс лессивирования протекает под лиственными лесами при участии ме¬
нее кислого гумуса и сопровождается передвижением из верхних гори¬
зонтов в нижние илистых частиц без их химического разрушения. Счи¬
тается также, что лессивирование предшествует оподзоливанию, а при
определенных условиях оба эти процесса могут идти одновременно.
Лессиваж — сложный процесс, включающий механическое проили-
вание, комплекс физико-химических явлений, вызывающих диспергиро¬
вание глинистых частиц и перемещение их с нисходящим током под за¬
щитой подвижных органических веществ, комплексирование и вынос
железа (М. К. Мельникова, С. В. Ковеня, 1974).
Слабокислая и близкая к нейтральной реакция почвенного раствора
и подвижные органические вещества (фульвокислоты, таниды) усилива¬
ют развитие лессиважа.
Дюшафур (1970) приводит основные различия между лессиважем
и оподзоливанием (табл. 67).
Основными признаками для разделения подзолистых и лессивиро-
ванных почв ряд исследователей считают состав ила по профилю (отно¬
шение S1O2: R2O3) и наличие «ориентированной глины», т. е. пластинок
глины определенной ориентации, позволяющей судить о их передвиже¬
нии с нисходящим током воды. По мнению этих ученых, в лессивирован-
ных почвах состав ила по профилю постоянен, в оподзоленных — разли¬
чен в подзолистом и иллювиальном горизонтах; в лессивированных поч¬
вах в иллювиальном горизонте присутствует заметное количество
«ориентированной глины», свидетельствующей о перемещении ила без
разрушения.
Однако эти критерии разделения иочв на подзолистые и лессивиро-
ванные остаются дискуссионными. Передвижение ила без разрушения
по трещинам и крупным порам наблюдается во многих почвах, и лес¬
сиваж нельзя считать специфическим процессом для формирования
профиля только подзолистых почв.
Большинство исследователей считают, что образование профиля
подзолистых почв — результат ряда процессов. Однако ведущая роль в
формировании подзолистого горизонта принадлежит оподзоливанию. На
суглинистых породах оно обычно сочетается с лессиважем и поверхно¬
стным оглеением (э^ювиально-глеевым процессом, см. стр. 260), которые
также способствуют образованию элювиально-иллювиального профиля
подзолистых почв.
229
Почвы, у которых осветленный элювиальный горизонт формируется
благодаря лессиважу и поверхностному оглеению, И. П. Герасимов
предложил называть исевдоподзолистыми, а совокупность этих
процессов — псевдооподзоливанием.
Подзолистые почвы в результате непрерывного биологического кру¬
говорота питательных веществ в системе почва — лесная раститель¬
ность— подстилка — почва в ряде случаев обеспечивают достаточно вы¬
сокую биологическую продуктивность лесных угодий. При использова¬
нии же подзолистых почв в сельскохозяйственных целях требуются
специальные мероприятия по повышению их плодородия.
Классификация подзолистых почв
Все подзолистые почвы объединяются в тип подзолистых почв. В
почвах этого типа при наличии большого сходства имеются и значи¬
тельные различия, обусловленные неоднородностью условий почвообра¬
зования внутри зоны. В связи с этим в типе подзолистых почв выделяют
ряд подтипов, отражающих подзональные и фациальные особенности
зоны (табл. 68).
68. Подтипы ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ
Фация
теплая
умеренная
холодная
длительномерзлотная
Глее-подзолистые, кар -
ликовые (теплые)
Подзолистые, карлико¬
вые (теплые)
Глее-подзоли¬
стые
Подзолистые
Глее-подзолистые
холодные
Подзолистые хо¬
лодные
Глее-подзолистые глу¬
боко промерзающие и
длительномерзлотные
Подзолистые глубоко
промерзающие и дли¬
тельномерзлотные
Как видно из таблицы, в каждой фации выделяется по два подтипа
подзолистых почв — глее-подзолистые и подзолистые. Рассмотрим для
примера подтипы умеренной фации.
Подзолистые почвы с поверхности имеют подстилку (Ао)
мощностью от 2—5 до 10 см. Ниже расположен слаборазвитый гумусо¬
вый горизонт, представленный слоем грубого гумуса в 1—3 см (AoAj),
или фульватный гумус вмыт из подстилки на глубину 3—5 см (AiAa).
Под слаборазвитым гумусовым горизонтом залегает подзолистый (Аз),
затем иллювиальный (В), который подстилается породой (С) (рис.27).
Между подзолистым и иллювиальным горизонтами выделяется переход¬
ный горизонт АгВ, а между иллювиальным и породой — ВС. По степени
выраженности иллювия горизонт В может быть подразделен на несколь¬
ко подгоризонтов—Bi, В2 и т. д. Мощность профиля почвы достигает
100—120 см. Верхние горизонты сильнокислые (рНца 3,3—4). Форми¬
руются подзолистые почвы главным образом в среднетаежной подзоне.
Глее-подзолистые почвы сохраняют признаки подзолистых
почв, но характеризуются отчетливо выраженным оглеением верхней
части профиля и образованием торфянистой подстилки. Мощность поч¬
венного профиля 80—100 см. Широко распространены в Архангельской
области, Коми АССР.
Подтипы подзолистых почв теплой фации характеризуются четким
расчленением на горизонты и кислой реакцией верхней части профиля
(рНкс) 2,9—3,5). Распространены в Карельской АССР н Ленинград¬
ской области (Карельский перешеек).
230
Подтипы подзолистых почв холодной фа¬
ции слабо оподзолсны, реакция их сильнокис¬
лая (pHkci 3—3,8) и кислая. Почвы медленно
оттаивают и прогреваются. Ниже почвенного
профиля встречается многолетняя мерзлота.
Эти почвы распространены в Западной Сиби¬
ри, Красноярском крае, Иркутской области.
Подзолистые почвы длительномерз¬
лотной фации изучены слабо. Мощность про¬
филя 50—100 см. Имеют сильнокислую реак¬
цию (рНкс! меньше 4). Мерзлота в подстила¬
ющих породах присутствует круглый год или
большую часть вегетационного периода.
Встречаются в районах Забайкалья и побе¬
режья Охотского моря.
Наиболее распространены следующие
роды подзолистых почв.
1. Обычные — почвы с наиболее четко
выраженными подтиповыми признаками.
2. Остаточно-карбонатные — образуются
на породах, содержащих углекислый кальций,
вскипают от 10%-ной НС! в горизонте В
или С.
3. Контактно-глееватые — формируются
на двучленных породах.
4. Иллювиально-железистые — развивают¬
ся на песчаных породах. Горизонт В ярко-охри¬
стый в связи с накоплением нссиликатных
форм железа.
5. Иллювиально-гумусовые — образуются
на песчаных породах. Верхняя часть иллювиального горизонта коричне¬
ватого или темно-коричневого, а иногда и черного цвета от находящихся
1? ней органо-минеральных соединений. Ниже идет иллювиальный го¬
ризонт полутораокисей, постепенно переходящий в породу.
6. Слабодифференцированные — развиваются на сухих рыхлых пес¬
ках со слабо проявленными типовыми признаками.
На виды подзолистые почвы делят:
1. По степени подзолистости: слабоподзолистые — горизонт Aj вы¬
ражен пятнами; средиеподзолистые — горизонт Ао сплошной, плитчатой
или плитчато-комковатой структуры; сильноподзолистые — горизонт А2
сплошной, рассыпчато-листоватой или чешуйчатой структуры; подзо¬
лы— горизонт А» сплошной, мучнистый, белесый.
2. По глубине оподзоливания (от нижней границы А0): поверхност¬
но-подзолистые — до 5 см; мелкоподзолистые — до 20 см; неглубоко¬
подзолистые— до 30 см; глубокоподзолистые — более 30 см.
Рис. 27. Подзолистая почва.
Состав и свойства подзолистых почв
Механический и минералогический состав. Профиль подзолистых,
супесчаных и суглинистых почв отчетливо дифференцирован по содер¬
жанию ила: подзолистый горизонт обеднен, а иллювиальный по сравне¬
нию с ним заметно обогащен илистой фракцией (табл. 69). По отноше¬
нию к породе вся толтца верхних горизонтов часто имеет элювиальный
характер.
В почвах, развитых на песках, такой закономерности обычно нет.
Для минералогического состава рассматриваемых почв типично
231
69. Механический состав подзолистых суглинистых почв на покровных суглинках
среднетаежной подзоны (данные В. В. Тюлина)
Механический состав (%), величина фракций (мм)
«
IOC (—) или
)пление (-}-)
, % ПО OTIIO-
ию к породе
*
а
8
S
Глубина
взятия
образца,
см
£
8
!
<N
S
о'
1
-0,005
8
i
3
о
S
о
sS
§•
ю
СГ
о
S
сГ
с"
1
О
о
о"
о
V
V
Со
ffixxa
Разрез 403. Подосиновский район, Кировская область
2-
-6
2,1
18,8
42,9
6,9
12,8
13,8
35,9
2,7
—52,2
9-
-19
1,6
17,9
60,4
2,9
8,1
8,4
20,1
0,7
—75,2
23-
-31
0,2
10,1
45,4
2,2
7,7
32,7
44,2
1,7
— 3,4
35-
-45
0,5
24,6
26,0
2,4
7,5
37,6
49,0
1,4
+ П.1
66-
-76
0,2
5,0
42,1
4,7
9,3
36,7
52,7
1,0
+10,8
155—165
0,1
7,8
45,4
3,5
7,5
33,8
46,7
1,9
0,0
резкое преобладание первичных минералов (кварца, полевых шпатов,
слюд и др.); из вторичных минералов присутствуют гидрослюды, верми¬
кулит, минералы монтмориллонитовой группы, аморфные полуторные
окислы и в небольших количествах каолинит, гидрогетит.
Химический состав. Валовой химический состав минеральной части
подзолистых почв показывает обедненность подзолистого горизонта по
сравнению с породой окисями железа и алюминия и заметное его обо¬
гащение (остаточное) кремнеземом (табл. 70).
Отмеченная закономерность в распределении окисей железа, алюми¬
ния и кремнезема, а также ила по профилю является важным показате¬
лем развития подзолистого процесса и наиболее существенным диагно¬
стический. признаком подзолистых почв.
Подзолистые почвы содержат мало гумуса (от 1,0—1,5 до 2—4%),
который сосредоточен в небольшом по мощности горизонте (2—3 см).
В составе гумуса преобладают фульвокислоты (табл. 71). Гуминовые
кислоты находятся в свободном состоянии или непрочно связаны с
минеральной частью почвы. Эти почвы бедны азотом и фосфором, осо¬
бенно формами, легкодоступными растениям.
Для подзолистых и особенно глее-подзолистых почв типично повы¬
шенное содержание подвижного железа, алюминия и марганца, часто в
количествах, токсичных для сельскохозяйственных растений.
Физико-химические свойства. Почвы подзолистого типа характери¬
зуются невысокой емкостью обмена (от 2—4 м.-экв. в песчаных почвах
до 12—17 м.-экв. в суглинистых), низкой насыщенностью основаниями
(менее 50%), кислой реакцией и малой буферностью.
Низкая емкость обмена связана с небольшим содержанием гумуса,
его фульвокислотным составом, с заметной обедненностью верхней
части профиля илом. Наименьшей емкостью характеризуется подзо¬
листый горизонт, наибольшей — иллювиальный.
Подзолистые почвы имеют повышенную обменную кислотность,
обусловленную водородом и алюминием (табл. 72).
Физические и водно-физические свойства подзолистых почв опреде¬
ляются механическим составом исходных пород, их сложением, выра¬
женностью подзолистого процесса. Подзолистые почвы бесструктурные;
их плотность заметно увеличивается при переходе от верхних горизон¬
тов к нижним. Иллювиальный горизонт отличается повышенной плот¬
ностью и наименьшей пористостью. В суглинистых почвах из-за его сла¬
бой водопроницаемости в подзолистом горизонте может создаваться
временная верховодка.
232
70 Валовой химический состав подзолистых суглинистых почв на покровных суглинках средиетаежиой подзоны (% на прокаленную
навеску) (по В. В. Тюлину). Разрез 403
. й
ftp
щ,.
О
р
£
0
1
о;
06
6
ей
о"
00
= к s
>>5 S."
5**
I
I
г-
СО
s
ю
со
s
fe
о
сч
o'
o"
3
со
Ю
S
lO
Ю
о
Tj«
о
о"
o'
о"
©~
O*
оо
00
о
со
о
s
о
00
о
о"
©~
©~
1,55
1,70
1,76
1,76
1,78
1,46
о
8
о
8
©
о
О
o'
о"
o'
©~
о
R
05
Т*1
Ю
00
©~
о
о"
СЧ
со
8
00^
s
со
о"
<N
3
О
ю
<N
1^
8
05
со*
СО
сч
CO
CM
СЧ
8
ю
со
о
оо
05
<N
r*.
СО
CN
ci
Г-"
Ю
00
05
й
8
1Л
05
e
О
оГ
LO
to
М
V
а.
3
а
со
о
3
х
о
а
о
X
*
о
4>
I
Ч
U
>»
и
X
Z
х
са
о
м
э*
о
с
5 =
о" о"
О —
о" o'
00
05
8
CO
СЧ
Ю
h-
o'
o“
o'
o'
o'
o~
s
со
s
55
CO
g
s
00
ci
00
К
8
<N
h-
CO
1
2
ГГ
7
Ю
чГ
1
S
1
52
T
1
<N
: 05
t ..
CO
<N
1
8
1
s
1
lO
1Л
<
eg
<
&
<N
<
o?
СЧ
CQ
u
2
н
CJ
X
ч
8
§
с
Z
>»
и
09
в
О
о
О
>»
x
2
u
-I *
в*'
5 s
5 x
SO
S«
к
7,6
°1
оо"
6,9
ж 3
!“
ii
*s
M
s
свободных и
связанных с
RgOj
92,4
81,8
05
к| к
c_ >P.
О | и
0,46
0,45
О
остатка
65,22
58,82
55
S
§5
Л is
&
со
CN
Ф
о
Ii
•»
сЗ
а
55*
са
3*
гуминовы;
кислот
с
и
1
!
10,86
12,94
15,17
S
я
л
о.
о
R
СО
СО
S°;z
S+
>*
Z
t
о
о
S
5
«
5=
2
s
о
re
*
о
§
СЧ
00
S
Я
со
со
n
3
О
©“
X
о
2
R
со
<N
*
В
ао
<N
S
о*
в
1
о
0,46
0,34
0,29
О
2-8 5
s к .
05
со
ю
1
и«й
РВ
I
cl
<N
н
I
!
еч
<
CQ
N
<
CD
72. Физико-химические свойства подзолистых суглинистых почв иа покровных
суглинках среднетаежной подзоны (по В. В. Тюлину). Разрез 403
Горизонт
Глубина
взятия
образца,
см
pH вытяжки
Обменная
кислотность
£ *
3*6 .
?= = 8
U h К X
Сумма
погло¬
щенных
основа¬
ний
Емкость
поглоще¬
ния
Степенг»
насыщен¬
ности ос¬
нованиями,
%
вод.
НОЙ
соле¬
вой
И
Al 1
н-ьм
м.-экв. на 100 г почвы
Ai
2—6
4,1
з.,з
0,97
4,70
5,67
7,2
6,6
13,8
47,9
а2
9— 19
5,1
3,8
0,04
2,85
2,89
5,7
0,8
6,5
12,4
А(В|
23—31
5,2
3,0
0,20
3,71
3,91
7,6
10,7
19,3
55,3
в*
35—45
5,3
3,6
0,05
2,60
2,65
7,8
14,7
22,5
Ь5,3
В*
66—76
5,8
3,9
0,04
0,76
0,80
4,6
19,7
24,3
81,1
в*с
102—112
6,1
4,3
0,05
0,13
0,18
2,9
21,9
24,8
88,4
г-
155—165
6,5
4,7
0,01
0,04
0,05
2,1
22,4
1
24,6
1
91,2
При распашке суглинистых подзолистых почв бесетруктурность,
низкое содержание гумуса определяют большую склонность пахотного
горизонта к заплыванию и образованию корки. Эти неблагоприятные
свойства могут быть устранены интенсивным окультуриванием (внесе¬
нием органических удобрений, посевом многолетних трав, известкова¬
нием и др.).
ДЕРНОВЫЕ ПОЧВЫ
Дерновые почвы таежно-леской зоны образуются под чистыми ас¬
социациями луговой травяьистой растительности на любых породах, а
под травянистыми или мохово-травянистыми лесами — на карбонат¬
ных или богатых первичными минералами породах.
Дерновые почвы в европейской части СССР встречаются в Прибал¬
тийских республиках, Ленинградской, Архангельской, Вологодской,
Калининской, Московской и других областях. В Восточной Сибири широ¬
ко распространены мерзлотно-таежные дерновые почвы, дер ново-лесные
почвы, а в Якутии — дерново-лесные палевые, большей частью осолоде¬
лые почвы под покровом лиственнично-брусничной тайги. Дерновые
почвы встречаются также на Дальнем Востоке, Камчатке и Курильских
островах. Общая площадь дерновых почв более 9 млн. га, из них около
5 млн. га на Камчатке и в Восточной Сибири.
Генезис дерновых почв
Термин «дерновые ночвы» введен в научную литературу В. В. До¬
кучаевым, а теория дернового процесса почвообразования разрабаты¬
валась В. Р. Вильямсом, И. В. Тюриным и другими учеными.
Почвообразовательный процесс, протекающий под воздействием
травянистой растительности, приводящий к формированию почв с хо¬
рошо развитым гумусовым горизонтом, называется дерновым про¬
цессом. Наиболее существенной его особенностью является накопле¬
ние гумуса, питательных веществ и создание водопрочной структуры в
верхнем горизонте почвы. Особенно благоприятно дерновый процесс
развивается под луговой и лугово-степной травянистой растительностью.
С развитием дернового процесса связано образование, помимо дерновых
почв таежио-лесиой зоны, широкого ряда почв и в других зонах: черно¬
земов, каштановых, дерновых аллювиальных, луговых глеевых, темно-
цветных почв прерий (бруниземов), серых лесных и др.
В. А. Ковда (1973) отмечает следующие особенности травянистых
растений, определяющие их специфическое влияние на развитие почво¬
образовательного процесса.
234
1. Интенсивный биологический круговорот веществ, обусловленный
кратким жизненным циклом (1—3 года) травянистых растений и благо¬
приятным химическим составом опада. Последний характеризуется вы¬
сокой зольностью (3—13%) и повышенным содержанием азота.
2. Значительная доля корней (ризомассы) от всей фитомассы. Она
колеблется от 20—25 до 85—97% и чаще всего равна надземной или
преобладает над ней. Поэтому корневые системы являются важнейшим
источником образования гумуса.
3. Высокая степень разветвления корневых систем (до 70—80 км
при одиночном стоянии растений и до 800—900 м и более при сплош¬
ном) и особенно корневых волосков обусловливает активное развитие
биохимических и микробиологических процессов в зоне их распростра¬
нения.
4. Поступление органических остатков непосредственно в почву и
их разложение в условиях тесного контакта с ее минеральными соеди¬
нениями благоприятствует процессам гумификации и закреплению об¬
разующихся гумусовых веществ.
Вследствие отмеченных особенностей травянистых растений в верх¬
них горизонтах почвы вместе с аккумуляцией гумуса увеличивается со¬
держание питательных веществ, улучшаются физико-химические и фи¬
зические свойства, усиливаются микробиологические процессы и в ко¬
нечном итоге формируются плодородные почвы. Интенсивность прояв¬
ления дернового процесса определяется биологической продуктивностью
травянистых растений, т. е. количеством и качеством синтезированного
органического вещества, величиной ежегодного опада (надземной и
корневой массы) и комплексом условий, от которых зависит образова¬
ние и накопление гумуса.
Наиболее благоприятные условия для травянистой растительности
в таежно-лесной зоне создаются на заливных лугах речных пойм, где
дерновый процесс протекает наиболее энергично.
Большое влияние на темп и характер разложения органического
вещества оказывает аэрация почв. В аэробных условиях органические
остатки разлагаются интенсивно с образованием гумуса и окисленных
минеральных соединений. Полной минерализации органического вещест¬
ва в этих условиях не происходит, так как интенсивность аэробного
процесса регулируется природными факторами: влажностью, темпера¬
турой, содержанием питательных веществ, соотношением С : N и С: Са
в разлагающемся материале и т. д. В анаэробных условиях органиче¬
ское вещество разлагается медленно, образуются восстановленные сое¬
динения— закисное железо, сероводород, метан и другие, которые уг¬
нетают рост и развитие растений. Органические остатки при этом на¬
капливаются в виде торфяной массы, и дерновый процесс переходит в
болотный.
На образование и накопление гумуса большое влияние оказывает
содержание в почве оснований, в частности углекислого, силикатного и
обменных кальция и магния. Они стимулируют разложение свежих
растительных остатков, нейтрализуют и переводят в нерастворимое со*
стояние образующиеся гумусовые вещества, предохраняя тем самым их
от вымывания из почвы и разложения микроорганизмами.
В таежно-лесной зоне с широким распространением кислых, бедных
основаниями пород, дерновый процесс на внепойменных территориях
заметно проявляется только в южно-таежной подзоне, где он сочетает¬
ся с подзолистым процессом и приводит к образованию дерново-подзо¬
листых почв (см. стр. 238)..
На территориях рассматриваемой зоны, сложенных породами, бо¬
гатыми основаниями (известняки, доломиты, карбонатные морены, по-
235
рюа^о бооЕыж^м кштчеством стгликагишх- формкаяьцня и аагния,- ли¬
монитом), а также с бл-изким залеганием жестких грунтовых вод среди
подзолистых и дерново-подзолистых почв формируются дерновые поч¬
вы. По мере развития этих почв и постепенного выщелачивания основа¬
ний^ них появляются признаки оподэоленности.
Дерновые почвы имеют следующие общие признаки и свойства: хо¬
рошо выраженный гумусовый горизонт комковато-зернистой структуры,
отсутствие или слабую выраженность оподэоленности, высокое содержа¬
ние гумуса (от 3—4 до 12—15% и более), высокую емкость поглощения,
слабокислую, нейтральную или слабощелочную реакцию, повышенный
валовой запас азота и зольных элементов питания растений.
Классификация, состав и свойства дерновых почв
Классификация трех типов дерновых почв: дерново-карбонатных
(рендзины), дерновых литогенных и дерново-глеевых приведена в таб¬
лице 73. Первые два типа развиваются в автоморфных условиях, тре¬
тий— в иолугидроморфных. Разделение указанных типов по фациям
пока не проведено из-за отсутствия необходимых фактических материа¬
лов.
73. Классификация дерновых почв
Тип
Подтип
Род
Дерново-карбонатные
Дерновые литогенные
Дерново-глеевые
Дерново-карбонатные типич¬
ные
Дерново-карбонатные выщело¬
ченные
Дерново-карбонатные оподзо-
ленные
Дерновые насыщенные
Дерновые кислые
Дерновые оподзоленные
Дерн ово-поверхности о-глеев а-
тые
Дерново-грунтоио-глееватые
Перегнойные поверхностно-
гл сев ые
Перегнойные грунтово-глеевые
Известковые
Силикатно-известковые
Недоразвитые
11а шунгитах
На основных изверженных по¬
родах
На сланцах
На пестроцветных глинах
На породах, богатых железом
Карбонатные
Насыщенные
Оподзоленные
Дерновые автоморфные почвы с поверхности имеют подстилку (А0)
или дернину (Ад) мощностью 2—7 см. Под ней расположен гумусовый
(дерновый) горизонт (Ai) серого или темно-серого цвета, с комковато¬
зернистой структурой. Иногда в нижней части горизонта обнаружива¬
ются признаки оподзоливании в виде посветления и появления кремне¬
земистой присыпки. Эту часть горизонта выделяют в самостоятельный
подгоризонт (А{А2). Гумусовый горизонт подстилается переходным го¬
ризонтом (В), сменяющимся почвообразующей породой (С) или (при
малой мощности рыхлой выветренной породы) непосредственно подсти¬
лающей породой (Д) (рис. 28).
Дерновые почвы разделяются на виды по содержанию гумуса и
мощности гумусового горизонта: перегнойные >12%, многогумусные
5—12%, среднегумусные 3—5%, малогумусные <СЗ%; маломощные
<15 см, среднемощные >15 см.
236
Дерново-карбонатные почвы развиваются
на породах, содержащих карбонаты кальция.
Дерново-карбонатные типич¬
ные почвы формируются преимущественно
на маломощном элювии известковых по¬
род. Профиль их небольшой (30 см и ме¬
нее). Вскипают от 10%-ной НС1 с поверхности
или в горизонте Аь Характеризуются высоким
содержанием гумуса (5—22%), близкой к ней¬
тральной реакцией гумусового слоя, слабой
дифференциацией профиля по валовому со¬
ставу, значительными запасами элементов пи¬
тания в гумусовом горизонте. Они отличаются
маломощностью, щебнистостью и как следст¬
вие неустойчивым водным режимом.
Используются преимущественно под вы¬
гоны или находятся'под лесными насаждения¬
ми, в пашню вовлекаются редко. Широко рас¬
пространены в Прибалтийских республиках и
на Силурийском плато в Ленинградской об¬
ласти.
Дерново-карбонатные выще¬
лоченные почвы развиваются на более
мощной толще элюво-делювия карбонатных
пород. Профиль достигает 60—100 см. Реак¬
ция гумусового слоя слабокислая (pH 5,5—
6,5), ниже его отмечается вскипание от НС1.
Содержат несколько меньше гумуса (от 3—5
до 5-10%).
В таблице 74 представлена характеристи¬
ка такой почвы, образовавшейся на элювии пермских мергелей в Кот¬
ласском районе Архангельской области.
74. Дерновая карбонатно-выщелоченная почва
Рис. 28. Дерновая почва.
Генетический гори¬
зонт и глубина взя¬
тия образца, см
Гумус, %
pH вод¬
ной вы¬
тяжки
Сумма обмен¬
ных основа¬
ний
Гидроли¬
тическая
кислот¬
ность
Степень
насыщен¬
ности ос¬
новани¬
ями, %
Механичес¬
кий состав
м.-экв. на 100 г почвы
At
0
1
сл
4,11
6,9
40
1,8
95,7
Глинистый
В
30—40
0,86
6,1
49,4
1,7
96,5
ВС
72—82
0,40
7,8
Карбонат¬
Суглинис¬
ный
тый
С
140—150
—
7,9
То же
Мергель
Дерново-карбонатные оподзоленные почвы характе¬
ризуются признаками оподзоленности, что выявляется морфологически,
данными распределения ила, полуторных окислов и SiOj по профилю
почвы. Реакция в гумусовом горизонте слабокислая, вскипают в нижней
части горизонта В.
Дерново-карбонатные выщелоченные и оподзоленные почвы облада¬
ют высоким природным плодородием и относятся к лучшим автомор-
фным почвам таежно-лесной зоны.
Дерновые литогенные почвы формируются иа породах, содержащих
много силикатных форм кальция и магния, на элювии пород, богатых
237
железом. Наиболее широко распространены в Средней Сибири. Содер¬
жание гумуса сильно варьирует (от 2- 4 до (3—9%), количество его с
глубиной быстро падает; реакция близка к нейтральной, профиль по
валовому составу относительно однороден.
Лучшими среди этого типа почв являются дерновые насыщенные.
При достаточной мощности оии по уровню плодородия близки к дерно-
во-карбонатным выщелоченным почвам.
Благоприятными условиями для проявления дернового процесса
под лесами Средней Сибири являются богатое содержание оснований
в породах, а также слабый вынос продуктов выветривания и почвооб¬
разования из-за малого количества осадков, поздиего оттаивания сезон¬
ной мерзлоты и близкого залегания многолетнего мерзлого грунта.
Дерново-глеевые почвы развиваются при участии сильномииерали-
зованных, богатых кальцием (жестких) грунтовых вод. Эти почвы сохра¬
няют признаки дерновых почв, но, кроме того, они характеризуют¬
ся отчетливо выраженным оглеением и образованием оторфован-
ной подстилки и перегнойного горизонта. Дерново-глеевые почвы отли¬
чаются высоким содержанием гумуса (10—15%), большой емкостью
поглощения (30—40 м.-экв.), высокой насыщенностью основаниями,
нейтральной или слабокислой реакцией, биогенной и гидрогенной акку¬
муляцией ряда элементов. ‘Вследствие близкого залегания грунтовых
вод имеют неблагоприятный водно-воздушный режим. Дерново-глеевые
почвы обладают высоким потенциальным плодородием, но нуждаются в
регулировании водного режима.
На Камчатке под березовыми лесами с обильным высокотравьем
широко распространены своеобразные дерновые лесные почвы. Они фор¬
мируются преимущественно на вулканических пеплах супесчаного или
суглинистого механического состава и имеют ясно выраженную сло¬
истость. Периодическое выпадение пепла тормозит развитие подзолисто¬
го процесса, хотя в отдельных случаях он может быть хорошо выражен.
Дерновые лесные почвы Камчатки характеризуются грубым и
очень подвижным гумусом, содержание которого достигает в верхних
горизонтах 7—15%. Бесцветные фракции его глубоко проникают по про¬
филю. Почвы не насыщены основаниями, кислые. В нижней части про¬
филя часто развиты иллювиально-железисто-гумусовые горизонты с
охристой окраской, богатые окисями алюминия и железа, извлекаемыми
щавелевокислой вытяжкой. Поэтому некоторые исследователи (И. А. Со¬
колов, 1973) называют их лесными пепловулканическими (охристыми)
иллювиально-гумусовыми почвами.
ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫЕ ПОЧВЫ
Дерново-подзолистые почвы развиваются под воздействием подзо¬
листого и дернового процессов. В верхней части профиля они имеют
гумусо-элювиальный (дерновый) горизонт, образовавшийся в резуль¬
тате дернового процесса, ниже - подзолистый горизонт, сформировав¬
шийся под влиянием подзолистого процесса. Эги почвы характеризу¬
ются небольшой мощностью дернового горизонта, низким содержанием
гумуса и питательных веществ, кислой реакцией и наличием малопло¬
дородного подзолистого горизонта. Встречаются дерново-подзолистые
почвы преимущественно в южных районах европейской н азиатской
части таежно-лесной зоны, образуя подзону дерново-подзолистых ночв.
Площадь дерново-подзолистых почв 185 мли. га.
Генезис дерново-подзолистых почв
Дерново-подзолистые почвы образуются под травянистыми или мо¬
хово-травянистыми лесами. Развивающаяся под их пологом травяни¬
238
стая растительность приводит к формированию в профиле подзолистой
почвы дернового горизонта. В результате совместного проявления под¬
золистого и дернового процессов и формируются дерново-подзолистые
почвы. Это происходит также при сведении леса, когда на его месте воз¬
никают суходольные луга; в данном случае подзолистый процесс сме¬
няется дерновым и из подзолистой почвы Постепенно образуется дерно¬
во-подзолистая.
Таким образом, дерново-подзолистые почвы могут образоваться в
результате как попеременного, так и совместного воздействия подзоли¬
стого и дернового процессов. В. В. Пономарева рассматривает появление
дернового и подзолистого горизонтов этих почв как единый синхронный
процесс. По ее мнению, гумусовые вещества типа гуминовых кислот
закрепляются в гумусовом горизонте, а их более подвижные и агрессив¬
ные фракции типа фульвокислот оподзоливают подгумусовый горизонт.
В дифференциации профиля дерново-подзолистых почв определенное
участие имеет процесс лессиважа, а в поверхностно оглеенных— элюви-
ально-глеевый процесс.
Даже при длительном развитии травянистой растительности под
пологом леса в подзолистой почве обычно не накапливается большого
количества гумуса и питательных веществ. Во-первых, это связано с
тем, что дерновому процессу противостоит подзолистый, который хотя
и слабо проявляется, но полностью не снимается под травянистыми или
тем более под мохово-травянистыми лесами. Во-вторых, органические
остатки травянистых растений, выросших на бедной подзолистой почве,
содержат сравнительно мало зольных элементов н азота, кроме того,
дополнительно обеззоливаются при промывании почвы осадками. Не*
достаток зольных элементов, азота, кальция и магния в самой почве и в
органических остатках замедляет минерализацию последних микроор¬
ганизмами; образуются кислые подвижные гумусовые вещества. Лишь
небольшая часть их закрепляется в почве биогенным кальцием, железом
или глинистыми минералами. Поэтому в гумусо-аккумулятивном гори¬
зонте дерново-подзолистой почвы не накапливается больших количеств
гумуса.
Дерново-подзолистые почвы, по классификации Почвенного инсти¬
тута имени В. В. Докучаева, выделяются на уровне подтипа в типе под¬
золистых почв. Однако целесообразнее их рассматривать как самостоя¬
тельный тип. Это вызывается особенностями генезиса дерново-подзо¬
листых почв и более высоким их природным плодородием по сравнению
с подзолистыми почвами.
В таблице 75 представлены подтипы дерново-подзолистых почв по
фациям.
Классификация дерново-подзолистых почв
75. Подтипы дерново-подзолистых почв
Фация
теплая
умеренная
холодная
дл ител ьномерзлотная
Дерйово-иалево-Под-
золистые глееватые
Дерново-подзоли- Дерново-подзо-
стые глееватые листые глеева¬
тые
Дерново-подзолистые Дерново-подзо¬
листые
Дерново-палево-под¬
золистые
Дериово-подзолис-
гые глубокопро-
мерзающие и дли
тельномерзлотные
239
Дерново-подзолистые почвы под природ¬
ной растительностью имеют с поверхности или
дернину (Ад) или лесную подстилку (Ао)
мощностью 3—5 см. Под ней залегает гумусо¬
элювиальный (дерновый) горизонт Ai мощ¬
ностью более 5 см, иногда достигающий
15—20 см. Этот горизонт имеет светло-серый
и реже темно-серый цвет. Ниже дернового го¬
ризонта идет подзолистый горизонт (А2), сме¬
няемый переходным (А2В) и иллювиальным
(В) горизонтом. Последний постепенно пере¬
ходит в породу (С) (рис. 29). В пахотных дер¬
ново-подзолистых почвах под пахотным гори¬
зонтом (А„) лежит подзолистый (А2), или пе¬
реходный (А2В), или непосредственно иллю¬
виальный горизонт (В).
Дерново-подзолистые глееватые почвы со¬
храняют признаки дерново-подзолистых почв.
Кроме того, характеризуются отчетливо выра¬
женным оглеением и образованием оторфо-
ванной дернины или торфянистой подстилки.
Глееватые подтипы дерново-подзолистых
почв развиваются при сезонном переувлажне¬
нии. На пахотных угодьях они приурочены к
нижним частям склонов, бессточным равни¬
нам, к мелким западинам.
Дерново-подзолистые почвы теплой фации
характеризуются мощным профилем (200—
250 см), кислой реакцией, палевым оттенком
подзолистого горизонта. Ареал этих почв
характеризуется как самым длинным, без¬
морозным периодом, так и наибольшей суммой активных температур по
сравнению с другими районами таежно-лесной зоны. Встречаются дер-
ново-налево-подзолистые почвы в Белоруссии, Прибалтийских респуб¬
ликах и Калининградской области.
В дерново-подзолистых почвах умеренной фации профиль достига¬
ет 150—200 см. Наиболее кислая реакция наблюдается в горизонте
В (pHKci 3—4,5). По тепловому балансу они несколько уступают дер-
ново-палево-подзолистым почвам. Основной фонд пахотных земель зоны.
Профиль дерново-подзолистых почв холодной фации равняется
100—150 см. Верхние горизонты имеют кислую реакцию (рНка 3,5—5).
Часто в профиле отмечается второй гумусовый горизонт. Сезонная мерз¬
лота в нижней части профиля держится долго, и почва окончательно
оттаивает в июне — июле.
Дерново-подзолистые глубоко промерзающие и длительномерзлот¬
ные почвы слабокислые (pHKCi 5—5,5). Встречаются в межгорных
депрессиях южной части Восточной Сибири на легких породах. Изуче¬
ны слабо. Частично осваиваются под зерновые культуры. Среди подтипов
дерново-подзолистых почв встречаются такие же роды, как и в подзо¬
листых почвах (см. стр. 231). Дополнительно выделяется род дерново-
подзолистых ночв со вторым гумусовым горизонтом («вторично-подзо¬
листые»). На виды подразделяются по степени проявления дернового и
подзолистого процессов. I.Io содержанию гумуса в горизонте Ai делятся
на: слабогумусные — в целинных почвах до 3%, в пахотных — до 2%;
среднегумусные — в целинных почвах 3—5%, в пахотных—2—4%;
высокогумусные—в целинных почвах >5%, в пахотных >4%.
Рис. 29. Дерново-подзолис
тая иочва.
240
Состав и свойства дерново-подзолистых почв
Состав и свойства дерново-подзолистых почв неразрывно связаны
с развитием подзолистого и дернового процессов, а также зависят от
приемов их окультуривания и механического состава.
В таблице 76 приводятся валовой состав, содержание физической
глины и ила в пахотной дерново-среднеподзолистой почве, сформиро¬
вавшейся на моренном суглинке. Эти данные показывают, что в дерно¬
во-подзолистой почве наблюдаются такие же особенности в распределе¬
нии илистой фракции, кремнезема и полуторных окислов по профилю,
как и в подзолистой (см. табл. 69—72). И это вполне закономерно, так
как дерново-подзолистая почва образовалась под воздействием не
только дернового, но и подзолистого процесса.
Распределение гумуса по профилю (табл. 77) типично для дерново-
подзолистой почвы.
Больше всего гумуса в гумусо-элювиальном, в данном случае в
пахотном горизонте (Ап), а в подзолистом и в нижележащих горизонтах
наблюдается резкое его снижение.
В пахотных дерново-подзолистых почвах гумусо-элювиальный
горизонт формировался не только под влиянием природного дернового
процесса, но и в результате сельскохозяйственного использования этих
почв и их окультуривания. И это сказывается не только на мощности
дернового горизонта и содержания в нем гумуса, но и на других особен¬
ностях, в частности на содержании Р2О5, S03, на составе обменных ос¬
нований.
В дерново-подзолистых почвах отношение гуминовых кислот к фуль-
вокислотам меньше 1 по всему профилю. Лишь в дерново-подзолистых
остаточно-карбонатных почвах, образовавшихся на карбонатных поро¬
дах, в гумусовом горизонте Ai гуминовых кислот накапливается боль¬
ше, чем фульвокислот, в связи с чем указанное отношение становится
больше 1 (табл. 78).
Дерново-подзолистые почвы кислые. Степень насыщенности осно¬
ваниями у них выше, чем у подзолистых почв. Обменные основания
представлены главным образом кальцием и меньше магнием. Содержа¬
ние кальция в пахотном горизонте выше, чем в других горизонтах, что
связано с более активной биологической аккумуляцией его по сравне¬
нию с магнием.
Количество и качественный состав гумуса, кислотность и физико¬
химические свойства в дерново-подзолистых почвах могут сильно варь¬
ировать в зависимости от механического, химического и минералогиче¬
ского состава почвообразующих пород, а также от выраженности
подзолистого и дернового процессов и окультуренности почв при ис¬
пользовании их в сельскохозяйственном производстве.
Минералогический состав дерново-подзолистых почв разнообразен
и зависит главным образом от механического состава и свойств почво¬
образующих пород. В крупных фракциях механических элементов
встречаются кварц, полевые шпаты, слюды и другие первичные минера¬
лы. По Н. И. Горбунову, в илистой (<0,001 мм) фракции почв, обра¬
зовавшихся на моренных и покровных суглинках, наиболее характер¬
ными высокодисперсными минералами являются гидрослюды, вермику¬
лит, минералы монтмориллонитовой группы, несиликатные аморфные
полуторные окислы. Иногда присутствует небольшая примесь каолини¬
та, кварца, редко гетита, гиббсита. При этом высокодисперсных глини¬
стых минералов и полуторных окислов обычно меньше в подзолистом
горизонте и больше в иллювиальном. В почвах, сформировавшихся на
массивно-кристаллических или хорошо дренируемых осадочных поро-
16—837
241
76. Валовой состав, содержание физической глины и ила в пахотной дерново-подзолистой почве (Московская область)
■ Я v
35*
1*8
*=а
S X V
<0,001
мм
еяо rrcN
сяао loin
СЧ —•
ii*
S-O 2
5|*
9
о
%
— ь- со со
» А и м
8288
§
2888
©©о©
1
$
X
8$Sc5
COCSC4C4
О
2
ojco СЧ й
сГ©©*©
СаО
1
э>
8
J5SSS
«к «к ^
о о о о
г
1
|
=8ss
ооо*с
с?
а
a
8
a
*
ooggco
000*0
<
о со 00 ^
00 ОС Ч*
гСьЛ-Гао’'
<s
£
to 00 о р
С* -- «CM
СО*4 СО* 1Л чг
о
35
СО h- —
ю ** <о о
т + * *
00 00 1^.00
Потеря при
прокалнвавии,
%
со ©ю
о^ФС^еч
lO —Г CS сч
н
|«
&S*
ий«
а .
с со
1|Я
00 00 8
счсб1^-г
gsl
Е5в
а/
s *
U
<«?ми
х
я
х
о
X
ж
Л
&
S
ев
s>
s
>»
й
11
И
is
5 ч
Г
*
&
*
*
н в
8*
so.
8*
ж; w
S2
88£3
0)00«0>
coci Vo
оооо^ь^оо^
о о" с>Г сч
о ^ со сч
t>T иэ о" —Г
©ж0>00^
ю ^ IO
®з».а.
счо^сГо"
сЗ$?2§
So
тГ
<ц<
см V
<V«u
s
s?
о
3
s
i
о
s
Q.
*
3
>»
z
2*
Й
г
3
и
QO
I'¬
ll
f!
£ ч
5*
&x
z
и
as
z
UgS5
I'S
Mg
гг|
*§•*
§1,
£a*
3si
gsi
S5°
Sx
i
о
e
00 00 -70
uj — о
qqVoo*
^ oo cs <o
*«8i8»
чг СЧ С0-Ч*
8282*
CO scom
00* | ir^TT
2 , 538
о сГо сГ
—• lO CN Tf < _
—"©^©сТ
«?« <•«?«>
0?
X
9
06
ca
H
о
0
1
в
&
о
о
ы
о
X
сх
п
о
%
о
X
5
я
Й
g 55
I Г.
в к
X 1
II
Cq, s
242
дах, преобладают гидрослюды, вермикулит, каолинит, минералы монт-
мориллонитовой группы, хлориты. Из сопутствующих минералов встре¬
чаются аморфные полутораокиси, кварц.
Дерново-подзолистые почвы бедны валовыми запасами и подвижны¬
ми формами азота и фосфора. Азот содержится преимущественно в ор¬
ганическом веществе, при минерализации которого образуются нитрат¬
ные и аммиачные формы, доступные растениям. Некоторая часть азота
постоянно находится в форме поглощенного аммония. Валовое содержа¬
ние азота от сотых долей до 0,2%.
Фосфор содержится преимущественно в минеральных соединениях.
Валовое содержание его в пахотных песчаных и супесчаных почвах
0,05—0,07% Р2О5, в суглинистых—0,10—0,16%. Значительная часть
фосфатов прочно связана с несиликатными аморфными полутораокися-
ми и глинистыми минералами, вследствие чего их доступность растениям
ограничена. Подвижных форм фосфатов, по Кирсанову, содержится
обычно 0—5, реже 5—10 мг Р2О5 на 100 г почвы и лишь в окультурен¬
ных почвах 15—20 мг и более.
Валовое содержание калия в пахотном горизонте колеблется от 1 до
2,5% КгО. Много его в тяжелых почвах, богатых калийными минерала¬
ми (слюды, гидрослюды). Содержание подвижного (обменного) калия,
по Пейве, составляет 7—15 мг KjO на 100 г почвы.
Содержание микроэлементов в дерново-подзолистых почвах может
колебаться в очень широких пределах, поэтому в одних случаях возмо¬
жен недостаток, а в других избыток любого микроэлемента.
Характеристика некоторых физических свойств дерново-подзолис¬
той почвы приводится в таблице 79.
79. Физические свойства дерново-подзолистой почвы на тяжелом покровном суглинке
(данные И. С. Васильева)
Генети¬
ческий
горизонт
Глубина
взятия
образца,
см
Плотность
твердой
фазы
Плотность
Общая
пористость
(П)
Макси¬
мальная
гигроско¬
пичность
(МГ)
Влажность
завядания
(ВЗ)
Наимень¬
шая вла¬
гоемкость
(НВ)
Поры,
занятые
воздухом
при НВ
г/см*
% объема почвы
Ап
0—5
2,64
1,16
56
4,8
6,6
32
24
10-20
2,62
1,21
54
5,0
7,3
30
24
А«В
40—50
2,72
1,43
47
10,7
16,5
31
16
В
о
г-
1
8
2,68
1,54
43
12,4
16,2
33
10
90-100
2,70
1,58
42
13,1
2 ,1
35
7
С
150—160
2,73
1,60
42
14,8
21,2
37
5
190—200
2.69
1,66
40
15,1
21,3
37
3
Плотность твердой фазы мало изменяется по профилю почвы, плот¬
ность же существенно увеличивается при переходе от верхних горизон¬
тов к нижним. Общая пористость в пахотном слое довольно высокая
(54_56%), затем постепенно убывает, снижаясь в иллювиальном гори¬
зонте и породе до 40—43%.
Величины максимальной гигроскопичности (МГ) и влажности завя¬
дания (ВЗ) довольно низкие в пахотном горизонте, существенно уве¬
личиваются в иллювиальном горизонте и породе, что связано прежде
всего с различным содержанием в этих горизонтах илистой фракции.
Наименьшая влагоемкость (НВ) варьирует по профилю в пределах 36—
37%. Доступная влага в пахотном слое при влажности, равной НВ, со¬
ставляет 23—25% объема, а в иллювиальном горизонте и породе 15—
17%.
16*
243
Очень резко изменяется по профилю величина пористости аэращш
при НВ. В пахотном слое она равна 24%, а в иллювиальном горизонте
и породе падает до 3—10%. При такой пористости аэрации в пахотном
горизонте будет обеспечен нормальный газообмен, а в нижних горизон¬
тах он будет затруднен, что может привести к уменьшению содержания
Ог и увеличению СОг в почвенном воздухе.
Дерново-подзолистые почвы характеризуются непрочной структу¬
рой. В пахотном горизонте обычно содержится 20—40% водопрочных
агрегатов крупнее 0,25 мм.
БОЛОТПО-ПОДЗОЛИСТЫЕ почвы
Почвы болотно-подзолистого типа формируются в результате под¬
золистого и болотного процессов почвообразования, что осуществляется
при временном избыточном увлажнении поверхностными или мягкими
грунтовыми водами. Встречаются они преимущественно в подзонах глее-
во-подзолистых и подзолистых почв. В подзоне дерново-подзолистых
почв такие почвы приурочены к пониженным элементам рельефа. Пло¬
щадь их около 88 млн. га.
Рассматриваемые почвы относятся к полугидроморфным, имеют кис¬
лую реакцию (рНка 3—4). Подзолистый горизонт их обогащен крем¬
неземом и обеднен полутораокисями, а в глеевых горизонтах накапли¬
ваются подвижные формы железа. При использовании в земледелии
нуждаются в регулировании водного режима и последующем окульту¬
ривании.
Классификация болотно-подзолистых почв
Болотно-подзолистые почвы сохраняют признаки подзолистых почв,
но характеризуются оглеением минеральной части и имеют с поверхно¬
сти торфянистый слой от 10 до 30 см.
Профиль болотно-подзолистых почв имеет следующее строение:
с поверхности лесная подстилка (Ао) или очес (А^); ниже расположен
торфянистый горизонт (AJ), который может быть слаборазложившим-
ся (торфяным) AJ, среднеразложившимся (перегнойно-торфяным)
у4от» сильноразложившимся (перегнойным) AJ. Под торфянис¬
тым горизонтом залегает гумусовый горизонт (Ai), под
ним подзолистый (Аг или Агг), иллювиальный (В ) и порода (С или
С е) (рис. 30).
Оглеение породы выражено только при грунтовом увлажнении.
Профиль в зависимости от фации и подзон составляет 50—200 см.
В болотно-подзолистых почвах выделяются следующие основные
подтипы.
1. Торфянисто-подзолистые поверхностно-глеевые (Ао 10—30 см,
оглеение сильное по всему профилю).
2. Торфянисто-подзолистые грунтово-глеевые (А; 10—30 см, оглее¬
ние сильное, нижняя часть профиля переувлажнена, часто водоносна).
3. Перегнойно-подзолистые поверхностно-глеевые. Мощность пере¬
гнойного горизонта (Ао) 10—20 см, содержит гумуса 20—30%. Реакция
почвы в верхней части профиля кислая (рНкс- около 4), а в нижней —
близкая к нейтральной (pH 6—7). Развиваются в теплой фации дерно-
во-подзолистой подзоны.
4. Дерново (перегнойно)-подзолистые грунтово-глеевые. Развивают¬
ся на песчаных и супесчаных породах в подзоне дерново-подзолистых
почв.
244
Мощность перегнойного или дернового
горизонта 10—20 см, хорошо выражен ортзан-
довый, или иллювиально-гумусовый, горизонт
с содержанием гумуса от 2 до 10%.
В пределах подтипов выделяются следу¬
ющие роды: обычные, иллювиально-гумусо-
вые, иллювиально-железистые, оруденелые,
конта ктно-глеево-подзолистые. На виды делят¬
ся по степени и глубине оподзоливания, мощ¬
ности торфа (на торфянисто- и торфяно-под-
золистые).
МЕРЗЛОТНО-ТАЕЖНЫЕ ПОЧВЫ
Мерзлотно-таежные почвы распростране¬
ны к востоку от Енисея в Восточно-Сибирской
мерзлотно-таежной области. Они формируют¬
ся под светлохвойными (лиственничными) ле¬
сами северной и средней тайги. Почвообразо¬
вательный процесс развивается при наличии
многолетней мерзлоты. Почвы характеризу¬
ются холодным профилем и в течение 7—8
месяцев в году имеют отрицательную темпе¬
ратуру. Оттаивающий летом слой почвы (дея¬
тельный) зимой промерзает до многолетней
мерзлоты. Общая площадь мерзлотно-таеж-
ных почв около 200 млн. га.
Происхождение и свойства
мерзлотно-таежных почв
Многолетняя мерзлота и особенности температурного режима ока¬
зывают большое влияние на развитие мерзлотно-таежных почв. Низ¬
кие температуры почвенного профиля в вегетационный период затруд¬
няют поглощение питательных веществ растениями, замедляют их рост
и развитие, тормозят разложение растительных остатков. Все это
ослабляет биологический круговорот веществ.
Многолетняя мерзлота оказывает влияние на водный и тепловой ре¬
жим, на формирование микрорельефа и на течение химических и физи¬
ко-химических процессов. Если мерзлота представлена плотным льдис¬
тым слоем, то она может привести к переувлажнению и оглеению поч¬
венных горизонтов. Сильное промерзание верхних горизонтов почвы в
холодный период года или их иссушение в теплый вызывают движение
капиллярноподвешенной, рыхлосвязанной и парообразной влаги и поч¬
венных растворов к поверхности почвы. Но холодный экран многолетней
мерзлоты в основании профиля вызывает движение этих форм влаги и
вниз к мерзлому слою. В связи с этим в профиле почвы возможно два
центра аккумуляции веществ: верхний горизонт и нижний надмерз-
лотный.
В связи с большой ролью криогенных явлений в генезисе мерзлотно¬
таежных почв и формировании их свойств и производственных качеств
предложено называть их к р и о з е м а м и (Е. М. Наумов, 1972). Мерз¬
лотно-таежные почвы еще недостаточно изучены и слабо разработана
их систематика. Различают две группы — мерзлотно-таежные глеевые
(криоглееземы) и мерзлотно-таежные неглеевые (криоземы) (И. А. Со¬
колов, Е. М. Наумов, 1980).
Рис. 30. Болотно-подзолис¬
тая почва.
245
Наибольшее распространение имеют мерзлотно-таежные глеевые
почвы.
Мерзлотно-таежные глеевые почвы с поверхности имеют маломощ¬
ную лесную подстилку, а ниже ее — оглееный серо-сизый горизонт, ко¬
торый постепенно почти без изменения окраски переходит в мерзлотный
горизонт. Почвы полугидроморфные, не оподзолены или слабо оподзо-
лены, кислые (на карбонатных породах — слабощелочные), оттаивают
летом на глубину 50—100 см.
Наиболее существенная особенность мерзлотно-таежных суглинис¬
тых и глинистых почв — процессы перемещения почвенной массы под
влиянием криогенных (мерзлотных) явлений и их тиксотропность.
Влияние криогенеза проявляется в расчленении почвенной толщи
на полигоны и мерзлотные трещины и формировании мерзлотных тре-
щинно-бугорковатых и трещинно-полигональных микро- и нанокомплек¬
сов. Пронизанный шлирами (прожилками) миграционно-сегрегационно¬
го льда мелкоземистый профиль на полигоне часто прерывается мерзлот¬
ными трещинами, заполненными жилами трещинного льда и
фрагментами органогенных горизонтов (Е. М. Наумов, 1973).
При перемещении почвенной массы по вертикали и в боковом на¬
правлении происходит перемещение слоев, в результате почвенный про¬
филь постепенно и беспрерывно «омолаживается». Явления тиксотроп-
ности приводят к тому, что вся почвенная влага включается в состав
гидратных оболочек и теряет способность к свободному передвижению
в почве. В таких почвах нет восходящих и нисходящих токов воды, ис¬
ключается возникновение элювиальных и иллювиальных процессов, но
может наблюдаться передвижение всей почвенной массы.
В зависимости от условий формирования среди мерзлотно-таежных
глеевых почв различают недифференцированные и дифференцированные
(в том числе и оподзоленные) почвы.
Недифференцированные почвы образуются преимущест¬
венно в континентальных провинциях мерзлотной области, отличающих¬
ся невысоким (150—250 мм в год) увлажнением (КУ летом 0,2—0,5).
Профиль таких почв состоит из верхнего органогенного горизонта
(торфянистого, гумусово- или торфянисто-перегнойного), сменяющего¬
ся бурой, коричнево-бурой или сизоватой недифференцированной мине-
80. Характеристика мерзлотно-таежных глеевых почв (данные Е. М. Наумова)
Горизонт
Глубина, см
pH соле¬
вой вы*
ТЯЖКИ
Гумус, %
^гк
сфк
Са*++
+Mg*+
н+
Гидролити¬
ческая кис¬
лотность
1 llillivn
М.-
экв. на 100 г почвы
Недифференцированная (Северная Якутия, разрез 35)
2—5
4,1
46,1
0,5
24,2
9,1
5—18
5,4
1,6
0,5
15,4
0,2
18—28
5,6
1,8
0,9
16,9
0,1
50—60
5,9
2,8
—
18,4
0,1
70—80
6,0
2,2
—
17,9
—-
I
вс
с
Дифференцированная (Чукотка, разрез 48)
1,5—5
4,3
2,3
0,5
15,3
5—11
3,7
2,5
0,4
12,8
—
11—39
3,9
1,5
0,6
12,7
—
39—65
4,2
1,9
—
15,3
—
65—76
4,4
2,5
—
13,5
—
76—105
4,8
1.3
0,6
20,4
—-
7л°
6,6
4?8
3.2
246
Продолжение
Горизонт
Глубина, см
Механический состав
фракции, %
Валовой состав почвы, %
<0,01
<0,001
SIO,
Fe,Qi
AI.O,
Недифференцированная (Северная Якутия, разрез 35)
(А)ЛВ
&
С
*
ВС
с
2-5
5—18
18—28
50—60
70—80
39
46
47
47
46
23
19
19
19
19
3,7
Э,9
Э,3
Э,2
&,0
5,8
5.5
5.6
5.6
5.7
Дифференцированная (Чукотка, разрез 48)
1,5-5
5—11
11—39
39—65
65—76
76—105
39
45
45
50
53
50
17
18
17
22
24
21
71.9
71.3
71.9
69,8
68.4
69,0
4,9
5,5
5,4
5.8
5.8
5.8
17,7
16,6
16.9
16.9
17,5
16,2
16,6
16,3
17,6
18.5
17.5
ральной толщей. Мерзлотные трещины заполнены в верхней части тор¬
фянистой массой органогенных горизонтов. Глеевые процессы выраже¬
ны в форме сплошного надмерзлотного или локального оглеения.
Недифференцированные почвы характеризуются отсутствием выно¬
са ила и элювиально*иллювиального перераспределения валовых и ща¬
велевокислых растворимых форм SiC>2 и R2O3: кислой реакцией, йотеч-
ностью гумуса и пропитанностью им всего профиля с некоторой его над-
мерзлотной аккумуляцией (табл. 80).
Дифференцированные мерзлотно-таежные глеевые почвы
развиваются преимущественно в гумидных (реже в полугумидных) про¬
винциях мерзлотно-таежной области, где годовое количество осадков
составляет 400—500 мм и более (КУ летом >1). Они отличаются за¬
метной выраженностью элювиально-иллювиального перераспределения
минеральной толщи по илу, Si02 и R2O3, более кислой реакцией
(см. табл. 80) и меньшим проявлением криотурбаций. Морфологическая
выраженность иллювиального горизонта встречается редко; чаще всего
этот горизонт имеет вид окисленного глеевого горизонта, буроватый, ры¬
жевато-бурый и т. п. Главная роль в дифференцировании профиля при¬
надлежит периодической смене окислительно-восстановительного режи¬
ма в верхней части профиля и нисходящей миграции в надмерзлотно-
иллювиальную толщу подвижных соединений и ила (Е. М. Наумов).
Мерзлотно-таежные глеевые почвы отличаются слабой биологиче¬
ской активностью и низким плодородием. При их освоении необходимо
вносить высокие нормы удобрений и на кислых почвах проводить из¬
весткование.
Палевые почвы. В северной и средней тайге в условиях ультра-
континентального полузасушливого климата Восточно-Сибирской мерз¬
лотно-таежной области развита группа автоморфных палевых почв, в со¬
ставе которых выделяются следующие типы: палевые, палево-кар¬
бонатные, палево-осолоделые, палево-подзолистые, палево-серые
(И. А. Соколов, Е. М. Наумов и др., 1978).
Наиболее изучены палево-карбонатные почвы, широко распростра¬
ненные в средней тайге Якутской АССР на рыхлых карбонатных поро¬
247
дах. Они развиваются под пологом лиственничных лесов с мохово-ли¬
шайниковым и травянистым покровом и характеризуются следующими
морфологическими особенностями и свойствами.
Под лесной подстилкой А0 мощностью 2—3 см расположен гумусо¬
вый горизонт Ai в 15—20 см серовато-коричневого цвета, который посте¬
пенно переходит в горизонт В, часто разделяемый на подгоризонты Bt
мощностью 10—30 см и В2 мощностью 30—40 см; в последнем наблю¬
дается скопление СаСОз и вскипание от НС1. Горизонт С представлен
лёссовидным суглинком с тонкими (0,5—1,6 мм) горизонтальными про¬
слойками чистого льда.
Реакция водной вытяжки этих почв нейтральная и слабощелочная.
В горизонте Aj гумуса около 3%, а ниже — не более 1,5%. Поглощаю¬
щий комплекс полностью насыщен основаниями, емкость поглощения
около 35 м.-экв. В составе обменных оснований 55—70% приходится на
кальций, 15—35% на магний и 3—10% на натрий. Валовой анализ по¬
казывает однородность почвенного профиля по содержанию Si02, Fe203
и А1203.
На плоских слабодренированных пространствах встречаются пале¬
вые осолоделые почвы и таежные солоди. Солоди содержат меньше
1,5% гумуса и от 3 до 7 м.-экв. на 100 г почвы обменного натрия. Мощ¬
ность осолоделого (белесого) горизонта 20 см.
Кроме палевых почв, в Центральной Якутии распространены мерз-
лотно-таежные перегнойно-карбонатные, черноземно-луговые, солонце¬
ватые лугово-черноземные почвы и луговые солонцы, а также солончаки
(содовые, хлоридные, сульфатные).
Земледелие в районах распространения палевых почв развито не¬
сколько лучше, но носит очаговый характер. Здесь возделывают овощ¬
ные и зерновые (преимущественно ячмень) культуры и травы.
Подбуры. В холодных гумидных областях в подзонах северной и
средней тайги (а также в тундре и лесотундре) на легких и хрящевато¬
щебнистых породах встречаются почвы без внешних признаков оподзо-
ленности, с бурым цветом верхнего минерального горизонта. Эти почвы
ранее имели разные названия: предподзолистые, скрытоподзолистые,
мерзлотно-таежные ожелезненные, кислые неоподзоленные и т. д. В на¬
стоящее время они выделены в самостоятельный генетический тип и
названы подбурами (В. О. Таргулян, 1971).
Подбуры имеют следующий профиль: Ао — горизонт оторфованной
подстилки; AoAi — торфянисто-перегнойный или перегнойный темно-ко-
ричневый горизонт, состоящий из смеси органических остатков с грубо-
скелетпой минеральной массой; В — темно-коричневый или коричнево¬
бурый гумусо-железисто-иллювиальный горизонт с постепенным ослаб¬
лением бурой окраски при переходе в щебнисто-хрящеватую породу.
Формируются подбуры в условиях свободного дренажа, при отсутствии
явлений оглеения.
Под воздействием поступающего из органогенного горизонта по¬
движного кислого агрессивного фульватного гумуса в минеральных го¬
ризонтах развивается два процесса:
внутрипочвеннос выветривание первичных минералов с выно¬
сом из профиля щелочей, щелочных земель и кремния и с накопле¬
нием вторичных глинистых минералов и гидроокисей железа и алю¬
миния;
элювиально-иллювиальное перераспределение органо-минеральных
соединений железа и алюминия в верхней части профиля.
В силу ряда причин (крайняя холодность климата, молодость почв,
богатство пород Fe и А1) в подбурах интенсивность процесса мобилиза¬
ции полутораокисей при выветривании превышает интенсивность их вы¬
248
носа. Поэтому в профиле подбуров накопление гидроокисей Fe и А1
преобладает над их перераспределением, и элювиальные горизонты, как
правило, не обедняются этими элементами по сравнению с породой и не
осветляются (не оподзоливаются).
СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
Почвенный покров зоны характеризуется мелкоконтурностью, ши¬
роким участием комбинаций автоморфных почв и почв разной степени
гидроморфности, а также эродированных почв на пахотных угодьях с
расчлененным рельефом.
В связи с развитием микрорельефа большое распространение име¬
ют пятнистости и комплексы. Первые обычно представлены почвами
разной степени оподэоленности, вторые — микрокомбинациями авто¬
морфных и полугидроморфных почв.
В сочетаниях часто участвуют контуры пятнистостей и комплексов,
что создает значительную неоднородность в уровне плодородия отдель¬
ных участков и полей. Поэтому важной задачей правильного использо¬
вания почв в таежно-лесной зоне является выравнивание плодородия
отдельных массивов (полей) пахотных почв агротехническими приемами
с учетом структуры почвенного покрова. Ниже дается краткая характе¬
ристика главных особенностей структуры почвенного покрова основных
геоморфологических областей земледельческой части зоны.
На территориях с холмисто-моренным рельефом
(Валдайская возвышенность, Клинско-Дмитровская гряда, Белорус¬
ское Поозерье и др.) в структуре почвенного покрова преобладают кон¬
трастные сочетания дерново-подзолистых почв разной степени оподзо¬
ленности и эродированных холмов с заболоченными почвами котловин
(глееватыми, глеевыми, намытыми).
В структуре почвенного покрова территорий, сложенных
преимущественно покровными суглинками, на повы¬
шенных участках преобладают неконтрастные простые мелкоконтурные
сочетания дерново-подзолистых почв разной степени оподзоленности с
дерново-подзолистыми поверхностно-глееватыми. Такие сочетания час¬
то усложняются контурами дерново-глеевых и дерново-подзолистых
глеевых почв, развитых по ложбинно-балочной сети, а также контурами
комплексов дерново-подзолистых почв с дерново-подзолистыми глеева¬
тыми, глеевыми и торфяно-глеевыми почвами. На низинных участках гос¬
подствуют контрастные сочетания дерново-глеевых, болотно-подзолис¬
тых и болотных почв.
В Полесьях структуру почвенного покрова повышенных («сухих»)
участков составляют неконтрастные (или слабоконтрастные) сочета¬
ния дерново-подзолистых почв разной степени оподзоленности и дерно¬
во-подзолистых временно избыточно увлажняемых, а также контраст¬
ные сочетания дерново-подзолистых почв с дерново-подзолистыми глее¬
ватыми и глеевыми иллювиально-железисто-гумусовыми. Последние
приурочены к понижениям.
В структуре почвенного покрова низинных участков преобладают
контрастные сочетания дерново-подзолистых глееватых и глеевых почв
с торфяно-глеевыми или дерново-глееватых и глеевых с торфяно-глеевы¬
ми. Здесь также встречаются неконтрастные сочетания дерново-глее¬
ватых и глеевых почв с иловато-перегнойно-глеевыми.
В связи с сильным развитием микрорельефа в состав сочетаний ча¬
ще входят контуры пятнистостей и комплексов и реже контуры, пред¬
ставленные одной разновидностью.
249
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЧВ
ТАЕЖНО-ЛЕСНОЙ ЗОНЫ
Таежно-лесная зона имеет большие возможности для развития зем¬
леделия и животноводства. Она характеризуется благоприятным клима¬
том, позволяющим возделывать сельскохозяйственные культуры ран¬
них и среднеспелых сортов: зерновые (озимые и яровые), зерновые
бобовые, прядильные, корнеклубнеплоды (картофель, кормовые корне¬
плоды), овощные, многолетние и однолетние травы, а также разнооб¬
разные ягодные и плодовые культуры.
Наиболее освоены в земледельческом отношении южные и запад¬
ные районы зоны, менее — северные, а в Восточной Сибири и на Даль¬
нем Востоке пахотные угодья составляют всего 0,6% территории.
Наиболее распаханы дерново-подзолистые, глееватые и глеевые
дерново-подзолистые почвы (табл. 81). Под пашню при соответствую¬
щих затратах дополнительно можно использовать большие площади ма¬
лопроизводительных лесов, вырубки и гари, низкоурожайные суходоль¬
ные луга и пастбища и, наконец, болотные массивы с низинными торфя¬
ными почвами.
81. Качественная структура сельскохозяйственных земель таежно-лесной зоны
Почвы
Площадь, млн. га
пашня
сенокосы
пастбища
Дерново-подзолистые и подзолистые глинистые и
21,4
3,0
5,0
суглинистые
10,6
0,8
1.9
Дерново-подзолистые и подзолистые супесчаные
и песчаные
Дерново-карбонатные и дерново-глеевые
0,8
0,1
0,3
Дерново-подзолистые глееватые и глеевые
5,6
6*2
5,2
Аллювиальные
1.0
0,6
3,6
2,0
Болотные
3,2
16,2
Всего
40,0
16,9
30,6
Значительные площади старопахотных почв зоны и почв, пригод¬
ных для освоения, имеют низкое естественное плодородие и нуждаются
в окультуривании. Старопахотные дерново-подзолистые почвы в боль¬
шинстве случаев сильно выпаханы, мало содержат гумуса, слабо острук-
турены, заплывают и образуют корку, кислые, мало содержат доступ¬
ных для растений питательных веществ. В ряде районов земельные
угодья завалунейы, временно избыточно увлажнены, мелкоконтурные.
Наиболее благоприятны для сельскохозяйственного производства юж¬
ные районы зоны (провинции Прибалтийская, Белорусская, Среднерус¬
ская, Вятско-Камская), где местами распаханные земли составляют
30—40%. Как отмечалось выше, грандиозная программа повышения
плодородия почв Нечерноземной зоны европейской части РСФСР наме¬
чена в Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР, принятом
в апреле 1974 г. Этим постановлением предусмотрено за период 1975—
1990 гг. провести осушение земель на площади 9—10 млн. га, осущест¬
вить культуртехнические работы на площади 8—10 млн. га, обеспечить
орошение 2—2,5 млн. га, осуществить известкование 23 млн. га, значи¬
тельно увеличить применение удобрений.
Для окультуривания почв, повышения их плодородия и получения
высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных растений необхо¬
димо осуществить комплекс агротехнических и других мероприятий,
250
наиболее важными из которых являются: правильная обработка почвы,
применение органических и минеральных удобрений, известкование
почв, посев многолетних трав, создание мощного окультуренного пахот¬
ного слоя, борьба с избыточным увлажнением почв, очистка почвы от
камней, укрупнение пахотных площадей. Максимальный эффект от при¬
менения указанных мероприятий достигается на фоне правильных сево¬
оборотов.
При планировании и осуществлении перечисленных мероприятий
следует строго учитывать свойства почвы, особенности возделываемых
культур и все природные и экономические условия хозяйства.
Правильная обработка почвы играет огромную роль
в окультуривании почв, в получении высокого урожая сельскохозяйст¬
венных растений, улучшает водные, воздушные и тепловые свойства
почв, усиливает микробиологические процессы, что приводит к образо¬
ванию доступных для растений питательных веществ, обеспечивает ка¬
чественную заделку удобрений и борьбу с сорняками и вредителями
сельскохозяйственных культур.
Применение органических и минеральных удоб¬
рений. Почвы таежно-лесной зоны бедны питательными веществами,
но достаточно увлажнены, поэтому удобрения здесь высокоэффективны.
На удобренных почвах урожай зерновых, овощных, плодовых и других
культур увеличивается в 2—3 раза и более по сравнению с урожаями на
неудобренных почвах. Кроме того, возделываемые культуры на удобрен¬
ных почвах становятся более устойчивыми, менее страдают от плохих
условий зимовки, болезней, вредителей.
При использовании удобрений необходимо учитывать не только по¬
казатели, характеризующие питательный режим почв (валовой запас
элементов питания, содержание их подвижных форм), но оценивать весь
комплекс почвенных условий как среды для роста и развития растений:
физические, водно-физические и физико-химические свойства, водно-воз¬
душный, температурный, микробиологический и окислительно-восстано¬
вительный режимы.
На почвах с неблагоприятными свойствами и режимами (кислые, из¬
быточно увлажненные, смытые, каменистые и т. п.) удобрения оказы¬
вают наилучший эффект лишь в комплексе с другими приемами окуль¬
туривания почв (известкование, ликвидация избыточного увлажнения,
углубление пахотного слоя, борьба с эрозией и т. д.).
Наибольшую потребность на подзолистых и дерново-подзолистых
почвах растения испытывают в азотных и фосфорных удобрениях, а за¬
тем и в калийных. На некоторых почвах под отдельные культуры сле¬
дует вносить марганцовые, молибденовые, медные, борные и другие
микроудобрения.
При размещении азотных удобрений необходимо учитывать степень
гумусированности почв и их механический состав. Лучшей нитрифика-
ционной способностью обладают дерново-карбонатные и пойменные поч¬
вы, а среди дерново-подзолистых — хорошо окультуренные. Чем ниже
содержание гумуса, кислее почвы и сильнее их оподзоленность, тем ни¬
же их иитрификационная способность. Дерново-подзолистые песчаные
и супесчаные почвы характеризуются низкой нитрификационной способ¬
ностью. Нитратные азотные удобрения при промывном типе водного
режима могут легко вымываться из почвы, поэтому их целесообразнее
вносить непосредственно перед посевом или посадкой сельскохозяйст¬
венных культур и в период вегетации. На избыточно увлажненных поч¬
вах возможны потери азота за счет развития процессов денитрификации.
На таких почвах требуется регулирование водно-воздушного режима и
преимущественное внесение аммиачных форм азотных удобрений.
251
Дерново-подзолистые и подзолистые почвы бедны доступными фор¬
мами фосфора. Особенно неблагоприятный фосфатный режим имеют
сильно кислые почвы и почвы с явлениями сезонного поверхностного из¬
быточного увлажнения. Такие почвы содержат повышенное количество
подвижных форм железа и алюминия, которые связывают фосфорную
кислоту в труднорастворимые соединения. В этом случае предпочтитель¬
нее местное внесение фосфорных удобрений. На почвах, имеющих более
благоприятные агрохимические свойства (меньшую кислотность, боль¬
шую сумму обменных оснований, меньшее содержание подвижного алю¬
миния), растения эффективнее отзываются на применение фосфорных
удобрений.
На кислых почвах положительный результат дает применение фос¬
форитной муки, в которой фосфор находится в форме труднораствори¬
мого трехзамещенного фосфата кальция Са3(Р04)г. Под влиянием по¬
тенциальной кислотности он переходит в растворимое состояние
[СаНРС>4 или Са(НгР04)г] и используется растениями.
Содержание подвижного калия в большой степени связано с меха¬
ническим составом. Для легких почв характерно низкое и очень низкое
содержание подвижного калия. Наиболее эффективно применение ка¬
лийных удобрений на почвах с хорошей обеспеченностью доступными
формами азота и фосфора.
Большое значение в повышении плодородия почв таежно-лесной зо¬
ны имеют органические удобрения (навоз, различные виды компостов
и др.). Они являются не только источником элементов питания, особен¬
но азота и фосфора, но и важным средством обогащения почв гумусом,
улучшения агрофизических свойств, микробиологического режима, сни¬
жения кислотности. Более гумусированные почвы эффективнее отзыва¬
ются повышением урожая возделываемых культур на применение удоб¬
рений и другие приемы агротехники. Поэтому создание и поддержание
оптимального уровня гумусированности дерново-подзолистых и подзо¬
листых почв является важной задачей их окультуривания.
Ценным средством повышения плодородия легких почв являются
зеленые удобрения. Длительное совместное применение органических и
минеральных удобрений приводит к увеличению содержания гумуса в
дерново-подзолистых почвах (табл. 82).
82. Влияние севооборота и удобрений на содержание и состав гумуса
(данные В. Е. Егорова)
Вариант опыта
Удобрения
С органического
вещества, %
Сгк
Сфк
Плодосменный севооборот
0
1,33
0,64
NPK
1,52
0,69
Бессменный пар
0
0,62
0,38
NPK
0,87
0,53
Навоз
1,38
0,96
Бессменная рожь
0
1,24
0,41
NPK
1,47
0,62
Навоз
1,88
0,81
Бессменный клевер
0
1,46
0,58
NPK
1,87
0,73
Навоз
2,26
1,01
Известкование. Повышенная кислотность дерново-подзолис¬
тых почв значительно снижает урожай сельскохозяйственных культур.
Неблагоприятные свойства кислых почв (ослабленная микробио¬
252
логическая активность, низкое содержание питательных веществ и, на¬
оборот, большое количество вредных соединений, например подвижного
алюминия, и т. д.) приводят к нарушению нормальных жизненных про¬
цессов в растениях. Растения, развивающиеся на таких почвах, сильнее
поражаются различными болезнями, менее стойки к неблагоприятным
погодным условиям, что сопровождается частичной, а нередко и. полной
их гибелью.
Известкование устраняет избыточную кислотность, вредную для
нормального развития растений и полезной микрофлоры, улучшает фи¬
зические свойства, повышает эффективность удобрений и урожай сель¬
скохозяйственных культур.
Посев многолетних трав. На пахотных дерново-подзолис¬
тых почвах большое влияние на развитие почвообразовательного про¬
цесса оказывают возделываемые сельскохозяйственные культуры, при¬
чем наибольшее значение в улучшении свойств почв и повышении их
плодородия принадлежит многолетним травам, особенно бобовым.
При возделывании многолетних трав в почве накапливаются орга¬
ническое вещество, гумус, азот и доступные формы зольных элементов
питания растений, улучшаются структура и водно-физические свойства.
При хорошем урожае трав в пахотном горизонте аккумулируется 50—
80 ц на 1 га корневых и послеукосных остатков, в которых находится
значительное количество важнейших элементов питания. Так, в остатках
клевера содержится: N—1,5%, Р2О5 — 0,8, КгО — 0,9 и СаО — 2,9%.
Многолетние травы стимулируют развитие микроорганизмов и актив¬
ность биохимических процессов в почве.
Вследствие разностороннего воздействия на почву они являются
хорошим предшественником для многих сельскохозяйственных культур.
На легких почвах выращивание сидератов, особенно безалкалоид¬
ных кормовых сортов люпина, также важное средство повышения пло¬
дородия этих почв и источник кормов для животных.
Создание мощного окультуренного пахотного
слоя. В дерново-подзолистых почвах 85—95% корней культурных рас¬
тений расположено в пахотном слое, который обычно имеет мощность
20—22 см. Чем больше объем и глубина пахотного слоя, тем лучше ус¬
ловия для развития подземной и надземной части растений. В подзолис¬
том и иллювиальном горизонтах вследствие их неблагоприятных свойств
корневая система растений распространяется очень слабо. Создание хо¬
рошо окультуренного горизонта в 25—30 см обеспечивает большие за¬
пасы питательных веществ и продуктивной влаги в почве. Эффектив¬
ность всех мероприятий при этом значительно возрастает, и, таким об¬
разом, возникают наиболее благоприятные условия для развития
сельскохозяйственных культур и получения высоких и устойчивых уро¬
жаев.
Мощный пахотный слой дерново-подзолистых почв создастся при-
пахиванием нижележащих малоплодородных горизонтов. Поэтому даже
в старопахотных почвах углубление пахотного горизонта должно сопро¬
вождаться обязательным внесением органических и минеральных удоб¬
рений, а если почвы кислые, то и известкованием. Это тем более необ¬
ходимо при распашке целинных дерново-подзолистых почв.
Борьба с избыточным увлажнением. В таежно-лес¬
ной зоне наряду с огромными массивами длительно или постоянно из¬
быточно влажных почв (болотных, болотно-подзолистых) большие пло¬
щади занимают пахотные почвы, испытывающие кратковременное (15—
30 суток) избыточное увлажнение, которое наблюдается обычно весной
и осенью, а на Дальнем Востоке — летом из-за обильного выпадения в
это время осадков.
253
Рис. 31. Сильно завалуненнос суходольное пастбище (фото А. Д. Каша»*
ского).
Избыточная влажность накладывает существенный отпечаток на
агрономические свойства почв и характер земледелия. На таких почвах
задерживаются весенне-полевые сельскохозяйственные работы, частично
или полностью гибнут (вымокают) озимые хлеба, летом и осенью за¬
трудняется уборка урожая и т. д.
Развитие временных восстановительных процессов в период пере¬
увлажнения почв отрицательно сказывается на их фосфатном и азотном
режимах.
Застаивание воды на пашне со слабым уклоном поверхности часто
связано с неровностями микрорельефа пахотного слоя, обусловленного
глыбистой вспашкой, огрехами, разъемными бороздами поперек возмож¬
ного стока воды и т. д. Значительно улучшить использование пахотных
почв временного избыточного увлажнения можно, помимо повышения
качества обработки почв, применением несложных агромелиоративных
приемов, таких, как узкозагонная вспашка, бороздование, рыхление под¬
пахотного слоя, профилирование поверхности, посев на гребнях и др.
В некоторых случаях эти приемы могут оказываться достаточными и без
проведения дорогостоящих гидромелиоративных работ.
Болотные торфяные почвы, а также минеральные глеевые (дерново-
глеевые, дерново-подзолистые глеевые, аллювиальные глеевые и др.)
при их освоении требуют обязательных осушительных мелиораций с по¬
следующим осуществлением приемов окультуривания осушенных почв.
Глееватые виды почв зоны требуют дифференцированного подхода к
улучшению их водно-воздушного режима в зависимости от планируемо¬
го направления использования. В большинстве случаев при использова¬
нии таких почв под кормовые культуры (многолетние травы, овес и др.)
их улучшение экономически целесообразнее проводить агротехнически¬
ми приемами; при включении в севообороты с высоким насыщением ози¬
мыми. льном, картофелем необходимы осушительные мелиорации.
Очистка почвы от камней. Для улучшения сельскохозяй¬
ственных угодий очень важна очистка их от камней (валунов).
На завалуненных пахотных и сенокосных угодьях (рис. 31) затруд¬
254
нено применение машин и сельскохозяйственных орудий, возможны час¬
тые поломки их; невозможна работа на повышенных екоростях; ухуд¬
шается качество всех работ (вспашка, уборка и др.), а оставляемая
вокруг крупных валунов необработанная почва служит рассадником
сорняков.
Наиболее завалуненные пахотные угодья встречаются в северо-за-
падных районах европейской части зоны (Ленинградская, Псковская,
Новгородская области, Карельская АССР). В Нечерноземной зоне ев¬
ропейской части СССР завалуненные почвы занимают около 14 млн. га.
Укрупнение пахотйых площадей. Сельскохозяйствен¬
ные угодья (пашня, сенокос) в таежно-лесной зоне представлены срав¬
нительно небольшими участками, что затрудняет производительное ис¬
пользование современных машин и орудий, правильную организацию
труда. В наиболее освоенной части зоны пашНя разделяется на отдель¬
ные участки и массивы обычно небольшими площадями других угодий,
а в менее освоенных районах пашня размещается небольшими участ¬
ками среди крупных массивов других угодий. Поэтому там, где это воз¬
можно и экономически целесообразно, необходимо укрупнение пахотно¬
пригодных площадей^
Большую опасность для дерново-подзолистых почв представляет
водная эрозия. Там, где она проявляется, необходимы специальные про*
тивоэрозионные мероприятия( см. главу XXXIII).
Применение рассмотренного выше комплекса мероприятий приво¬
дит к окультуриванию подзолистых и дерново-подзолистых почв; они
в значительной мере утрачивают неблагоприятные в агрономическом от¬
ношении свойства и приобретают новые ценные качества. При этом наи¬
более существенно улучшаются свойства пахотного горизонта. Обоб¬
щенные показатели дерново-подзолистых почв в зависимости от их
окультуренности приведены в таблице 83.
При окультуривании в почве преобладают процессы образования
гумуса над его разрушением, а качество гумуса улучшается благодаря
увеличению содержания гуминовых кислот и уменьшению фульвокислот.
По мере окультуривания в почве возрастает содержание доступных
для растений питательных веществ, улучшаются структура и физические
свойства почв. Почва становится более плодородной, и на ней можно
получать высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур.
Поэтому при классификации пахотные дерново-подзолистые почвы
разделяют по степени окультуренности на слабо-, средне- и сильно-
окультуренные.
В «Классификации и диагностике почв СССР» (1977) почвы слабо-
окультуренные (освоенные) и среднеокультуреиные (окультуренные)
рассматриваются на уровне подтипов, а сильноокультуренные (культур¬
ные) выделяются как самостоятельный тип — дерново-подзолистые
культурные почвы. Процесс почвообразования на пахотных дерново-под¬
золистых и подзолистых почвах приобретает черты сложного элювиаль¬
но-аккумулятивного процесса (А. А. Коротков). Аккумуляция веществ
при окультуривании резко усиливается, так как биогенная аккумуляция
веществ сельскохозяйственными растениями дополняется аккумуляцией
элементов за счет внесения удобрений и известкования. При этом необ¬
ходимо обеспечивать положительный баланс элементов питания рас¬
тений в почве, учитывая значительное их отчуждение с урожаем.
Элювиальная часть почвообразования на пахотных почвах связана
с развитием оподзоливания, элювиально-глеевого процесса и выносом
простых растворимых продуктов почвообразования, а также вносимых
удобрений и известковых материалов. Элювиально-глеевый процесс
полностью исключается на почвах, не испытывающих явлений сезонного
255
83. Характеристика гумусового и пахотного горизонтов дерново-подзолистых почв
(«Классификация и диагностика почв СССР», 1977)
Показатели
Целинные
Освоенные
(слабоокуль-
туренные)
Окультурен¬
ные (средне-
окульту¬
ренные)
Культурные**
(сильноокуль-
туренные)
Глинистые и суглинистые
Мощность горизонта А, или
5—15
20
20-25
25—30
А„, см
Гумус, %
2—6
1,5—2,5
2—3,0
2,5—5,0
Сгк • Сфк
0,3—0,5
0,5-°0,7
0,6—0,8
1,1-1,3
S, м.-экв. на 100 г почвы
4—8
5-8
7—10
15—25
Г, м.-экв. на 100 г почвы
8—15
10—15
12—18
20—30
V, %
10—50
40—60
60—80
> 80
РНКС!
3,3—4,3
(4,5)
4,3-4,7
5,0-5,5
(4,5—4,7)
5,5—6,5
Содержание подвижных форм
Низкое
Р2Об
Низкое
Среднее
и высокое
Очень высокое
к2о
Низкое
Низкое
и среднее
То же
То же
Супесчаные и песчаные*
Мощность горизонта А, или
Ап, см
Гумус, %
Сгк • Сфк
S м.-экв. на 100 г почвы
Т м.-экв. на 100 г почвы
V, %
РНКС1
Содержание подвижных форм
Р2О5
К20
5—15
5—15
15—20 (25)
20—25
1-1,5 (5)
1,3-2,0
2,5—3,0
1,5(3)
0,5-1,5
1,5-2,0
0,3—0,5
0
1
О
СЛ
0,6—0,9
0,3—0,5
0,4-0,5
0,6—0,9
3-5
2-4,0
7—10
1—2
о
00
1
о
3—6
4—10
4—10
6—12
2-4
3-7
5—8
20—50
20—40
20—50
20—50
60—70 (80)
3,7—4,8
1
со
5,5—6,0
3,7-4,8
°1
1
СО
5,5-6,0
(4,7-5,5)
Очень низкое
Очень низкое
t Среднее
и высокое
То же
То же
Низкое
Обобщенные
данные отсут¬
ствуют
* В числителе — данные для супесчаных почв, в знаменателе — для песчаных.
** Почвы огородов, приусадебных участков, садов и др.
поверхностного оглеения. Процесс оподзоливания при окультуривании
резко ослабляется или полностью устраняется.
Важное значение в сельскохозяйственном производстве зоны имеют
пойменные почвы. Они характеризуются высоким природным плодоро¬
дием и используются под сенокосы, пастбища, а также для выращива¬
ния картофеля, овощных и других культур (см. гл. XXXI).
256
Глава XIX
БОЛОТНЫЕ ПОЧВЫ
Основные площади болотных почв расположены в таежно-лесной и
тундровой зонах (Белорусская ССР, Карельская АССР, Коми АССР,
Мурманская, Архангельская, Ленинградская, Вологодская области, За¬
падно-Сибирская низменность и Дальний Восток). В этих зонах пло¬
щадь болотных почв составляет около 100 млн. га. Из них в подзоне
дерново-подзолистых почв только 23 млн. га, главным образом в Запад¬
ной Сибири. В других зонах они занимают площади около 27 млн. га.
ГЕНЕЗИС БОЛОТНЫХ ПОЧВ
Формирование и развитие болотных почв неразрывно связаны с из¬
быточным увлажнением, которое возникает вследствие различных при¬
чин и может быть вызвано поверхностными и грунтовыми водами.
Поверхностные воды могут застаиваться в котловинах, западинах
и других отрицательных элементах рельефа, куда вода притекает с ок¬
ружающей местности. Застаивание воды может быть и на равнинных
территориях в случае слабого поверхностного стока или его отсутствия
при плотном водоупорном горизонте в толще почвы или почвообразую¬
щей породы.
При неглубоком залегании грунтовые воды близко подходят к днев¬
ной поверхности и, насыщая верхние горизонты почвы до полной влаго-
смкости, создают благоприятные условия для развития болотной расти¬
тельности. Болотные почвы формируются под воздействием двух процес¬
сов— торфообразования и оглеения. Их часто объединяют под одним
термином — «болотный процесс».
Торфообразование — накопление на поверхности почвы полуразло-
жившихся растительных остатков в результате замедленной их гуми¬
фикации и минерализации в условиях избыточного увлажнения. В на¬
чальной стадии заболачивания появляются влаголюбивые автотрофные
травянистые растения, которые в последующие стадии сменяются зеле¬
ными мхами, кукушкиным льном и, наконец, белым мхом — сфагнумом.
Избыточное увлажнение сказывается не только на составе растительно¬
сти, но и на темпах и характере разложения ее остатков.
В анаэробных условиях интенсивность окислительных процессов
сильно ослабляется и органические вещества до конца не минерализу¬
ются. Разложение их при анаэробиозисе приводит к образованию про¬
межуточных продуктов в виде низкомолекулярных органических кислот
(масляная, уксусная, молочная и др.)> которые подавляют жизнедея¬
тельность микроорганизмов, играющих основную роль в процессах пре¬
вращения органических веществ в почве.
При разложении органических остатков в анаэробных условиях на
поверхности почвы накапливаются полуразложившиеся органические
вещества в виде торфа. Мощность слоя торфа может достигать десяти
метров и более.
В образовании торфа важная роль принадлежит разнообразным
почвенным микроорганизмам. Наиболее активный биохимический про¬
цесс превращения органического вещества торфа протекает в самом
верхнем его слое, где создаются условия некоторой аэрации. В нижних
горизонтах масса торфа существенно не изменяется.
В превращении органических веществ в болотных почвах участвуют
представители многих групп почвенных микроорганизмов. Вначале на
17-837
257
отмершей растительности активно развиваются неспороносные бактерии
и грибы. По мере разрушения органических веществ отмечается значи¬
тельное развитие спорообразующих бактерий, сменяемых целлюлозораз¬
лагающими и другими микроорганизмами.
Следовательно, торфообразование — биохимический процесс, в ко¬
тором участвуют многочисленные микроорганизмы, выполняющие слож¬
ные функции по разложению и синтезу органического вещества, приво¬
дящие в конечном счете к образованию торфа болотных почв.
Анаэробиозис резко затормаживает разложение органического ве¬
щества, а следовательно, и вовлечение зольных элементов и азота в но¬
вые циклы биологического круговорота, поэтому возникает относитель¬
ный недостаток элементов зольной пищи и азота для растений.
Изменение условий аэрации и питательного режима — причина раз¬
вития определенных групп болотной растительности и ее эволюции.
В различных условиях заболачивания территории отмечаются свои
особенности развития и смены болотной растительности.
Так, при болотном процессе в понижениях, куда с почвенно-грунто¬
выми водами поступает значительное количество элементов питания,
могут устойчиво произрастать более требовательные к питательному
режиму травянистые растения-торфообразователи: плотнокустовые зла¬
ки, осоки, пушицы, вейники, камыш и др. Заболачивание подзолистых
почв на водоразделах в таежно-лесной зоне обычно начинается с посе¬
ления зеленых мхов и быстро вступает в фазу сфагнового болота.
Наиболее распространенными растениями-торфообразователями из
травянистых являются: осоки (Carex L.), пушицы (Eryophorum L.), ка¬
мыш (Scirpus L.), тростник (Phragmites communis Trin), вейник (Cala-
rnagrostis Adans.), шейхцерия (Scheuchzeria L.). рогоз (Typha), кана¬
реечник (Phalazis L.), хвощовые (Equesetaceae L.) и др. Среди полу¬
кустарников и древесных наиболее часто в торфообразовании участву¬
ют: багульник (Ledum palustre L.), клюква (Oxycoccus palustris Pers.),
вереск (Calluna vulgaris L.), ива (Salix L.). береза (Betula L.), ольха
черная [Alnus glutinosa (L) Hilb.] и серая [A. incana (L) Willd], сосна
обыкновенная (Pinus silvestris L.), ель (Picea excelsa L.), лиственница
(Larix sibirica Ledeb.).
Особенно большую роль в торфообразовании играют мхи: гипновые
зеленые (Bryales), кукушкин лен (Polytrichum commune L.), белые
сфагновые (Sphagnales).
Оглеение. Термины «глей» и «глееобразование» были введены в
научную терминологию Г. Н. Высоцким, который впервые указал на
биохимическую природу глееобразования. Под глеем Г. Н. Высоцкий
понимал «более или менее плотную суглинистую или глинистую поро¬
ду серого цвета с зеленоватым оттенком», формирующуюся в условиях
длительного переувлажнения.
Г. Н. Высоцкий считал, что в процессе оглеения главную роль игра¬
ет превращение окиси железа в закись с последующим ее выщелачива¬
нием. Переход окиси железа в закись происходит под влиянием разла¬
гающихся органических веществ в условиях затрудненного или полного
прекращения доступа кислорода воздуха при участии анаэробных мик¬
роорганизмов.
Дальнейшие исследования подтвердили это положение Г. Н. Вы¬
соцкого и показали, что оглеение представляет собой сложный биохи¬
мический восстановительный процесс, протекающий в анаэробных ус¬
ловиях при непременном наличии органического вещества и участии
анаэробных микроорганизмов. По данным Е. В. Рунова, Е. Ф. Березовой
и других ученых, большая роль в процессах оглеения принадлежит мас¬
лянокислым бактериям. Наиболее крупные работы в изучении глеевого
258
процесса проведены Я. Н. Афанасьевым, А. А. Завалишиным, К. В. Ве¬
ригиной, С. П. Ярковым, И. С. Кауричевым, Ф. Р. Зайдельманом.
При глееобразовании происходит разрушение первичных и вторич¬
ных минералов. Кроме того, существенным превращениям подвергают¬
ся соединения элементов с переменной валентностью (Fe, Mn, S и N).
Алюмо-феррисиликаты разрушаются под влиянием накапливаю¬
щихся активных органических соединений с кислыми свойствами.
Из коллоидных и ионных растворов, содержащих железо, кремне-
кислоту, гидроокиси алюминия и другие соединения, возможен ресинтез
вторичных минералов (И. Н. Антипов-Каратаев, Е. И. Парфенова,
Е. А. Ярилова). При оглеении он наиболее проявляется в условиях
ослабленного выноса продуктов глеевого процесса и почти не отмечает¬
ся при хорошо выраженных нисходящих токах воды при кислой реак¬
ции почвенных растворов. Наиболее характерная особенность глсеобра-
зования — восстановление окисного железа в закисное. Оно может про¬
исходить, по-видимому, как в результате ферментативной деятельности
микроорганизмов, так и воздействия продуктов жизнедеятельности ана¬
эробных микроорганизмов. К таким продуктам могут относиться газо¬
образные соединения (На, H2S), низкомолекулярные органические кис¬
лоты и гуминовые кислоты.
При периодически повторяющемся переувлажнении соединения же¬
леза могут находиться то в окисной, то в закисной форме в зависимости
от продолжительности периода увлажнения и периода аэрации.
Первое вещество, которое образуется при восстановлении желе¬
за,— двууглекислое железо Fe(HC03)2, которое в природных условиях
довольно хорошо растворимо в воде и при смене восстановительных
условий на окислительные легко окисляется с образованием гидроокиси
железа:
4Fe (НС03)2 + Оа + 2Н20 = 4Fe (ОН)3 + 8С02.
Ржавые и охристые пятна, примазки и другие железистые образо¬
вания в слабозаболоченных почвах обусловлены соединениями гидрата
окиси железа, возникающими при смене окислительно-восстановитель¬
ных явлений.
При длительном и постоянном избыточном увлажнении в условиях
устойчивого развития глеевого процесса ионы закисного железа вступа¬
ют в реакцию с кремнеземом и глиноземом, образуя с ними, как отме¬
чено выше, вторичные алюмо-феррисиликаты, в состав которых входит
закисное железо.
Такие минералы в отличие от минералов, содержащих окисное же¬
лезо, имеют сизоватую, грязно-зеленоватую или голубоватую окраску.
Почвенные горизонты, в которых накапливаются эти минералы, называ¬
ются глеевыми. Если избыточное увлажнение непродолжительно, то
сплошной глеевый горизонт может и не образоваться, а вместо него в
почвенном профиле появляются отдельные сизоватые или зеленовато¬
голубоватые пятна. Такие горизонты называются глееватыми.
Приобретение глеевыми горизонтами специфической окраски свя¬
зано также с потерей окисного железа с поверхности почвенных мине¬
ралов, собственная окраска которых придает характерный цвет глею.
В процессе оглеения, кроме вторичных минералов, более устойчи¬
вых к окислению, образуются и менее устойчивые минералы, к которым
можно отнести сидерит (FeC03) и вивианит [Fe3(P04h-8H20]. При
оглеении почва относительно обогащается кремнекислотой и обедняется
железом и в меньшей степени алюминием.
При оглеении восстанавливается марганец с образованием подвиж¬
17*
259
ных его соединений. Продуктами восстановления серы при развитии
устойчивого оглеения являются H2S и FeS.
Значительным превращениям подвергаются таюке соединения азота
и фосфора. Превращения азота связаны с развитием денитрификации,
которая приводит к быстрому исчезновению нитратных форм азота и
может вызвать при длительном и устойчивом развитии восстановитель¬
ных процессов значительную потерю азота из почвы. Изменение фос*
фатного режима обусловлено образованием в оглеенных горизонтах
фосфатов закиси железа типа вивианита, а при периодической смене
восстановительных процессов окислительными — накоплением трудно¬
растворимых фосфатов окиси железа. При переувлажнении почв в пер¬
вую очередь восстанавливаются нитраты и сульфаты и уже затем окис-
ные соединения железа и марганца.
Поскольку при оглеении образуются активные органические соеди¬
нения с кислыми свойствами и подвижные компоненты разрушения и
восстановления минеральной части почвы, то создаются благоприятные
условия для возникновения разнообразных органо-минеральных соеди¬
нений, которые имеют важное значение в миграции железа, марганца и
алюминия из оглеенных горизонтов. Особенно сильно процессы мигра¬
ции развиваются в почвах поверхностного временного избыточного
увлажнения под влиянием сезонного оглеения при сочетании с нисходя¬
щими токами воды. Такой элювиально-глеевый процесс иг¬
рает большую роль в формировании элювиальных горизонтов в различ¬
ных типах почв— глее-подзолистых, солодях, «подбелах» и др.
(Ю. А. Ливеровский, И. С. Кауричев).
Элювиально-глеевый процесс, развиваясь в условиях контрастного
водного режима, характеризуется следующими основными чертами:
контрастным проявлением окислительно-восстановительных процес¬
сов в верхних горизонтах профиля — резким снижением ОВ-потенциала
в период временного переувлажнения с последующим повышением по¬
тенциала при просыхании почвы и нарастании аэрации;
превращением органических веществ с образованием большого ко¬
личества подвижных и агрессивных их форм — фульвокислот, низкомо-
лекулярных кислот, полифенолов;
образованием подвижных восстановленных форм железа и марган¬
ца, а при кислой реакции и подвижных соединений алюминия;
активным взаимодействием агрессивных органических веществ с
компонентами минеральной части почвы с образованием водораствори¬
мых комплексных органо-минеральных соединений и их миграцией с нис¬
ходящим или боковым током воды.
Указанные особенности элювиально-глеевого процесса определяют
широкое его участие в образовании осветленных элювиальных горизон¬
тов в почвах с явлениями временного поверхностного избыточного
увлажнения.
Западноевропейские почвоведы (Кубиена, Мюкенхаузен и др.) для
обозначения почв, формирующихся под влиянием временного поверх¬
ностного избыточного увлажнения на слабоводопроницаемых тяжелых
или двучленных породах, ввели термин «п с е в д о г л е й». Этот тер¬
мин нельзя признать удачным, так как при избыточном увлажнении по¬
верхностных горизонтов в них развивается настоящее оглеение.
Когда оглеение развивается в условиях близкого залегания грун¬
товых вод или под влиянием избыточного увлажнения водами внутри-
почвенного стока, наблюдается процесс гидрогенной аккумуляции в
верхних горизонтах подвижных продуктов глеевого процесса, особенно
соединений железа. Развитие оглеения существенно ухудшает агроно¬
мические свойства почв, и для их улучшения требуется коренное изме-
260
ненис водно-воздушного режима осушительными мелиорациями, а для
почв временного поверхностного переувлажнения (минеральные полу-
гидроморфныс почвы) — применение комплекса агротехнических меро¬
приятий.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЗАБОЛАЧИВАНИЯ
В соответствии с трудами В. С. Доктуровского, Г. И. Танфильева,
В. Р. Вильямса, В. Н. Сукачева принято различать два основных типа
заболачивания, или болотообразования: заболачивание суши и затор-
фовывание водоемов. Основные массивы болотных почв образовались в
результате заболачивания суши. Оно проявляется по-разному в зависи¬
мости от происхождения и химического состава вызывающей его воды.
Заболачивание суши
Поверхностное заболачивание атмосферными водами происходит
главным образом на выровненных территориях, сложенных тяжелыми
породами. Оно начинается в различного рода понижениях водоразде¬
лов, где накапливаются воды атмосферных осадков, характеризующихся
незначительным содержанием растворенных в них элементов питания.
На начальной стадии поверхностного заболачивания формируются пере¬
гнойно-подзолистые поверхностно-глесватые почвы, для которых харак¬
терно повышенное содержание органического вещества в верхнем гори¬
зонте (до 15—20%) и наличие признаков оглеения в горизонтах Аь А2
и АгВ. В дальнейшем гумусовый горизонт постепенно оторфовывается,
а затем образуется и самостоятельный торфяной горизонт на поверхно¬
сти почвы, в результате чего формируются торфянисто- или торфяно-
подзолисто-глеевые почвы, которые при последующем нарастании тор¬
фяного слоя превращаются в болотную верховую торфяную почву.
Заболачивание пресными (мягкими) грунтовыми водами развива¬
ется на бескарбонатных, преимущественно легких породах, подстилае¬
мых водоупорными тяжелыми моренными, покровными или озерными
отложениями. При этих условиях просачивание атмосферных осадков
приводит к высокому стоянию почвенно-грунтовых вод, вызывающих
избыточное увлажнение почвенного профиля. Заболачивание начинается
с развития оглеения в нижних горизонтах (Вг, ВС, С) и формирования
торфянистой подстилки, а затем и торфянистого горизонта.
Устойчивое развитие грунтового заболачивания пресными водами
приводит к образованию болотно-подзолистой, а затем торфяно-глеевой
и торфяной почвы верхового болота. Растительность таких участков
представлена угнетенными сосной, березой, полукустарниками (багуль¬
ник, голубика, клюква); в напочвенном покрове преобладают сфагновые
мхи.
Заболачивание жесткими грунтовыми водами. Жесткие грунто¬
вые воды содержат повышенное количество различных минеральных
соединений, и прежде всего двууглекислого кальция Са(НСОз)г. В этих
условиях создается более благоприятный питательный режим для рас¬
тений, чем при увлажнении атмосферными осадками. На таких участках
хорошо развивается разнообразная влаголюбивая травянистая расти¬
тельность, а из древесных и кустарниковых пород — черная ольха, ива,
береза, смородина и др. Постоянное присутствие бикарбоната кальция
создает близкую к нейтральной или слабощелочную реакцию, при ко¬
торой процессы гумификации идут активнее, а образующиеся гумусо¬
вые вещества нейтрализуются и закрепляются ионом кальция.
В этих условиях формируются дерново-глеевые почвы. Устойчивое
261
и длительное переувлажнение жесткими грунтовыми водами приводит
к образованию на поверхности почв торфяного горизонта и постепенно
дерново-глеевая почва превращается в болотную торфяную низинную
почву. Болотные почвы могут изменяться во времени, переходя из одной
стадии в другую, что наблюдается при изменении условий водного пи¬
тания и как следствие смене растений-торфообразователей. Такую эво¬
люцию болотных почв можно наблюдать в природе, когда почвы низин¬
ных болот переходят в почвы переходных, а затем и верховых болот.
Заторфовывание водоемов
Образование торфяных болотных почв возможно при заторфовыва-
нии водоемов (озер, заводей рек, стариц и т. п.). При отмирании планк¬
тона (водоросли, моллюски и др.) его масса смешивается на дне с ми¬
неральным илом, образуя сапропель (гниющий ил), который постепенно
переходит в более твердую органо-минеральную массу — сапропелит.
По мере заполнения водоема сапропелем на нем, начиная от берегов, по¬
селяются земноводные растения — камыш, тростник и др. При их отми¬
рании растительные остатки постепенно заполняют мелководье. Кроме
того, в образовании торфяной массы участвуют и плавающие расте¬
ния — трифоль, сабельник, телорез и др. Эти растения могут образо¬
вывать довольно мощный плотный ковер-сплавину, состоящую из от¬
мерших и живых растений. Отрываясь, нижние части сплавины опуска¬
ются на дно. Так постепенно происходит заторфовывание водоема
сверху и снизу. На вышедшей на поверхность торфяной толще поселяет¬
ся различная болотная растительность и в дальнейшем могут последо¬
вательно развиваться стадии почв низинного, переходного и верхового
болота. При заторфовывапии водоемов мощность торфяников достигает
15 м и более.
КЛАССИФИКАЦИЯ БОЛОТНЫХ ПОЧВ
Болотные почвы таежно-лесной зоны представлены главным обра¬
зом низинными и верховыми болотными почвами, имеющими мощный
торфяной горизонт.
В более южных зонах эти почвы представлены в основном болот¬
ными пойменными почвами степей, буроземно-лесными болотными поч¬
вами, болотными почвами сероземной зоны и болотными почвами суб¬
тропических областей.
Болотные почвы южных зон образуются в понижениях рельефа, ча¬
ще в поймах рек, с поверхностным и грунтовым увлажнением под бо¬
лотной растительностью, преимущественно под тростниковыми, осоко¬
выми, ростниково-рогозовыми и другими ассоциациями.
Болотные почвы разных зон наряду с общими свойствами и призна¬
ками несут и следы зонального характера. Например, болотные почвы
сероземной зоны отличаются малой мощностью торфяного горизонта и
значительной засоленностью. Болотные почвы буроземно-лесных облас¬
тей, наоборот, имеют более мощные торфяные горизонты и, как правило,
значительно заилены.
Некоторые типы болотных почв южных зон несут на себе зональ¬
ные признаки карбонатности, солонцеватости, осолодения, засоленности
и т. д.
Безусловно, они значительно различаются между собой и по генези¬
су, и по плодородию, что во многом определяет применение мелиоратив¬
ных и агротехнических мероприятий по их освоению и использованию.
Поскольку болотные почвы таежно-лесной и лесостепной зон зани-
262
84. Краткая классификация болотных почв таежно-лесной и лесостепной зон
Тип
Подтип
Род
Вид
Болотные
верховые
Болотные торфяно-
глеевые
Болотные верховые
торфяные
Обычные
Переходные остаточ-
но-низинные засфа-
гненные
Гумусово-железистые
По мощности органо¬
генного горизонта:
торфяно-глеевые ма¬
ломощные; торфяно-
глеевые, торфяные на
мелких торфах; торфя¬
ные на средних тор¬
фах; торфяные на глу¬
боких торфах. По сте¬
пени разложения тор¬
фа: торфяные, пере¬
гнойно-торфяные
Болотные
низинные
Низинные обеднен¬
ные торфяно-глее¬
вые
Низинные обеднен¬
ные торфяные
Низинные (типич¬
ные) торфяно-гле-
евые
Низинные (типичные)
торфяные
Нормально зольные
Карбонатные
Солончаковые
Сульфатнокислые
Оруденелые
Заиленные
По мощности органоген¬
ного горизонта: анало¬
гично делению верхо¬
вого болотного типа
По степени разложения
торфа: торфяные, тор¬
фяно-перегнойные, пе¬
регнойные
мают более значительные площади и являются важным резервом при
освоении новых земель, на их классификации мы и остановимся более
подробно. Пойменные болотные почвы рассматриваются в главе XXXI.
Все болотные почвы таежно-лесной зоны в зависимости от проис¬
хождения, условий залегания и характера растительности делят на два
типа: болотные верховые почвы и болотные низинные почвы. Они,
в свою очередь, делятся на более мелкие таксономические подразделе¬
ния (табл. 84).
Болотные верховые почвы распространены преимущественно в се¬
верной и средней тайге таежно-лесной зоны европейской части СССР,
а также на севере Западной Сибири, на Камчатке и Сахалине. Обра¬
зуются они больше всего на водоразделах в условиях увлажнения прес¬
ными застойными водами. Растительный покров их представлен глав¬
ным образом сфагновым мхом, а также полукустарниками (морошка,
багульник, кассандра, голубика и др.) и древесными породами (ель, сос¬
на, береза), обычно сильно угнетенными (рис. 32).
По степени развития процесса почвообразования различают два
подтипа болотных верховых почв — болотные торфяно-глеевые и болот¬
ные верховые торфяные.
Болотные торфяно-глеевые почвы (мощность торфяных
горизонтов <50 см) формируются в более пониженных частях водо¬
разделов или по окраинам верховых болот, на боровых песчаных тер¬
расах и зандоовых равнинах. В профиле почв различают сфагновый
очес, торфяный горизонт, глеевый горизонт.
Болотные верховые торфяные почвы (мощность тор¬
фяных горизонтов >50 см) занимают центральные части верховых тор¬
фяных болот на водораздельных равнинах и песчаных террасах таежно¬
лесной зоны под специфической олиготрофной растительностью.
Профиль этих почв слабо дифференцирован на горизонты и в от¬
личие от торфяно-глеевых почв представлен органогенными горизонта¬
ми, подстилаемыми торфоорганогенной породой.
263
Рис. 32. Сфагново-пушицевое верховое болото (фото А. Д. Кашанского).
В типе верховых болотных почв выделяются следующие роды.
1. Обычные. Органогенный горизонт (или весь профиль почвы) со¬
стоит из сфагнового торфа.
2. Переходные остаточно-низинные засфагненные. Образуются из
болотной низинной почвы при потере верхними горизонтами связи с
минерализованными грунтовыми водами. Поэтому под сфагновым тор¬
фом в почве имеется слой травянистого торфа.
3. Гумусово-железистые. Характерны для торфяно-глеевых почв,
развивающихся на песках.
Верховые болотные почвы разделяются на виды по таким при¬
знакам.
1. По мощности органогенного горизонта в торфяной залежи;
торфянисто-глеевые маломощные — мощность торфа от 20 до 30 см;
торфяно-глеевые — мощность 30—50 см;
торфяные на мелких торфах — мощность торфяной залежи 50—
100 см;
торфяные на средних торфах — мощность залежи 100—200 см;
торфяные на глубоких торфах — мощность залежи >200 см.
2. По степени разложения торфа (верхние 30—50 см):
торфяные — степень разложения торфа <25%;
перегнойно-торфяные — степень разложения 25—45%.
Болотные низинные торфяные почвы формируются в глубоких де¬
прессиях рельефа на водоразделах, на древнепойменных террасах и в
понижениях речных долин. Образование этих почв происходит под ав-
тотрофной и мезотрофной растительностью (осоки, тростники, гипновые
мхи, ольха, ива и др.) в условиях избыточного увлажнения жесткими
грунтовыми водами.
По степени развития процесса почвообразования различают четы¬
ре подтипа болотных низинных почв: низинные обедненные торфяно-
глеевые; низинные обедненные торфяные; низинные (типичные) торфя¬
но-глеевые; низинные (типичные) торфяные.
Первые два подтипа формируются под действием слабоминерали¬
зованных грунтовых вод, остальные — под воздействием жестких грун¬
товых вод. Первые два подтипа почв распространены преимущественно
в северной и средней тайге, а последние — в южной тайге и лесостепи.
264
Торфяные горизонты болотных низинных почв резко отличаются по
свойствам и плодородию от торфяных горизонтов верховых почв.
Деление на роды определяется повышенным содержанием в золе
торфяных почв карбонатов, водорастворимых солей, соединений железа
и т.д.
Принцип деления болотных низинных почв на виды в основном ана¬
логичен делению почв верхового болотного типа.
СТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ, СОСТАВ И СВОЙСТВА БОЛОТНЫХ ПОЧВ
В болотных почвах выделяют следующие горизонты: лесная под¬
стилка (Ао) или очес (Оч), торфяной горизонт (Т) с подразделением на
подгоризонты (Tj, Тг и др.) в зависимости от ботанического состава рас¬
тений, составляющих торф, и от степени его разложения. Торфяной го¬
ризонт (Т) может быть слаборазложившимся (торфяным) Т, средне-
разложившимся (перегнойно-торфяным) Тпт или сильноразложившим-
ся (перегнойным) Т". Ниже торфяного горизонта лежит глеевый
горизонт, а под ним залегает материнская порода (рис. 33).
Особенности состава и свойств болотных торфяных почв определя¬
ются прежде всего составом и свойствами торфяных горизонтов.
Состав глеевых горизонтов в значительной степени зависит от со¬
става пород: они обычно уплотнены, имеют неблагоприятные физиче¬
ские свойства, содержат подвижные формы закиси железа.
Существенные различия условий почвообразования верховых и ни¬
зинных болотных почв определяют и значительные различия состава и
свойств их торфяных горизонтов (табл. 85).
85. Химический состав и физические свойства торфа (данные И. С. Лупиновича
н Т. Ф. Голуба)
Типы и виды болот
Показатель*
низинные
пойменные
ольшаниковые
травяные
переходные
верховые
Степень разложения
Зольность
Лзот общий
р2о5
к2о
СаО
pH водной вытяжки
Плотность (г/см3)
Влагоемкость
30-60
8-20
2,8—3,8
0,2—0,7
0,1-0,3
3,5-4,0
0,17—0,27
360,- 420
40-60
13—25
3.0—3,7
0,15—0,4
0,1-0,2
4.0-4,5
5,9—6,2
0,14—0,23
460 -550
25—40
7-20
2.0-4,0
0,15-0,45
0,02—0,3
2.0—3,9
5,5—6,0
г*11—0,17
640—870
20—45
5—10
1,7-4,2
0,15-0,35
0,05—0,2
0,6—2,3
3,5—5,3
0,11—0,16
550-950
5-50
2-5
1,0—2,0
0,1—0,25
0,04-0,08
0,30-0,48
3,2—4,2
0,04—0,08
600-1200
• Все показатели, кроме pH и плотности, даны в процентах.
Генетическая и агрономическая оценка торфа проводится по сте¬
пени его разложения, ботаническому составу, составу органических ве¬
ществ, содержанию азота, зольности, реакции и физическим свойствам.
Степень разложения — важная характеристика торфа, оп¬
ределяется по относительному содержанию продуктов распада тканей,
утративших клеточное строение. Она устанавливается специальными
анализами торфа, изучением строения растительных остатков под мик¬
роскопом. В полевых условиях степень разложения торфа можно опре¬
делить глазомерно (табл. 86). Торф верховых болотных почв имеет сла¬
бую или среднюю степень разложения, а низинных чаще всего высокую.
265
86. Признаки различной степени разложения торфа
Степень разложения
%
название степени
Основные признаки состояния торфа
<15
15—20
20—25
25—35
35—45
45—55
>55
Неразложивший-
ся
Весьма ела бор аз-
ложившийся
Слаборазложив-
шийся
Среднеразложив-
шийся
Хорошо разло¬
жившийся
Сильноразложив-
шийся
Весьма сильнораз
ложившийся
Торфяная масса не продавливается между пальцами. По¬
верхность сжатого торфа шероховатая от остатков рас¬
тений, которые хорошо различимы. Вода выжимается
струей, как из губки, прозрачная, светлая.
Вода выжимается частыми каплями, почти образуя струю,
слабо-желтоватая
Вода отжимается в большом количестве, желтого цвета,
растительные остатки заметны хуже
Масса торфа почти не продавливается в руке, остатки рас¬
тительности заметны; вода отжимается частыми капля¬
ми светло-коричневого цвета, торф начинает слабо пач¬
кать руку
Масса торфа продавливается слабо. Вода выделяется ред¬
кими каплями, коричневого цвета
Масса торфа продавливается между пальцами, пачкая ру¬
ку. В торфе заметны лишь некоторые растительные остат¬
ки. Вода отжимается в малом количестве, темно-корич¬
невого цвета
Торф продавливается между пальцами в виде грязеподоб¬
ной черной массы. Вода не отжимается. Растительные
остатки совершенно неразличимы
Органическое вещество торфа составляет основную
часть его. В верховых болотных почвах оно представлено преимущест¬
венно целлюлозой, гемицеллюлозой, лигнином и воскосмолами. Торф
этих почв слабо гумифицирован, гумусовые
вещества составляют 10—15% от общего С
и в их составе преобладают фульвокис¬
лоты.
Торф низинных болотных почв хорошо гу¬
мифицирован и в нем содержится до 40—50%
гумусовых веществ, преобладающая часть ко¬
торых представлена гуминовыми кислотами.
Содержание азота. Торф болотных
почв богат азотом (от 0,5—2,0% в верховых
до 3—4% в низинных почвах), но азот содер¬
жится в трудномобилизуемых формах. В тор¬
фе верховых почв он представлен азотом раз¬
личных азотсодержащих соединений исходных
растительных остатков; в торфе низинных бо¬
лотных почв — в значительной части и азотом
гумусовых веществ.
Реакция торфа верховых болотных
почв кислая и сильнокислая, а низинных ко¬
леблется от слабокислой до слабощелочной
(з низинных карбонатных почвах). Лишь суль¬
фатные низинные торфяные почвы имеют край¬
не кислую реакцию (рНСОл 1,1— 3,0).
Торфа всех видов характеризуются высо¬
кой емкостью поглощения (от 80—90 до 130—
200 м.-экв.), но различаются по величине ги¬
дролитической кислотности и насыщенности
основаниями. Степень насыщенности у торфа
верховых почв 10—30%, а у низинных — 70—
Рис. 33. Болотная почва. 100%.
266
Торф верховых почв имеет низкую зольность (2—5%);
у торфа низинных почв ее величина колеблется от 5—10% у обедненных
(переходных) почв до 30—50% у высокозольных.
В верховых болотных почвах состав и содержание зольных элемен¬
тов определяется зольностью исходных растительных остатков, а в низин¬
ных в большей мере зависит от гидрогенной аккумуляции веществ
и степени заиления торфа.
Наиболее важными компонентами золы являются фосфор, калий и
кальций. Фосфор в торфе содержится в основном в органической форме
и в небольших количествах (0,1—0,4%), за исключением некоторых
травяных и ольшаниковых болот, в торфе которых фосфор может на¬
капливаться в виде вивианита. Все торфа бедны калием. Содержание
кальция в торфе верховых болот невелико, а в торфе низинных почв в
среднем 2—4%, достигая в карбонатных родах до 30% и выше.
В торфе оруденелых видов содержится значительное количество
ИегОз (5—20% и более), а в засоленных содержится до 2% водораство¬
римых солей.
Торфяные горизонты болотных почв имеют специфические физи¬
ческие свойства: низкие показатели плотности, высокую влагоем¬
кость, слабую водопроницаемость и слабую теплопроводность (табл. 85).
Влагоемкость низинного торфа колеблется от 400 до 900%, верхового —
1000—1200%.
Слабая теплопроводность торфяных горизонтов определяет неглу¬
бокое промерзание болотных почв в холодный период и очень медлен¬
ное их оттаивание. Сухой торф хорошо адсорбирует газы, в частности
аммиак, что имеет важное значение при употреблении торфа в под¬
стилку.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
БОЛОТНЫХ ПОЧВ И ТОРФА
Болотные почвы, различающиеся по генезису, составу и свойствам,
также имеют и различную ценность как сельскохозяйственные угодья.
Более важными в сельскохозяйственном отношении являются низинные
болотные почвы, торф которых обладает высокой зольностью, большим
содержанием азота, а также благоприятной реакцией.
Использование болотных почв в сельском хозяйстве может идти в
двух направлениях: как источник органических удобрений и как объект
для освоения и превращения их в культурные угодья.
Для непосредственного удобрения используется хорошо разложив¬
шийся торф низинных болот. После разработки его тщательно провет¬
ривают для устранения избыточной влажности, усиления микробиоло¬
гических процессов и окисления вредных закисных соединений.
В земледелии существует два способа использования торфа: в под¬
стилку на скотных дворах и для приготовления компостов.
Для подстилки употребляется малоразложившийся моховой торф,
который хорошо впитывает навозную жижу и газы, устраняя тем самым
потерю азота — самого ценного компонента удобрения. Получающийся
торфяной навоз обладает более высокими удобрительными качествами,
чем соломенный.
Компостирование торфа — важный способ получения высококаче¬
ственного органического удобрения. При компостировании к торфу до¬
бавляют известь, фосфоритную муку, растворимые минеральные удоб¬
рения или же биологически активные вещества (навоз, фекалии и т. д.).
Болотные почвы представляют ценный земельный фонд- после осу¬
шении и культуртехнических и агротехнических мероприятий могут быть
267
превращены в высокопродуктивные сельскохозяйственные угодья (паш¬
ня, сенокосы, пастбища).
В задачу осушения входит не только отвод избытка воды с того
или иного болотного массива, но главным образом двухстороннее регу¬
лирование водного режима торфяных ночв путем шлюзования и строи¬
тельства водохранилищ, обеспечивающих бесперебойное снабжение
сельскохозяйственных культур водой в период вегетации.
Большинство болотных почв бедно фосфором и калием. Поэтому
при возделывании сельскохозяйственных культур на освоенных боло¬
тах необходимо систематически вносить фосфорные и калийные удоб¬
рения. Азотные удобрения также необходимо вносить, особенно в пер¬
вые годы освоения болотных почв.
Во многих торфяных почвах мало микроэлементов, главным обра¬
зом меди. Недостаток ее в болотных почвах восполняется внесением
медного купороса и пиритных огарков.
Значительно менее ценны для освоения под посевы сельскохозяй¬
ственных культур переходные болота. Здесь, помимо мелиорации и при¬
менения минеральных удобрений, необходимо известкование, а также
внесение биологически активных органических удобрений (навоз, на¬
возная жижа, фекалии).
На осушенных и освоенных болотных почвах должна применяться
не только специальная система удобренкя, но и особая агротехника.
Например, в севооборотах, вводимых на вновь освоенных болотных
почвах, большое место должны занимать вико-овсяная смесь, многолет¬
ние травы, силосные культуры. И лишь при дальнейшем окультурива¬
нии этих почв значительные площади можно отводить под овощные,
технические и зерновые. При обработке почвы наряду с глубокой вспаш¬
кой должны проводиться фрезерование, дискование и культивация.
На освоенных и окультуренных болотных почвах получают высо¬
кие урожаи зерновых, кормовых, овощных и технических культур. Так,
на окультуренных низинных торфяных почвах Яхромской поймы (Мос¬
ковская область) получают сена 90—120 ц с 1 га при 2—3 укосах, уро¬
жай кормовых корнеплодов достигает 700—900 ц с 1 га, картофеля
200—270 ц, озимой пшеницы 30—35 ц с 1 га.
В южнотаежной подзоне и лесостепи наиболее рационально и эф¬
фективно использовать низинные торфяные почвы под многолетние тра¬
вы, кормовые и овощные севообороты с большим процентом многолет¬
них трав.
Осушение торфяных почв приводит к изменению соотношения меж¬
ду жидкой и газообразной фазами, что существенно меняет направление
почвообразовательного процесса, состав, свойства и режим мелиориро¬
ванных почв (И. Н. Скрынникова). Эти изменения обусловлены посте¬
пенной усадкой торфа вследствие удаления части влаги, интенсивных
процессов минерализации органического вещества и окисления закис-
ных минеральных соединений. В пахотном слое в результате пониже¬
ния уровня грунтовых вод и систематической обработки резко изменя¬
ются условия аэрации, усиливаются окислительные процессы, повыша¬
ется биологическая активность. Почвенный профиль расчленяется на
два слоя: верхний — пахотный горизонт (иногда и часть подпахотного)
высокой биологической активности, развития окислительных процессов
и биохимического разложения органического вещества торфа и ниж¬
ний — капиллярнонасыщенный влагой, сохраняющий в значительной ме¬
ре свойства и режим торфяной почвы (преобладание восстановительных
условий, низкую биологическую активность и т. п.).
Под влиянием минерализации органического вещества, внесения
удобрений, активного воздействия корневых систем культурных расте¬
268
ний, особенно многолетних трав, торф пахотного горизонта «оземляет-
ся», приобретает структуру; в нем возрастает зольность, содержание
доступных элементов питания, снижается плотность, уменьшаются пори¬
стость, полная и наименьшая влагоемкость. При осушении низинных
торфяных почв изменяется их водный режим от болотного в целинных
почвах до промывного торфяного в северной тайге, периодически про¬
мывного в южной и периодически выпотного торфяного в лесостепи;
в увлажнении пахотного слоя значительно возрастает роль атмосферных
осадков и верховодки. Помимо изменения водно-воздушного и ОВ-режи-
мов, существенно изменяется температурный режим освоенных почв:
в целом он ухудшается, так как в верхних горизонтах осушенных почв
возрастает объем пор, занятых воздухом, который значительно хуже
проводит тепло, чем вода.
Интенсивность отмеченных изменений в свойствах и режимах ни¬
зинных торфяных почв при их мелиорации тесно связана с зональными
условиями. В северной и средней тайге происходит более резкое ухуд¬
шение теплового режима, здесь длительно (в ряде случаев постоянно)
сохраняются мерзлые, водонепроницаемые горизонты, значительно
ослабляющие биохимические процессы. Поэтому в северной тайге био¬
логически активна только верхняя часть пахотного слоя (до 10 см), а в
средней тайге — слой мощностью 15—20 см. В этих зонах особое зна¬
чение при освоении мелиорированных торфяных почв наряду с удале¬
нием избытка влаги и регулированием верховодки приобретают тепло¬
вые мелиорации, повышение биологической активности торфа путем
внесения удобрений и известкования. В южной тайге и лесостепи все
биохимические процессы протекают в осушенных торфяных почвах весь¬
ма активно, и поэтому здесь важной задачей является регулирование
содержания запасов органического вещества, темпов его минерализации
путем двухстороннего регулирования водно-воздушного режима и посе¬
вом многолетних трав.
Значительные изменения в морфологии, свойствах и режимах ме¬
лиорированных и освоенных болотных торфяных почв позволяют выде¬
лять их в самостоятельные типы освоенных торфяных почв.
Глава XX
БУРЫЕ ЛЕСНЫЕ ПОЧВЫ ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ
Бурые лесные почвы широколиственных лесов распространены в
умеренно-теплых и влажных приокеанических областях суббореального
пояса в Западной и Средней Европе и на Дальнем Востоке.
В западной части СССР они встречаются на предгорных равнинах
Закарпатья, в Калининградской области, в западных районах Белорус¬
сии и Литвы. На востоке СССР они занимают межгорные равнины При¬
морского края, южной части Хабаровского края и Амурской области
(Уссурийско-Ханкайская и Зейско-Буреинская провинции).
Общая площадь равнинных бурых лесных почв вместе с лугово¬
черноземовидными почвами Амурских прерий равна приближенно
20 млн. га.
Горные бурые лесные почвы распространены на Кавказе, в Крыму,
на Карпатах и Сихотэ-Алине.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Климат западных районов СССР с бурыми лесными почвами ха¬
рактеризуется значительным количеством осадков и мягкой зимой.
Среднегодовая сумма осадков от 600 до 1000 мм при испаряемости от
350 до 550 мм, что обеспечивает промывной режим почв. Сумма поло¬
жительных температур выше 10° С 2000—3000 .
Бурые лесные почвы дальневосточных районов СССР характери¬
зуются муссонным климатом, с максимумом осадков в конце теплого
периода и с малоснежной суровой зимой. Почвы промерзают на 2—3 м
и медленно оттаивают.
Сумма осадков 450—600 мм при испаряемости 430—550 мм. Сум¬
ма температур выше 10° С 1900—2600°.
Почвообразующие породы в большинстве случаев представлены
элювиально-делювиальными и аллювиальными отложениями. В Литве
и Белоруссии покровные суглинки ледникового происхождения, в За¬
карпатье существенное значение имеют красноцветные и пестроцветные
коры выветривания.
Растительность в Предкарпатье представлена широколиственными
лесами (бук, дуб, граб, ясень), в Белоруссии и Литве — хвойно-широко¬
лиственными с участием дуба и ели, а на Дальнем Востоке — также
хвойно-широколиственными с участием дуба, липы, клена, пихты, кед¬
ра и саянской ели. В более сухих районах Дальнего Востока на террасах
рек Зеи и Бурей, где испаряемость близка к сумме осадков, хвойно¬
широколиственные леса сменяются лугово-степной, злаково-бобово-раз¬
нотравной растительностью с куртинами ивы и орешника. Здесь фор¬
мируются своеобразные лугово-черноземовидные почвы Амурских пре¬
рий, близкие к бурым лесным по составу минеральной части, но более
глубоко гумусированные. Среди них распространены участки с лугово-
болотной и болотной растительностью и соответствующими почвами.
ГЕНЕЗИС И КЛАССИФИКАЦИЯ БУРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ
Наиболее характерными признаками бурых лесных почв являются
слабая дифференциация на почвенные горизонты, бурый или желто-бу-
рый цвет всего профиля, за исключением гумусового горизонта и освет¬
ленных горизонтов оподзоливания, которые не всегда выражены, кислая
270
или слабокислая реакция, отсутствие иллювиально-карбонатного гори¬
зонта. Под лесной подстилкой (Ао) залегает перегнойно-аккумулятив¬
ный горизонт (Ai) мощностью 5—20 см (у лугово-черноземовидных
почв 30—50 см), далее идет переходный горизонт (Bt) бурого цвета,
комковато-ореховой структуры, мощностью от 15 до 40 см, который по¬
степенно сливается с почвообразующей породой. В ней может встре¬
чаться щебенка, если почва формируется на элювии плотных пород.
Первое выделение бурых лесных почв как самостоятельного типа,
развивающегося в условиях мягкого и влажного климата, было прове¬
дено в 1905 г. немецким почвоведом Е. Раманом, который ввел название
«бурозем» (braunerde).
На II Международном конгрессе почвоведов (1930) было принято
решение заменить термин «бурозем» термином «бурые лесные почвы».
В нашей стране изучение бурых лесных почв связано с работами
К. Д. Глинки, В. Р. Вильямса, Л. И. Прасолова, И. Н. Антипова-Кара¬
таева, Ю. А. Ливеровского, И. П. Герасимова, С. В. Зонна и других
ученых. Особое значение для выделения бурых лесных почв в самостоя¬
тельный тип имели работы Л. И. Прасолова.
Процесс формирования бурых лесных почв называется буроземо-
образованием. Основными слагающими его являются гумусоаккумуля¬
тивный процесс, оглинение и лессиваж.
О глине ние — процесс образования вторичных глинистых минера¬
лов. Может осуществляться в результате непосредственного превраще¬
ния на месте первичных минералов йо вторичные под влиянием биохи¬
мических и химических агентов, а также в результате процессов вторич¬
ного синтеза из продуктов минерализации органических остатков.
Оглинению способствуют достаточное увлажнение профиля в условиях
продолжительного периода с положительными температурами, а также
интенсивно протекающие процессы биологического круговорота веществ.
В развитии процессов оглинения в почвенном профиле важное значение
имеет участие микроорганизмов и продуктов жизнедеятельности и раз¬
ложения высших растений. Оглинение происходит в средней части про¬
филя, где отмечается наиболее устойчивое и благоприятное для глинно¬
го выветривания состояние теплового и водного режимов. На каменис¬
то-хрящеватых породах оглинение наблюдается с поверхности. При
оглинении в почвенном профиле накапливаются ил, а также железо,
алюминий, марганец, фосфор, магний, кальций и другие элементы.
При промывном типе водного режима происходит вынос ряда орга¬
нических, органо-минеральных и минеральных соединений.
Несмотря на отсутствие карбонатов кальция, в профиле типичных
бурых лесных почв подзолообразование не выражено. Это связано с
биологическим круговоротом веществ, протекающим в условиях широ¬
колиственных лесов. В таких лесах с опадом возвращается в почву
большое количество зольных элементов, в том числе солей кальция.
В связи с этим разложение органических остатков протекает в среде,
богатой основаниями, которые нейтрализуют образующиеся гуминовые
кислоты и фульвокислоты.
Ввиду слабокислой реакции гидраты полутораокисей малоподвиж¬
ны и накапливаются в верхней части профиля наряду со вторичными
алюмо- и феррисиликатами.
В травянистых лесах гумусированность верхних горизонтов в зна¬
чительной степени связана с развитием дернового процесса почвообра¬
зования. В генезисе бурых лесных почв существенное значение имеют
процессы лессиважа, о чем свидетельствуют натечные формы оптиче¬
ски ориентированного глинистого вещества в горизонте В,.
Наряду с типичными почвами встречаются бурые лесные оподзолен-
271
ные, формирующиеся в условиях замедленного процесса разложения
лесного опада и при нарастании континентальности климата. В таких
почвах выделяется оподзоленный горизонт АгВ или А2. Бурым лесным
почвам, развивающимся в подгорных равнинах Предкарпатья, а также
е условиях муссонного климата дальневосточных провинций свойствен¬
ны явления поверхностного оглеения, развитию которых способствует
хорошее увлажнение при длительном теплом периоде. На Дальнем
Востоке переувлажнению верхних горизонтов в период муссонных дож¬
дей способствует также образование верховодки на медленно оттаиваю¬
щем мерзлом слое.
Тип бурых лесных почв в классификационном отношении подразде¬
ляется на следующие подтипы: бурые лесные типичные, бурые лесные
оподзоленные. Особую группу составляют бурые лесные глеевые и бу¬
рые лесные оподзоленные глеевые, которые также рассматриваются на
уровне подтипов.
В связи с региональными особенностями почвообразования разли¬
чают бурые лесные почвы умеренно теплой западной фации с умеренно
мягкой зимой и бурые лесные дальневосточной фации — глубоко про¬
мерзающие, длительно-сезонномерзлотные с холодной зимой.
Разделение на роды связано с характером почвообразующих пород
(остаточно-карбонатные, красноцветные, каменисто-галечниковые) или
особенностями налагающихся процессов (вторично-дерновые, поверх-
ностно-глесвые и глубокоглеевые).
Деление на виды проводится в зависимости от содержания гумуса
и мощности гумусового слоя; многогумусные >8%, срсднегумусные
3—8%, малогумусные <3%, мощные — горизонт Ai>30 см, срсдне-
мощиые Ai 20—30 см, маломощные — Ai<20 см.
В последнее время в «Классификации и диагностике почв» (МСХ
СССР и Почвенный институт ВАСХНИЛ, 1977) в качестве особых ти¬
пов выделяются подзолисто-бурые почвы, с резкой дифференциацией
почвенного профиля, связанной с лессиважем, оподзолеванисм и кон¬
тактным оглеением на границе иллювиального горизонта и лугово-чер¬
ноземные почвы Амурских прерий, с глубокой гумуснрованностыо про¬
филя (до 60—80 см).
СОСТАВ И СВОЙСТВА БУРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ
Механический и минеральный состав. В бурых лесных почвах паи-
более обогащена илом средняя часть профиля (горизонт В, ). Такое рас¬
пределение илистой фракции отражает характерный для буроземооб-
разования процесс оглинения, а также проявление лессиважа. В опод-
золенных почвах перераспределение ила связано также с собственно
подзолообразованием.
Минералогический состав крупных фракций разнообразен и опре¬
деляется составом исходных пород. Высокодисперсная фракция
(<0,001 мм) содержит минералы каолинитовой и монтмориллонитовой
групп, а также гидрослюды, аморфные вещества и минералы группы по¬
лутораокисей (гетит, гиббсит). Соотношение указанных минералов оп¬
ределяется составом исходных пород, условиями выветривания и почво¬
образования.
Валовой состав бурых лесных почв характеризуется некоторым уве¬
личением содержания R2O3 вниз по профилю и оборгащением ЭЮг верх¬
них горизонтов. Наиболее отчетливо эта закономерность выражена в
подтипах оподзоленных и поверхностно-оглеенных почв. Последние ха¬
рактеризуются высоким содержанием в оглеенных горизонтах подвиж¬
ного железа.
272
87. Содержание гумуса, ила и физико-химические свойства бурых лесных почв
Почва, провинция
Горизонт
Глубина
взятия
образца,
см
Гумус,
%
Р%С1
Поглощенные
основания
Са2+ Mg2-*" сумма
м.-экв. на 100 г почвы
Бурая лесная оподзоленная,
А.АХ
0—5
5,6
4,3
4,9
2,4
7,3
разрез 700, Закарпатская про¬
А|А,
5—15
1,9
3,8
2,0
1,9
3,9
винция (по Е. Н. Рудневой)
А,В
30—75
0,9
3,7
2,4
1,0
3,4
Bi
60-65
0,4
3,3
4,9
2,4
7,3
в*
80—85
0,3
3,3
6,9
1,9
8,8
СВ
130-135
0,2
3,4
8,3
1,0
9,3
Бурая лесная типичная, раз¬
А1
2-8
14,5
5,3
29,8
5,8
35,6
рез 6, Зейско-Буреинская про¬
aJb
8—13
3,7
4,1
10,2
4,8
15,0
винция (по Т. А. Соколовой)
в
13—22
3,2
3,6
5,8
3,2
9,0
вс
25—35
2,2
3,6
3,2
1,6
4,8
ВС
35—45
1,1
3,6
1.6
2,7
4,3
Продолжение
Почва, провинция
Обменная кислотность по Соколову
Подвижное
железо по
Тамму, %
Ил (<0,001
мм). %
общая |
А13+ |
н+
м.-экв. на 100 г почвы
Бурая лесная оподзоленная,
1,7
1,2
0,5
0,25
14,2
разрез 700, Закарпатская про¬
2,9
2,7
0,2
0,19
15,9
винция (по Е. И. Рудневой)
3,4
3,1
0,3
0,29
16,7
0,45
0,92
0,03
0,31
21,1
0,65
0,61
0,04
0,13
27,8
0,43
0,40
0,03
0,13
25,4
Бурая лесная типичная, раз¬
Не
определялась
0,79
35*
рез 6, Зейско-Буреинская про¬
»
»
0,62
43
винция (по Т. А. Соколовой)
»
»
0,54
45
1
»
0,63
35
1
»
0,13
32
* Ил в составе мелкозема.
Состав гумуса отличается значительным преобладанием фульвокис¬
лот над гуминовыми, причем последние представлены преимущественно
бурой фракцией — ульминовыми кислотами; обычно Сгк:СфК<0,5.
Физико-химические свойства бурых лесных почв существенно
варьируют в зависимости от направления почвообразования и состава
пород. В большинстве случаев реакция профиля слабокислая или кис¬
лая (в оподзоленных и поверхностно-оглеенных почвах). Повышенной
кислотностью и ненасыщенностью основаниями характеризуются бурые
лесные оподзоленные и оглеенные почвы Предкарпатья. Им свойствен¬
но также высокое содержание подвижного алюминия. Бурые лесные ти¬
пичные почвы Дальнего Востока приурочены преимущественно к сопоч¬
ным формам рельефа, развиваются главным образом на элюво-делю-
вии коренных пород и поэтому характеризуются значительной
хрящеватостью и маломощностью профиля (табл. 87).
Оподзоленные и оглеенные бурые лесные почвы этого региона при¬
урочены к равнинам, где они сочетаются с дерново-подзолистыми, лу¬
говыми и лугово-болотными почвами.
18—837
273
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БУРЫХ ЛЕСНЫХ почв
Бурые лесные почвы широко используются как пахотные, сенокос¬
ные, пастбищные и лесные угодья. В условиях низких предгорий в ев¬
ропейской части СССР на бурых лесных почвах выращивают большой
ассортимент зерновых и технических культур. Это районы развитого
плодоводства и овощеводства. Бурые лесные почвы дальневосточных
провинций также широко используются под различные культуры.
Бурые лесные почвы равнинных территорий чаще всего представ¬
лены поверхностно-глеевыми (Прикарпатье) или оподзоленными (Даль¬
ний Восток) почвами. Основное мероприятие по повышению их плодо¬
родия— создание мощного окультуренного пахотного горизонта путем
постепенного углубления, в сочетании с систематическим применением
органических и минеральных удобрений, а также известкованием.
Важное значение в улучшении свойств бурых лесных почв имеет
травосеяние.
Поскольку бурые лесные почвы рассматриваемых провинций часто
испытывают явления поверхностного переувлажнения, необходимы ме¬
роприятия по улучшению их водно-воздушного режима (осушительные
мелиорации, отвод избыточных вод, улучшение строения пахотного слоя,
увеличение его мощности и др.).
На территориях со склоновыми формами рельефа большое значе¬
ние приобретают противоэрозионные мероприятия, в которых, помимо
специальной противоэрозионной агротехники на пахотных почвах, осо¬
бое место должны занимать мероприятия по охране и правильному ис-
пользопанию лесных насаждений и по регулированию пастьбы скота.
Глава XXI
СЕРЫЕ ЛЕСНЫЕ ПОЧВЫ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ
Серые лесные почвы распространены преимущественно в северной
части лесостепной зоны*. Они вместе с серыми лесными глеевыми поч¬
вами занимают площадь более 50 млн. га, или около 2,3% площади
всех почв страны.
Наряду с серыми лесными почвами здесь встречаются дерново-под¬
золистые почвы, оподзоленные и выщелоченные черноземы, а также
внутризональные и интразональные почвы серые лесные глеевые, лу-
гово-черноземные, дерново-карбонатные болотные, аллювиальные, со¬
лонцы, солоди и солончаки.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Климат. Климатические условия зоны благоприятны для роста и
развития естественной деревянистой и травянистой растительности и
для возделывания широкого ассортимента сельскохозяйственных
культур.
Характерная особенность климата зоны — примерно равное соот¬
ношение осадков и испаряемости (табл. 88).
88. Климатические показатели зоны
Провинция
Температура, °С
Длина
вегетаци¬
Сумма
темпера¬
тур выше
10е С
Осадки
Испаряе¬
Осадки
онного
мость
Испаряе¬
мость
января
июля
периода,
дней
мм
Украинская
Среднерусская **
Западно-Сибирская-
Пр нал тайская
—4, —8
тЗ... -.13..
—16, —19
—18, —25
19.5—20
18.5—19
18 —18,5
17.5—18,5
155—159
.. 144—150
116—120
95—104
2450—2600
2200—2400
1750—1850
1400—1600
550—700
500—650
380—420
360—450
500—550
500—560
380—420
450-470
1.0—1,2
- i#o
1.0
0,77—1,0
По обеспеченности влагой западные провинции относятся к влаж¬
ным, а центральные и восточные — к полувлажным. В связи с нарас¬
танием континентальности климата постепенно к востоку уменьшается
общая обеспеченность теплом, зима становится холодной, вегетацион¬
ный период короче. Поэтому западные провинции относятся к полосе
среднеспелых культур, а восточные — к полосе ранних культур.
Рельеф и почвообразующие породы. В европейской части СССР
рельеф зоны волнистый, сильно и глубоко расчлененный эрозией. Тер¬
ритория зоны здесь простирается в пределах Волыно-Подольской, Сред¬
нерусской, Приволжской возвышенностей, Пермского и Уфимского
плато.
На западе преобладающими породами являются лёссы и лёссовид¬
ные суглинки, в Среднерусской провинции — покровные суглинки и мес¬
тами морена. В отдельных районах (Приволжская возвышенность, При-
уралье и др.) серые лесные почвы развиты на элювиально-делювиаль-
ных продуктах выветривания коренных пород пермского, юрского,
мелового и третичного периодов.
Равнинный рельеф имеет Западно-Сибирская провинция. Наиболее
дренированы и расчленены приречные территории. Междуречья слабо
* По почвенно-географическому районированию эта территория выделяется как
самостоятельная лиственно-лесная зона.
18*
275
Рис. 34. Дубрава в Тульских засеках (фото А. Д. Кашанского)
дренированы. Из почвообразующих пород преобладают лёссовидные
суглинки и глины.
Восточная часть зоны (Приалтайская, Западно- и Восточно-Приса-
янские провинции) более расчленена и дренирована. Западно-Присаян-
ская провинция характеризуется полого-увалистым рельефом в пред¬
горных равнинах (Мариинская и Ачинская лесостепи) и широким раз¬
витием бугристого микро- и мезорельефа в межгорных котловинах
восточной части провинции (Красноярская и Канская лесостепи), Вос-
точно-Присаянская провинция представляет собой сильноувалистук>
равнину.
Почвообразующие породы на территории этих провинций представ¬
лены в основном четвертичными лёссовидными суглинками и глинами.
Растительность. Целинная растительность зоны представлена тра¬
вянистыми лесами, чередующимися с безлесными участками луговых
степей. Последние в основном распаханы, на западе (Украинская про¬
винция) преобладают буковые, буково-грабовые и дубово-грабовые
леса.
В Среднерусской провинции господствуют дубовые леса (рис. 34) с
примесью липы, клена, ясеня и других широколиственных пород. Далее
к востоку в лесах заметное место занимает береза, часто с примесью
хвойных пород (пихта, сосна).
276
В Западно-Сибирской провинции преобладают березовые травянис¬
тые леса с примесью осины. На востоке зоны распространены березово¬
осиновые и сосново-березовые леса с примесью лиственницы. На тер¬
ритории всей зоны на песчаных террасах рек часто произрастают сос¬
новые боры.
Травянистая растительность лесов разнообразна и обильна.
В Западно-Сибирской и Приалтайской провинциях широко распро¬
странены сосново-гипновые и осоково-тростниковые болота.
СТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ И ГЕНЕЗИС СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ
Серые лесные почвы по совокупности морфологических признаков
и свойств занимают переходное положение от дерново-подзолистых
почв южнотаежной подзоны к черноземным почвам лесостепи.
Они характеризуются большой гумусированностью по сравнению с
дерново-подзолистыми почвами при наличии признаков и свойств, обу¬
словленных проявлением подзолистого процесса, хотя и в более ослаб¬
ленной форме, чем в почвах южнотаежной подзоны.
В зависимости от интенсивности гумусирования и развития призна¬
ков оподзоливания тип серых лесных почв подразделяется на три под¬
типа — светло-серые, серые и темно-серые лесные почвы.
Тип серых лесных почв характеризуется следующим строением про¬
филя. Целинные почвы с поверхности имеют горизонт лесной подстилки
Ао или дернины Ад. В верхней части выделяется гумусовый слой, окрас¬
ка которого изменяется от светло-серой до темно-серой при переходе от
светло-серых почв к темно-серым.
Главная морфологическая особенность серых лесных почв — замет¬
ное разделение гумусового слоя на два горизонта — верхняя часть с
наиболее интенсивной гумусовой окраской — гумусовый горизонт Ai и
нижняя часть гумусового слоя — переходный или гумусово-оподзолен-
ный (гумусово-элювиальный) горизонт Л1А2, в разной степени окрашен¬
ный гумусом и имеющий одновременно признаки оподзоленности в виде
более или менее обильной белесой присыпки, которая представляет со¬
бой мелкие фракции кварца и полевых шпатов. С поверхности их удале¬
ны пленки гумуса и гидроокиси железа. Затем следует переходный го¬
ризонт АгВ. Ниже залегает иллювиальный горизонт В с орсховатой или
ореховато-призматической структурой, по граням которой встречаются
примазки и лакировка, а также белесая присыпка. Горизонт В посте¬
пенно переходит в породу С. Она на некоторой глубине (120—200 см)
обычно содержит карбонаты в виде прожилок и журавчиков. Серые
лесные почвы Украинской и Среднерусской провинций на водоразделах
часто не содержат карбонатов: они вымыты на большую глубину.
Изучение генезиса серых лесных почв связано с именами В. В. До¬
кучаева, С. И. Коржинского, И. В. Тюрина, В. Р. Вильямса, В. И. Та-
лиева и других ученых.
B. В. Докучаев рассматривал серые лесные почвы как самостоя¬
тельный зональный тип, сформировавшийся под травянистыми широко¬
лиственными лесами в условиях лесостепной зоны. Светло-серые и се¬
рые почвы, по В. В. Докучаеву, в большей мере претерпевали воздей¬
ствие лесной растительности и в меньшей — травянистой; темно-серые
образовались под ослабленным влиянием леса и при более интенсивном
воздействии травянистой растительности.
C. И. Коржинский (1887) развивал гипотезу о вторичном образова¬
нии серых лесных почв из черноземов в результате их изменения под
влиянием поселения леса. Он считал, что лесной растительности свойст¬
венно формирование подзолистых почб. Поэтому поселение леса на чер¬
277
ноземах приводит к их существенным изменениям (деградации): гумус
постепенно разрушается, структура утрачивается. Согласно представле¬
ниям С. И. Коржинского, оподзоленные черноземы, темно-серые, серые
и светло-серые почвы представляют собой последовательные стадии де¬
градации черноземов.
Южная граница распространения лесов на территории современ¬
ной зоны серых лесных почв действительно претерпевала колебания, од¬
нако они не были столь значительными.
Изучение свойств черноземных почв под искусственно созданной
лесной растительностью показывает некоторое понижение линии вски¬
пания, однако в большинстве случаев в результате посадок леса на
черноземах лесостепи и степных районов происходит улучшение всего
комплекса важнейших свойств почв: увеличивается содержание гумуса,
повышается сумма обменных оснований, улучшаются физические и вод¬
ные свойства, усиливается микробиологическая деятельность в почвах.
Теорию проградации развивали В. И. Талиев и П. Н. Крылов, пред¬
полагавшие, что серые лесные почвы возникли из дерново-подзолистых
при смене таежно-лесной растительности на широколиственные леса и
лугово-степную растительность.
Близкие к этой точке зрения положения развивал В. Р. Вильямс. Он
рассматривал серые лесные почвы как результат природного сочетания
дернового и подзолистого процессов в лесостепной зоне.
Экспериментальные данные по изучению биологического круговоро¬
та веществ и развития дернового и подзолистого процессов в основном
подтверждают правильность взглядов В. В. Докучаева о генетической
самостоятельности серых лесных почв и показывают, что процессы, ко¬
торые рассматривались в гипотезах С. И. Коржинского и В. И. Талиева,
имеют ограниченное значение. Первые (деградация) характерны для
южных районов лесостепи и луговых обсыхающих территорий, вторые
(проградация) — для северных районов лесостепной зоны.
Подзолистый процесс в лесостепной зоне протекает в более слабой
форме, чем в таежно-лесной, а для дернового процесса создаются луч¬
шие условия. Эти особенности в развитии подзолистого и дернового
процессов связаны прежде всего с заметным отличием характера био¬
логического круговорота веществ и условий гумификации на фоне ослаб¬
ленного промывного режима.
В широколиственных лесах с хорошо развитым подлеском и тра¬
вяным покровом ежегодно поступает в почву и на ее поверхность боль¬
шая масса опада (70—90 ц на 1 га), богатого азотом (50—90 кг на 1 га)
и основаниями, особенно кальцием (70—100 кг на 1 га и более).
Отсутствие или слабое проявление сезонного анаэробиозиса и луч¬
ший тепловой режим усиливают разложение богатой основаниями и азо¬
том отмирающей растительности. Образуются более сложные гумусо¬
вые вещества с большим содержанием гуминовых кислот. Значитель¬
ная часть этих кислот нейтрализуется основаниями опада, поэтому
процессы разрушения почвенных минералов выражены слабее, чем в та¬
ежно-лесной зоне.
Отмеченные особенности биологического круговорота веществ и гу¬
мификации способствуют накоплению в почвах гумуса.
Светло-серые и серые лесные почвы формируются преимуществен¬
но в северной части зоны, где комплекс биокл им этических условиий поч¬
вообразования (меньшее участие в опаде остатков травянистой расти¬
тельности, более выраженный нисходящий ток воды, больший вынос ос¬
нований из опада и т. д.) приводит к заметному развитию подзолистого
процесса. Далее на юг преобладают темчо-серые почвы в сочетании с
оподзоленными и выщелоченными черноземами, а светло-серые и серые
278
почвы встречаются лишь на легких породах или иа участках рельефа с
повышенным увлажнением.
При движении с запада на восток в связи с нарастанием суровости
и континентальности климата ослабляется энергия превращения орга¬
нических веществ в почве, сокращается период их активного разруше¬
ния. Поэтому в том же направлении в серых лесных почвах увеличива¬
ется содержание гумуса, уменьшается мощность гумусового профиля,
ослабляются признаки оподзоливания и увеличивается доля чернозе¬
мов в составе почвенного покрова территории.
В условиях резко континентального климата восточных провинций
(Приалтайская, Западно- и Восточно-Присаянские) широко распрост¬
ранены серые лесные ссзонномерзлотные почвы. Низкие температуры
зимы при относительно маломощном снеговом покрове вызывают про¬
мерзание почв до 120—150 см при длительном сохранении мерзлоты
(октябрь—июнь).
Позднее оттаивание и медленное прогревание почв сокращают срок
активных биохимических и биологических процессов, ухудшают водно¬
тепловой и питательный режимы серых лесных почв этих провинций.
В нижней части профиля образуется надмерзлотная верховодка, вызы¬
вающая развитие процессов оглеения.
КЛАССИФИКАЦИЯ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ
Серые лесные почвы впервые были описаны в работах В. В. Доку¬
чаева «Русский чернозем» (1883) и «Материалы к оценке земель Ниже¬
городской губернии» (1886). '
В классификации Н. М. Сибирцева (1895) лесостепные почвы были
выделены в самостоятельный тип чернолесных почв («лесные земли»)
с подразделением на два подтипа — темно-коричневых и коричневато¬
серых почв.
Впоследствии классификация Н. М. Сибирцева детализировалась
И. К. Фрайбергом, К. Д. Глинкой, С. А. Захаровым, А. А. Завалишиным,
И. В. Тюриным и другими учеными.
В настоящее время тип серых лесных почв разделяется на подтипы:
светло-серые, серые и темио-серые лесные почвы.
Подтипы выделяются с учетом фациальных особенностей («Клас¬
сификация и диагностика почв СССР», 1977): в теплой западно- и юж¬
ноевропейской фации — светло-серые лесные (серые и темно-серые) теп¬
лые промерзающие; в умеренной восточноевропейской фации — светло¬
серые лесные (серые и темно-серые) умеренно теплые промерзающие;
в западносибирской фации — светло-серые лесные (серые и темно-се¬
рые) умеренно длительно промерзающие; в среднесибирской фации —
светло-серые лесные (серые и темно-серые) умеренно холодные длитель¬
но промерзающие и в восточносибирской фации — серые лесные (тем-
но-серые) холодные длительно промерзающие.
В подтипах выделяются следующие роды: обычные, остаточно-кар¬
бонатные, со вторым гумусовым горизонтом, контактно-луговатые, пест¬
роцветные.
На виды серые лесные почвы делятся: на глубине вскипания — вы-
соковскипающис (выше 100 см) и глубоковскипающие (глубже 100 см);
по мощности гумусового слоя (А1+А1А2)—мощные (>40 см) средне¬
мощные (20—40 см) и маломощные (<20 см).
Светло-серые лесные почвы выделяются среди серых лесных почв
наибольшей оподзоленностью и наименьшей мощностью гумусового го¬
ризонта. По морфологическим признакам и свойствам они близки к дер¬
ново-подзолистым почвам.
279
ГоризонтА!—небольшой мощности (15—
20 см и меньше), светло-серый, часто нерав¬
номерной окраски, со слабо выраженной ком-
ковато-ореховатой или комковато-пластинча¬
той структурой. На пахотных угодьях Ап обыч¬
но бесструктурный, распыленный.
Г умусово-оподзоленный горизонт А1А2
имеет четкие признаки оподзоленности — яс¬
ный белесоватый оттенок, чешуйчатую, плас¬
тинчатую или плитчато-ореховатую структуру
с обильной белесой присыпкой.
Горизонт А2В характеризуется или плит-
чато-ореховатой, или ореховатой структурой
с белесой присыпкой и постепенно переходит
в иллювиальный горизонт В, с заметной при¬
сыпкой и буровато-коричневыми примазками
по граням ореховато-призматической струк¬
туры.
Постепенно иллювиальный горизонт пе¬
реходит в породу (С). Обычно в конце второ¬
го метра профиля встречаются карбонаты в
виде журавчиков или известковых трубочек
и прожилок.
(Серые лесные почвы характеризуются бо¬
лее Интенсивным развитием дернового процес¬
са и ослаблением подзолистого по сравнению
со светло-серыми.
Морфологически отличаются от них бо¬
лее темным цветом горизонтов Ai и А1А2, по¬
вышенной мощностью горизонта Ai (до 25—
30 см), комковато-мелкоореховатой структу¬
рой в горизонте А1А2.
Горизонт АгВ может отсутствовать; горизонт В имеет те же приз¬
наки, что и у светло-серых почв (рис. 35).
Темно-серые лесные почвы по своим признакам н свойствам близ¬
ки к черноземам. Гумусовый горизонт Ai у них более мощный, чем у се¬
рых лесных почв, и более темной окраски. Структура его комковатая
или комковато-ореховатая. Горизонт А1А2 довольно интенсивно прокра¬
шен гумусом, имеет ореховатую структуру с белесой присыпкой.
Иллювиальный горизонт выделяется темно-бурой окраской, замет¬
ной уплотненностью, отчетливо выраженной ореховато-призматической
структурой. В отличие от светло-серых и серых почв белесая присыпка в
горизонте В необильная, иногда даже отсутствует. Обычно на глубине
120—150 см залегают карбонаты в виде мицелия и журавчиков.
Серые (светло-серые, серые и темно-серые) лесные
почвы со вторым гумусовым горизонтом наиболее широко
распространены в Западно-Сибирской равнине. В них ниже оподзолен-
яого горизонта AiA2 находится второй гумусовый горизонт (Ah) более
темный по окраске, пепельно-серый или пепельно-черный с сероватой
присыпкой, рассыпчато-мелкоореховатой или плитчато-ореховатой струк¬
турой. Второй гумусовый горизонт сменяется иллювиальным горизон¬
том В.
Большинство исследователей считают второй гумусовый горизонт
реликтовым и рассматривают его образование как результат вторичного
оподзоливання (или осолодения) черноземных, лугово-черноземных или
дерново-луговых почв.
Рис. 35. Серая лесная почва.
280
Серые (серые и темно-серые) лесные ост а то чн о-кар¬
бон атныепочвы развиваются на продуктах выветривания карбонат¬
ных пород (известняков, мергелей, коренных карбонатных глин и т.п.).
Гумусовый горизонт у тяжелых почв имеет зернистую структуру, а
переходный А1А2 — зернисто-ореховатую. Белесая присыпка в нем от¬
сутствует или у подтипа серых почв выражена очень слабо.
В этих почвах линия вскипания залегает неглубоко (40—60 см).
Общие особенности серых лесных остаточно-карбонатных почв, раз¬
ит ых на любых породах, — более сильная гумусированность, очень
слабые признаки оподзоливания или их полное отсутствие и неглубокое
залегание карбонатов.
Серые лесные (светло-серые и темно-серые) контакт-
но-луговатые развиты на двучленных наносах; характеризуются
признаками избыточного увлажнения и часто оглеения на контакте
пород.
Серые лесные (светло-серые и темно-серые) пест¬
роцветные развиты на коренных пестроцветных толщах и пестро¬
цветных корах выветривания, часто имеющих тяжелый механический
состав.
Серые лесные глеевые почвы — этот тип почв встречается среди мас¬
сивов серых лесных почв, на участках с повышенным увлажнением (в
западинах, на шлейфах склонов, на слабодренированных плоских водо¬
разделах) под переувлажненными лесами или влажными вторичными
лугами. У серых лесных глеевых почв строение профиля сходно с серы¬
ми лесными почвами, отличаясь от последних наличием признаков из¬
быточного увлажнения в виде охристых и сизоватых пятен, марганцови¬
сто-железистых конкреций или примазок. В самостоятельный тип выде¬
лены * недавно. В более ранних классификациях рассматривались на
уровне рода серых лесных почв. По сравнению с типом серых лесных
почв характеризуются повышенной гумусированностью, более высокой
кислотностью, неблагоприятным водно-воздушным режимом в период
повышенного увлажнения. Разделяются на подтипы: серые лесные по-
верхностно-глееватые, серые лесные грунтово-глееватые и серые лесные
грунтово-глеевые.
Выделяются следующие роды: обычные, контактно-глеевые, со
вторым гумусовым горизонтом, осолоделые, слитые, слабо дифферен¬
цированные (песчаные).
Наибольшее распространение имеют в Западно-Сибирской провин¬
ции.
СОСТАВ И СВОЙСТВА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ
Механический и минералогический состав. В распределении меха¬
нических элементов по профилю видна четкая закономерность: по сравне¬
нию с породой верхние горизонты обеднены илистой фракцией. В наи¬
большей степени это явление выражено у светло-серых почв (табл. 89).
Такое распределение илистой фракции связано как с оподзоливанием
почв, так и с проявлением лессиважа, о чем свидетельствуют данные
микроморфологии. Кроме того, в иллювиальном горизонте отмечается и
развитие процесса оглинения.
Минералогический состав илистой фракции представлен аморфными
соединениями ЭЮг, R2O3 и глинистыми минералами — гидрослюдами,
вермикулитом, монтмориллонитом и хлоритом. В почвах, развитых на
элювии гранита, присутствует также и каолинит.
Химический состав и физико-химические свойства. Данные валово¬
го анализа (табл. 90) серых лесных почв показывают, что верхние гори¬
зонты их обеднены полутораокисями и обогащены кремнекислотой. Эта
281
89. Механический состав серых лесных почв Среднерусской провинции
(Белгородская область, данные Л. С. Счастной)
Почва
Горизонт И
глубина взятия
образца, см
Содержание фракций (%) при размерах, мм
1-0,25
0,05—0,01
0.01—
0,001
<0,001
<0,01
Светло-серая сильноопод-
Ав
0—3 .
——
золенная на лёссовидном
3—9
0,8
45,0
19,3
10,3
29,6
суглинке, разрез 159
А Д,
9—17
0,5
47,7
13,2
11,7
24,9
АаВ
26—36
0,7
48,7
15,0
12,7
27,7
Bi
45—60
0,4
38,4
12,5
30,6
43,1
В,
75-90
0,2
43,4
7,5
26,7
34,2
В,
105—120
0,2
41,1
22,0
11,6
33,6
вск
130—140
0,9
30,7
9,5
11,3
20,8
Темно-серая слабооподзо-
0—2
—
—
—
—
—
ленная на лёссовидном
2—13
3,3
40,4
19,1
21,3
40,4
суглинке, разрез 120
аХ
15—25
2,1
45,0
17,6
17,7
35,3
30-45
2,3
41,4
18,8
25,3
44,1
в.
60—75
2,1
39,2
15,3
28,4
43,7
в,
95-115
2,1
33,1
16,3
28,1
44,7
ВС„
135—145
5,6
28,9
13,5
24,0
37,5
закономерность изменения валового состава по профилю серых лесных
почв указывает на заметную оподзоленность. Наиболее четко она выра¬
жена у светло-серых почв и в меньшей степени у темно-серых.
Содержание по профилю гумуса и азота свидетельствует о более
интенсивном проявлении дернового процесса у темно-серых лесных почв
и наиболее слабом его развитии у светло-серых.
Общие запасы гумуса в метровом слое'в среднем 200 т на Г га с
колебаниями от 100 — 150 т у светло-серых до 300 т у темно-серых почв.
Гумус в горизонте Ai (Ап) у светло-серых почв составляет 1,5 —
3 % в западных провинциях и до 5 % в восточных: у серых — соответ¬
ственно от 3 — 4 до 6 — 8 % и у темно-серых от 3,5—4 до 8 —9 % и
более (табл. 91). У темно-серых почв содержание гумуса вниз по про¬
филю уменьшается постепенно. В этом отношении они ближе стоят к
черноземам и заметно отличаются от светло-серых и серых почв, для
которых характерно более резкое падение содержания гумуса с глуби¬
ной. По сравнению с дерново-подзолистыми почвами в составе гумуса
возрастает группа гуминовых кислот, особенно их фракция, связанная
с кальцием.
Светло-серые и серые почвы под лесом часто в верхнем горизонте
(АО еще имеют некоторое преобладание фульвокислот над гуминовыми
кислотами, но уже в горизонтах At А2 и Bi преобладают гуминовые кис¬
лоты.
Физико-химические свойства серых лесных, почв хорошо отражают
особенности их генезиса (табл. 90). Светло-серые почвы кислые, не на¬
сыщены основаниями (V=70—80%). Емкость поглощения в гумусо¬
вом горизонте суглинистых разновидностей составляет 14—18 м.=экв.
и возрастает в иллювиальном горизонте в связи с обогащением его илис¬
той фракцией.
Подтип серые лесные почвы также характеризуется кислой реакци¬
ей и некоторой ненасыщенностью основаниями, хотя и в несколько мень-
uiefl степени, чем светло-серые почвы. Емкость поглощения в зависимо¬
сти от механического состава и содержания гумуса в горизонте Ai (А„)
колеблется в пределах 18 — 30 м.«=экв.
Более благоприятны физико-химические свойства у темно-серых
почв. Емкость поглощения в верхнем горизонте составляет от 15 — 20 до
282
90. Валовой химический состав и физико-химические свойства серых лесных почв
Среднерусской провинции (Белгородская область, данные Л. С. Счастной, 1967)
32
о.
О
*
О
х
% ‘иквинвв
-онэо ихэоннэ)п
-1ЧОВН ЯНЭОЭХЭ
тчиьоц
J 001 ен *вме»-»1
‘ЧХ0ОНХО1ГЭИХ
к ехээыии irodVH j
*2
So
g С
s*
88
as
g*.
I?.
"si
+
Й8
й2
i!
ч £
S. I
N
SR
os s
ss
8§
о
з
O.
£
<s
5
о
<л
% ‘иинеаиюяойи
Hdu Hdaiou
% ‘oXwXj
% ‘вИоя вея
-oabHUQMOodjHj
lif¬
ts я
‘-$'8
X
03
О о
те о
О)
° S.
С w
О
2;
Л 33
!«
“S.
К «
2 а
о 2
ц
« «
«а о
0.^
<и w
и *0>
. ч
*2
н “
о
и
О
со
LO
со
ю
со
сч
СО
ю
ю
Ю*
го
со
со
00
°1
00
°°«
с»
СО
о
о
со
со*
ю
го
lO
Tf<
а
00
СП
сэ
1
8
е
CS
оо
со
00
00
со
оо
1
1
о>
со
00
со
со
1
1
Ю
со
сч
со
V
со
1
1
СО^
о
,
<N
1
аГ
о
2
2
СО
1
1
*1
о
Ол
1
1
СО
со
CS
nT
со
IO
1
о
О
N
1
-
со*
*00
ej
со
=
1
со
к
ю
го
8
со
со
00
S
со
о
о
о
—
о
о
8
оо
«5
8§g§
ю
CN
о
о
сГ
о
о
ю
°1
R
ю
ю
s
2
S
о
—
СЧ
Tl*
со
Tf*"
q>
ю
00
О
о
сч
00
о
со
I4»
о>
00*
00
оГ
£2
о
о
со
СЧ
8
СЧ
СЧ
со
со
е
о
00
сч
S
9
ю
00
СО
00
"ф
00
R
о
00
00
R
СО
2
8
о
со
со
=
8
со
со
CN
csf
о>
1
ю
гг
R
5
00
СЧ
сЗ
1
1
1
—
о
о
о"
1
СО
8
00
§п
ю
о>
2
о
<N
сч
^-н
53
о
X
Е*
X
09
О
и
о
!«
о
RCM
ев ^
Ч о-
О w
2«
5*
X *
° и
« >,
СО у
ч
о
ОС
с3
О.
0
и
1
с
£
—
1о
ю
ю
со
со
со
ю
го
VO
го
го
nT
°1
00ж
го
со
«н«
СО
СО
со*
со*
со
со
со
Ол
сч
сч
1
оГ
00
S?
00
S
S
S
1
I
00
со
о
1
1
со
сч*
сч*
сч*
сч
1
СО
Ож
От
1
ю
см
сч*
сч
■^**
сч
го*
сч
чр
сч
1
1
сч
о
1
1
СО
со
N.*
оо*
1
сэ
сч
со^
о
1
2
со
а>
^*
СО
1
{2
05
со
°1
ч
СО
со
2
8
СО*
о
о*
—
8 8
5
9
N-
сч
ю
со
8 fe
со
s
о
—
со
со
со
о
°°-
ю
со
ж
со
8
сч
-
о
сч*
сч
сч
о
8
$ S
00
£
&
со
8
о
00
00
R
S
R 8
§
о
сч
8
-
9
сч
СО
со
£
00
со
со
сч
го
1
SS 58 S 8 S
1
1
со
сч
9*+
о
о
СО
3
S
со
Ю
о>
S
5
CJ
со
сч
со
сч
со
со
7 Ьа? 3
*
» >ц ^4 ОТ От MV.J
< < < < й ш й (а
еЗ ю
« I ? 8 :
9
Зт*П1в
о w ^ СО со Oi й
<? < в? ef off 8
283
< <
91. Содержание гумуса и мощность гумусовых горизонтов в серых лесных почвах
различных фаций (данные А. И. Троицкого, 1967)
Подтип
Фации
западно- и
южноевропейская
(теплые)
восточно¬
европейская
западно- и
среднесибирская
(холодные)
восточносибирская
(глубоко промер¬
зающие)
Ai+AfA*,
см
гумус, %
ArbAtA,.
см
гумус,
%
АН-А.А,,
см
гумус,
%
Ai+AiAf,
см
гумус,
%
Светло-серые
лесные
Серые
лесные
Темно-серые
лесные
30—35
35-40
40—50
1.5-2,0*
2.5-3,5
2,0-2,5
15—25
30—40
40-45
2.0—2,5
3.0—4,0
3.0—5,0
15-20
18-30
25—35
3.0-4,0
5.0-7,0
6.0-8,0
Не распр
15—25
20—25
остранены
5.0—7,0
7.0—8,0
8.0—14,0
До 16,0
3,5—6,0
3,0—3,5
До 8,0
4.0—6,0
4.0-5,0
5—8,0
До 10,0
7,0-10,0
До 14,0
• В числителе — на пашне, в знаменателе — на целине под лесом.
35—45 м.-экв. Они имеют более высокую насыщенность основаниями
{У=80 — 90 %). Реакция солевой вытяжки чаще слабокислая. В отли¬
чие от светло-серых почв серые и темно-серые почвы характеризуются
наибольшей емкостью поглощения в верхних горизонтах, что связано с
■большей гумусироваииостью и меньшим обеднением илом верхних гори¬
зонтов.
Гидролитическая кислотность у типа серых лесных почв обычно 2 —
5 м.-экв. на 100 г почвы.
Физические и водно-физические свойства. Плотность твердой фазы
серых лесных почв увеличивается вниз по профилю, что связано с умень¬
шением содержания гумуса. Темно-серые почвы, отличаясь большей
гумусированностью, имеют и меньшую плотность твердой фазы. Плот¬
ность наименьшая у темно-серых почв благодаря их лучшей острукту-
ренности и большей гумусированности. Все серые лесные почвы харак¬
теризуются высокой плотностью уплотненных иллювиальных горизонтов
(1.5— 1,65 г/см3). Общая пористость изменяется от 50 — 60 % в верхних
•горизонтах до 40 — 45 % в иллювиальных и породе. В светло-серых поч¬
вах капиллярная пористость резко преобладает над некапиллярной.
Неблагоприятные физические свойства светло-серых почв опреде¬
ляют их заметно худшую водопроницаемость по сравнению с другими
подтипами. Темно-серые почвы благодаря лучшим физическим свойст¬
вам характеризуются большей влагоемкостью и большим содержанием
доступной для растений влаги.
Агрофизические свойства серых лесных почв, особенно светло-серых,
•малоблагоприятны. Невысокое содержание гумуса, обеднение илом,
обогащение пылеватыми фракциями способствуют быстрому обесструк-
туриванию верхнего горизонта при распашке, поэтому такие почвы за¬
плывают и образуют корку. Состояние спелости у серых лесных почв для
•условий одного и того же хозяйства и района наступает несколько поз¬
же, чем у черноземов.
СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
Структура почвенного покрова лиственно-лесной зоны во многом
определяется ее переходным положением между таежно-лесной и лесо¬
степной зонами. Поэтому в ряде провинций (Среднерусская, Украинская
284
и др.) в структуре почвенного покрова широко представлены сочетания
контуров серых лесных почв (серых и темно-серых) с выщелоченными
и оподзоленными черноземами и лугово-черноземными почвами. При
этом контуры черноземных почв преимущественно составлены пятни¬
стостями черноземов разной степени выщелоченности, оподзоленности
и мощности. Наряду с такими комбинациями в северной части зоны рас¬
пространены сочетания светло-серых, серых лесных почв со светло-се-
рыми и серыми лесными глеевыми с участием контуров дерново-подзо¬
листых почв, а также вариации светло-серых, серых и темно-серых почв.
Структура почвенного покрова территорий с эрозионными формами
рельефа характеризуется широким участием сочетаний с контурами
эродированных почв и почв овражно-балочного комплекса.
В Западно-Сибирской провинции в структуре почвенного покрова
преобладают сложные контрастные сочетания и комплексы, составлен¬
ные контурами серых лесных обычных, осолоделых и глеевых почв, лу¬
говых, лугово-болотных почв и солодей. В северных районах провинции
распространены сочетания с широким участием дерново-подзолистых v
серых лесных почв со вторыми гумусовыми горизонтами.
ТЕПЛОВОЙ, ВОДНЫЙ И ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМЫ
Тепловой режим лесных почв европейской части СССР в основном
благоприятный. Почвы длительный период (апрель—декабрь) имеют
положительные температуры по всему профилю. Замерзание их начина¬
ется с декабря, а иногда даже с января и охватывает слой до глубины
50—70 см. К началу полевых работ (апрель) почвы целиком оттаивают.
В отдельные годы в центральных и западных провинциях зимой наблю¬
дается периодическое оттаивание и замерзание верхнего слоя почвы, что
может вызвать значительное выпадение клеверов и озимой пшеницы.
Серые лесные почвы этих территорий относятся по теплообеспечен-
ности к фациальным подтипам теплых промерзающих (Молдавия, Пред¬
кавказье) и умеренно тепловых промерзающих (Украина, центральные
провинции, Заволжье).
Существенно отличается тепловой режим почв сибирских провин¬
ций, где развиты фациальные подтипы умеренные длительно промерза¬
ющие (Западная Сибирь), умеренно холодные длительно промерзающие
(Средняя Сибирь) и холодные длительно промерзающие (Забайкалье).
Меньший снеговой покров, суровые морозы длительных зим приводят
к глубокому промерзанию почв и медленному их оттаиванию. К началу
полевых работ (май) нижние горизонты еще сохраняют отрицательные
температуры; здесь часто наблюдаются поздние весенние и раннеосен¬
ние заморозки. В Забайкалье почвы ежегодно промерзают до горизон¬
та многолетней мерзлоты (3,5—4 м), которая здесь распространена пов¬
семестно.
Водный режим. В серых лесных почвах преобладает периодически
промывной тип водного режима. Легкие почвы в районах повышенного
увлажнения (Украинская лесостепь) могут иметь промывной водный
режим. Обычно осенние осадки увлажняют лишь слой почвы до глуби¬
ны 50 см. Наиболее глубокое промачивание происходит в период весен¬
него снеготаяния. Поэтому глубина промачивания в большей мере зави¬
сит от мощности снегового покрова и размеров поверхностного стока
талых вод. Расход влаги в районах с пересеченным рельефом за счет
поверхностного стока может достигать 20%. Максимальный расход
влаги летом охватывает толщу почвогрунта до 1 м. Поэтому важное зна¬
чение имеют летние осадки, увлажняющие главным образом пахотный
слой почвы. Под однолетними сельскохозяйственными культурами ис¬
285
пользуется часть влаги и во втором метре. В нижележащих слоях почво¬
грунта на пашне влажность обычно близка к НВ. Многолетние травы
(люцерна) усваивают влагу до глубины 4 м и более.
Иначе складывается водный режим серых лесных почв под лесом.
Здесь за счет накопления снега значительно больше поступает влаги
весной. Однако из-за более интенсивного ее потребления и развития
глубокой корневой системы почвогрунты под лесом за вегетационный
период иссушаются до глубины 4—5 м и более. Поэтому на участках под
лесом периодически промывной режим наблюдается реже, чем на пашне.
Питательный режим. По условиям питательного режима в лучшую
сторону выделяются темно-серые почвы, отличающиеся более высоким
природным плодородием — большими запасами гумуса, азота, фосфора.
Содержание общего азота тесно связано со степенью гумусированности
почв и в верхнем горизонте у светло-серых почв колеблется от 0,1 до
0,25 %, у серых—от 0,15 до 0,3 % и у темно-серых—от 0,2 до 0,4 %.
Общие запасы фосфора в значительной мере определяются механи¬
ческим и минералогическим составом почв, степенью их гумусированно¬
сти. Для одних и тех же районов они больше у темно-серых почв.
Содержание подвижных форм питательных веществ сильно зависит
от степени окультуренности почв и систематического применения удоб¬
рений.
Как общую закономерность можно отметить более высокое содер¬
жание гидролизуемого азота и лучшую нитрификационную способность
у темно-серых почв. Особенно бедны подвижными формами азота свет¬
ло-серые почвы. Содержание подвижного фосфора связано со степенью
окультуренности почв. Систематическое унавоживание повышает коли¬
чество подвижных фосфатов. Повышенным содержанием подвижного
фосфора выделяются остаточно-карбонатные почвы.
Распределение микроэлементов и их содержание по профилю свет<
ло-серых и серых почв такие же, как и в дерново-подзолистых почвах:
в гумусовом и иллювиальном горизонтах наблюдается увеличение ва¬
лового содержания Zn, Си и Со, а оподзоленные горизонты обеднены
ими. У темно-серых почв такой четкой закономерности нет.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ
Зона распространения серых лесных почв является важным земле¬
дельческим районом страны. На этих почвах в структуре сельскохозяй¬
ственных угодий находятся: пашни 11,8%; сенокосов 5,2; пастбищ и
выгонов 0,6%.
На серых лесных почвах выращивают озимую и яровую пшеницы,
сахарную свеклу, кукурузу, картофель, лен и др. В европейской части
зоны широко развито садоводство.
По комплексу агрономических свойств серые лесные почвы можно
разделить на две группы: светло-серые и серые почвы; темно-серые
почвы.
Серые почвы хотя и отличаются от светло-серых несколько лучши¬
ми агрономическими свойствами, все же (за исключением серых лесных
остаточно-карбонатных) характеризуются ненасыщенностью основания¬
ми и кислой реакцией, невысокими запасами питательных веществ, а
также неблагоприятными физическими свойствами, связанными со сла¬
бой оструктуренностыо и значительной распыленностью пахотного слоя.
Поэтому главным направлением в повышении плодородия как свет¬
ло-серых, так и серых лесных почв является их окультуривание приме¬
нением комплекса мероприятий, направленных на создание мощного
286
плодородного пахотного слоя; систематическое внесение органических и
минеральных удобрений, углубление пахотного слоя, травосеяние.
Органические удобрения улучшают питательный режим, физичес¬
кие свойства почв: навоз разрыхляет почву, усиливает ее аэрацию,
уменьшает склонность к заплыванию и образованию корки. Системати¬
ческое внесение навоза способствует снижению кислотности. Почвы с
повышенной кислотностью нуждаются в известковании.
В районах свеклосахарной промышленности в качестве известково¬
го материала широко используется дефекационная грязь. Известкование
должно проводиться на фоне высокой агротехники с применением орга¬
нических и минеральных удобрений. Наивысшнй эффект дает полное
минеральное удобрение (NPK). На втором месте стоят комбинации, со¬
держащие азот, что объясняется слабой, нитрификационной способно¬
стью светло-серых и серых лесных почв.
При слабо выраженной способности к накоплению нитратов в свет¬
ло-серых почвах происходит более интенсивное их вымывание. Поэтому
на таких почвах очень важно восполнение дефицита подвижного азота,
особенно в ранневесенний период развития озимых и ранних яровых
культур. Решение этой задачи осуществляется ранневесенними под¬
кормками азотом озимых и припосевным (в рядки) внесением азота под
яровые, а также использованием в качестве предшественника клеверно¬
го пласта.
Хорошее действие на серых лесных почвах оказывают фосфоритная
мука и томасшлак. Максимальная эффективность фосфорных удобре¬
ний достигается при устранении дефицита азота в почвах.
Для окультуривания светло-серых и серых лесных почв исключи¬
тельное значение имеют углубление пахотного горизонта и создание
мощного культурного слоя. Это мероприятие следует проводить с учетом
свойств как пахотного, так и подпахотного горизонта и сопровождать
внесением органических и минеральных удобрений, а при необходимос¬
ти и известкованием почвы. При наличии хорошо гумусированного ела-
бооподзоленного подпахотного слоя в серых почвах и больших норм ор¬
ганических удобрений углублять пахотный горизонт можно сразу на
значительную глубину.
Важнейшим приемом повышения плодородия темно-серых почв
является также систематическое внесение органических и минеральных
удобрений. На темно-серых почвах, имеющих повышенную гидролити¬
ческую кислотность, хорошие результаты дает фосфоритная мука.
Большая мощность гумусового слоя позволяет на темно-серых поч¬
вах в один прием увеличивать пахотный слой до 25—30 см.
В процессе окультуривания серых лесных почв существенно улуч¬
шаются их агрономические свойства: снижается кислотность, увеличи¬
вается емкость поглощения и насыщенность основаниями, повышается
содержание подвижных форм азота, фосфора и калия, усиливается
микробиологическая деятельность, в верхнем горизонте возрастает от¬
ношение Сгк: СфК, улучшаются водно-воздушный режим и физико-меха¬
нические свойства. Поскольку серые лесные почвы испытывают перио¬
дический недостаток атмосферного увлажнения, важное значение в
повышении их эффективного плодородия имеют мероприятия по накоп¬
лению влаги (снегозадержание, поглощение талых вод, борьба с непро¬
дуктивным испарением).
При сельскохозяйственном использовании серых лесных почв необ¬
ходимо также учитывать их провинциальные особенности. В европей¬
ской части лесостепной зоны широко развита эрозия. Поэтому здесь в
комплексе агротехнических приемов обязательны противоэрозионные
мероприятия: обработка почвы поперек склона, устройство земляных
287
гребней, бороздование и др. Особое значение для прекращения эрозии и
повышения плодородия эродированных серых лесных почв имеют про*
тивоэрозионные лесные насаждения, почвозащитные севообороты и
применение удобрений.
В Западно-Сибирской лесостепи, как уже отмечалось, широкое рас¬
пространение имеют глеевые и осолоделые серые лесные почвы. Кроме
того, особенностью почвенного покрова здесь является комплексность с
участием в комплексах солонцов и солодей. Для повышения плодородия
осолоделых почв большое значение имеют применение навоза и супер*
фосфата, а также рыхление уплотненного иллювиального горизонта.
Серые лесные почвы Западно-Сибирской, Приалтайской, Западно*
и Восточно-Присаянской провинций характеризуются неблагоприятным
тепловым режимом: они глубоко промерзают, медленно оттаивают.
В весенний период в них задерживается развитие активных микробио¬
логических процессов. Более плодородны здесь легкосуглинистые раз¬
новидности серых лесных почв — они быстрее прогреваются и имеют
лучший водно-воздушный режим. Наименее плодородны оглеенные се¬
рые лесные почвы вследствие продолжительной их переувлажненности
и неблагоприятного теплового режима.
Глава XXII
ЧЕРНОЗЕМНЫЕ ПОЧВЫ ЛЕСОСТЕПНОЙ И СТЕПНОЙ ЗОН
Черноземные почвы широко представлены на территории Советско¬
го Союза. Они вместе с лугово-черноземными почвами и солонцовыми
комплексами занимают около 191 млн. га, или 8,6 % площади всех почв
страны.
Основные массивы черноземов находятся в Молдавии, на Украине,
Северном Кавказе, в центральных областях, Поволжье, Западной Си¬
бири и Северном Казахстане. Наряду с господствующим типом черно¬
земных почв в этих зонах встречаются лугово-черноземные почвы, се¬
рые лесные (в северной части зоны), а в отдельных провинциях (Запад¬
но-Сибирская, Казахстанская и др.), кроме того, солончаки, солонцы,
солоди и болотные почвы.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Черноземные почвы распространены в лесостепной и степной зонах,
простираясь от Молдавии до Забайкалья.
Большая широтная и особенно меридиональная протяженность
территории черноземных почв определяет значительную неоднородность
ее природных условий.
Климат характеризуется теплым летом и умеренно холодной зимой.
В восточных областях зима холодная и суровая. Неоднородность кли¬
мата, особенно в степной зоне, проявляется прежде всего в различиях
обеспеченности теплом в период вегетации, зимних температур и хара¬
ктера увлажнения.
По мере движения с запада на восток уменьшается количество теп¬
ла, нарастает континентальность климата, снижается количество осад¬
ков. Более мягкий и менее континентальный климат в северной части
зоны (лесостепь). Средняя температура июля по годам колеблется от
23—25°С на западе до 19—21°С на востоке, а средние температуры ян¬
варя от —4° до —25°, —27° С. Продолжительность периода с температу¬
рой выше 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.
Сумма температур выше 10° С колеблется в лесостепной части зоны
от 2400—3200° на западе до 1400—1600° на востоке и в степной соответ¬
ственно от 2300—3500 до 1500—2300°.
Больше всего осадков выпадает на западе и в Предкавказье (500—
600 мм) и, постепенно уменьшаясь при движении на восток, составляет
в Поволжье 300—400 мм, в Западной Сибири и Северном Казахстане
300—350 мм. Количество осадков уменьшается также с севера на юг.
Значительная часть годового количества осадков выпадает летом: в ев¬
ропейской части 30—40% и в азиатской до 50%. В целом территория
распространения черноземов характеризуется недостаточным увлажне¬
нием. Лишь на севере лесостепной зоны соотношение количества осад¬
ков и испаряемости приближается к единице, а уже на юге составляет
около 0,77. Еще больший дефицит увлажнения в степной зоне, где это
отношение составляет 0,50—0,66.
Рельеф. В европейской части территория преимущественно равнин¬
ная или слабоволнистая, в разной степени расчлененная речными долина*
ми и овражно-балочной сетью. Более спокойный рельеф в степной зоне.
Здесь среди плоских водоразделов часто встречаются различного рода
понижения — поды, лиманы, западины.
19-137
289
Рис. 36. Разнотравно-ковыльная степь на южных черноземах (фото Н. П. Панова).
Наиболее расчленены овражно-балочной сетью Волыно-Подоль-
ская, Среднерусская и Приднепровская возвышенности, а также До¬
нецкий кряж, Приволжская возвышенность и в Заволжье возвышенность
Общий Сырт.
В азиатской части черноземные почвы занимают слаборасчленен-
ную равнинную, относительно повышенную южную часть Западно-Сибир¬
ской низменности и северную часть Казахского мелкосопочника. Далее
ка восток черноземы встречаются в равнинных и предгорных областях
Алтая, в Минусинской впадине и в холмисто-равнинной полосе на окра¬
ине предгорий Восточного Саяна. Отдельными участками черноземные
степи расположены в Забайкалье в крупных тектонических депрессиях.
Почвообразующие породы. Основные почвообразующие породы —
лёссы и лёссовидные суглинки различного механического состава (от
легких до тяжелых суглинков).
На территории Окско-Донской низменности, в Предкавказье, в
Поволжье и Заволжье и в ряде районов Казахстана и Западной Сибири
встречаются глинистые породы.
В Поволжье, на Урале и в Казахстане среди почвообразующих по¬
род встречаются элювиальные хрящеватые породы.
Особенность почвообразующих пород лесостепной и степной зон —
их карбонатность. В отдельных провинциях (Западно-Сибирская, Ка¬
захстанская, в меньшей степени Среднерусская) встречаются засолен¬
ные породы.
Растительность. Естественная растительность лесостепной зоны в
прошлом (по Е. М. Лавренко) характеризовалась чередованием лесных
участков с луговыми степями. Лесные участки, сохранившиеся частично
и сейчас, расположены по водоразделам, балкам и речным террасам и
представлены в европейской части широколиственными породами, пре¬
имущественно дубом. В Западной Сибири по понижениям широко раз¬
виты березовые колки. По песчаным террасам встречаются сосновые
боры. Растительность луговых степей представляли ковыли (Stipa ste-
290
nophylla, S. joannis, S. capillata), типчак (Festuca sulcata), степные ов¬
сы (Helictotrichon desertorum, H. pubescens), тонконог (Koeleria crista-
ta), костер (Bromus riparius), шалфей (Salvia nutans), лядвенец (Lotus
cornicalatus), желтая люцерна (Medicago falcata), колокольчик (Cam¬
panula sibirica) и многие другие.
Растительность степной зоны представляла собой разнотравно-ко-
выльные (рис. 36) и типчаково-ковыльные степи.
Среди первых основной фон составляли узколистные дерновннные
злаки — ковыли (Stipa stenophylla, S. capillata), типчак (Festuca sul¬
cata), степной овес (Helictotrichon desertorum) и другие с широким
участием разнотравья — шалфея (Salvia nutans), клевера (Triiolium
montanum, Т. lupinaster и др.), колокольчиков (Campanula steveni)
и др.
Типчаково-ковыльные степи характеризовались менее мощной и
разнообразной растительностью, основными представителями которой
являлись низкостебельные перистые ковыли (S. Lessingiana), тырса
(S. capillata), типчак (Festuca sulcata), житняк (Agropyrum pectinifor-
me), осоки (Carex stenophylla). Менее мощный общий характер расти¬
тельности типчаково-ковыльных степей, широкое участие в травостое
эфемеров и эфемероидов — мортук (Eremopyron triticeum), луковичный
мятлик (Роа bulbosa), тюльпаны (Tulipa), бурачок (Alyssum, Cortuosum,
A. desertorum и др.), а также полыни (Artemisia austriaca) —следствие
заметного здесь дефицита влаги. В настоящее время основные массивы
черноземных почв распаханы. Естественная растительность сохранилась
лишь на отдельных участках (балки, крутые склоны, заповедные участ¬
ки и др.).
ГЕНЕЗИС ЧЕРНОЗЕМОВ
Черноземные почвы развиваются под степной и разнотравно-степ¬
ной травянистой растительностью. Весь облик этих почв свидетельст¬
вует о богатстве их органическим веществом. В профиле черноземов
выделяется мощный темноокрашенный гумусовый, или гумусово-акку¬
мулятивный, слой (35—150 см), содержащий большое количество гуму¬
са (250—700 т на 1 га).
Гумусовый слой в связи с неодинаковой интенсивностью его окрас¬
ки органическим веществом разделяется на два самостоятельных гори¬
зонта: верхняя наиболее гумусированная часть выделяется как гумусо¬
вый горизонт А и нижняя до гумусовых затеков — как переходный го¬
ризонт Вь Переход в горизонт Bi постепенный и характеризуется
появлением коричневатого оттенка в окраске, который книзу заметно
усиливается. В самостоятельный выделяется горизонт гумусовых зате¬
ков (В2). Ниже гумусового слоя, часто захватывая горизонт гумусовых
затеков, залегает горизонт максимального скопления карбонатов —
карбонатный, или карбонатно-иллювиальный, горизонт Вк, постепенно
переходящий в породу С.
В целинных почвах под девственной степной растительностью в чер¬
ноземных почвах выделяется горизонт степного войлока Ао, состоящий
из остатков травянистой растительности. На пахотных почвах распа¬
ханная часть горизонта А выделяется ё самостоятельный пахотный го¬
ризонт Ап.
Характерный признак черноземных почв — зернистая и комковатая
структура гумусового слоя, особенно отчетливо выраженная в подпа¬
хотной части горизонта А.
Черноземы благодаря мощному гумусовому слою с водопрочной
зернисто-комковатой структурой характеризуются как почвы высокого
природного плодородия, обладающие значительным запасом элементов
19*
291
питания, благоприятными водно-воздушными и физико-химическими
свойствами.
Черноземная зона издавна была важнейшим районом производства
товарного зерна в России. Огромные просторы черноземных степей всег¬
да привлекали внимание исследователей. Поэтому не случайно, что
именно в результате изучения черноземных почв В. В. Докучаев (1883)
в труде «Русский чернозем», по существу, сформулировал основные на¬
учные идеи о генезисе почвы как природного образования.
Первые научные положения о происхождении чернозема имеются
«еще в трудах М. В. Ломоносова (1763), который писал: «Итак, нет со¬
мнения, что чернозем не первообразная и не первозданная материя, но
лроизошел от согнития животных и растущих тел со временем».
По вопросу образования черноземов были высказаны различные
точки зрения, которые можно объединить в три группы: гипотезы о мор¬
ском происхождении черноземов; теории болотного образования черно¬
земов; теории растительно-наземного их происхождения.
Гипотезы о морском происхождении черноземов были выска¬
заны первыми исследователями этих почв, рассматривавшими чернозе¬
мы как морской ил, оставшийся после отступления Каспийского и Чер¬
ного морей (Паллас, 1799; Петцольд, 1851), или как продукт размыва
ледниковыми водами черной юрской сланцевой глины (Мурчисон, 1842).
Эти гипотезы отражали собой господствовавшее в то время представле¬
ние о почве как геологическом образовании, и в настоящее время они
имеют лишь исторический интерес.
Сторонники теорий болотного образования черноземов счи¬
тали, что в прошлом черноземная зона представляла собой тундровые
сильнозаболоченные пространства. При последующем постепенном дре¬
нировании территории в условиях теплого климата шел процесс энер¬
гичного разложения болотной и тундровой растительности (Э. И. Эйх-
вальд, 1850) и болотного ила и поселения наземной растительности
(Н. Д. Борисяк, 1852), что и обусловило формирование черноземных
почв.
Теории растительно-наземного происхождения чернозе¬
мов связывают их образование с поселением и развитием лугово-степной
и степной травянистой растительности. Первая наиболее обстоятель¬
ная работа в этом направлении — «Геоботанические исследования о
черноземе» Ф. Рупрехта (1866), который рассматривал возникновение
черноземов как результат поселения травянистых растений и накопле¬
ния перегноя при их разложении.
Наиболее полное и завершающее развитие теория растительно-на¬
земного образования черноземов получила в работе В. В. Докучаева
«Русский чернозем». В. В. Докучаев рассматривал образование черно¬
земов как результат накопления в породе перегноя «... от согнивания
травянистой степной, а не лесной растительности как результат тесного
взаимодействия климата, возраста страны, растительности, рельефа
местности и материнских пород».
В образовании черноземов В. В. Докучаев подчеркивал разносто¬
роннюю роль климата, который определяет не только тип растительно¬
сти (степная форма), но и темп ее развития (годовой прирост), скорость
и направление процессов разложения.
П. А. Костычев в работе «Почвы черноземной области России»
•(1886) показал важное значение корневых систем травянистой расти¬
тельности в накоплении перегноя в черноземных почвах.
В. Р. Вильямс рассматривал происхождение черноземных почв как
результат развития дернового процесса под луговыми степями черно¬
земной зоны.
292
Современные материалы по биологическому круговороту веществ
под растительностью черноземных степей позволяют наиболее глубоко
понять особенности черноземообразования.
Ведущим процессом почвообразования при формировании чернозе¬
мов является гумусоаккумулятивный процесс, обусловливающий разви¬
тие мощного гумусоаккумулятивного горизонта, накопление элементов
питания растений и оструктуривание профиля.
Природная растительность черноземных степей характеризуется
значительным ежегодным отчуждением в опад органической массы
(100—200 ц на 1 га, или 40—60% всей биомассы). При этом около 40—
60 % опада составляют корни растений.
Зольность опада (с учетом надземной части и корней) в лугово¬
степных сообществах составляет 7—8%, в хвойных лесах — 0,7—1,7%
и в лиственных—1,6—7,5% (Н. И. Базилевич, 1962). Содержание азо¬
та также самое высокое в опаде лугово-степных сообществ (1—1,4%).
Богатство опада растительности черноземных степей зольными эле¬
ментами и азотом при большой общей массе ежегодного опада опреде¬
ляет максимальное поступление в почву азота и зольных элементов.
Если под хвойными лесами ежегодно поступает с опадом 40—300 кг
азота и зольных элементов, в сухих степях (каштановые почвы) —200— •
250 кг, то под растительностью черноземов эта величина достигает 600—
1400 кг на 1 га.
Следовательно, важнейшая особенность биологического круговоро¬
та веществ при черноземообразовании — ежегодное поступление в почву
с опадом больших количеств азота и зольных элементов.
Наиболее благоприятно образование гумуса при разложении опада
растений протекает при щелочной реакции, достаточном доступе кисло¬
рода, оптимальном увлажнении, без интенсивного выщелачивания, в
условиях обогащенности растительных остатков белковым азотом и
основаниями.
Именно близкая к этим условиям обстановка создается при минера¬
лизации органических остатков травяных формаций луговых степей и
степей на черноземах.
Наилучшие условия для процесса гумификации в черноземной зоне
создаются весной и ранним летом. В это время в почве благоприятные
температуры и еще достаточный запас влаги от осенне-зимних осадков
и весеннего снеготаяния. В период летнего иссушения и прерывистого
увлажнения микробиологические процессы заметно ослабевают, что
способствует предохранению формирующихся гумусовых веществ от их
быстрой минерализации. Одновременно повышение температуры и неко¬
торое иссушение почвы летом усиливают процессы усложнения гумусо¬
вых веществ вследствие реакций поликонденсации и окисления
(М. М. Кононова).
Некоторое улучшение водного режима осенью активизирует микро¬
биологические процессы, но этот период ограничивается быстрым пони¬
жением температур. Зимой при промерзании почвы происходят процес¬
сы денатурации гумусовых веществ. Богатство опада растительности
черноземной зоны кальцием приводит к непрерывному образованию в
почвах биогенного кальция и к его миграции в форме Са(НСОз)г. Поэ¬
тому гумификация идет в условиях избытка кальциевых солей и насыще¬
ния образующихся гумусовых веществ кальцием, что почти полностью
исключает формирование и вынос свободных водорастворимых органи¬
ческих продуктов.
Таким образом, особенность биологического круговорота под травя-
ными сообществами черноземов заключается также в том, что гидротер¬
мические условия зоны благоприятствуют разложению богатого основа-
293
нияии и азсгом опада по типу гумификации с возникновением сложных
высококонденсированных перегнойных соединений типа гуминовых кис-
лот, закреплению которых в почве способствуют непрерывное образова¬
ние в среде биогенного кальция и формирование карбонатного иллюви¬
ального горизонта.
Небходимо подчеркнуть качественные особенности органического
вещества чернозема — гуминовый характер гумуса, сложность гумино¬
вых кислот, высокую степень их окисленности и ароматизации и преиму¬
щественное закрепление их в форме гуматов кальция, почти полное от¬
сутствие свободных фульвокислот и более сложное их строение по срав¬
нению с фульвокислотами подзолистых почв.
Поскольку при черноземообразовании гумусовые кислоты быстро
нейтрализуются основаниями опада и кальцием почвенного раствора, то
не наблюдается сколько-нибудь заметного разложения почвенных мине¬
ралов под воздействием гумусовых веществ. Слабо этот процесс проте¬
кает лишь в оподзоленных и выщелоченных черноземах.
Главные черты взаимодействия органических продуктов почвообра¬
зования с минеральной частью почвы при черноземном процессе — обра¬
зование органо-минерального комплекса из устойчивых органо-мине¬
ральных соединений.
Вместе с накоплением гумуса при черноземообразовании идет зак¬
репление в форме сложных органо-минеральных соединений важнейших
элементов питания растений — N, Р, S, Са и др.
Развитие мощных корневых систем лугово-степной и степной расти¬
тельности и образование гуматов кальция оказывают благоприятное
влияние на оструктуривание профиля почвы. Характерной чертой гене¬
зиса черноземов является также сезонная динамика карбонатов в их
профиле (см. стр. 303).
Рассмотренные общие черты образования черноземов имеют свои
особенности проявления в пределах зоны, что связано с изменением со¬
става растительности и климатических условий.
Наиболее благоприятные условия черноземообразования в южной
части лесостепной зоны (типичные черноземы), где создается макси¬
мальное количество растительной массы и наилучшим образом склады¬
вается гидротермический режим почв.
К югу нарастает дефицит влаги, снижается количество поступаю¬
щего в почву опада и ухудшается зольно-азотный его состав, а также
уменьшается глубина проникновения корневых систем растений в почву.
Все это определяет и менее интенсивный процесс гумусонакопления с
продвижением к югу в черноземной зоне.
К северу от типичных черноземов (в подзоне оподзоленных и выще¬
лоченных черноземов, темно-серых почв) более влажные условия клима¬
та способствуют большему выносу оснований из опада.
Это, в свою очередь, приводит к образованию более кислых органи¬
ческих продуктов превращения растительных остатков, нейтрализация
которых частично идет уже за счет разложения почвенных минералов.
В этих условиях возможно проявление некоторого оподзоливания почв.
Существенное влияние на формирование черноземов, их признаки и
свойства (мощность гумусового слоя, содержание гумуса, форма выделе¬
ния карбонатов, глубина промачивания, водный и тепловой режимы)
оказывают фациальные особенности почвообразования.
Черноземы южноевропейской фации (Придунайская и Предкавказ-
ская провинции) формируются в условиях более мягкого и влажного
климата. Они почти не промерзают, быстро оттаивают, получают глубо¬
кую влагозарядку. Биологический круговорот протекает интенсивнее,
процессы почвообразования охватывают более мощный слой почвы, что
294
приводит к формированию черноземов с большей мощностью гумусовых
горизонтов при относительно невысоком содержании гумуса (3 — 6%).
Черноземы этих провинций характеризуются большей промытостью
профиля, глубоким залеганием гипса и мицелярной формой карбонатов,
в соответствии с чем они получили название мицелярно-карбонатных.
К востоку нарастает континентальность климата, уменьшается об¬
щее количество тепла, сокращается период вегетации и увеличиваются
время и глубина промерзания почв. Черноземы центральных провинций
(Украинская, Среднерусская, Заволжская) развиваются в умеренно
континентальных условиях и относятся к средне- и высокогумусирован-
ным (6— 12%). Черноземы западносибирской и восточносибирской фа¬
ций глубоко промерзают и медленно оттаивают. В восточных провинциях
уменьшается глубина промачивания почв и распространения корневых
систем растений, сокращается период активного и наиболее полного раз¬
ложения органических веществ. Черноземные почвы западно- и средне-
сибирской фаций отличаются меньшей мощностью гумусовых горизон¬
тов, но более высоким содержанием гумуса (5,5—14%). Для них харак¬
терна языковатость гумусового профиля, обусловленная сильным
растрескиванием почвы в холодное время. Черноземы восточносибир¬
ской фации еще менее мощные (35 — 45 см). Содержание гумуса в них
колеблется от 4 до 9 % и резко снижается с глубиной.
С продвижением на восток в соответствии с отмеченными особенно¬
стями климата солевые горизонты в черноземах залегают постепенно на
меньших глубинах. Наиболее близко к поверхности их распределение в
Казахстанской провинции (1,2—1,5 м). Здесь же чаще наблюдается ком¬
плексность почвенного покрова как следствие малой промытости почв.
Далее к востоку эта закономерность нарушается, поскольку черно¬
земные почвы развиваются уже в подгорных условиях или в горных кот¬
ловинах, нередко на легких щебнистых породах (Минусинская, Предал-
тайская и Забайкальская провинции), с местными особенностями клима¬
та, часто проявляющимися в наибольшем выпадении осадков в
летне-осеннее время, что приводит к более глубокому вымыванию лег¬
корастворимых солей.
Восточносибирские черноземы отличаются широким распростране¬
нием мучнистой формы карбонатов и глубокой промытостью профиля
муссонными летними осадками.
В соответствии с отмеченными зональными и фациальными особен¬
ностями черноземообразовании закономерно изменяется степень выра¬
женности основных признаков черноземного типа почв.
Природный процесс почвообразования в черноземных почвах су¬
щественно изменяется при вовлечении их в сельскохозяйственное ис¬
пользование, что обусловлено систематической механической обработ¬
кой почвы, сменой растительности, применением удобрений.
Возделывание сельскохозяйственных растений заметно изменяет
как характер биологического круговорота веществ, так и условия фор¬
мирования водного и термического режимов. При выращивании сельс¬
кохозяйственных культур ежегодно отчуждается большая часть созда¬
ваемой биомассы, а следовательно, и значительное количество пита¬
тельных веществ, сокращается срок активного взаимодействия корне¬
вых систем растений с почвой. Кроме того, почва долгое время оста¬
ется без растительного покрова (пар, осенне-зимний и ранневесенний
период при возделывании яровых и пропашных культур). Последнее
обстоятельство приводит к уменьшению поглощения почвой зимних
осадков, так как происходит значительный снос снега с полей, лишен¬
ных растений. Это необходимо учитывать и принимать меры для задер¬
жания снега и талых вод на пахотных почвах.
295
92. Влияние длительного сельскохозяйственного использования типичного чернозема
на содержание (%) в нем гумуса и азота (данные А. М. Гринченко, Г. Я. Чесняк
и О. А. Чесняк, 1965)
Горизонт
Глубина
слоя
почвы, см
Целина
Зернопропашной севооборот
возраст пашни (лет)
гумус
азот
12
37
52
100
гумус
азот
гумус
азот
гумус |
| азот
гумус
азот
А
0—12
9,4
0,565
7,8
0,474
7,3
0,409
5,9
0,325
5,5
0,322
А
12—25
6,6
0,423
7,5
0,460
7,2
0,400
5,7
0,322
5,3
0,314
А
25—35
5,9
0,331
6,2
0,379
5,8
0,350
5,2
0,316
5,2
0,290
Bi
50—60
3,8
0,258
4,5
0,270
4,5
0,273
4,1
0,251
4,2
0,233
в2
140—150
1,3
0,094
1,2
0,086
1,4
0,097
1.7
0,108
1,4
0,097
При распашке целинных черноземов частично разрушается струк¬
тура и снижается содержание гумуса и азота в пахотном слое (табл.
92).
Наиболее резкое уменьшение гумуса и азота наблюдается в первые
годы сельскохозяйственного использования почв. Затем содержание
гумуса относительно стабилизируется. Систематическое внесение органи¬
ческих удобрений резко ослабляет потери гумуса. Вместе с тем активи¬
зация микробиологических процессов при освоении черноземных почв
способствует значительной мобилизации азота и фосфора, поэтому па¬
хотные черноземы отличаются повышенным содержанием доступных
растениям азота и фосфора.
Систематическое применение органических и минеральных удоб¬
рений, выращивание высоких урожаев сельскохозяйственных культур
способствуют сохранению высокого уровня потенциального и эффектив¬
ного плодородия черноземов.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЧЕРНОЗЕМОВ
Первая классификация черноземов была дана В. В. Докучаевым,
который выделил их как самостоятельный тип и разделил по топогра¬
фическим условиям на горовые черноземы водоразделов, черноземы
склонов и долинные черноземы речных террас. Кроме того, В. В. До¬
кучаев подразделил все черноземы по содержанию гумуса на четыре
группы (4—7,7—10, 10—13 и 13—16%).
Значительное внимание классификации черноземов уделил Н. М.
Сибирцев. В его классификациях (1901) черноземный тип почв был
разделен на подтипы — северный, тучный, обыкновенный и южный.
В дальнейшем подтип северных черноземов стали называть, по
С. И. Коржинскому, деградированным, а затем он был разделен на
два самостоятельных подтипа — оподзоленные и выщелоченные черно¬
земы.
В 1905 г. Л. И. Прасолов на основании изучения черноземов При¬
азовья и Предкавказья выделил подтип приазовских черноземов, наз¬
ванный впоследствии предкавказским. Накоплением фактических мате¬
риалов по черноземам этих районов позволило в дальнейшем рассмат¬
ривать их генетические особенности как результат провинциальных и
фациальных условий почвообразования и не выделять их на уровне са¬
мостоятельного подтипа.
На основании обобщения обширных материалов по изучению чер¬
ноземов в различных районах страны в настоящее время принято сле-
296
93. Классификация черноземов
Подтипы
Роды
Подтипы
Роды
Оподзоленные
обычные, слабодиффе¬
Типичные
карбонатные, солонцева¬
ренцированные,
тые
Выщелоченные
глубоко вскипающие,
Обыкновенные
осолоделые, глубинно-
бескарбопатные
глееватые,
Южные
слитые, неполноразви¬
тые
дующее разделение черноземного типа почв на подтипы и роды (табл.
93).
В таблице 94 дано разделение черноземов на подтипы с учетом
фациальных особенностей черноземообразовании, свойств и режимов
черноземных почв.
Ниже дается описание основных родов черноземов.
Обычные — выделяются во всех подтипах; признаки и свойства
соответствуют основным характеристикам подтипа. В полном наиме¬
новании чернозема термин этого рода опускается.
Слабодифференцированные — развиты на супесчаных и
песчаных породах, типичные признаки черноземов выражены слабо
(окраска, структура и т. п.).
Глубоко вскипающие — вскипают более глубоко, чем род
«обычные черноземы», в связи с более выражеиным промывным режи¬
мом за счет облегченного механического состава или условий рельефа.
Выделяются среди типичных, обыкновенных и южных черноземов.
Бескарбопатные — развиты на породах бедных силикатным
кальцием, вскипание и выделение карбонатов отсутствует; встречаются
преимущественно среди типичных, выщелоченных и оподзоленных под¬
типов черноземов.
Карбонатные — характеризуются наличием свободных карбо¬
натов (вскипанием) по всему профилю. Среди выщелоченных и оподзо¬
ленных черноземов не выделяются.
Солонцеватые—в пределах гумусового слоя имеют уплотнен¬
ный солонцеватый горизонт с содержанием обменного Na более 5% от
емкости; выделяются среди обыкновенных и южных черноземов.
Осолоделые — характеризуются наличием белесой присыпки в
гумусовом слое, потечностью гумусовой окраски, лакировкой и примаз¬
ками по граням структуры в нижних горизонтах, иногда наличием об¬
менного натрия; распространены среди типичных, обыкновенных и юж¬
ных черноземов.
Глубинно-глееватые — развиты на двучленных и слоистых
породах, а также в условиях длительной сохранности глубинной зим¬
ней мерзлоты (Средняя и Восточная Сибирь).
Слитые — развиты на иловато-глинистых породах в теплых фа¬
циях, характеризуются высокой плотностью (слитостью) горизонта В.
Выделяются среди черноземов лесостепи.
Неполноразвитые — имеют слаборазвитый (не полный) про¬
филь в связи с их молодостью или формированием на сильно скелет¬
ных или хрящевато-щебнистых породах.
На виды все черноземы делятся по следующим признакам:
по мощности гумусового слоя — сверхмощные (>120 см), мощные
(120—80 см), среднемощные (80—40 см), маломощные (40—25 см) и
очень маломощные (Z25 см);
297
94. Фациальные подтипы черноземов
& £
Я S
3 X
са
о
3 о
3 = 1
3 8.1
8s|
S.^'S"
аГ х
л о
S *
§5
Я н
3 *
'З4
о
3 •
3 « §
5 о a
В 8-2
со 2 са
9 2L2
£* §
*8 8.
о о,
3 £
о
* в
:s
я ч
8
&1 3
Я с
О сО
а- го
Si
ES ^
§ a
s §•
|8
§§•
а>
3
3 £
н
II
а. >»
5* ч я
11
з §
з5 00
I2-
||
I&
а а
о
3
3 я
3S £
8 &
§ *
о.***
3 О 0>
^ as
0
s
>*
3 я
s *
x 9
G CO
S&
1 I
* £•
о
лз
O J2
11
fa
X
3 *
3 о
о Он
о с
а
3
з S
2 53
v о-
8 g
5>
У 2 §
33 о
о си
§в
§ о
0 3
5 4
о и
о
3 S
5 о £
6 0.52
О ы Н
я 5* 2
сх ^ л
а> со
►Г gft
3 о
я 2
я о
о а.
сг н
о
So
з g
to £
о
3 в
* 3 «
а Он к
8 « 3
* I.S
а. ^ со
о со
у У а
до
В 2
<и •
Зсо
СО
£ о.
2 «
£ 2
о
3
4
3 о
2 н
<у Л
со О
о в
в в
0.0) о
о О.В
У « з
*т
к о
о о.
0Q С
О
О
3 £
2 О О
«о §
g*I
сх са
о шп
Э* « а
^ 3 о
о
2
>*
о g
it
I*
X со
CU
о
3 g
5 О
о Л
sc
к о
&э
!Г в
g 2
* то
>» го
Си
о
О
О.
в
о
3
*
2
3
о
со
О
В
&§
da
о
Ч d
о 2
|3
° ?
& ч
О В
к £
сх н
#s
Я
В в
¥3
О 2
5> «
2i «о
3 о.
3 £
я о
с.
2 §
а> £
3 §
Is
# 2
а
н
о
3
Iй
н 2
Ч СО
3 со
5&
21
в а,
О. в
о
ГГ О
^ 3
В я О.
Й 2 2
2 о о
Я о*
2 «в
3 о _
°Й<и
£«5
* &
а 2
Д а; ев
^ 3 2
о £ си
« 5 а»
2 § 5 «
5 н о s
а atf
О е Я
ЕГ О с О
3 о я
В В СО
3 2
gS
<5 о.
ь о
2 о
S © 5
3 o.=J
2 С 2
« Л со
2 0 со
в а.
2 в о
£ я
Й S О
««а
8 g-e
S.S *
° Н
7я§
О) •
З3
S s
|&
3 8
|йо
Й си в
*3
£ я «
Sen
о 2 о.
|R|
=!lf
& О
о се
О
{-
со
о
CU
X
3
2
О
со
3
со
§
а
СХ
О
я
н
о
о.
л
Б
в
о
о
я
о
я
о
о
3
2
о
си
я
л
а; в
3 *
я о
в 2
о г.
§ §
as.
Is
о
^ О в
ЗЯй
5S 5 о
<и с ж
со о со
О Н СО
* 9г
&£l
Э-Зо
О G
* 2
s a
I *
2|
з о*
S о (
о в
о
в о
Си з
ПГ с
298
по содержанию гумуса — тучные (<9%), среднегумусные (9—6%).
малогумусные (6—4%) и слабогумусированные (<4%).
Кроме того, черноземы делятся на виды по степени выраженности
сопутствующего процесса (слабо-, средне-, сильновыщелоченные, сла¬
бо-, средне-, сильносолоицеватые и т. п.).
В географическом распределении подтипов черноземов наблюдает¬
ся четкая зональная закономерность. Поэтому зона черноземных почв
с севера на юг подразделяется на следующие подзоны: черноземов
оподзоленных и выщелоченных, черноземов типичных, черноземов
обыкновенных и черноземов южных. Наиболее четко указанные подзо¬
ны выражены в европейской части страны. В азиатской части зоны
типичные черноземы встречаются лишь в Предалтайской провинции.
ЧЕРНОЗЕМНЫЕ ПОЧВЫ ЛЕСОСТЕПИ
Черноземные почвы в лесостепной зоне представлены оподзолен-
ными, выщелоченными и типичными черноземами и занимают плошадь
60,3 млн. га.
Черноземы оподзоленные. В гумусовом слое имеют остаточные
признаки воздействия подзолистого процесса в виде белесой присып¬
ки— главного отличительного морфологического признака этого подти¬
па. Гумусовый профиль оподзоленных черноземов серой, реже темно¬
серой окраски в горизонте А и заметно светлее в горизонте Bt. Беле¬
сая присыпка при обильном ее содержании придает профилю чернозема
седовато-пепельный оттенок. Обычно она в виде белесоватого налета
как бы припудривает структурные отдельности в горизонте Вь но при
сильной оподзоленности белесый налет бывает и в горизонте А.
Карбонаты залегают значительно ниже границы гумусового слоя
(обычно на глубине 1,3—1,5 м). Поэтому в оподзоленных черноземах
под гумусовым слоем выделяется буроватый или красновато-бурый
выщелоченный от карбонатов иллювиальный горизонт ореховатой или
призматической структуры с отчетливой лакировкой, гумусовыми при¬
мазками и белесой присыпкой на гранях. Постепенно эти признаки
ослабевают, и горизонт переходит в породу;' содержащую на некоторой
глубине карбонаты в виде известковых трубочек, журавчиков. Разделя¬
ются на роды — обычные, слабодифференцированные, слитые, бескарбо¬
натные.
При классификации оподзоленных черноземов на виды, помимо
деления по мощности и гумусированности, они подразделяются по сте¬
пени оподзоленности на слабооподзоленные и среднеоподзоленные.
Черноземы выщелоченные. В отличие от оподзоленных черноземов
не имеют кремнеземистой присыпки в гумусовом слое.
Горизонт А темно-серой или черной окраски, с отчетливо выражен¬
ной зернистой или зернисто-комковатой структурой, рыхлого сложения.
Мощность его колеблется от 30—35 до 40—50 см. Нижняя граница
горизонта Bi залегает в среднем на глубине 70—80 см, но иногда
может проходить и ниже (90—100 см). Характерная морфологическая
особенность выщелоченных черноземов — наличие под горизонтом Bi
выщелоченного от карбонатов горизонта Вг. Этот горизонт имеет
ясно выраженную буроватую окраску, гумусовые затеки и примазки,
ореховато-призматическую или призматическую структуру. Переход в
следующий горизонт — ВС или С — обычно отчетливый, и граница вы¬
деляется по скоплению карбонатов в виде известковой плесени, прожи¬
лок (рис. 37).
Основные роды — обычные, слабодифференцированные, бескарбо¬
натные, глубинно-глеевые, слитые.
299
На виды разделяются, помимо степени гу-
мусированности и мощности гумусового слоя,
также и по степени выщелоченности (слабо-,
средне- и сильновыщелоченные).
Распределение выщелоченных черноземов
по конкретной территории связано с условия¬
ми рельефа и механическим составом пород.
Черноземы сильновыщелоченные обычно при¬
урочены к различного рода пониженным уча¬
сткам рельефа — нижние части пологих скло¬
нов и их шлейфы, западины и т.п. Чем легче
механический состав черноземов, тем сильнее
они выщелочены. Эти особенности черноземов
разной степени выщелоченности необходимо
учитывать при оценке их водного режима.
Для черноземов выщелоченных на легких
породах развитие почвообразования характе¬
ризуется более резко выраженным нисходя¬
щим током воды, что прежде всего и опреде¬
ляет их выщелоченность от карбонатов. По¬
этому данный род черноземов выделяется так¬
же и в подзонах обыкновенных и южных чер¬
ноземов. Этот род представлен, как правило,
сильновыщелоченными видами.
В Приазовско-Предкавказской и Приду-
найской провинциях среди подтипов оподзо¬
ленных и выщелоченных черноземов распро¬
странен род слитых черноземов. Они отлича-
Рис. 37. Чернозем выщело- ются плотностью и глыбистостью всего профи-
ченныа. ля и плохими водно-физическими свойст¬
вами.
Черноземы типичные обычно имеют глубокий гумусовый профиль
(>80 см, обычно 90—120 см и даже больше) и содержат карбонаты в
гумусовом слое в виде мицелия или известковых трубочек. Карбонаты
появляются чаще с глубины 60—70 см. Для более детальной морфоло¬
гической характеристики гумусового слоя выделяется ниже горизонта
А два переходных по гумусовой окраске горизонта — ABi и Вь
Горизонт ABi темно-серый со слабым, буроватым оттенком книзу,
a Bi уже отличается отчетливым бурым оттенком. В нижней части го¬
ризонта ABi или чаще всего в горизонте Bi видны выцветы карбонатов.
Горизонт В2 (ВС) и порода содержат карбонаты в форме мицелия,
известковых трубочек и журавчиков.
Разделяются на следующие роды: обычные, бескарбонатные, глу-
боковскипающие, карбонатные, осолоделые.
ЧЕРНОЗЕМЫ СТЕПНОЙ ЗОНЫ
Черноземы в степной зоне представлены обыкновенными н южными
черноземами. Вместе с солонцовыми комплексами занимают площадь
около 99 млн. га.
Черноземы обыкновенные. Горизонт А темно-серой или черной
окраски, с отчетливой зернистой или комковато-зернистой структурой,
мощностью 30—40 см. Постепенно переходит в горизонт Bi — темно¬
серый с ясным буроватым оттенком, с комковатой или комковато-приз¬
матической структурой. Чаще всего мощность гумусового слоя у обык¬
новенных черноземов составляет 65—80 см.
300
Ниже горизонта Bi залегает горизонт гу¬
мусовых затеков В2, который часто совпадает
с карбонатным иллювиальным горизонтом или
очень быстро переходит в него (Вк). Карбона¬
ты здесь в форме белоглазки. Этот признак
отличает обыкновенные черноземы от ранее
рассмотренных подтипов (рис. 38).
Подтип обыкновенных черноземов делит¬
ся на роды: обычные, карбонатные, солонце¬
ватые, глубоковскипающие, слабодифференци¬
рованные и осолоделые.
Черноземы южные занимают южную
часть степной зоны и непосредственно грани¬
чат с темно-каштановыми почвами.
Горизонт А мощностью 25—40 см имеет
темно-серую или темно-бурую окраску часто
с небольшим коричневым оттенком, комкова¬
той структуры. Горизонт Bi характеризуется
ясной коричнево-бурой окраской, комковато-
призматической структурой. Общая мощность
гумусового слоя (A-j-Bi) 45—60 см.
В иллювиальном карбонатном горизонте
обычно отчетливо выражена белоглазка. Ли¬
ния вскипания расположена в нижней части
горизонта Bi или на границе гумусового слоя.
В нижних горизонтах на глубине 1,5—
2 м или глубже южные черноземы часто со¬
держат гипс в виде мелких кристаллов, запол¬
няющих поры породы, а иногда на этой глу¬
бине отмечается и повышенное содержание
легкорастворимых солей. Южные черноземы
подразделяются на следующие роды: обыч¬
ные, солонцеватые, карбонатные, глубоковскипаю¬
щие, слабодифференцированные и осолоделые.
Карбонатность, солонцеватость и солончаковатость в южных чер¬
ноземах проявляются чаще, чем в обыкновенных черноземах.
СОСТАВ И СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМОВ
Механический и минералогический состав. Черноземные почвы
весьма разнообразны по механическому составу (от супесчаных до гли¬
нистых разновидностей), что определяется составом почвообразующих
пород.
Общая особенность почв черноземного типа — отсутствие замет¬
ных изменений механического состава в процессе почвообразования.
Лишь в оподзоленных черноземах и частично выщелоченных наблюда¬
ется небольшое увеличение илистой фракции вниз по профилю (табл. 95).
Некоторое обеднение илом верхней части профиля отмечается также
в солонцеватых и осолоделых черноземах. В минералогическом
составе черноземов преобладают первичные минералы. Из вторичных
(высокодисперсиых) минералов в большинстве черноземных почв
встречаются минералы монтмориллонитовой н гидрослюдистой групп»
в которых доминирует монтмориллонит. Имеются также черноземы,
в илистой фракции которых превалируют минералы каолинитовой
группы.
30!
95. Механический состав черноземов Среднерусской провинции
(данные П. Г. Адерихина и Е. П. Тиховой)
Почва
Горизонт
и глубина
взятия
образца, см
Потери от
обработки,
НС1, %
Содержание фракций (%) при размерах
частиц, мм
1—0.25
0.25—
0,05
0,05—
0,01
0.01—
0.005
0,005-
0,001
<0,001
Чернозем оподзолен-
А 0—10
2,4
0,2
5,3
51,4
8,4
10,9
23,9
ный среднесуглини¬
Вх 40—50
2,5
0,3
2,9
53,4
8,2
8,4
26,8
стый, Орловская об¬
Bs 80—90
2,8
—
1.9
51,5
9,9
9,9
26,8
ласть, разрез 31
Ci 100—110
18,8
—
0,3
23,0
6,8
9,2
41,7
Чернозем типичный гли¬
А 0—10
—.
0,1
13,2
16,0
19,0
25,7
26,0
нистый, Тамбовская
40—50
—
0,8
14,0
14,0
21,3
21,1
28,9
область, разрез 25
В* 80—90
—
0,5
16,2
12,5
22,8
20,0
28,0
В/С 100—110
—
0,2
17,3
9,2
24,2
20,7
28,4
Чернозем южный глини¬
А 0—10
4,7
11,3
6,6
19,4
10,3
8,2
44,2
стый, Воронежская об¬
Вг 40—50
18,5
8,2
2,5
18,8
9,9
7,0
42,6
ласть, разрез 45
С 80—90
17,9
8,4
4,0
24,7
10,3
13,3
42,3
В илистой фракции черноземов содержатся также окристаллизован-
ные полуторные окислы (гетит, гиббсит), аморфные вещества и не¬
большое количество высокодисперсного кварца.
Высокодисперсные минералы распределены по профилю равномер¬
но. Различие в минералогическом составе черноземов связано с особен¬
ностями пород и условиями выветривания первичных минералов.
Химический состав. Важнейшие его особенности — богатство черно¬
земов гумусом, биогенная аккумуляция в гумусовом профиле элементов
питания растений (N, Р, S, микроэлементы), относительная однород¬
ность валового состава минеральной части по профилю, иллювиальный
характер распределения карбонатов (рис. 39) и выщелоченность почв
от легкорастворимых солей.
В распределении гумуса наблюдается постепенное уменьшение его
содержания с глубиной, что подчеркивает теснейшую связь гумусообра¬
зования с распределением корневых систем травянистой растительности.
Гумус черноземов отличается преобладанием гуминовых кислот
(Сгк:СфК>1,5—2), высокой степенью конденсации их ядра, доминиро¬
ванием фракций, связанных с кальцием, сложностью группы фульвокис¬
лот по сравнению с подзолистыми почвами и почти полным отсутствием
среди этих кислот свободных («активных») фракций. Гумус чернозе¬
мов в воде растворим слабо (V200—V250 часть).
Содержание гумуса сильно зависит от условий почвообразования
и механического состава материнских пород. Максимальные запасы
гумуса имеют глинистые и тяжелосуглинистые типичные, обыкновен¬
ные и выщелоченные черноземы центральной фации (см. рис. 39).
В соответствии с содержанием гумуса колеблется и количество
азота (0,2—0,5%). Валовое содержание кремнекислоты и полутораоки¬
сей (табл. 96) равномерно по профилю, что свидетельствует об отсут¬
ствии процессов разрушения почвенных минералов. Небольшое обедне¬
ние R2O3 и обогащение кремнекислотой верхней части профиля отмеча¬
ются в оподзоленных и в меньшей мере в выщелоченных черноземах, а
также у солонцеватых и осолоделых обыкновенных и южных чернозе¬
мов, что связано с особенностями их генезиса (проявлением некоторого
оподзоливания, осолонцевания или осолодения).
Иллювиальный характер распределения карбонатов кальция в
черноземах обусловлен особенностями их водного и термического ре-
302
0 246810%
J
6 б
О 2 4 6 8 10% 0 2 4 6 8 10?»
50
100
150
200
250
О 2 46810% 0 2 4 6 8 10% 0 2 4 6 8 10%
О 2 4 6 8 10% 0 2 4 6 8 10% 0 2 4 В 8 10%
V/AV/JsV/sVS/S/yT- 77777777771—' V'/У//77Z* > »
О 2 4 6 8 10% 0 2 4 6 8 '2% 0 2 4 6 8 10%
SO
100
250-
150
- /
450-
150
-300
200
-500
СОО
-002,% ?&.Гущс9%
Запас
гумуса,
/77 на 1га
Рис. 39. Содержание гумуса и карбонатов в различных под¬
типах черноземов.
1 — Юго-западная фация: а — чернозем выщелоченный глубокомице
лярно-карбонатный: б — чернозем обыкновенный высокомицелярно
карбонатный; в — чернозем южный поверхности ом ицелярно-карбо
натный; // — Центральная фация. а — чернозем выщелоченный
б — чернозем типичный; в— чернозем южный; ///-Западно-
Среднесибирская фации: а — червозем выщелоченный глубокопро
м ерзающий; б —чернозем обыкновенный глубокопромерзающий
в — чернозем южный глубоко промерзающий: IV — Восточносибир
ская фация: а —чернозем бескарбонатный: 6 — чернозем мучнисто
карбонатный малогумусовый (по П. Г. Адерихину с соавторами)
жимов, динамики углекисло ibi в почвенном воздухе и почвенном раст-
воре. Весной, в период наибольшего развития нисходящих токов, проис¬
ходит вымывание карбонатов. Однако оно не достигает глубины макси¬
мального промачивания, как это отмечается для легко растворимых солей,
а задерживается из-за очень слабой растворимости карбонатов кальция
и низких концентраций углекислоты в почвенном воздухе и почвенном
растворе, поскольку в это время в почве еще не протекают активные
биологические процессы. Последующее повышение температуры усили¬
вает дыхание корней и активизирует деятельность микроорганизмов, что
приводит к увеличению концентрации углекислоты в почвенном раство-
303
96. Валовой химический состав и физико-химические свойства черноземов
Среднерусской провинции (данные П. Г. Адерихина и Е. П. Тиховой)
Почва
Глубина
взятия
образца,
см
Гумус,
%
N, %
SiOt
FetOs
А1,03
СаО
% ка прокаленную навеску
Чернозем оподзоленный тя-
0-10
6,7
0,35
76,4
2,47
11,01
3,73
желосу глин истый, Орлов¬
40-50
3,5
0,20
76,0
3,32
13,28
4,54
ская область, разрез 10
80—90
0,7
0,06
75,9
3,66
13,60
4,72
140—150
0,1
—
68,9
1,67
11,70
10,43
Чернозем типичный глини¬
0—10
9,6
0,48
69,42
4,53
16,18
2,61
стый, Тамбовская об¬
40-50
7,5
0,38
68,84
4,44
15,87
2,74
ласть, разрез 25
60—70
5,7
0,28
68,38
4,33
15,11
3,92
80—90
4,2
0,21
68,12
4,29
15,26
8,49
100—110
2,3
0,12
68,10
4,17
14,69
10,83
120—130
1,0
—
—
—
—
—
Чернозем обыкновенный
0—10
8,5
0,36
71,8
5,36
13,93
2,95
глинистый, Воронежская
40—50
4,7
0,23
71,4
5,81
13,67
2,95
область, разрез 12
80-90
1,5
0,08
65,7
4,81
12,85
12,08
190-200
■
68,4
5,02
13,54
8,30
Продолжение
Почва
PiO,
SO*
Обменные
основания
Гидролитическая
кислотность,
м.-экв.
Степень насыщен¬
ности основания¬
ми, %
pH водной сус¬
пензии
% на прокаленную
навеску
Са*+ | Mg»+
м.-экв. на 100 г
почвы
Чернозем оподзоленный тя-
0,11
0,28
32,8
7,0
7,0
85
6,0
желосуглинистый, Орлов¬
0,11
0,16
25,6
5,1
5,3
85
6,1
ская область, разрез 10
0,10
0,20
21,4
5,6
2,3
92
6,2
0,11
0,13
—
—
—
Чернозем типичный глини¬
0,32
0,36
49,5
5,4
4,5
92
6,8
стый, Тамбовская об¬
0,28
0,31
49,0
5,1
1,5
94
7,0
ласть, разрез 25
0,26
0,38
44,8
5,7
0,7
99
7,4
0,24
0,37
35,2
6,1
—
8,3
0,23
0,36
—
—
8,3
—
—
16,2
13,1
—
—
8,5
Чернозем обыкновенный
0,28
0,35
41,2
6,4
2,9
94
6,9
глинистый, Воронежская
0,17
0,34
33,3
5,2
1,7
97
7,2
область, разрез 12
0,15
0,40
26,3
6,0
—
7,6
0,09
0,38
ре и как следствие к большему образованию бикарбоната кальция, ко¬
торый с восходящими токами начинает передвигаться вверх по профи¬
лю. Вследствие повышения температуры при движении растворов вверх
по профилю и удаления углекислоты бикарбонат переходит в карбонат
и выпадает из раствора. Выпадение карбонатов по мере их поднятия
с восходящими токами также связано с расходом воды на испарение
и потребление растениями.
Так складывается характерное для черноземов сезонное колебание
верхней границы распространения карбонатов: она опускается весной
и осенью и поднимается летом. Масштабы этих колебаний зависят от
зональных и фациальных условий почвообразования, а также от меха¬
нического состава почв.
304
Физико-химические свойства. Богатство черноземов гумусом,
интенсивная миграция биогенного кальция определяют их благоприят¬
ные физико-химические свойства: черноземы характеризуются высокой
емкостью поглощения (30—70 м.-экв.), насыщенностью поглощающего
комплекса основаниями, близкой к нейтральной реакцией верхних го¬
ризонтов и высокой буферностью. В составе обменных катионов главная
роль принадлежит кальцию. Магний составляет 15—20 % от суммы. В
оподзоленных и выщелоченных черноземах в поглощающем комплексе
присутствует водород (V=80—90 %) и гидролитическая кислотность
может достигать заметной величины (5—7 м.-экв.). В обыкновенных
и южных черноземах в составе поглощенных катионов находится не¬
большое количество Na+ и несколько возрастает доля Mg2+ по сравне¬
нию с другими подтипами черноземов. В черноземах солонцеватых
отмечается повышенное количество поглощенного иона натрия. Горизон¬
ты, содержащие свободные карбонаты, имеют слабощелочную реакцию
(pH 7,5—8,5).
Физические и водно-физические свойства черноземных почв в значи¬
тельной мере определяются высоким содержанием в них гумуса, мощ¬
ностью гумусовых горизонтов и хорошей их структурностью. Поэтому
черноземы характеризуются благоприятными физическими и водно-фи¬
зическими свойствами: рыхлым сложением в гумусовом слое, высокой
влагоемкостью и хорошей водопроницаемостью.
Лучше всего оструктурены выщелоченные, типичные и обыкновен¬
ные черноземы тяжелосуглинистые и глинистые. Оподзоленные и юж¬
ные черноземы отличаются пониженным содержанием водопрочных
агрегатов. При распашке черноземов и длительном их сельскохозяйст¬
венном использовании количество водопрочных агрегатов в пахотном
горизонте снижается, однако в типичных н обыкновенных черноземах
оно сохраняется еще на довольно высоком уровне (табл. 97).
Благодаря хорошей оструктуренности плотность черноземов в
гумусовых горизонтах невысокая и колеблется в пределах 1—1,22 г/см3
и лишь в подгумусовых возрастает до 1,4—1,5 (табл. 98). Плотность
может заметно увеличиваться в выщелоченных иллювиальных горизон¬
тах оподзоленных и выщелоченных черноземов и в карбонатных
иллювиальных горизонтах обыкновенных и южных черноземов.
Солонцеватые черноземы отличаются повышенной плотностью в гори¬
зонте Вь
Плотность твердой фазы черноземов в верхних горизонтах невысо¬
кая (2,4—2,5 г/см3), что обусловлено богатством верхней части профиля
гумусом. В подгумусовых горизонтах и в породе ее величина возраста¬
ет до 2,55—2,65.
97. Агрегатный состав пахотных черноземов Украины («Почвы УССР», 1951)
Почва
Й
ё
03 о
Агрегаты (%) при размерах» мм
Прочных агрегатов (%) при
размерах, мм
£ В» «С
п*
>10
10—3
3—1
1—0,25
всего
>0,25
10—3
3—1
1-0,25
всего
>0,25
Чернозем типич¬
0—20
38,5
25,4
15,8
16,2
95,7
2,6
18,0
36,8
57,4
ный глинистый
25—45
5,9
53,3
30,9
9,5
98,7
4,6
40,9
29,1
74,6
Чернозем обык¬
0—20
40,0
31,9
48,4
14,6
10,4
96,9
5,0
12,0
33,7
50,7
новенный тяже¬
25—45
26,7
14,7
7,7
97,6
5,9
20,5
41,4
67,8
лосуглинистый
Чернозем южный
0—20
37,1
20,8
8,8
14,1
9\8
0,5
1,8
20,5
22,8
глинистый
25—45
13,2
41,0
25,5
13,3
92,6
0,5
11,8
50,0
62,3
20—837
305
Н. Физические и водно-физические свойства черноземов Средне-Русской провинции
(данные В. А. Францесона и В. М. Клычникова)
Почва
Горизонт и
глубина взя¬
тия образца,
см
Плотность,
г/смя
Плотность
твердой фазы
Общая пори¬
стость, %
Макси-
мальма я
гигроско¬
пичность
Влаж¬
ность
завяда¬
ния
Полевая
влагоем¬
кость
% массы почвы
Чернозем типичный гли¬
Аа 0—10
1,21
2,58
53,1
11,6
17,4
38,4
нистый, Тамбовская
Ап 10—21
1,30
2,57
49,4
11,6
17,4
38,9
область
А 21—45
1,16
2,62
55,7
12,1
18,1
33,4
Вi 45—58
1,14
2,63
56,7
11,9
17,9
30,8
Bi 58—72
1,21
2,69
55,0
10,8
16,3
29,1
ВСК 72—113
1,23
2,71
54,6
10,0
15,0
28,3
Ск 113—150
1,52
2,72
44,1
9,4
14,1
24,3
Ск 150—180
1,45
2,72
46,7
9,6
14,9
24,1
Чернозем обыкновенный
Аг 0—20
0,94
2,55
63,1
11,3
17,0
43,1
глинистый, Воронеж¬
А 20-40
1,12
2,60
52,9
12,7
19,1
38,2
ская область
В, 40—60
1,28
2,66
51,9
12,0
18,0
34,4
Вк 60—85
1,33
2,71
50,9
10,8
16,1
29,4
ВСК 85—105
1,57
2,72
42,3
10,1
15,2
25,3
Ск 105—150
1,62
2,73
40,7
10,1
15,2
23,4
Хорошая структурность черноземов определяет их высокую порис¬
тость в гумусовых горизонтах (50—60%), которая постепенно умень¬
шается с глубиной. Для черноземных почв характерно благоприятное
сочетание капиллярной и некапиллярной пористости.
Некапиллярная пористость может составлять 1/3 общей пористос¬
ти, что обеспечивает хорошую воздухо- и водопроницаемость черноземов.
Наибольшая водопроницаемость у подпахотных горизонтов А и верх¬
ней части горизонта Вь где хорошо выражена водопрочная комкова¬
тая и зернистая структура (см. табл. 97). Пахотная часть горизонта А
впитывает влагу медленнее (в 1,5—2,5 раза), чем подпахотная, что
обусловлено распылением структуры и уплотнением горизонта. Глубо¬
кая обработка черноземных почв и поддержание их поверхности в рых¬
лом состоянии способствуют наилучшему поглощению осадков. Мощный
гумусовый слой определяет высокую влагоемкость черноземов. Заметно
ухудшаются водно-физические свойства у смытых черноземов.
ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНЫЕ ПОЧВЫ
Среди черноземных почв в каждой подзоне развиты их полугидро-
морфные аналоги — лугово-черноземные почвы. Они формируются в
условиях повышенного увлажнения за счет временного скопления вод
поверхностного стока при глубоких грунтовых водах (луговато-черно-
земные почвы) или за счет относительно неглубоких грунтовых вод
(3—6 м — лугово-черноземные почвы). Занимают площадь 27,5 млн.га.
Профиль лугово-черноземных почв морфологически в основных
чертах близок к профилю черноземов. Однако особые гидрологические
условия придают ему и ряд специфических признаков: более интенсив¬
ная (обычно черная) окраска верхней части гумусового профиля, неко¬
торая растянутость гумусового слоя и глееватость нижних горизонтов.
Профиль лугово-черноземных л»чв подразделяется на следующие гори¬
зонты: Ai (Ап), Вь Вг, С.
Лугово-черноземные почвы приурочены к плоским недренирован-
ным междуречьям (Западная Сибирь), а также к пониженным элемен¬
там рельефа: широкие лощины, шлейфы склонов, лиманы и т. п.
306
Тип лугово-черноземных почв делится на два подтипа—л у го в а-
то-черноземные и лугово-черноземные.
Каждый из подтипов делится на роды: обычные, оподзоленные,
выщелоченные, солонцеватые, солончаковатые, осолоделые, карбонат¬
ные.
Деление на виды в пределах рода связано, как и у черноземов, со
степенью выраженности родовых признаков (слабо-, средне- и сильно-
выщелоченные или солонцеватые и т.п.), а также с мощностью гумусо¬
вого слоя (A+Bi) и гумусностью. Лугово-черноземные почвы, за ис¬
ключением солонцеватых и солончаковатых родов, высокоплодородные.
Они имеют повышенное увлажнение.
СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
В целом зона отличается относительно крупноконтурным менее
сложным и менее контрастным почвенным покровом по сравнению с
другими зонами.
На равнинных территориях лесостепной части зоны в структуре
почвенного покрова конкретных хозяйств преобладают вариации, состав¬
ленные контурами господствующего подтипа черноземов разной мощ¬
ности и выщелоченности, с участием лугово-черноземных почв, а в
северных районах (оподзоленные и выщелоченные черноземы) — и
серых лесных. В подзоне типичных черноземов встречаются сочетания
с участием карбонатных и осолоделых родов.
Среди микрокомбинаций преобладают пятнистости, в которых на
фоне господствующей почвы встречаются пятна других неконтрастных
почв — лугово-черноземных, черноземов разной степени выщелоченнос¬
ти и т. п. В степной части зоны на равнинных территориях широко
развиты вариации черноземов разной мощности, карбонатности, а так¬
же встречаются сочетания контрастных родов черноземов (обычных,
карбонатных, солонцеватых), лугово-черноземных почв, солодей. Пят¬
нистости представлены черноземами разной мощности, карбонатности,
солонцеватости.
Встречаются также комплексы черноземов с солонцами.
На территориях зоны с расчлененным рельефом почвенный покров
осложняется развитием сочетаний с участием контуров эродированных
черноземов.
В районах Западной Сибири и Северного Казахстана широко раз¬
виты кольцевые сочетания с участием солонцовых и солончаково-солон¬
цовых комплексов, лугово-черноземных, луговых и болотных почв.
Для Забайкалья характерны эрозионно-холмистые мелкоконтурные
гидроморфно-мерзлотные сочетания, в которых наряду с черноземами
широко участвуют мерзлотные луговые и лугово-черноземные почвы.
ТЕПЛОВОЙ, ВОДНЫЙ И ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМЫ
Тепловой режим. Черноземные почвы благодаря темной окраске
хорошо поглощают лучистую энергию солнца и длительное время сох¬
раняют тепло, но в отдельных подзонах и фациях они заметно отлича¬
ются по тепловому режиму. Так, почвы западных и юго-западных
провинций (Придунайская, Украинская, Приазовско-Предкавказская)
практически не замерзают. В черноземах юго-западной фации лишь в
очень короткий период зимой в самом верхнем слое (до 20—30 см)
наблюдается температура от 0 до —2° С. По обеспеченности теплом
черноземы этой фации характеризуются как очень теплые кратковремен¬
но или периодически промерзающие и относятся к полосе возделывания
среднепоздних и поздних культур.
20*
307
В черноземах умеренно теплых промерзающих центральной фации
еще не наблюдаются очень низкие температуры зимы, хотя промерзание
с температурами от 0 до —2° С может охватывать более длительный
период (декабрь — март) и простираться до глубины 80—90 см. Начи¬
ная с апреля в почвах по всему профилю устанавливаются положитель¬
ные температуры.
Резко отличен температурный режим умеренных промерзающих и
длительно промерзающих черноземов сибирских фаций. Здесь всю
зиму температура от —5 до —15° С отмечается в слое 70—110 см.
Особенно глубоко промерзают (более 3 м) черноземы Забайкалья.
Они медленно оттаивают. Положительная температура в пахотном слое
устанавливается в конце мая, а в самых глубоких горизонтах лишь к
концу сентября. Восточные провинции по обеспеченности теплом отно¬
сятся к полосе средиеранних культур.
Водный режим. Урожай сельскохозяйственных культур в чернозем¬
ной зоне определяется прежде всего содержанием в почве доступной
для растений влаги. Это зона недостаточного увлажнения. Даже в ле¬
состепи вероятность засушливых и полузасушливых лет составляет
около 40 %.
Поэтому на всем протяжении истории изучения черноземов особое
внимание уделялось исследованию их водного режима.
Изучением водного режима черноземов занимались А. А. Измаиль¬
ский, Г. Н. Высоцкий, П. А. Костычев, С. И. Долгов, А. Ф. Большаков,
А. А. Роде, Е. А. Афанасьева и др.
Изучая водный режим обыкновенных черноземов, Г. Н. Высоцкий
установил, что в динамике влаги в черноземах можно выделить два
периода: 1) иссушение почвогрунта, охватывающее лето и первую поло¬
вину осени, когда влага интенсивно расходуется растениями и испаря¬
ется из-за господства восходящих токов над нисходящими; 2) промачи-
ванис, начинающееся со второй половины осени, прерывающееся моро¬
зами и продолжающееся весной благодаря талым водам и весенним
осадкам.
Эти периоды в водном режиме черноземов и его особенности
характерны для всех черноземов, однако продолжительность и сроки
иссушения и увлажнения для каждого подтипа будут свои. Они опре¬
деляются прежде всего количеством осадков, их распределением во
времени и температурой. Общая закономерность — уменьшение глубины
промачивания почвы от черноземов оподзоленных и выщелоченных к
черноземам южным и усиление иссушения почв в том же направлении
при удлинении периода иссушения.
Летние осадки увлажняют лишь пахотный слой. Запас влаги в
нижних горизонтах в черноземах создается осадками холодного периода
(позднеосенние осадки, талые воды). В подзонах увлажнение черно¬
земных почв в большой степени зависит от рельефа и механического
состава почв. На большую глубину промачиваются черноземы легкосуг¬
линистые и супесчаные. На выпуклых элементах рельефа и склонах
расход влаги усиливается из-за поверхностного стока и испарения; в
понижениях, особенно вогнутых и полузамкнутых, скапливаются поверх¬
ностные воды и ослаблено испарение, что определяет более глубокое про-
мачивание почв. В замкнутых понижениях оно может достигать грун¬
товых вод.
Водный режим черноземов лесостепи отличается от такового черно¬
земов степной зоны. Для черноземов оподзоленных, выщелоченных и
типичных характерен периодически промывной водный режим.
В нижних горизонтах почвенно-грунтовой толщи черноземов лесо¬
степи, глубже слоя максимального промачивания, всегда содержится
ЗОЬ
некоторое количество доступной влаги, которая может служить в засу¬
шливые годы резервом влажности.
Значительно напряженнее водный режим в степной зоне (обыкновен¬
ные и южные черноземы), особенно в ее восточных провинциях (За¬
волжская, Казахстанская, Предалтайская), которые относятся к по-
лузасушливым и засушливым. Черноземы степной зоны имеют непро¬
мывной водный режим: в нижней части их грунтовой толщи образуется
постоянный горизонт с влажностью, не превышающей величину влаж¬
ности завядания.
Водный режим обыкновенных и южных черноземов восточных
провинций характеризуется полным физиологическим иссушением
корнеобитаемого слоя под зерновыми культурами ко времени их
уборки.
Так, по исследованиям С. И. Долгова, в 1955 г. в Шипуновском
совхозе Алтайского края на обыкновенных черноземах весной в метро¬
вом слое почвы на поле яровой пшеницы было 1400 т доступной влаги,
а перед уборкой осталось 30 т на 1 га. В более влажном 1956 г. ко вре¬
мени уборки в почве под той же культурой находилось примерно столь¬
ко же доступной влаги.
Для получения средних урожаев сельскохозяйственных культур в
метровом слое почвы перед посевом должно находиться доступной вла¬
ги не менее 1000 т на 1 га. Поэтому все агротехнические мероприятия
должны быть направлены на максимальное восстановление к весне
будущего года запасов полезной для растений влаги во всем корнеоби¬
таемом слое почвы. Все подтипы черноземов восточносибирской фации
имеют периодически промывной водный режим. Здесь основным источ¬
ником накопления влаги являются летне-осенние осадки, так как зима
малоснежная, а весна засушливая.
На пахотных черноземных почвах по сравнению с целинными воз¬
можна значительная потеря воды из-за сноса снега и поверхностного
стока талых вод. Сдувание снега приводит к более глубокому промерза¬
нию почв, поэтому они позднее размерзают. Резкое снижение водопро¬
ницаемости неоттаявших слоев почвы сопровождается большими по¬
терями влаги от поверхностного стока.
Питательный режим. Как уже отмечалось, в черноземных почвах
валовое содержание питательных веществ очень высокое, что тесно
связано с общими запасами гумуса и распределением его по профилю.
Особенно много в этих почвах азота. Только в пахотном слое тяжело¬
суглинистых и глинистых типичных черноземов количество азота может
достигать 10—15 т на 1 га. С глубиной содержание его постепенно
уменьшается.
Основная часть азота входит в состав гумуса и труднодоступна
для растений. Этот азот служит резервом образования в почве нитрат¬
ных и аммиачных его форм. Черноземные почвы имеют большие запасы
фосфора (0,15—0,35%), значительная часть которого (50—60%) со¬
держится в органическом веществе.
Питательный режим черноземов тесно связан с условиями их ув¬
лажнения.
Содержание подвижных форм питательных веществ и их динамика
сильно зависят от климата, вида культур и приемов агротехники. Боль¬
ше элементов питания во всех подтипах содержат хорошо окультуренные
черноземы. Как правило, больше подвижных форм питательных ве¬
ществ содержится в пахотном слое.
Черноземные почвы отличаются высокой нитрификационной способ¬
ностью и могут накапливать значительные количества нитратов, осо¬
бенно на чистых парах. Поздней осенью и ранней весной в черноземах
309
происходит вымывание нитратов из пахотного слоя, поэтому весной
озимые и ранние яровые культуры могут испытывать недостаток
в азоте. Это явление сильнее выражено на оподзоленных п выщелоченных
черноземах, слабее — на южных. Черноземы типичные и обыкновен¬
ные занимают промежуточное положение. Очень интенсивно нитраты
вымываются в годы с повышенным увлажнением осенью и весной, а
также на отрицательных элементах рельефа и из почв супесчаных и
легкосуглинистых.
Аммиачный азот хорошо поглощается почвой, но находящиеся в
почвенном растворе черноземов ионы кальция могут вытеснять его
из поглощающего комплекса, и во влажные годы он может частично
перемещаться вниз по профилю. Передвижения фосфатов вносимых
удобрений в черноземах не наблюдается.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ
Черноземная зона — важнейший земледельческий район страны.
Половина пахотных почв СССР представлена черноземами. Здесь
выращивают зерновые, технические и масличные культуры: озимую и
яровую пшеницы, кукурузу, сахарную свеклу, подсолнечник, лен-кудряш
и многие другие. Это районы широко развитого животноводства и пло¬
доводства. Черноземы занимают следующую долю в общей структуре
земельных угодий нашей страны: пахотные почвы—50,2%, сенокосы —
15,5, пастбища и выгоны — 5, леса и кустарники —0,6%.
Важнейшая задача сельскохозяйственного производства на черно¬
земных почвах — правильное использование их высокого потенциально¬
го плодородия, предохранение гумусового слоя от разрушения. Основ¬
ные пути в решении этой задачи — рациональные приемы обработки,
накопления и правильного расходования влаги, внесение удобрений,
улучшение структуры посевных площадей, введение высокоурожайных
культур и сортов, борьба с эрозией.
В связи с различиями в атмосферном увлажнении черноземные
почвы по уровню эффективного плодородия и особенностям их земле¬
дельческого использования разделяются на две большие группы — чер¬
ноземы лесостепи и черноземы степей.
В пределах каждого подтипа агрономическая оценка черноземных
почв определяется следующими их генетическими особенностями: мощ¬
ностью гумусовых горизонтов и общим запасом гумуса (т на 1 га),
механическим составом, степенью эродированности, свойствами и мощ¬
ностью почвообразующих пород, а также уровнем окультуривания почв.
Чем больше мощность гумусовых горизонтов и запасы гумуса, тем бо¬
гаче черноземы общими запасами элементов питания. На черноземах
с большей мощностью гумусовых горизонтов благоприятнее складыва¬
ется водный режим. Поэтому в черноземах наблюдается прямая корреля¬
ция между урожаем сельскохозяйственных культур и мощностью гуму¬
сового слоя и запасами гумуса.
Большое влияние на формирование питательного и водного режимов
оказывает механический состав черноземных почв, поскольку с ниу.
связана степень их гумусированности и структурности. Наиболее высокое
содержание гумуса и лучше выраженную структуру имеют глинистые
и тяжелосуглинистые черноземы, а наихудшие показатели — у супесча¬
ных разновидностей. Для условий Ростовской области Ф. Я. Гаври-
люк приводит следующие относительные показатели урожайности
ведущих культур на южных черноземах различного механического
состава:
310
Глинистые и ~ а _
Культура тяжелосуг- Средне- Легкосдгли- Супесчаные
™ линистые суглинистые нистые
Озимая пшеница ... 1,00 0,83 0,65 0,32
Кукуруза 1,00 0,50 0,40 0,30
Подсолнечник .... 1,00 0,75 0,60 0,38
Процессы плоскостной эрозии, вызывающие смыв верхнего наибо¬
лее плодородного слоя, резко снижают плодородие черноземов, ухудшая
их водный, питательный и микробиологический режимы и физико¬
химические и физико-механические свойства.
Снижаются агрономические достоинства черноземов развитых на
элювии сланцев, известняков и других плотных пород или на маломощ¬
ных рыхлых породах (лёссах, лёссовидных суглинках), подстилаемых
песчаниками и другими плотными породами.
В пределах отдельных подтипов на агрономическую оценку черно¬
земов также влияют их подтиповые и родовые особенности. Так, для
выщелоченных черноземов эти различия связаны со степенью выщело-
ченности их профиля.
Плохими агрофизическими свойствами характеризуются слитые
черноземы. В подзонах обыкновенных и южных черноземов ухудшают¬
ся агрономические свойства черноземов карбонатных и солонцеватых.
Карбонатные черноземы податливы ветровой эрозии, вносимые в них
фосфорные удобрения быстрее переходят в труднодоступные для расте¬
ний формы.
Солонцеватые черноземы имеют неблагоприятные водно-физические
и физико-механические свойства и поэтому чем выше степень солонце-
ватости, тем хуже агрономические достоинства черноземов и ниже
урожай сельскохозяйственных культур. Относительное повышение
участия солонцов в комплексах с черноземами ухудшает оценку зе¬
мельного массива.
Для повышения эффективного плодородия черноземных почв очень
важно накопление влаги и рациональное ее использование, особенно
в подзонах распространения обыкновенных и южных черноземов. По¬
этому на первое место среди агротехнических приемов должны быть
поставлены мероприятия, обеспечивающие сжатые сроки проведения
весенних полевых работ и создание наилучшего водного режима.
К таким мероприятиям относятся: введение чистых паров, ранняя
глубокая зябь, прикатывание и своевременное боронование почвы, об¬
работка поперек склонов, осеннее бороздование и щелевание полей для
поглощения талых вод и предотвращения эрозии. Радикальным улуч¬
шением водного режима обыкновенных и южных черноземов является
орошение, и в частности, влагозарядковые поливы.
Исключительное значение, особенно для обыкновенных и южных
черноземов, имеет снегозадержание (посев кулис, защитные полосы и
др.).
На легких черноземных почвах, подверженных ветровой эрозии,
хорошие результаты дает безотвальная и плоскорезная осенняя обра¬
ботка, при которой сохраняющаяся стерня способствует накоплению
снега и предохраняет почвы от выдувания (районы степного Алтая,
Западной Сибири, Северного Казахстана и др.).
Особого внимания в комплексе агротехнических мероприятий по
накоплению влаги среди обыкновенных и южных черноземов требуют
солонцеватые и карбонатные почвы, которые имеют неблагоприятные
агрофизические свойства и обладают пониженной водоотдачей.
Черноземные почвы, несмотря на высокое их потенциальное плодо¬
родие, хорошо отзываются на удобрения, особенно черноземы лесосте¬
311
пи, так как здесь наиболее благоприятно складываются условия увлажне¬
ния. На обыкновенных и южных черноземах максимальный эффект от
удобрений достигается при проведении увлажнительных мероприятий.
Положительное действие азотных удобрений повышается от гли¬
нистых и тяжелосуглинистых почв к легкосуглинистым и супесчаным.
Это объясняется сильнее выраженной нитрификационной способностью
черноземных почв тяжелого механического состава из-за их большого
богатства гумусом и лучшей агрегатности.
Дефицит азота наблюдается весной в оподзоленных и выщелочен¬
ных черноземах лесостепи Западной Сибири вследствие медленной их
прогреваемости и пониженной нитрификации. Поэтому азотные удобре¬
ния повышают здесь урожай всех сельскохозяйственных культур, особен¬
но ранних сроков сева.
В черноземах (за исключением хорошо унавоженных) преоблада¬
ют малоподвижные формы фосфатов (органические соединения, соеди¬
нения с кальцием и полутораокисями), поэтому эти почвы хорошо от¬
зываются на фосфорнокислые удобрения. На оподзоленных и выщело¬
ченных черноземах с высокой гидролитической кислотностью эффектив¬
на фосфоритная мука.
Особое значение фосфорные удобрения имеют на карбонатных и
солонцеватых черноземах из-за бедности их подвижным фосфором.
Здесь наилучший эффект дает внесение гранулированного суперфос¬
фата в рядки. Калийные удобрения на черноземах прежде всего необ¬
ходимы под такие культуры, как сахарная свекла, подсолнечник,
табак.
Навоз оказывает значительное положительное действие на всех
черноземных почвах, но особенно на черноземах легкою механического
состава. Прежде всего его вносят под зерновые (пшеница, кукуруза),
сахарную свеклу и картофель.
Эффективность навоза снижается от черноземов лесостепи к юж¬
ным черноземам из-за ухудшения условий увлажнения. Поэтому в
районах с явно выраженным дефицитом влаги (обыкновенные и южные
черноземы) большое значение имеют применение хорошо разложивше¬
гося навоза, глубокая его заделка и проведение увлажнительных ме¬
роприятий.
Мобилизация и рациональное использование потенциального плодо¬
родия черноземных почв требуют активизации микробиологических
процессов правильными приемами обработки в сочетании с мероприя¬
тиями по улучшению водного режима.
Большую роль в черноземной зоне играют защитные лесные поло¬
сы— комплексное средство улучшения микроклимата, водного режи¬
ма, а для ряда районов (лесостепь, легкие почвы Северного Казахста¬
на, Кубань, Башкирия) и как средство борьбы с эрозией.
При проведении работ по полезащитному лесонасаждению необхо¬
димо учитывать особенности лесорастительных свойств различных чер¬
ноземных почв. Черноземы лесостепи — оподзоленные, выщелоченные и
типичные—пригодны под посадку дуба и других лесных культур без
специальных мелиоративных мероприятий. Черноземы обыкновенные и
южные требуют агротехнических мероприятий по снегонакоплению, по¬
глощению талых вод и правильному расходу влаги, а также допуска¬
ют более ограниченный набор культур. Для солонцеватых черноземов
обыкновенных и южных, а также черноземов осолоделых необходимы,
помимо высокой агротехники и увлажнительных мероприятий, специ¬
альные типы лесных культур.
В особую группу должны быть выделены супесчаные разновидности
черноземных почв и серопески.
312
При сельскохозяйственном использовании черноземов следует учи¬
тывать и их провинциальные особенности.
В районах Западной Сибири и Северного Казахстана широко рас¬
пространены солонцеватые черноземы, для улучшения которых наряду
с усиленными увлажнительными мероприятиями необходимо рыхление
уплотненного солонцеватого горизонта. Чем выше солонцеватость чер¬
ноземов, тем хуже их агрономические свойства. Среднесолонцеватые
черноземы по сравнению с лучшими несолонцеватыми почвами харак¬
теризуются как почвы удовлетворительного качества, а черноземы силь¬
носолонцеватые— как почвы ниже удовлетворительных агропроизвод-
ственных свойств. Как показали опыты на Украине, важным меропри¬
ятием повышения плодородия сильносолонцеватых черноземов является
местное внесение гипса в дозах 3—4 ц на 1 га в рядки при посеве
сельскохозяйственных культур. Для отдельных провинций (Западно-
Сибирская, Казахстанская, Предалтайская) характерна комплексность
почвенного покрова с широким распространением солонцов и солодей
среди черноземных почв.
Мелиорация солонцов и солодей должна предусматриваться в об¬
щем плане использования комплексных черноземных массивов.
В Западной Сибири на оподзоленных и выщелоченных черноземах
необходимо обращать внимание на особенности их теплового режима
и учитывать в этой связи специфику механического состава: черноземы
легко- и среднесуглинистые прогреваются быстрее, чем глинистые и тя¬
желосуглинистые; биологическая и агрофизическая спелость их наступа¬
ет раньше, поэтому они и отличаются более высоким эффективным пло¬
дородием.
Высокоплодородными почвами в черноземной зоне являются луго-
во-черноземные почвы, за исключением солонцеватых и солончаковатых
родов. Повышенное их увлажнение выделяет эти почвы в лучшую сто¬
рону по сравнению с зональными черноземами.
Глава XXIII
ПОЧВЫ ЗОНЫ СУХИХ СТЕПЕЙ
Зональный тип почв сухих степей — каштановые почвы. Общая их
площадь (включая лугово-каштановые) составляет в СССР около
107 млн. га, или 4,8%. Из них около 30% приходится на каштановые
солонцеватые почвы и их комплексы с солонцами. В зоне широко рас¬
пространены также солончаки и солоди.
Каштановые почвы распространены на юге Молдавии и Украины,
по побережью Черного и Азовского морей, в Восточном Предкавказье,
в Среднем и Нижнем Поволжье, Казахстане, южной части Западной
Сибири (Кулунда); отдельными массивами каштановые почвы встре¬
чаются в Средней Сибири (Минусинская впадина, Тувинская котловина)
и Забайкалье.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Климат. Каштановые почвы формируются в сухом континенталь¬
ном климате с теплым засушливым продолжительным летом и холодной
зимой с незначительным снеговым покровом. Высота его в разных частях
зоны колеблется от 15 до 40 см. Средняя годовая температура воздуха
9° в европейской и 2—3°С в азиатской части СССР; соответственно из¬
меняется средняя температура января от —5 до —25° и июля от +20
до +25° С.
Продолжительность периода с температурой выше +5° С на западе
зоны 215—225 дней, на востоке—150—160 дней. Безморозный период
соответственно 180—190 и 110—120 дней. Сумма температур >10° С
равняется 3300—3500° в западной части зоны и 1600—2100° в восточной.
Осадков выпадает мало: на севере зоны—350—400 мм, в центре —
320—350 мм и на юге — около 250—300 мм. В восточных районах осад¬
ки составляют 200—300 мм. Больше всего их выпадает летом. В За¬
байкалье максимум осадков приходится на лето и осень. Часто они носят
ливневый характер.
Коэффициент увлажнения в южной части зоны 0,25—0,30, в цен¬
тральной—0,30—0,35, в северной—0,35—0,45. В наиболее засушливые
годы в летние месяцы резко снижается относительная влажность воз¬
духа. Часты суховеи, оказывающие губительное влияние на развитие
растительности.
Рельеф и почвообразующие породы. Значительная территория зо¬
ны равнинная или равнинно-слабоволнистая с отчетливо выраженным
микрорельефом. Широко распространены различные по конфигурации,
размерам и углублению депрессии (западины, большие падины и ли¬
маны).
Каштановые почвы развиты преимущественно на лёссовидных кар¬
бонатных суглинках, реже — на лёссах.
В Причерноморской низменности и на Ставропольском плато каш¬
тановые почвы формируются в основном на тяжелых лёссовидных суг¬
линках. На Приволжской возвышенности наряду с четвертичными жел¬
то-бурыми лёссовидными суглинками почвообразующими породами яв¬
ляются отложения мелового и третичного периодов: кварцево-карбонат¬
ные и глауконитовые пески и супеси, палеогеновые засоленные суглинки
и глины, продукты выветривания песчаников, известняков и мелоподоб¬
ных мергелей. В Заволжье широко распространены сыртовые глины и
суглинки. В Прикаспийской низменности встречаются преимущественно
314
желто-бурые карбонатные, а иногда и засоленные суглинки, прикрываю¬
щие шоколадные глины арало-каспийской трансгрессии.
11одуральское плато покрыто толщей четвертичных отложений,
представленных бурыми суглинками и глинами. Встречаются выходы
коренных пород, на элювии которых формируются каштановые почвы.
В пределах Тургайской возвышенности наиболее распространены
карбонатные тяжелые суглинки и глины, сменяющиеся третичными от¬
ложениями. В Мугоджарах широко представлены элювиально-делюви-
альнме отложения продуктов выветривания коренных пород, а по древ¬
ним долинам — элювий третичных красно-бурых глин.
В южной части Западно-Сибирской равнины почвообразующие по¬
роды представлены древнеаллювиальными отложениями, подстилаемы¬
ми морскими засоленными осадками. Огромная часть зоны располага¬
ется в пределах Казахского мелкосопочника, отличающегося сложным
увалисто-волнистым рельефом с большим количеством сопок и низких
гор.
Почвообразующие породы здесь — желто-бурые часто скелетные
карбонатные суглинки. Встречаются пестроцветные третичные засолен¬
ные отложения, преимущественно глинистые, оказывающие большое
влияние на развитие комплексности почвенного покрова.
В Южном Забайкалье каштановые почвы формируются в межгор-
ных котловинах на хрящеватых легких пролювиально-делювиальных
отложениях. Грунтовые воды повсеместно залегают глубоко и не ока¬
зывают влияния на развитие каштановых почв.
Растительность. Растительный покров зоны сухих степей неодноро¬
ден. Для него характерны низкорослость, комплексность и изреженность.
Проективное покрытие не превышает 50—70%. К югу с усилением за¬
сушливости климата и солонцеватости почв пестрота растительного по¬
крова увеличивается.
В подзоне тем но-каштановых почв растительность представлена тип-
чаково-ковыльными степями, в состав которых входят различные виды
злаков: ковыли (Stipa capillata, S. lessingiana и др.), типчак (Festuca
sulcata), тонконог (Koeleria gracilis) с примесью разнотравья; в подзо¬
не каштановых почв преобладают полынно-типчаковые и полынно-тип-
чаково-ковыльные степи; в подзоне светло-каштановых почв — типчако-
во-полыиныс и полынно-типчаковые степи со значительной примесью
эфемеров и эфемероидов. Среди них наибольшее распространение име¬
ют мятлик луковичный (Роа bulbosa), тюльпаны (Tulipa pateys и др.),
ирисы (Iris scariosa, I. halophula). Большое место занимают кустарни¬
ки карагана (Caragana pumila), спирея (Spiraea hypericifolia). Послед¬
ние особенно широко распространены в пределах Казахского мелкосо¬
почника.
На каштановых солонцеватых почвах произрастают типчак, раз¬
личные виды нолыни (Artemisia nitrosa, A. pauciflora, A. frigiga,
A. austriaca), а также разнотравье — прутняк (Kochia prostrata), ро¬
мантик (Pyrethrium achilleifolium), грудница шерстистая (Linosyris
villosa), тысячелистник благородный (Achillea nobilis). Появляются ли¬
шайники и сине-зеленые водоросли (рис. 40).
На легких каштановых почвах преобладает нырейио-разнотравная
и ковыльно-разнотравная растительность с полынями полевой
(Artemisia campestris, A. marsehalliana), метельчатой (A. scoparia),
песчаной (A. arenaria).
Древесная естественная растительность приурочена к днищам и
склонам балок и долинам рек. Наиболее часто встречаются дуб
(Quercus robur), осина (Populus tremula), клен татарский (Acer tatari-
cum), спирея (Spiraea crenatus), бересклет бородавчатый (Evoirimus
315
Рис. 40. Общий вид растительного покрова на светло-каштановых почвах. На
переднем плане прутняк. Поверхность почвы покрыта лишайниками (фото
В. А. Девятых).
verrucosus), степная вишня (Prunus spinosa), бобовник (Amygdalus
папа). На выходах гранитов в Казахском мелкосопочиике встречается
сосна (Pinus silvestris).
ГЕНЕЗИС КАШТАНОВЫХ ПОЧВ
Каштановые почвы формируются под растительностью сухих сте¬
пей в условиях засушливого климата. В профиле целинных каштано¬
вых почв под слоем слабо выраженной дернины Лд выделяется гумусо¬
вый горизонт А темно-каштанового, каштанового или светло-каштано¬
вого цвета с буроватым оттенком, комковатой или комковато-пылеватой
структуры. За ним идет гумусовый переходный горизонт Bi серовато¬
бурой окраски, крупнокомковатой, а в солонцеватых разновидностях
комковато-призмовидной или призмовидно-ореховатой структуры с бу¬
ровато-коричневой лакировкой на гранях структурных отдельностей,
придающей горизонту более темную окраску и коричневатый (каштано¬
вый) оттенок.
Ниже расположен горизонт гумусовых затсков Вг, неоднородный по
окраске, обычно серовато-бурый, крупнокомковатой или комковато¬
призмовидной структуры. Под ним залегает иллювиальный карбонат¬
ный горизонт Вк буровато-желтого цвета, призмовидной или призмовид¬
но-ореховатой структуры, часто плотного сложения от наличия в нем
карбонатов и солонцеватости.
Карбонаты выделяются в виде ярко-белых пятен белоглазки, при¬
мазок или мицелия, что связано с провинциальными особенностями об¬
разования каштановых почв. Карбонатный горизонт постепенно перехо¬
дит в почвообразующую породу С, более светлую и однородную по
окраске, более рыхлого сложения, с очень редкими пятнами карбонатов
316
или без них, с вкраплениями гипса в виде друз, гнезд, отдельных кри¬
сталликов или прожилок. Глубина скопления гипса и легкорастворимых
солей определяется подтипом каштановых почв, а в пределах одного
подтипа — степенью солонцеватости, механическим составом почв, по¬
роды и рельефом местности.
В. В. Докучаев (1883), Н. М. Сибирцев (1898) и другие исследова¬
тели связывали происхождение каштановых почв с засушливостью кли¬
мата и ксерофитным характером произрастающей растительности, в
составе которой значительную роль играют полыни.
По мнению В. В. Докучаева и Н. М. Сибирцева, главнейшими осо¬
бенностями процесса почвообразования в этой зоне являются замедлен¬
ные темпы гумусообразования и слабая выщелоченность профиля почв
от карбонатов и легкорастворимых солей.
Генезис каштановых почв следует рассматривать как результат
совокупного проявления условий почвообразования в зоне сухих степей.
Особенности природных условий зоны, в частности более изрежен-
ный растительный покров и как следствие меньшее поступление в почву
растительных остатков и менее благоприятные условия их гумификации,
определяют ослабленное развитие здесь дернового процесса по сравне¬
нию с черноземной зоной. Степень выраженности этого процесса (содер¬
жание гумуса, мощность гумусовых горизонтов, оструктуренность) тес¬
но связана с условиями увлажнения в связи с зональными и провинци¬
альными особенностями климата, а также с конкретными условиями
рельефа. Именно поэтому наиболее гумусированы темно-каштановые
почвы, формирующиеся в более благоприятных условиях увлажнения, и
невысокое содержание гумуса имеют собственно каштановые и особен¬
но светло-каштановые почвы. По мерс перехода от темно-каштановых
почв к светло-каштановым общий запас органического вещества умень¬
шается, заметно увеличивается отношение корневой массы к надземной,
что объясняется преобладанием в составе травостоя полыней.
Количество биомассы в зоне каштановых почв составляет в разных
частях зоны 100—200 ц на 1 га. Ежегодный опад растительных остат¬
ков колеблется от 40 до 80 ц на 1 га. Значительную его часть составля¬
ют корни растений. Надземная растительная масса невелика и обычно
не превышает 10—15 ц на 1 га. В биологический круговорот с опадом
ежегодно вовлекается 250—450 кг зольных элементов и азота.
При разложении растительных остатков полынных группировок на¬
ряду с кремнием, магнием и полутораокисями образуется большое ко¬
личество щелочных металлов. Последние являются причиной развития
солонцеватости. Наложение элементов солонцового процесса на зональ¬
ное проявление дернового процесса — одна из важнейших особенностей
почвообразования в зоне сухих степей. Солонцеватость каштановых почв
следует рассматривать как явление зонального порядка. Более четко
она проявляется в светло-каштановых почвах.
В тяжелых каштановых почвах солонцеватость выражена более от¬
четливо. Каштановые легкие почвы, как правило, несолонцеватые или
слабосолонцеватые.
На проявление солонцеватости существенное влияние оказывает
рельеф местности. Солонцеватость в каштановых почвах более отчетли¬
во выявляется в нижней трети склона.
На проявление солонцеватости большое влияние оказывают также
степень засоления и карбонатность почвообразующих пород.
На сильнозасоленных породах формируются каштановые почвы г
ясно выраженными признаками солонцеватости. На породах с высоким
содержанием карбонатов признаки солонцеватости проявляются слабо
или отсутствуют.
•317
Рис. 41. Почвенный план комплексно¬
го участка Джаныбекского стациона¬
ра Почвенного института имени
В. В. Докучаева. Прикаспийская низ¬
менность:
1 — солонцы солончаковые; 2 — солонцы
остспняющиеся; 3 — светло-каштановые
почвы мелких западин; 4 - светло-кашта¬
новые почвы микросклонов; 5 — темно-
цветные почвы западин (по Л. Л. Роде и
М. Н. Польскому).
Особенность почвенного
покрова зоны — комплексность
(рис. 41). Основные взгляды
на причины комплексности
следующие:
неодинаковые физические
свойства пород, которые обус¬
ловили различную водонепро¬
ницаемость и выщелочснность
от солей (П. А. Костычев);
различные условия увлаж¬
нения, связанные с микро¬
рельефом (В. С. Богдан,
А. И. Бессонов, С. С. Неустру-
ев, Н. А. Димо, К. Д. Глинка
и др.);
бессточность территории и
се слабая дренированность
(С. С. Неуструев);
неравномерное первона¬
чальное распределение солей в
грунте (Н. И. Саввинов, В. А.
Францесон);
вынос землероями на поверхность засоленного грунта, что привело
к развитию солонцов и солонцеватых почв (В. С. Богдан, JI. И. Иозе-
фович);
близкое залегание солевого горизонта, пятнистое распределение
растительности и засушливость климата (Е. Н. Иванова, В. М. Фрид¬
ланд).
Большинство исследователей считают основными причинами ком¬
плексности почв микрорельеф и связанный с ним различный характер
увлажнения и солевого режима и как следствие пятнистое распределе¬
ние растительности и почв. Примером исключительной комплексности
почвенного покрова могут служить Западно-Сибирская и Прикаспий¬
ская низменности.
КЛАССИФИКАЦИЯ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ
Первая классификация каштановых почв принадлежит В. В. Доку¬
чаеву. Он разделил их на темно-каштановые с содержанием гумуса око¬
ло 4% и светло-каштановые — 2—3% гумуса.
В настоящее время каштановые почвы делят на три подтипа: тем¬
но-каштановые с содержанием гумуса 4—5%, каштановые с содержа¬
нием гумуса 3—4% и светло-каштановые, содержание гумуса 2—3%.
Кроме того, выделяются фациальные термические группы подзо-
нальных подтипов (табл. 99).
318
Внутри подтипов выделяются роды: обыч¬
ные, солонцеватые, солонцевато-солончакова-
тыс, остаточно-солонцеватые, солонцевато-осо¬
лоделые, карбонатные, карбонатно-солонцс-
ватые, с пониженным вскипанием (глубоко-
вскипающие) и неполноразвитые (на плотных
породах).
Темно-каштановые почвы. Для них ха¬
рактерна темно-серая с коричневатым оттен¬
ком окраска, комковатая, комковато-зернис¬
тая структура гумусового горизонта целинных
угодий и пылевато-комковатая — пахотных
угодий.
Мощность гумусового слоя A+Bi—35—
45(50) см, вскипание на глубине 45—50 см,
гипс и лсгкорастворимые соли около 2 м
(рис. 42).
Подтип темно-каштановых почв подраз¬
деляют на следующие роды.
Темно-каштановые обычные
почвы сохраняют признаки и свойства, опи¬
санные для данного подтипа.
Тем но - каштановые солонце¬
ватые почвы характеризуются уплотнен¬
ностью нижней части гумусового горизонта
Вь что обусловлено обогащением ее колло¬
идными частицами. Данному горизонту свой¬
ственна комковато-призмовидная или глыби¬
стая структура с различной степенью выра¬
женности на гранях структурных отдельно¬
стей лакировки (буровато-коричневой короч¬
ки). Чем сильнее солонцеватость, тем, как правило, интенсивнее выра¬
жена лакировка.
Темно-каштановые солонцевато-солон чакова-
тые почвы обычно приурочены к сильнозасоленным породам. В профи¬
ле таких почв наряду с отчетливо выраженными солонцеватыми свойст¬
вами отмечается повышенное содержание (>0,25%) водорастворимых
солей в пределах первого метра.
99. Разделение каштановых почв на подтипы
Подтипы
Рис. 42. Темно-каштановая
почва.
Темно-каш-
тановыс очень
теплые перио¬
дически про¬
мерзающие
Каштановые
очень теплые
периодически
промерзающие
Темно-каштано¬
вые теплые крат¬
ковременно про¬
мерзающие
Каштановые
теплые кратковре¬
менно промер¬
зающие
Светло-кашта¬
новые теплые
кратковременно
промерзающие
Темно-каш¬
тановые теп¬
лые промер¬
зающие
Каштановые
теплые про¬
мерзающие
Светло-каш¬
тановые теп¬
лые промер¬
зающие
Темно-каш¬
тановые уме¬
ренно теплые
промерзающие
Каштановые
умеренно теп¬
лые промер¬
зающие
Свстло-каш-
тановые уме¬
ренно теплые
длительно про¬
мерзающие
Темно-каш¬
тановые уме¬
ренные дли¬
тельно про¬
мерзающие
Каштановые
умеренные дли¬
тельно про¬
мерзающие
319
Темно-каштановые солонцевато-осолоделые поч¬
вы характеризуются признаками осолодевания в верхней или нижней
части гумусового горизонта в виде присыпки Si02 па гранях структур¬
ных отдельностей, плитчатой или листоватой структуры, слоеватогоили
пористого сложения. Эти почвы находятся в стадии рассоления.
Темно-каштановые карбонатные почвы отличаются по¬
вышенным содержанием карбонатов с самой поверхности. Образова¬
лись они на породах, обогащенных карбонатами.
Темно-каштановые карбонатно-солонцеватые
почвы формируются на карбонатных засоленных породах тяжелого ме¬
ханического состава. Отличаются повышенной плотностью и трещинова¬
тым сложением профиля. Во влажном состоянии они сильно набухают,
становятся вязкими. В составе поглощенных оснований наряду с натри¬
ем много содержится и магния.
Темно-каштановые остаточно-солонцеватые поч¬
вы имеют отчетливо выраженные морфологические признаки солонцева¬
тости, но без заметного содержания обменного натрия. Солонцеватость
в этих почвах рассматривается как свойство остаточного характера.
Темно-каштановые с пониженным вскипанием образовались
на породах легкого механического состава. Вследствие хорошей водо¬
проницаемости карбонаты выщелочены на глубину 1—1,5 м, гипсовый
горизонт отсутствует.
Темно-каштановые неполноразвитые формируются
на плотных породах, имеют неполноразвитый профиль и очень малую
мощность гумусового горизонта (A+Bi— меньше 20 см).
Каштановые почвы. В отличие от темно-каштановых эти почвы
имеют меньшую мощность гумусового слоя (A+Bi—30—40 см). Вски¬
пание на глубине 40—45 см. Максимальное скопление карбонатов на
глубине 50—55 см, гипса—150—170 см и легкорастворимых солей —
около 2 м. Условия образования и диагностические показатели родовых
признаков каштановых почв аналогичны темно-каштановым.
Светло-каштановые почвы* отличаются небольшой мощностью гу¬
мусового слоя (A+Bi—25—35 см); он бесструктурный. Вследствие сла¬
бого промачивания карбонатный горизонт залегает ближе к поверхно¬
сти, чем у каштановых и тем более у темно-каштановых почв. Гипсовый
горизонт на глубине 110—120 см. Более высокое скопление солей в свет-
ло-каштановых почвах по сравнению с темно-каштановыми способствует
почти повсеместному проявлению признаков солонцеватости. Светло-
каштановые несолонцеватые почвы встречаются очень редко.
В светло-каштановых солонцеватых почвах профиль дифференциро¬
ван более резко, что выражается прежде всего обеднением илистой
фракцией верхнего горизонта А и обогащенностью илом горизонта В.
Более четкая дифференциация в строении профиля светло-каштановых
почв подтверждается и данными валового состава минеральной части,
указывающими на некоторое увеличение полутораокисей в иллювиаль¬
ном горизонте В, который в этих почвах ясно выделяется по более тем¬
ной окраске, чем горизонт А, плотному сложению и грубой структуре.
В светло-каштановых почвах с ясно выраженной солонцеватостью
отмечаются признаки осолодевания в верхнем горизонте, который приоб¬
ретает более светлую окраску, плитчато-листоватую структуру и более
рыхлое сложение. Диагностические показатели других родов светло-
каштановых почв аналогичны темно-каштановым и каштановым почвам.
* В работах по природному районированию СССР светло-каштановые почвы от¬
мены в полупустынную (пустынно-степную) зону из-за большого сходства их с бу-
.ыми почвами.
320
На виды каштановые почвы разделяют по содержанию гумуса,
мощности гумусовых горизонтов и степени солонцеватости.
Различают почвы каштановые несолонцеватые, содержащие погло¬
щенного натрия менее 3% емкости поглощения; каштановые слабосо¬
лонцеватые—3—5%; каштановые среднесолонцеватые—5—10% и каш¬
тановые сильиосолонцеватые—10—15%.
СОСТАВ И СВОЙСТВА КАШТАНОВЫХ ПОЧВ
Механический и минералогический состав. Для типичных кашта¬
новых почв характерно равномерное распределение илистой фракции по
всему профилю. В .солонцеватых разновидностях наблюдается заметное
ее перемещение из верхнего горизонта в горизонт В. Чем сильнее вы¬
ражена солонцеватость, тем более заметна диффренциация профиля
по содержанию ила (табл. 100).
100. Механический состав каштановых почв
Почва
Горизонт и
глубина
взятия об¬
разца. см
Гигроскопичес¬
кая влага, %
Размер механических элементов (мм) и их содер¬
жание. %
8
1
1
о
0
1
о"
0.01—Э, ОС-5
I
83
оо
§
о
V
<0,01
Каштановая слабо¬
А 0—10
3,78
1,8
19,5
24,6
7,4
10,0
36,7
54,1
солонцеватая, Вол¬
В, 20—30
5,11
0,8
4,3
28,2
9,6
13,8
43,3
66,7
гоградская область
В2 40—50
3,72
1,0
4,7
27,3
8,2
17,8
41,0
66,9
Вн 70—80
3,41
1,3
8,8
44,3
4,5
22,8
18,3
45,6
Q 140—150
2,68
5,7
36,6
16,5
5,4
17,8
18,0
41,2
Каштановая сильно¬
А 0—10
2,73
1,3
45,9
17,2
4,8
7,6
23,2
35,6
солонцеватая, Вол¬
Bt 14—24
4,17
2,1
36,0
11,7
3,8
7,6
38,8
50,2
гоградская область
С 90—100
3,92
0,5
37,3
12,1
4,6
19,6
25,9
50,1
Светло-каштановая
А 0—10
5,90
Нет
4,3
36,9
8,9
19,5
26,1
54,6
солонцеватая,
В, 20—30
7,20
»
7,6
31,9
7,1
9,4
34,1
50,6
Уральская область
Вк 40—50
6,80
2,0
34,6
10,4
5,3
33,0
48,8
ВС 90—100
5,75
4,3
30,8
5,8
7,1
29,5
42,4
С 190—200
6,20
»
7,4
27,6
3,2
7,7
29,1
40,0
По данным Н. И. Горбунова (1964), в илистой фракции каштановых
почв преобладают минералы монтмориллонитовой группы и гндрослю-
ды в разных сочетаниях. В небольшом количестве имеются гетит, гиб-
бсит.
Вторичные минералы каолинитовой группы в каштановых почвах
встречаются редко. В крупных фракциях находятся преимущественно
кварц, полевые шпаты, слюды и роговые обманки.
Химический состав и физико-химические свойства. Валовое содер¬
жание кремнекислоты в каштановых почвах по всему профилю одинако¬
во (табл. 101). Незначительное скопление ее по сравнению с нижними
горизонтами отмечается в горизонте А; более высокое содержание крем¬
некислоты в этом горизонте отмечается в осолоделых каштановых
почвах.
Содержание полутораокисей определяется степенью солонцеватости
и осолодения. В каштановых солонцеватых почвах и тем более в сильно-
солонцеватых, имеющих, как правило, и более отчетливые признаки
осолодевания, отмечается заметное увеличение полутораокисей в гори¬
зонте В.
21—837
321
101. Валовой состав каштановых почв (% на прокаленную навеску)
Почва
Горизонт и
глубина
Гигроско¬
Потеря от
sio2
А1,Оз
взяти 51 об¬
разца, см
пическая
влага, %
прокалива¬
ния, %
Каштановая слабосолонцева¬
А 0—9
5,85
12,04
80,98
7,85
тая на желто-буром суглин¬
Bt 24—32
7,17
10,00
78,25
10,10
ке, Волгоградская область
Вк 58—68
3,97
13,63
76,57
3,06
(Н. П. Панов)
С 160—170
4,13
11,36
77,01
5,81
Светло-каштановая солонце¬
А 0—10
5,90
6,93
73,26
12,18
ватая на желто-буром су¬
Вх 20—30
7,20
1,90
71,00
14,25
глинке, Уральская область
(Н. П. Панов, В. А. Девятых)
Вк 40-50
6,80
10,31
69,59
14,72
ВС 40-1С0
5,75
8,65
71,00
12,00
С 170-180
6,20
7,87
66,11
11,34
Продолжение
Почва
Горизонт и
глубина
взятия об¬
разца, см
Fe,0:,
Р.О*
СаО
мко
NX)
К,о
so3
Каштановая слабосолонцева-
А 0-9
5,69
0,(9
2,01
1,67
0,90
1,20
0,23
тая на желто-буром суглин¬
Вх 24-32
6,44
0,02
1,83
1,62
0,72
1,04
0,21
ке, Волгоградская область
Вк 58—68
5,53
0,04
9,34
3,08
0,85
1,05
0,26
(Н. П. Панов)
С 160—170
6,19
0,05
6,37
2,40
1,23
0,97
1,31
Светло-каштановая солонце¬
А 0-10
5,51
0,08
1,85
0,77
1,12
2,52
0,87
ватая на желто-буром су¬
В, 20-30
5,46
0,09
2,02
1,52
0,93
2,28
1,58
глинке, Уральская область
Вк 40—50
6,03
0,10
1,95
2,03
1,00
2,26
2,14
(Н. П. Панов, В. А. Девятых)
ВС 40—100
5,62
0,10
1,95
2,13
1,27
2,65
1,51
С 170—1*0
5,34
0,09
4,56
1,65
1,46
2,61
5,76
Более резкое перераспределение в ходе почвообразовательного про¬
цесса претерпевают карбонаты, максимальное скопление которых отме¬
чается на глубине 50—60 см.
Валовое содержание кальция в горизонте Вк в несколько раз боль¬
ше, чем в верхнем горизонте. Наблюдается н некоторое перемещение
магния. В каштановых солонцеватых почвах происходит увеличение со¬
держания натрия в нижних горизонтах.
Темно-каштановые суглинистые почвы в верхнем горизонте А со¬
держат гумуса 4—5%, азота 0,25—0,35% и валового фосфора 0,1—
0,2%. В разновидностях легкого механического состава все показатели
снижаются. Распределение гумуса но профилю темно-каштановых почв
равномерное. Средний запас гумуса в метровом слое около 200 т на
1 га. В составе гумуса гуминовые кислоты преобладают над фульво-
кислотами. Емкость поглощения 30—35 м.-экв. на 100 г ночвы. В соста¬
ве поглощенных оснований преобладают кальций (70—75%), магний
(20—25%) и незначительное количество (около 1 м.-экв.) приходится
на поглощенный натрий. В каштановых солонцеватых почвах его содер¬
жание превышает 3% емкости поглощения. Реакция верхних горизон¬
тов почвы слабощелочная, pH водной вытяжки 7,2—7,3. В нижних го¬
ризонтах щелочность увеличивается.
Каштановые почвы занимают переходное положение между темно¬
каштановыми и светло-каштановыми.
Гумуса в верхнем горизонте каштановых суглинистых почв 3—4%,
азота 0,15—0,25, фосфора 0,1—0,2%. Емкость поглощения колеблется от
20 до 30 м.-экв. на 100 г почвы (табл. 102).
322
102. Содержание гумуса, азота и физико-химические свойства каштановых почв
Почва
Горизонт
и глубина
нзятия
образца,
см
Гумус no
Тюрину, %
Азот по
КьвЛЬДП-
лю, %
Отношение
С: N
Fmкость по¬
глощения по
Годройцу.
м.-экп. па
100 г почвы
Погло¬
щенный
натрий, %
от емкости
Темно-каштановая солонце¬
Aj 2—10
4,03
0,27
8,7
19,9
4,5
ватая легкосу глинистая,
Bt 18—28
2,03
0,14
7,0
20,4
10,2
Павлодарская область
В2 40—45
0,27
Следы
13,0
4,4
Каштановая слабосолонце¬
Aj 0—10
3,56
0,25
8,3
26,6
2,7
ватая тяжслосуглинистая,
Вх 20—30
2,88
,19
8,7
25,0
3,4
Волгоградская область
В., 40—50
1,37
0,13
6,0
23,0
2,8
Каштановая сильносолон¬
At 0-10
2,20
(',17
7,3
17,7
6,5
цеватая суглинистая, Вол¬
Bi 14—24
2,12
0,15
8,0
32,4
14,0
гоградская область
B« 31-41
0,99
0,08
6,1
22,1
15,3
Светло-каштановая солон¬
A, 0-10
1,82
0,17
6,2
11,0
2,4
цеватая легкосуглини¬
Bj 10-20
0,84
0,10
5,0
13,1
7,9
стая, Карагандинская об¬
ласть
Bo 20-30
0,72
0,08
5,0
18,6
8,0
В светло-каштановых суглинистых почвах гумуса 2—3%, азота
0,15 • -0,2, фосфора 0,08—0,2 %.
Емкость поглощения 15—25 м.-экв. на 100 г почвы. В составе по¬
глощенных оснований преобладают Са2+ и Mg2+, содержание которых
составляеЧувб—97% емкости поглощения, и от 3 до 15% приходится на
обменный Na+. Реакция водной вытяжки слабощелочная — в верхних
горизонтах pH 7,2—7,5. В нижних горизонтах pH достигает 8.
Содержание подвижных форм питательных элементов в каштановых
почвах зависит от механического состава, степени солонцеватости и кар-
бонатности и обычно колеблется в пределах 5—20 мг фосфора и 10—
40 мг и более калия на 100 г почвы.
Содержание и состав водорастворимых солей в каштановых почвах.
Непромывной водный режим приводит к аккумуляции на различной глу¬
бине карбонатов, гипса и легкорастворимых солей.
В верхней части профиля преобладают бикарбонаты щелочных и
щелочноземельных металлов; на глубине 50—60 см отчетливо выделяет¬
ся карбонатный горизонт, а в первой половине второго метра — гипсо¬
вый; ниже обнаруживается горизонт аккумуляции легкорастворимых
солей.
Каштановые иесолонцеватые почвы содержат очень мало водораст¬
воримых солей по всему профилю. Плотный остаток водной вытяжки в
верхнем горизонте не превышает 0,1%. Значительное накопление солей
наблюдается на глубине 120—160 см. В составе их преобладают суль¬
фаты щелочных и щелочноземельных металлов. Каштановые почвы,
развитые на третичных засоленных породах, характеризуются, как пра¬
вило, сульфатно-хлоридным типом засоления (табл. 103). Более глубо¬
кое залегание солевых горизонтов имеют темно-каштановые и наимень¬
шее— светло-каштанопые почвы. В пределах каждого подтипа глубина
залегания солевых горизонтов уменьшается с повышением степени со¬
лонцеватости и утяжелением механического состава.
Водно-физические свойства каштановых почв. Темно-каштановые
почвы характеризуются удовлетворительными физическими свойствами
(табл. 104). Менее благоприятны они у солонцеватых почв с более плот¬
ным сложением профиля. Особо плотное сложение имеют карбонатные
горизонты. Плотность их достигает 1,5—1,7 г/см3. Карбонатные гори¬
зонты отличаются наиболее низкой пористостью. Более высокая дис-
21*
323
103. Состав водной вытяжки каштановых почв (Волгоградская область)
Почва
Горизонт
и глубина
взятия образ¬
ца, см
а*
Общая
щелоч¬
ность
НС03
СГ“
so|~
Са2+
Mg2+
Na+ +к+
по раз¬
ности
Й8
м.-
•экв. на
100 г по1'вы
Каштановая слабосо¬
А 0—10
0,05
0,65
0,04
Следы
0,33
Следы
0,3 5
лонцеватая тяжело¬
Ва 20—30
0,04
0,54
0,06
0,24
»
0,36
суглинистая на желто¬
В2 40-50
0,07
0,88
0,04
»
0,38
0,15
0,39
буром суглинке
Вк 70—80
0,08
0,94
0,09
»
0,58
0,32
0,13
С], 140—150
0,10
1,07
0,09
0,48
0,55
0,13
Каштановая солонцева-
А 0-10
0,06
,38
0,04
Следы
0,06
0,02
0,32
то-солончаковатая су¬
Вх 14—24
0,24
0,89
1,29
0,04
0,56
0,06
1,60
глинистая на желто¬
В. 31—41
0,39
1,36
2,71
0,58
0,54
0,05
4,06
буром суглинке, под¬
Вк 50—60
0,49
1,43
3,38
0,85
0,54
0,05
5,07
стилаемом палеогено¬
выми отложениями
Ci 90-—100
0,69
1,13
4,62
4,96
1,28
0,11
9,32
персность минеральной и органической частей в солонцеватых почвах
обусловливает повышенное значение максимальной гигроскопичности и
более высокий коэффициент завядания растений.
Небольшое количество осадков, слабая оструктуренность и высокая
плотность профиля каштановых почв не обеспечивают глубокого их
промачивания. Осенние осадки обычно промачивают почву не глубже
70—100 см. В отдельные годы с незначительным количеством осадков
глубина промачивания светло-каштановых почв не превышает 50 см.
Более глубокое промачивание отмечается на легких каштановых поч¬
вах, характеризующихся лучшей водопроницаемостью. Весенние воды
могут промачивать толщу почвы до 1,5—2 м.
Ниже 2 м в каштановых суглинистых почвах отмечается «мертвый»
горизонт (по Высоцкому) с постоянной влажностью в разные периоды
года. Наименьшая влагоемкость в верхних горизонтах 22—36%.
104. Водно-физические свойства каштановых почв
Почва
Глубина
взятия
образца, см
Плотность,
г/сма
Порис¬
тость
(общая)
Наимень¬
шая вла¬
гоемкость
(НВ)
Макси¬
мальная
гигроско¬
пичность
(МГ)
Влажность
завядания
(ВЗ)
% от объема почвы
Темно-каштановая легко¬
0—10
1,20
55,5
22
4,3
6,5
суглинистая, Бурятская
10-20
1,32
51,2
21
4,5
6,7
АССР, Н. А. Ногина
20—30
1,46
46,3
20
4,5
7,4
60—70
1,56
46,2
17
2,5
3,7
110—120
1,64
39,4
18
2,5
3,8
150—160
1,59
41,3
14
2,2
3,3
200—210
1,60
40,2
8
2,4
3,7
Светло-каштановая сугли-
0—5
1,25
51,6
33
6,1
10,0
стая, Уральская об¬
5—10
1,25
51,6
30
6,1
10,0
ласть, А. А. Роде,
10—20
1,31
51,0
29
7,2
12,4
М. Н. Польский
20-30
1,41
47,5
29
9,5
18,3
40—50
1,54
43,7
30
9,5
16,9
70—80
1,53
43,8
30
9,6
15,3
90—100
1,51
44,9
35
10,3
—
150—160
1,44
47,4
29
11,5
—
190—200
1,46
46,3
29
9,9
—
324
Каштановые и особенно светло-каштановые почвы отличаются рез¬
ким дефицитом влаги. Поэтому урожаи сельскохозяйственных культур
на них неустойчивые.
ЛУГОВО-КАШТАНОВЫЕ ПОЧВЫ
Лугово-каштановые почвы встречаются среди каштановых почв по
степным блюдцеобразным понижениям, потяжинам, межсопочным доли¬
нам, надпойменным террасам и межувальным понижениям. Вместе с
солонцовыми почвами они обусловливают комплексность почвенного
покрова. Дополнительное увлажнение, создающееся в результате по¬
верхностного весеннего стока с окружающей местности, способствует
хорошему произрастанию лугово-степной растительности. Здесь часто
встречаются пырей (Agropyrum repens), люцерна серповидная
(Medicago falcata), донник желтый (Melilotus officinalis) и др. В луго¬
во-каштановых почвах создаются лучшие условия для накопления гуму¬
са, а также для развития процессов рассоления и засоления почвенной
толщи. В более глубоких и обширных понижениях, характеризующихся
лучшими условиями увлажнения, формируются луговые лиманные, как
правило, осолоделые почвы и солоди с признаками оглеения, а иногда и
засоления.
В профиле лугово-каштановых почв выделяются такие же генетиче¬
ские горизонты, что и в каштановых почвах,— дернина Ад (в целинных
почвах), гумусово-аккумулятивный А, переходный Вь горизонт гумусо¬
вых затеков Вг, карбонатный Вк и почвообразующая порода С.
Лугово-каштановые почвы характеризуются повышенной мощ¬
ностью гумусовых горизонтов (45—55 см) и более высоким содержани¬
ем питательных элементов, чем каштановые почвы.
Емкость поглощения в лугово-каштановых суглинистых почвах 30—
40 м.-экв. на 100 г почвы.
Лугово-каштановые почвы подразделяются на роды, как и каштано¬
вые почвы. Дополнительно выделяется род лугово-каштановых оглеен-
ных почв. Диагностические показатели родовых признаков аналогичны
каштановым почвам. \
Подразделение лугово-каштановых почв на виды основано на мощ¬
ности гумусовых горизонтов (A+Bi), содержании гумуса, степени солон¬
цеватости, солончаковости, карбонатности, осолодения и оглеения.
Отмеченные выше особенности строения и свойства каштановых и
лугово-каштановых почв широко варьируют в зависимости от провин¬
циальных условий.
Восточно-Пр едкавказская провинция. Характерная
особенность темно-каштановых и каштановых почв этой провинции
(теплая южносвропейская фация)—более или менее однородный пок¬
ров, за исключением северо-восточного склона, обращенного к бассейну
р. Маныч, и речных долин Калаус и Кумы, где широко распространены
солонцеватые разновидности в комплексе с солонцами от 10 до 25—30%.
Каштановые почвы этой провинции имеют достаточно высокую
мощность гумусовых горизонтов (45—55 см). В профиле их отмечают¬
ся мицелярные формы выделения карбонатов, за что они получили
название мицелярно-карбонатных.
Донская провинция (умеренная восточноевропейская фа¬
ция). Каштановые почвы характеризуются меньшей мощностью гумусо¬
вых горизонтов (45—50 см), но более высокой их гумусностью по срав¬
нению с Восточно-Прсдкавказской провинцией.
Часто встречаются каштановые солонцеватые почвы в комплексе с
солонцами.
325
Заволжская провинция. Каштановые почвы этой провин¬
ции более высоко гумусированы и имеют несколько сниженную мощ¬
ность гумусовых горизонтов (40—45 см). В восточной и юго-восточной
частях провинции в связи с усилением засушливости возрастают солон-
цеватость и комплексность почв.
Прикаспийская провинция. В почвенном покрове преоб¬
ладают комплексы светло-каштановых солонцеватых почв, солопчако-
ватых солонцов, лугово-каштановых почв западин и осолоделых почв ли¬
манов. Огромные массивы заняты песками и солончаками, последние
приурочены к различного рода депрессиям.
Казахстанская провинция. Каштановые почвы провинции
отличаются повышенной солонцеватостью, засолением, а также ком¬
плексностью. Среди каштановых почв, развитых на элювии третичных
засоленных отложений, встречаются массивы карбонатно-солонцеватых
почв. Характерная особенность каштановых почв этой провинции —
языковатость гумусового профиля.
В пределах Тургайского плато и Павлодарского Прииртышья встре¬
чаются массивы темно-каштановых и каштановых почв легкого механи¬
ческого состава, часто подверженных ветровой эрозии. Эти почвы отли¬
чаются меньшей комплексностью и солонцеватостью. Близки к ним
каштановые почвы Кулундинской степи Алтайского края.
Минусинская провинция. В Хакасской автономной области
Красноярского края каштановые почвы отдельными островами встреча¬
ются по древним долинам рек Енисея, Абакана и их притоков в пределах
Уйбатской, Сабинской и других степей.
Они отличаются малой мощностью гумусовых горизонтов (20—
30 см), бесструктурностью и незначительным содержанием питательных
веществ. В провинции часто встречаются каштановые карбонатные и га-
лечниковые почвы (Н. Д. Градобоев).
В пределах Казахского мелкосопочника широко распространены
каштановые маломощные, щебнистые почвы.
Тувинская провинция. Каштановые почвы залегают по
крупным межгорным котловинам. Здесь преобладают каштановые поч¬
вы легкого механического состава, часто маломощные, щебнистые. В
них отсутствует солонцеватость и отмечается выщелоченность профиля
от легкорастворимых солей.
Забайкальская провинция (восточносибирская фация).
В этой провинции распространены каштановые почвы легкого механи¬
ческого состава, несолонцеватые и незаселенные, с мучнистой формой
выделения карбонатов. Для них характерна повышенная гумусность са¬
мого верхнего горизонта А при низком общем запасе гумуса.
Значительные осадки, выпадающие во второй половине лета, обуслов¬
ливают периодически промывной тип водного режима и как следствие
промытость профиля от легкорастворимых солей и гипса.
СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
Почвенный покров зоны характеризуется значительной сложностью,
широким развитием мелкоконтурности и комплексности, что в большой
степени обусловлено значительным распространением солонцов и других
засоленных почв.
Вместе с тем отдельные территории зоны различаются по структуре
почвенного покрова в связи с особенностями состава пород, геоморфоло¬
гии и гидрологии.
На хорошо дренированных территориях, сложенных мощными тол¬
щами четвертичных незаселенных пород (Сыртовое Заволжье, Доно-
326
Донецкая возвышенность, Ставропольское плато и др.) почвенный пок¬
ров представлен преимущественно сочетаниями различных родов темно¬
каштановых и лугово-каштановых почв (обычных, карбонатных, солон¬
цеватых) с участием солодей. При близком залегании засоленных по¬
род в структуре почвенного покрова на этих территориях принимают
участие солонцовые комплексы. На территориях со склоновыми форма¬
ми рельефа развиты сочетания с участием эродированных почв.
В Северном Казахстане широко развиты комплексы темно-кашта¬
новых и каштановых почв разной степени солонцеватости с солонцами.
Для Казахского мелкосопочника характерны эрозионно-холмистые
мелкоконтурные сочетания, в которых наряду с комплексами темно¬
каштановых, каштановых и светло-каштановых почв и солонцов на вер¬
шинах и склонах сопок имеются маломощные щебнистые каштановые
малоразвитые почвы. Структура почвенного покрова сухих степей юга
Украины характеризуется менее выраженной контрастностью и отлича¬
ется от других регионов зоны менее Сложными комбинациями темно-
каштановых почв различной мощности с участием карбонатных н солон¬
цеватых родов, а также лугово-каштановых почв и солодей; реже встре¬
чаются солонцовые комплексы (Присивашье и др.).
Территория Прикаспийской низменности отличается большим раз¬
нообразием сочетаний и комплексов, в которых наряду с зональными
каштановыми и светло-каштановыми почвами и солонцами имеются
лугово-каштановые (темноцветные), луговые, солончаковые почвы и
солоди.
В регионах распространения легких пород (супеси, пески —Павло¬
дарское Прииртышье, Тувинская ЛССР и др.) почвенный покров харак¬
теризуется меньшей сложностью.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ПОЧВ СУХИХ СТЕПЕЙ
Пахотные земли зоны сухих степей составляют около 10% общей
площади пашни в СССР. В этой зоне находится 12% сенокосов и 10%
пастбшц. Поэтому здесь имеются большие перспективы для дальнейше¬
го развития животноводства. В зоне сухих степей сельскохозяйственные
культуры часто страдают от засухи и суховеев. Успешное земледелие
возможно здесь при условии дополнительного влагонакопления на по¬
лях путем снегозадержания, полезащитного лесоразведения н особых
приемов агротехники, включающих чистые пары, глубокую зяблевую
вспашку, глубокое безотвальное рыхление, а также посев кулис из вы-
сокостебельиых культур.
На темно-каштановых и каштановых почвах возделывают твердую
пшеницу, кукурузу, просо, подсолнечник, бахчевые и другие культуры.
Па светло-каштановых почвах без орошения получают невысокие и
неустойчивые урожаи. Только в отдельные годы (2—3 в десятилетие)
можно собрать удовлетворительные урожаи. Ввод в действие Волго-
Донского, Северо-Крымского. Большого Ставропольского и Саратовско¬
го каналов, канала Иртыш — Караганда, а также сооружение Каховской
и Приволжской оросительных систем позволяет оросить и обводнить
большие площади земель засушливой зоны. Особое внимание должно
уделяться отбору земель под орошение и установлению правильных норм
полива во избежание вторичного засоления почв. Без полива в южной
части зоны осваиваются лугово-каштановые почвы падин и лиманов,
наиболее обеспеченные влагой за счет поверхностного весеннего стока.
В зоне сухих степей должно найти широкое развитие лиманное ороше¬
ние. В подзоне светло-каштаповых почв отводятся под посев без полива
327
преимущественно почвы легкого механического состава с более благо¬
приятными водно-физическими свойствами по сравнению с тяжелыми
почвами. Они имеют менее плотное сложение и больше доступной для
растений влаги. Но в легких почвах мало питательных элементов, и они
сильно подвержены ветровой эрозии, поэтому урожаи на них также
неустойчивы.
В связи с широким распространением легких каштановых почв
борьба с ветровой эрозией здесь играет первостепенную роль. На этих
почвах необходимо широко внедрить почвозащитную систему земледе¬
лия, включающую обработку почвы плоскорезами с оставлением стерни,
кулисные пары, посев по стерне специальными сеялками.
При орошении на каштановых почвах высокое действие оказывают
азотные, фосфорные и калийные удобрения; без орошения наиболее эф¬
фективны фосфорные удобрения, вносимые в небольших дозах в рядки
при посеве.
При освоении новых земель здесь необходимо учитывать следующие
агропроизводственные свойства почв: содержание гумуса, мощность гу¬
мусовых горизонтов, механический состав, солонцеватость, глубину
скопления солевых горизонтов и комплексность.
Лучшими агропроизводственными свойствами обладают темно-каш¬
тановые и каштановые несолонцеватые и слабосолонцеватые почвы, не¬
комплексные или в комплексе с солонцами не более 10% и лугово-каш-
тановые почвы.
К почвам с удовлетворительными агропроизводственными свойства¬
ми относятся темно-каштановые и каштановые солонцеватые почвы,
светло-каштановые несолонцеватые и слабосолонцеватые с невысоким
(до 10%) содержанием солонцов. При освоении этих почв особое вни¬
мание должно быть направлено на создание благоприятных водно-фи¬
зических свойств.
Чем сильнее выражена солонцеватость, тем ниже урожай (табл.
105). Поэтому одним из приемов повышения плодородия солонцеватых
почв является гипсование. Оно наиболее эффективно на фоне орошения,
травосеяния и внесения удобрений.
Темно-каштановые и каштановые сильносолонцеватые, а также
светло-каштановые солонцеватые почвы с высоким содержанием солон¬
цов должны использоваться как пастбища с созданием на них хорошего
и устойчивого травостоя из засухоустойчивых и солеустойчивых культур
(донник, люцерна, житняк и др.). При разработке мероприятий по по¬
вышению плодородия каштановых почв необходимо учитывать провин¬
циальные особенности.
В Забайкальской провинции, например, каштановые почвы про¬
мерзают на глубину 1,5—2 м, оттаивают весной очень медленно, что
105. Влияние солонцеватости на урожай яровой пшеницы (Карагандинская область,
данные Н. П. Панова)
Почва, совхоз «Комсомольский»
Урожай,
ц с 1 га
Почва, совхоз имени Орджоникидзе
Урожай,
ц с 1 га
Темно-каштановая несолонце¬
12,8
Каштановая несолонцеватая
8,2
ватая маломощная
Темно-каштановая слабосо¬
11,0
маломощная
Каштановая слабосолоицева-
7,6
лонцеватая маломощная
Темно-каштановая среднесо¬
6,4
тая маломощная
Каштановая срсднссолонцсва-
5,4
лонцеватая маломощная
Темно-каштановая сильносо¬
5,0
тая маломощная
Каштановая сильносолонцева¬
3,1
лонцеватая маломощная
Темно-каштановый солонец
4,0
тая маломощная
Каштановый солонец
2,0
328
увеличивает поверхностный сток. Сухие сильные ветры весной и летом
сильно иссушают почву. Осадки выпадают преимущественно во второй
половине лета, поэтому сельскохозяйственные культуры в период веге¬
тации нуждаются в орошении.
Особое внимание в этой провинции должно быть обращено на сне¬
гозадержание и другие мероприятия, направленные на предохранение
почв от глубокого промерзания.
При освоении каштановых почв Казахстанской и других провинций
с широким распространением почв легкого механического состава осо¬
бое внимание надо обращать на разработку противоэрозионных меро¬
приятий (см. главу XXX). В провинциях с сильнокомплексным почвен¬
ным покровом первоочередной задачей является создание однородного
почвенного покрова путем окультуривания каштановых солонцеватых
почв и солонцов.
При распашке в каштановых почвах значительно активизируются
микробиологические процессы, что приводит к более интенсивному раз¬
ложению органических остатков и гумуса, особенно в первые годы ос¬
воения. Затем скорость разложения гумуса замедляется, и в течение
50—100 лет содержание его практически не изменяется. С распашкой
каштановых почв несколько увеличивается отношение Сгк: СфК. Активи¬
зация микробиологических процессов улучшает питательный режим:
значительно увеличивается содержание нитратов, а также несколько
возрастает количество подвижных соединений фосфора.
При правильном освоении каштановых почв снижается их плот¬
ность, увеличивается общая пористость, повышаются влагоемкость и
водопроницаемость. Все это приводит к улучшению водного режима и
повышению эффективного плодородия каштановых почв.
Глава XXIV
ЗАСОЛЕННЫЕ ПОЧВЫ И СОЛОДИ
Засоленными называются почвы, содержащие в своем профиле
легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных расте¬
ний количествах. К ним относятся солончаки, солончаковатыс почвы и
солонцы. Они широко распространены в зонах сухих и пустынных сте¬
пей, в пустынной зоне, встречаются также в степной, лесостепной и та-
ежно-лесной зонах.
Засоленные почвы в СССР занимают 52,3 млн. га, или 2,4% всех
почв страны. Из них на солонцы приходится около 35 млн. га. Кроме
того, комплексы солонцов с зональными почвами составляют примерно
70 млн. га.
Площадь солончаков, солонцов и почв солонцовых комплексов в
нашей стране более 120 млн. га, или 5,4%.
Наиболее широко распространены засоленные почвы в Казахстане,
Западной Сибири, Среднем и Нижнем Поволжье, на юге Украины, в
республиках Средней Азии и в северо-восточном Предкавказье.
ОБРАЗОВАНИЕ И УСЛОВИЯ НАКОПЛЕНИЯ СОЛЕЙ В ПОЧВАХ
Формирование засоленных почв связано с накоплением солей в
грунтовых водах и породах и с условиями, способствующими их акку¬
муляции в почвах. При выветривании пород образуется значительное
количество растворимых солей. Ежегодный приток легкорастворимых
солей в океан с суши составляет 2735 млн. т. Около 1 млрд. т солей
каждый год поступает в бессточные области материков земного шара
(В. А. Ковда, 1946). С выходом на дневную поверхность морских со¬
леносных осадков суша получает огромное количество легкорастворимых
солей. Наиболее типичными областями их аккумуляции являются При¬
каспийская, Туранская и Западно-Сибирская низменности.
Много легкорастворимых солей может образоваться при изверже¬
нии вулканов; выделяющиеся газы и пары содержат серу, хлор, кото¬
рые переходят в хлориды и сульфаты.
Большая роль в аккумуляции водорастворимых солей в почвогрун-
тах принадлежит растительности. При аэробном разложении органиче¬
ских остатков в условиях засушливого климата может накапливаться
большое количество легкорастворимых солей. Одним из источников на¬
копления солей в почве служат неглубоко залегающие минерализован¬
ные грунтовые воды.
В районах широкого распространения соленых озер и солончаков
большую роль в переносе солей играют эоловые процессы. Г. Н. Высоц¬
ким и Н. А. Димо была развита теория имиульверизации (перенос со¬
лей ветром).
При переносе ветром на поверхность суши может поступать от 2 до
20 т солей на 1 км2 (Кларк).
Огромную роль в перераспределении солей играют поверхностные и
грунтовые воды.
Интенсивность перераспределения солей и накопления их в почвах
определяется климатом — количеством осадков и величиной испарения,
а также фильтрационными свойствами почв, почвообразующих пород и
растворимостью солей.
Во влажном климате при промывном водном режиме соли выщела¬
чиваются за пределы почвогрунта и поэтому не накапливаются. В рай-
330
106. Накопление солей в водах и засоленных почвах различных природных зон
(В. А. Ковда, 1946)
Ниипмсшая минерализация воды, г на 1 л
Максимальное коли¬
Характерные
соли в солон¬
чаках
Зона
реки
грунтовые
воды
соленые
озера
чество легкораст¬
воримых солей в
верхних горизонтах
солончаков, %
Пустыня
20—90
200—220
350— 450
15-25
NaCl
NaNO,
MgCl*
MgS04
Сухая степь
10-30
100—150
300-350
5-8
NaCl
Na»S04
CaS04
MgS04
Стень
3—7
50—100
100-250
2—3
KaJS04
NaCl
Na?C08
Лесостепь
0,5—1
1-3
10—100
0,5—1
Na2C03
Na2S04
Na2SiOs
онах с засушливым климатом и особенно в полупустыне и пустыне, где
испаряемость намного превышает количество выпадающих осадков,
создаются условия для накопления солей в грунтовых водах и почвооб¬
разующих породах. В этих областях и распространены в основном за¬
соленные почвы.
В распределении солей на территории суши отчетливо проявляется
зональность.
Наиболее высокая концентрация солей в грунтовых водах и почвах
отмечается в пустынной зоне и наименьшая — в лесостепной и степной
зонах (табл. 106).
В качественном составе солей по отдельным природным зонам уста¬
новлена также определенная закономерность, связанная с особенностя-
хми климата, обусловливающего специфику геохимических и биохимиче¬
ских процессов. В лесостепных и степных районах при общем незначи¬
тельном засолении почв и минерализации грунтовых вод в составе со¬
лей преобладают карбонаты и бикарбонаты натрия, встречаются суль¬
фаты, обусловливающие содовый и содово-сульфатный типы засоления
ночв.
Накопление соды в этих зонах связано с меньшей растворимостью
ее по сравнению с сульфатами и хлоридами натрия.
В полупустынных и пустынных областях условия благоприятны для
образования сульфатов и хлоридов натрия, гипса и нитратов. Иногда
возможно образование соды и формирование почв с содовым типом за¬
соления.
В СССР выделяются четыре крупные провинции современного на¬
копления солей в почвах (В. А. Ковда, 1946):
су л ьф а т и о - со до в а я (Приднепровская, южная часть Окско-
Донской, южная часть Западно-Сибирской, Амурская и Лено-Вилюйская
низменности, средняя часть Сыртового Заволжья);
хлор и дно-су л ьфатн а я (южная часть Сыртового Заволжья,
Зауралье к востоку от Прикаспийской низменности, Казахская складча¬
тая страна и Туранская низменность, Фергана, дельта Амударьи);
сульфатно-хлоридная (Туранская и Причерноморская низ**
мснности);
хлорид пая (Прикаспийская низменность).
331
На накопление солей в почвах в одной и той же зоне или провинции
большое влияние оказывают рельеф и дренированность территории.
Силыюзасоленные почвы приурочены к различного рода депрессиям,
где грунтовые воды находятся близко к поверхности. К таким крупным
депрессиям относятся Западно-Сибирская, Туранская, Прикаспийская,
Днепровская и Лено-Вилюйская низменности.
Широко распространены засоленные почвы на аллювиальных рав¬
нинах многих крупных рек, таких, как Волга, Дон, Днепр, Иртыш, Аму¬
дарья, и в приозерных понижениях на приморских аллювиальных рав¬
нинах и древних террасах. Засоленные почвы и здесь приурочены пре¬
имущественно к отрицательным формам рельефа. Ими изобилуют ли¬
маны, старицы и различные впадины.
СОЛОНЧАКИ
К солончакам относятся почвы, содержащие большое количество
водорастворимых солей с самой поверхности и в профиле. В зависимо¬
сти от химизма засоления соли в верхнем горизонте солончаков состав¬
ляют от 0,6—0,7 до 2—3% и более (см. табл. 108).
Генезис солончаков
Накопление солей в почвах составляет сущность солончакового
процесса. Солончаки образуются при близком залегании грунтовых ми¬
нерализованных вод в условиях выпотного типа водного режима; при
испарении воды верхние горизонты почв обогащаются водорастворимы¬
ми солями. Эти почвы образуются также и на засоленных почвообразу¬
ющих породах.
Сезонный приток легкорастворимых солей за счет испарения мине¬
рализованных грунтовых вод может достигать 500—1000 т на 1 га
(В. А. Ковда, 1946).
Солончаки в приморских областях и в районах распространения за¬
соленных озер могут образоваться и в результате приноса солей ветром.
Солончаки нередко возникают при неправильном орошении, а также
вследствие внутрипочвенного перераспределения солей в связи с изме¬
нением рельефа.
Большое значение в образовании солончаков имеет растительность.
Образующиеся при минерализации растительных остатков соли в усло¬
виях аридного климата накапливаются в верхних слоях почвы. Мас¬
штабы их аккумуляции определяются биологическими особенностями
самих растений.
Растительный покров на солончаках неоднородный и определяется
характером их засоления и содержанием солей. На солончаках с очень
высокой степенью засоления растительность сильно изрежена и пред¬
ставлена различными видами солянок. Наиболее часто встречаются со¬
лерос (Salicornia herbacea), сарсазан (Halocnemum strobilaceum),
шведка (Suaeda sp.), солянки (Salsola sp.), а также черный саксаул
(Haloxylon aphyllum), биюргун (Anabasis salsa).
На солончаках с меньшей концентрацией солей произрастают бес-
кильница (Puccinellia sp.), ячмень короткоостый (Hordeum
brevisubulatum), кермек (Limonium gmelini), подорожник (Plantago
salsa), кокнек (Atriplex сапа), астра солончаковая (Aster tripolium),
бассия (Echinopsilon sedoides).
Продуктивность травостоя на солончаках варьирует в широких пре¬
делах. Больше биомассы (до 200 ц на 1 га Н. И. Базилевич, 1965) об¬
разуется на луговых хлоридно-сульфатных солончаках и меньше всего
332
на соровых солончаках и солончаках с содовым типом засоления. Со¬
лончаковая растительность отличается высокой зольностью, достигаю¬
щейся у мясистых солянок пустынной зоны 40—55%. Зольность полу¬
сухих солянок 20—30%, ксерофитных полыней 10—20%, в то время как
у растительных сообществ незаселенных почв (злаков и бобовых) она
обычно не превышает 10%.
В золе солянок преобладают хлор, сера, натрий. По данным Н. И.
Базилевич (1965), с опадом в солончаковых лугах Барабинской низмен¬
ности поступает на гектар от 230 до 630 кг зольных элементов, в том
числе хлора от 19 до 102 кг и натрия от 19 до 67 кг. На соровых солонча¬
ках количество зольных элементов в опаде возрастает до 690 кг, в том
числе на хлор приходится от 220 до 288 кг, на натрий — от 125 до 257 кг
на 1 га.
Высокое содержание солей в солончаках определяет особенности
строения их профиля и свойства.
Профиль солончаков слабо дифференцирован на генетические го¬
ризонты. В нем выделяют гумусовый горизонт А, переходный В и почво¬
образующую породу С.
По всему профилю солончака заметны выцветы солей, особенно
после подсыхания стенки разреза.
Нередко в нижней части, а иногда по всему профилю отмечаются
признаки оглеения, выражающиеся в наличии ржаво-охристых вкрапле¬
ний или сизых пятен.
Классификация и диагностика солончаков
Солончаки подразделяются на два типа—солончаки гидроморфные
и солончаки автоморфные.
Гидроморфные солончаки разделяются на подтипы: типичные гид¬
роморфные, луговые, болотные, соры (шоры), приморские, мерзлотные,
вторичные, сазовые н отакыренные пустынные. Они развиваются в усло¬
виях близкого залегания минерализованных грунтовых вод.
Автоморфные солончаки подразделяются на литогенные, остаточ¬
ные и эолово-бугристые и формируются на засоленных почвообразую¬
щих породах при глубоком уровне грунтовых вод. Материнскими поро¬
дами чаще являются элювий и делювий третичных, меловых и других
древних отложений, а также морские засоленные породы четвертичного
периода, например шоколадные глины Прикаспия.
Типичные гидроморфные солончаки формируются
при близком залегании сильноминерализованных грунтовых вод. Про¬
филь их слабо дифференцирован на горизонты. Водорастворимые соли
содержатся в большом количестве по всему профилю с максимальной
концентрацией в верхней части.
Луговые солончаки также развиваются при близком залега¬
нии грунтовых вод, но более слабо минерализованных. Профиль их от¬
четливее подразделяется на генетические горизонты. Среди луговых со¬
лончаков особо выделяются карбонатно-кальциевые, которые в отличие
от других солончаков содержат меньше водорастворимых солей, более
карбонатны и гумусированы. На таких солончаках хорошо произраста¬
ет луговая растительность. Среди луговых солончаков часто встречаются
солончаки с содовым засолением. Сода наиболее сильно угнетает разви¬
тие растительности, и урожаи на таких почвах очень низкие.
Соровые (шор о вые) солончаки развиваются в результа¬
те испарения поверхностной воды мелководных соленых озер и русел
древних рек. Местами днища высохших озер покрыты слоем солей в
несколько сантиметров. Такие солончаки лишены растительности.
333
Рис. 43. Гидроморфные приморские солончаки (Сиваш) (фото Л. Д. Кашан-
ского).
Приморские солончаки (рис. 43)—наиболее молодые об¬
разования морских отложений. Имеют влажную рыхлую солевую ко¬
рочку, под которой располагается песчаный или супесчаный слой с ог¬
ромным количеством ракушек. Профиль сильно засолен хлоридами. На
глубине 1—2 м обнаруживается горько-соленая вода.
Вторичные солончаки образуются в результате неправильно¬
го орошения, вызывающего подъем грунтовых вод и как следствие
накопление легкорастворимых солей в поверхностных горизонтах
почв.
Вторичное засоление интенсивно развивается при глубине залега¬
ния минерализованных грунтовых вод 1,5—2 м; при глубине их залега¬
ния 3—4 м засоление может иметь место, а при глубине более С м оно
не возникает.
Мерзлотные солончаки имеют на небольшой глубине мерз¬
лотный горизонт, служащий водоунором. В этих солончаках сильно за¬
солены или верхние горизонты, или весь профиль. Состав солей разный.
Чаще встречаются солончаки хлоридно-сульфатные или сульфатпо-хло-
ридные.
Болотные солончаки развиваются при очень близком залега¬
нии грунтовых вод. По всему профилю отмечаются оглеение и сильное
засоление, а иногда и оторфовывание верхнего горизонта.
Отакыренные (пустынные) солончаки характеризуют¬
ся своеобразной трещиноватой поверхностью, образование которой свя¬
зано с особыми гидротермическими условиями пустынной зоны.
Остаточные, или р е л и к т о в ы е, солончаки развиваются
на отложениях, засолеиие которых связано с предшествовавшей гидро-
морфной стадией.
Эолово-бугристые солончаки возникают в результате
переноса солей ветром.
Солончаки разделяются на роды по составу солей, который уста¬
навливается ио соотношению анионов и катионов (табл. 107) в водной
вытяжке.
334
107. Качественный состав засоления (данные Ю. П. Лебедева)
По анионам, м.-экв.
Но катионам, м.-экв.
Вид засоления
CI™
НСО“
Вид засоления
Na+ -f К+
Са?+ + Mg2+
Mg2+
so|“
C1- + S02-
Са2+
Хлоридный
>2
11атриевый
>2
_
Сульфатно-хлорид-
2—1
ный
Магниево-натриевый
2—1
>i
Хлоридно-сульфат-
1—0,2
ный
Кальциево-натриевый
1—2
<i
Сульфатный
<0,2
Карбонатно-суль-
/К *TIJ LFII
<0,2
>1
Кальциево-магниевый
<1
>i
фатныи
Сульфатно-содо-
>2
Магниево-кальциевый
<1
>i
вый
Встречаются солончаки и с иным видом засоления, например хло-
ридно-нитратные, но наиболее широко распространены солончаки хло-
ридно-сульфатные, натриевые. Приурочены они к областям с засушли¬
вым климатом. Солончаки с содовым засолением находятся в основном
в степной и лесостепной зонах. Селитряные или хлоридно-нитратные
формируются только в пустынных районах.
Качественный состав солей отражается на внешних признаках со¬
лончаков. Среди них различают корковые, пухлые, мокрые и
черные.
В солончаках с преобладанием хлористого натрия на поверхности
образуется корка. При большом содержании хлористого кальция и маг¬
ния, отличающихся высокой гигроскопичностью, развиваются мокрые
солончаки. Если в составе солей доминирует сернокислый натрий, фор¬
мируются пухлые солончаки. При повышенном количестве соды увели¬
чивается растворимость органического вещества и профиль приобретает
темную (черную) окраску.
Но характеру распределения солей солончаки подразделяются на
виды: поверхностные (соли в слое 0—30 см) и глубокопрофильные (со¬
ли но всему профилю до грунтовых вод).
Помимо собственно солончаков, широко встречаются в той или иной
степени засоленные (солончаковатые) почвы. Степень засоления уста¬
навливается по общему содержанию солей в водной вытяжке с учетом
их видового состава (табл. 108).
Важно учитывать также глубину скопления солевых горизонтов.
Если водорастворимые соли залегают в пределах 0—30 см, то почвы от-
108. Классификация печв по степени засоления (данные В. А. Ковды,
В. В. Егорова и др., 1960)
Тип засоления, плотный остаток, %
Засоление почв
хлорид но «содо¬
вый
сульфатно¬
содовый
содово-
Хлоридный
содово-
сульфатный
Практически незасолснныс
(или слабозасолснные)
Слабозасолснные
Среднезасолеин ые
Сильнозасолснные
Солончаки
<0,15
0,15—0,25
0,25—0,4
0,4-0,6
>0,6
<0,15
0,15—0,3
0,3—0,5
0,5—0,7
>0,7
<0,15
0,15—0,25
0,25—0,4
0,4—0,6
>0,6
<0,15
0,15—0,25
0,3—0,5
0,5—0,7
>0,7
335
Продолжение
Тип засоления, плотный остаток, %
Засолснис почв
сульфатно-
хлоридныЛ
хлор и дно-суль¬
фатный
хлоридный
сульфатный
Практически незасолениые
(или слабозасоленные)
Слабозасоленные
Среднезасолеин ые
Сильнозасоленныс
Солончаки
<0,2
0,2—0,3
0,3—0,6
0,6-1,0
>1
<0,25
0,25-0,4
0,4—0,7
0,7—1,2
>1,2
<0,15
0,15—0,3
0,3-0,5
0,5-0,8
>0,8
<0,3
0,3—0,6
0,6—1,0
1,0—2,0
>2,0
носят к высокосолончаковатым или солончаковым; 30—80 см— к солон-
чаковатым; 80—150 см — к глубокосолончаковатым; глубже 150 см — к
незасоленным.
Состав и свойства солончаков
Равномерное распределение илистых частиц, кремния и полуторных
окислов — одна из характерных особенностей типичных солончаков.
При рассолении и проявлении признаков осолонцовывания горизонт В
несколько обогащается илистыми частицами и полуторными окислами.
Содержание гумуса в верхних горизонтах солончаков колеблется от
0,5 до 5(8) %. Наиболее гумусированы солончаки лесостепной зоны
(табл. 109). Однако количество гумуса в солончаках в той или иной зо¬
не зависит от степени и вида их засоления. В большинстве случаев со¬
лончаки относятся к малогумусированным почвам.
109. Данные анализов солончаков
Солончак
Горизонт и
глубина взя¬
тия образца,
см
Гумус, %
СО, кар¬
бонатов,
%
pH водной
суспензии
Плотный
остаток вод¬
ной вытяжки,
%
Луговой хлоридно-содовый.
А 0—11
8,09
Следы
9,1
1,23
Лесостепь, Барабинская
АВХ11—18
4,79
6,0
9,5
1,03
низменность (II. И. Бази¬
Вх 18—35
3,03
1,6
9,4
1,00
левич)
В2 35—46
1,75
1,5
9,2
0,75
В3 60—90
1,00
7,2
9,4
0,55
С 140—190
0,45
3,6'
9,2
0,37
Луговой хлоридно-сульфат-
А 0—8
3,14
0,9
7,4
1,85
ный. Сухая степь,
Вх 8—16
1,п
4,0
7,3
1,79
Прииртышье
В2 50—60
0,50
4,0
7,4
1,36
С 100—110
—
3,1
7,3
1,57
В составе гумуса преобладают фульвокислоты. В солончаках мало
азота и зольных питательных веществ.
Емкость поглощения солончаков низкая—10—20 м.-экв. Но в неко¬
торых высокогумусных луговых солончаках лесостепной зоны она до¬
стигает 50—60 м.-экв. В составе обменных оснований преобладают каль¬
ций, магний, имеется натрий. В содовых солончаках превалируют маг¬
ний и натрий.
Реакция солончаков, засоленных нейтральными солями, слабоще¬
лочная (pH водной вытяжки 7,3—7,5); содовые солончаки отличаются
очень высокой щелочностью, pH достигает 9—11. Солончаки имеют с
самой поверхности карбонаты. Содержание гипса в разных солончаках
336
неодинаковое, наиболее высокое в
солончаках полупустынной и пус¬
тынной зон.
Большое содержание солей —
характерная особенность солонча¬
ков (рис. 44). Высокая концентра¬
ция солей в них отрицательно ска¬
зывается на их водном и питатель¬
ном режимах. Вследствие высокой
гигроскопичности солей резко сни¬
жается количество доступной для
растений влаги.
Солончаки характеризуются
низким природным плодородием.
Высокая концентрация водораство¬
римых солей в почвенном растворе
резко нарушает снабжение растений
водой и приводит их к гибели.
У культурных растений на засолен¬
ных почвах нарушаются минераль¬
ное питание и обмен веществ, за¬
держивается развитие, особенно в
начальной фазе, ослабляется фото¬
синтез, и как следствие снижается
урожай и его качество (табл. 110).
Степень токсичности солей опреде¬
ляется их составом и растворимостью. Чем легче соли проникают в ра¬
стения, тем они более ядовиты. Токсичность солей возрастает от суль¬
фатного к содовому типу засоления.
110. Степень засоления почв и состояние полевых культур (данные В. Л. Ковды,
В. В. Егорова, В. С. Муратовой, Б. П. Строганова, I960)
Степень засоления почв
Состояние среднесолеустойчивых растений
Практически незасолспныс
(или слабозасоленные)
Слабозасоленные
Срсднезасоленные
Сильпозасолснные
Солончаки
Хороший рост и развитие (выпадов растений нет, уро¬
жай нормальный)
Слабое угнетение (выпады растений и снижение урожая
на 10—20%)
Среднее угнетение (выпады растений и снижение уро¬
жая на 20—50%)
Сильное угнетение (выпады растений и снижение уро¬
жая на 50—80%)
Выживают единичные растения (урожая практически
нет)
Особенно ядовита сода, менее токсичен сернокислый натрий. Серно¬
кислый кальций безвреден, но в почвах он является спутником других
солей. Поэтому большое содержание его в почвах служит показателем
низкого их плодородия.
Культурные растения по-разному относятся к засолению, что опре¬
деляется их биологическими особенностями, степенью и химизмом засо¬
ления почв, влажностью и запасом в них питательных веществ. В усло¬
виях благоприятного увлажнения и питательного режима растения об¬
ладают большей солеустойчивостью. Предельная солеустойчивость сель¬
скохозяйственных культур в начале развития, например для Голодной
Катионы Днионы
мгэкб. на 100 е почбы
Рис. 44. Распределение и состав водорас¬
творимых солей в профиле солончака
пустынно-степной зоиы.
22—837
337
степи, выражается следующими показателями (содержание хлора, % на
воздушно-сухую почву, по Кобаеву В. Е., 1958): ячмень—0,04; просо —
0,04; свекла сахарная и кормовая—0,04; хлопчатник—0,03; пшеница —
0,03; овес —0,03; люцерна —0,02.
Бахчевые и овощные культуры по солеустойчивости располагаются
в следующем порядке: тыква—0,02%, томаты—0,02, капуста—0,02, ды¬
ни—0,015, лук—0,01, арбузы—0,008, огурцы—0,007%.
Из древесных и кустарниковых пород наиболее солеустойчивые вяз
мелколистный, смородина золотистая, акация желтая, клен татарский,
тамарикс, лох узколистный, жимолость татарская, дереза, солончаковые
формы березы бородавчатой, ивы сибирской, тополя белого и осины.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛОНЧАКОВ
Большинство культурных растений при повышенном содержании
водорастворимых солей в почвах не может развиваться или дает очень
низкие урожаи. Поэтому освоение солончаков и сильнозасоленных почв
возможно лишь при сложных мелиоративных мероприятиях. Наиболее
эффективный и радикальный прием удаления солей и опреснения почв —
промывка. Нормы расхода воды на промывку засоленных земель зави¬
сят от степени засоления, влажности, механического состава и глубины
залегания грунтовых вод (табл. 111).
111. Примерные нормы (тыс. м3) промывки засоленных почв Мургабского оазиса
(данные Л. М. Мальцева, Г. С. Ефимова)
Степень засоления
Механический состав почв
легкосуглинистые
среднесуглинистые
тяжелосугли¬
нистые
глубина залегания грунтовых вод перед промывкой, м
1,5
2,5
3,5
1.5
2,5 |
3,5
1.5
2,5
3.5
Слабозасоленные
3,8
3,0
2.3
5,8
4,3
3,2
8,0
5,8
3,9
Среднезасоленные
5.7
4,6
3,7
8,5
6,8
5,4
11,7
9,0
6,9
Сильнозасолснные
8,3
6,8
5,4
12,3
10,1
7,9
17,6
13,8
11,0
Промывку сильнозасоленных почв часто практикуют с одновремен¬
ным возделыванием риса на фоне глубокого дренажа в целях снижения
капитальных затрат на освоение этих почв. Поливные воды не должны
быть минерализованными (не более 1 г/л).
Промывные нормы не должны быть также слишком большими, что¬
бы не вызывать подъема грунтовых вод. Перед промывкой необходима
глубокая вспашка. По глубокой вспашке быстрее вымываются соли,
меньше затрачивается воды.
Лучше проводить промывку в осенне-зимний период, когда грун¬
товые воды залегают наиболее глубоко, а испарение наименьшее. В це¬
лях предотвращения подъема грунтовых вод необходим отвод промыв¬
ных вод с орошаемой территории. Для понижения уровня грунтовых
вод применяют дренаж. Повышение плодородия промытых от солей
почв достигается внесением органических и минеральных удобрений,
улучшением структуры, усилением биологической активности почв. Для
этих целей в первый период освоения засоленных участков следует вы¬
севать солеустойчивые культуры. Хорошими освоителями засоленных
почв во время мелиоративных работ являются люцерна, джугара, яч¬
мень, просо, пшеница.
338
При освоении засоленных почв в условиях орошаемого земледелия
особое внимание надо обращать на предотвращение вторичного засоле¬
ния. Это достигается правильным установлением поливных норм, числа
и сроков поливов и обеспечением своевременного отвода промывных
вод. Равномерное распределение воды требует хорошей планировки по¬
лей и соблюдения высокой агротехники.
Для предотвращения подъема солей по капиллярам необходимо
поддерживать верхние слои почвы в рыхлом состоянии.
К предупредительным мероприятиям относится также посадка дре¬
весной растительности вдоль оросительных каналов. Древесные расте¬
ния расходуют большое количество воды на транспирацию; уровень
грунтовых вод понижается, испарение воды через почву сокращается,
что приводит к ослаблению процессов засоления.
Покрытие дна оросительных каналов водонепроницаемой «одеж¬
дой» снижает фильтрацию воды, предотвращает подъем грунтовых вод
и, следовательно, возможность засоления почв.
Вторичное засоление почв в орошаемых районах можно предотвра¬
тить поддержанием общей высокой культуры земледелия.
Солончаки, расположенные в районах неорошаемого земледелия,
или совсем не осваивают, или используют как малопродуктивные па¬
стбища.
Часть таких площадей после улучшения состава травостоя можно
отводить под сенокосы.
СОЛОНЦЫ
Солонцами называют почвы, содержащие в поглощенном состоя¬
нии большое количество обменного натрия, а иногда и магния в иллю¬
виальном горизонте (В). Они имеют резкую дифференциацию профиля
и характеризуются неблагоприятными агрономическими свойствами.
Солонцы, как и солончаки, относятся к категории засоленных почв, од¬
нако в отличие от солончаков содержат водорастворимые соли не в са¬
мом верхнем горизонте, а на некоторой глубине.
Строение профиля и основные привнаки солонцов
В процессе развития профиль солонца разделяется на ряд отчетли¬
во выраженных горизонтов: гумусово-элювиальный (надсолонцовый)
Аь солонцовый (или иллювиальный) Bi, подсолонцовый В2 и почвооб¬
разующая порода С (рис. 45).
Гумусово-элювиальный горизонт комковатой или пластинчатой
структуры, слоеватый, пористый, обедненный илистой фракцией, а по¬
этому более легкого механического состава, чем ниже расположенный
горизонт. Цвет этого горизонта различный: у солонцов ^устынно-степ-
ной и сухостепной зон он светло-бурый, бурый или буровато-серый
(каштановый), в солонцах степной и лесостепной зон — темно-серый,
а иногда и черный. Мощность горизонта от 2—3 до 20—25 см.
Солонцовый горизонт более темной окраски — темно-бурый или бу¬
рый с коричневым оттенком, столбчатой структуры, реже призматиче¬
ской, ореховатой или глыбистой. Столбчатые отдельности легко распа¬
даются на ореховатыс, на гранях которых отмечается глянцевидная
лакировка. Горизонт в сухом состоянии плотный, трещиноватый, во
влажном — вязкий, бесструктурный, мажущийся. Мощность солонцово¬
го горизонта от 7—12 до 25 см и более.
Подсолонцовый горизонт более светлой окраски, призматической
или ореховатой структуры, обычно содержит гипс и карбонаты. За ним
22*
339
выделяется горизонт максимального скопле¬
ния лсгкорастворимых солсй Сс.
Резкая дифференциация профиля по мор¬
фологическим признакам хорошо прослежива¬
ется микроморфологическими исследованиями.
Верхние, надсолонцовые горизонты отличают¬
ся преобладанием органоглинистой массы
с более или менее равномерным распределе¬
нием обломков первичных минералов. В ил¬
лювиальных горизонтах четко прослеживают¬
ся потеки гумуса и глинистого вещества по
норам, местами наблюдаются натечные его
формы. Подсолонцовые горизонты, обогащен¬
ные карбонатами, меньше содержат ориенти¬
рованной глины. В них имеются микрокри¬
сталлические формы кальцита, часто отмеча¬
ется и ожелезненность. Высокая дисперсность
иллювиальных горизонтов и связанные с ней
неблагоприятные водно-физические свойства
солонцов составляют одну из характерных осо¬
бенностей солонцового процесса почвообра¬
зования. Под солонцовым процессом понима¬
ется внедрение в поглощающий комплекс ио¬
на натрия и как следствие резкое повышение
дисперсности органической и минеральной ча¬
сти, снижение устойчивости коллоидов по от¬
ношению к воде и возникновение щелочной
реакции почвы.
Генезис содопцов
По вопросу происхождения солонцов имеется несколько теорий.
Общим для них является признание ведущей роли иона натрия в разви¬
тии неблагоприятных солонцовых свойств.
Согласно коллоидно-химической теории К. К. Гедройца, солонцы
образовались при рассолении солончаков, засоленных нейтральными со¬
лями натрия.
В почвах, содержащих большое количество натриевых солей, соз¬
даются условия для насыщения поглощающего комплекса ионами нат¬
рия путем вытеснения из него других катионов. Почвенные частицы, на¬
сыщенные натрием, теряют агрегатное состояние вследствие высокой
гидратации иона натрия. Коллоиды, обогащенные натрием, обладают
способностью удерживать на своей поверхности воду, сильно набухают,
приобретают устойчивость против коагуляции и значительную подвиж¬
ность. При высоком содержании иона натрия резко возрастает также
растворимость органических и минеральных соединений почвы в резуль¬
тате появления щелочной реакции. Эта реакция образуется вследствие
гидролиза минералов и обменной реакции между натрием, находящим¬
ся в поглощающем комплексе, и кальцием углекислых солей почвенно¬
го раствора:
[ППК“1^+ + Са (НСОа)а ^ [ППК“] Са2+ + 2NaHCOs.
Подщелачивание раствора способствует дальнейшему диспергиро¬
ванию почвенных коллоидов. Они из-за большой подвижности выщела¬
чиваются из верхнего горизонта и на некоторой глубине под действием
340
солей электролитов из золсобразиого состояния превращаются в гели,
накапливаются, что и приводит к образованию иллювиального (солон¬
цового) горизонта.
К. К. Гедройц различает две стадии в развитии солонцовых почв:
первая — засоление почв нейтральными солями натрия, т. е. образова¬
ние солончаков, и вторая — рассоление солончаков и развитие солон¬
цовых почв с характерными для них строением профиля и свойствами.
В стадии рассоления солончаков Гедройц выделял три фазы: удаление
растворимых солей; образование соды; диспергирование почвенных ча¬
стиц и вынос их вниз по профилю.
Близкие взгляды на генезис солонцов развивал К. Д. Глинка, ко¬
торый считал, что для образования этих почв попеременно необходи¬
мы процессы засоления почв натриевыми солями и их рассоления. Глин¬
ка писал, что идущее веками чередование этих процессов приводит к
формированию солонцов.
Последующими исследованиями (Е. Н. Иванова, 1932) было уста¬
новлено, что солонцы при рассолении солончаков могут образовывать¬
ся только в том случае, если в составе солей солончака отношение
Na+: (Ca2++Mg2+) >4.
В природных условиях такое соотношение солей в почвенном рас¬
творе встречается очень редко. При рассолении солончаков, засоленных
нейтральными солями, в составе которых содержится более 20% каль¬
циевых солей, солонцовые свойства не проявляются. Таким образом,
теория образования солонцов из солончаков, засоленных нейтральными
солями, не может быть признана универсальной.
Биологическая теория образования солонцов развита В. Р. Виль¬
ямсом, который считал, что источником солей натрия служит степная
и полупустынная растительность — полыни, солянки, камфоросма, кер-
мек и др. При минерализации растительных остатков образуется боль¬
шое количество солей, в том числе и соды.
Обогащение почв лсгкорастворимыми солями приводит к насыще¬
нию поглощающего комплекса натрием, и несолонцеватая почва посте¬
пенно превращается в солонец.
Исследованиями последних лет доказано, что солонцовые почвы мо¬
гут возникать, минуя солончаковую стадию (В. А. Ковда и др.). Такое
образование солонцов возможно в том случае, когда источником нат¬
рия является сода. В этих условиях происходит внеконкурентное погло¬
щение натрия из почвенного раствора. Поэтому даже при незначитель¬
ной концентрации соды в растворе возможно насыщение натрием по¬
глощающего комплекса.
Поскольку в формировании солонцов большую роль играет сода,
то, естественно, возникает вопрос: как же она образуется в почвах?
Источники соды в почвах. Сода в природных условиях образуется
при выветривании магматических и осадочных пород, содержащих то
или ипое количество натрия. Высвобождающиеся при выветривании ос¬
нования (Са, Mg, Na и др.) взаимодействуют с углекислотой почвен¬
ного раствора и образуют соответствующие карбонаты, в том числе кар¬
бонат натрия. Сода может возникать в результате взаимодействия ней¬
тральных солей, поднимающихся с восходящими растворами из
грунтовых вод, с карбонатами щелочных земель почвы:
Na2S04 + Са (НСОз)2 -► CaS04 2NaHC03.
Однако таким способом, как отмечал К. К. Гедройц, сода в почве
накапливается в заметных количествах лишь тогда, когда в ней проду¬
цируется большое количество углекислоты.
Сода в почве образуется в результате обменной реакции между нат¬
341
рием поглощающего комплекса и кальцием карбонатов или водородом4
угольной кислоты почвенного раствора:
1ППК“]^+ + Са (НС08)2 -> [ППК“] Са2+ + 2ЫаНСОэ
иле
[ППК“]^+ + Н2С03-> [ПЩ-]}£ + Na2C02.
В почве сода образуется и биологическим путем. При минерализа¬
ции растительных остатков возникают соли азотной, серной и других
кислот. Анионы поглощаются растениями, а катионы натрия с угле¬
кислотой и бикарбонатами почвенного раствора дают соду (В. Р. Виль¬
ямс).
Образование соды возможно при разложении опада определенных
групп растений степной и пустынной зон, в золе которых очень много
натрия (камфоросма, бассия, полынь черная, биюргун, саксаул черный
и некоторые другие). Сода образуется также в результате биохимичес¬
ких процессов восстановления сульфата натрия с помощью сульфатре-
дуцирующих бактерий в присутствии органического вещества:
Na2S04 + 2С-» Na2S + 2СОг;
Na2S -f С02 + Н20 = Na2C03 + H2S.
Реакция протекает в анаэробных условиях.
В рассмотренных выше теориях основной причиной развития солон¬
цового процесса признается обменный натрий. Однако, как показали
последующие исследования в природных условиях, встречаются солон¬
цы с высоким содержанием обменного магния и незначительным коли¬
чеством натрия в поглощающем комплексе.
Ряд исследователей (А. Н. Соколовский, 1938; В. А. Ковда, 1963;
А. М. Можейко, 1965, и др.) склонны считать, что солонцы с преобла¬
данием в составе обменных катионов магния являются реликтовыми.
Пептизация коллоидов под действием обменного натрия происходила
на более ранних стадиях формирования солонцовых почв. В последую¬
щем при их рассолении натрий вымывался и относительно накапливал¬
ся магний как наиболее стабильный ион, чем кальций.
Можно считать установленным, что магний при определенном со¬
отношении в почвенно-поглощающем комплексе с натрием играет су¬
щественную роль в проявлении солонцеватости почв. Внедряясь в пог¬
лощающий комплекс, он, как и натрий, хотя и в меньшей степени, уве¬
личивает гидрофилыюсть коллоидов, нарушает связи между микроаг¬
регатами, превращает почву в неустойчивую к щелочному гидролизу.
Неблагоприятные свойства почв обусловлены более высокой гидрати-
рованностью магния, чем кальция, и более прочным закреплением его
в поглощенном состоянии.
Как следствие этого происходит частичное разрушение минералов
с образованием гидрофильных соединений типа коллоидной кремневой
кислоты, а также гуматов магния, отличающихся высокой подвижно¬
стью.
По-иному рассматривал генезис малонатриевых солонцов Б. В. Ан¬
дреев (1956). По его предположению, обменный натрий является не
причиной, а следствием солонцового процесса. В обменном состоянии
натрий в почвах появляется в том случае, когда гальмиролизу* под¬
вергаются натриевые минералы. При распаде магниевых минералов в
* Гальмиролиз — распад (выветривание) минералов иод действием солевых рас¬
творов.
342
обменном состоянии в значительных количествах будет обнаруживать¬
ся магний. Экспериментальными исследованиями этим автором уста¬
новлено, что при взаимодействии солевых растворов как одновалент¬
ных, так и двухвалентных металлов с чистыми минералами, глинами
и'почвой происходит глубокое их изменение. При последующем воздей¬
ствии водных растворов наблюдается сильный распад алюмосиликатов
с накоплением гидрофильных коллоидов, богатых кремневой кислотой.
Коллоидная кремневая кислота отличается высокой гидрофильностью,
и при наличии ее в большом количестве почвы приобретают характер¬
ные для солонцов свойства.
Таким образом, высокая гидрофильность коллоидов зависит не
только от наличия обменного натрия в почвах, но и от природы самих
коллоидов.
Большое значение в формировании иллювиальиых горизонтов со¬
лонцов имеет состав глинистых минералов, в частности присутствие
монтмориллонита и высокогидратированных коллоидов, образовавших¬
ся в процессе гальмиролиза минералов.
Коллоидные формы кремниевых соединений могут возникать так¬
же в процессе гидролиза силикатов почвы. Они склеивают частицы,
находящиеся в дисперсном состоянии, участвуют в адсорбционных про¬
цессах, образуя с другими растворимыми соединениями почвы вещества,
оказывающие цементирующее действие. К таким веществам относятся
кремниевые соединения типа СаБЮз и MgSiOs, гидрогеля кремнезема
вЮг-НгО, аморфного кремнезема, вторичного кварца, вторичных алю-
мо- и феррисиликатов кальция и магния (В. А. Ковда, 1940).
Таким образом, солонцы в природных условиях могут образовать¬
ся разными способами:
путем рассоления солончаков, засоленных нейтральными натрие-
рисвых солей, в том числе и соды, а также вследствие подъема солей
кальция;
при воздействии на почву слабоминерализованных растворов, со¬
держащих соду;
на засоленных породах в результате биогенного накопления нат¬
риевых солей, в том числе и соды, а также вследствие подъема солей
по капиллярам в верхние горизонты при их сильном иссушении;
солонцовые свойства в почвах могут развиваться при высоком со¬
держании в них различного рода гидрофильных коллоидов, образова¬
ние которых обусловлено гальмиролизом и другими причинами.
Классификация и диагностика солонцов
Классификация солонцов является сложной, поскольку они фор¬
мируются в разных зонах, а в пределах зон в различных геоморфоло¬
гических и гидрологических условиях.
Наиболее важные генетические и мелиоративные особенности со¬
лонцов (химизм, степень засоления и другие признаки) определяются
гидрологическими условиями их формирования. Поэтому в настоящее
время солонцы делятся на три типа по характеру их водного режима
и комплексу связанных с ним свойств (особенностям солевого режима,
гумусоиакопления и др.): солонцы автоморфные, полугидроморфные и
гидроморфные.
Разделение на подтипы проводится в зависимости от зональных
условий, определяющих морфологические особенности солонцов и свой¬
ства их генетических горизонтов.
Разделение на роды основано на учете химизма, глубины и степе¬
ни засоления, которые устанавливаются по принятым градациям для
343
112. Классификация солонцов
Тип
Вид
Солонцы
томорфные
ав-
Солонцы по
лугидроморф-
ныс
Солонцы гид
роморфныс
По зональному
признаку
Солонцы черно¬
земные
Солонцы каш
тановые
Солонцы бурые
полупустынные
Солонцы луго
во-черноземные
Солонцы луго
во-каштановые
Солонцы луго
во-бурые полупу
стынные
Солонцы луго
во-мерзлотные
Солонцы черно¬
земно-луговые
Солонцы каш¬
таново-луговые
Солонцы бурые
полупустынные
луговые
Солонцы луго
во-болотные
Солонцы луго
вые мерзлотные
По химизму (типу) засо¬
ления
Содовые, смешанные:
содово-сульфатные, со-
дово-хлоридносульфат-
ные
Нейтральные:
сульфатно-хлорид-
ные
хлоридно-сульфат-
ные
По глубине засоления
(верхняя граница соле¬
вых выделений)
Солончаковые — лег
корастворимые соли на
глубине 5—30 см
Высокосолончакова-
тые 30—50 см
Солончаковатые —
50—100 см
Глубокосолончакова-
тые— 100—150 см
Несолончаковатыс
(Г лубокозасоленные
150—200 см)
По степени засоления
Солонцы-солончаки
Сильнозасолснные
Среднезасолеин ые
Слабозасоленные
11езасоленные (встре¬
чаются очень редко)
По глубине залегания
карбонатов и гипса
Высококарбонатные —
выше 40 см
Глубококарбонатные —
ниже 40 см
Высокогипсовые— вы
ше 40 см
Глубокогипсовые —
ниже 40 см
По мощности надсолон-
цового горизонта
Корковые (Ai до 3 см)
Мелкие (Ai 3—10 см)
Средние (Ai 10—18 см)
Глубокие (Ai > 18 см)
По содержанию погло¬
щенного натрия в солон¬
цовом горизонте
Очень низкое, до 10%
(остаточные)
Малонатриевые — 10—
25%
Средненатриевые —
25-40%
Многонатриевые —
>40%
По степени осолодения
Слабоосолоделые
Осолоделые
Сильноосолоделые
По структуре в солонцо¬
вом горизонте Вх
Столбчатые
Ореховатые
Призматические
Глыбистые
Примечание. Разделение на роды и виды относится ко всем тинам.
классификации засоленных почв (см. табл. 107, 108). На виды солон¬
цы делятся: по мощности гумусо-элювиального надсолонцового гори¬
зонта; по содержанию обменного натрия в горизонте Bi; по степени осо¬
лодения; по форме структуры солонцового горизонта.
Классификационная схема солонцов в соответствии с «Классифи¬
кацией и диагностикой почв СССР» (1977) представлена в таблице 112.
Солонцы автоморфные (степные) формируются в условиях глубо¬
кого залегания грунтовых вод (глубже 6 м). Образование их связано
344
в основном с выходом засоленных поч¬
вообразующих или подстилающих по¬
род. Наиболее широко распространены
в сухо-степной (солонцы каштановые)
и пустынно-степной (солонцы бурые
полупустынные) зонах. В черноземной
зоне (солонцы черноземные) встреча¬
ются реже и приурочены к участкам
увалистых водоразделов, склонов, где
близко к поверхности выходят засо¬
ленные породы.
Растительный покров представлен
степными злаково-полынными группи¬
ровками, в состав которых входят по¬
лынь черная и белая, камфоросма
(Camphorosma monspeliacum), прут¬
няк (Kochia prostrata), кокпек (At-
riplex сапа), нетросимония (Petrosi-
monia brachiata), типчак, ромашиик
тысячелистный (Pyrethrum achilleibo-
lium) и др.
На поверхности солонцов часто
встречаются водоросли и лишайники.
Солевой профиль степных солон¬
цов четко дифференцирован. Карбо¬
натный горизонт выражен отчетливо,
карбонаты в виде белоглазки на
глубине 35—50 см и выше. Под ним залегает гипсовый, ниже — гори¬
зонт скопления легкорастворимых солей. При близком залегании засо¬
ленных пород, содержащих большое количество солей натрия, поддер¬
живаются постоянная солонцеватость и солончаковатость профиля.
Преобладает хлоридно-сульфатный тип засоления.
Солонцы степные с содовым типом засоления встречаются очень
редко (рис. 46).
Солонцы полугидроморфные (лугово-степные) формируются на
первой и второй надпойменных террасах, в межсопочных и приозерных
понижениях в условиях дополнительного грунтового или смешанного
(поверхностного и грунтового) увлажнения. Грунтовые воды залегают
на глубине 3—6 м.
Наиболее распространенная растительность: полынь черная (Arte¬
misia pauciflora), полынь Шренка (A. Schrenkiana), кермек (Limonium
sp.), встречается типчак (Festuca sulcata).
В профиле полугидроморфных солонцов более отчетливо, чем в ги-
дроморфных обособляются карбонатный и гипсовый горизонты. Часто
последний совмещается с крабонатным. Оба горизонта залегают неглу¬
боко от поверхности (30—35 см). Среди полугидроморфных солонцов
преобладают хлоридно-сульфатные, реже встречаются содово-хлоридно-
сульфатные.
■Солонцы гидроморфные (луговые и лугово-болотные) формируются
в поймах рек, в приозерных и межсопочных понижениях и других де¬
прессиях под луговой солонцовой растительностью, представленной
вострецом (Aneurolepidium ramosum), подорожником солончаковым
(Plantago salsa), кермеком (Limonium gmelinii), полынью солончаковой
(Artemisia nitrosa), бескилышцсй (Puccinellia distans и др.), волосне-
цом солончаковым (Elymus angustus) с примесью лугового разно¬
травья.
катионы Анионы
МгЖв. на 100 г почвы
25 2015 10 S О 5 10 15 20 25
■ ££] ES3
мд2+ са2* HCOj cr saf
Рис. 46. Распределение и состав во¬
дорастворимых солей в профиле со¬
лонца степного зоны сухих степей.
345
Солонцы луговые развиваются в условиях близкого залегания грун¬
товых вод (до 3 м) и испытывают постоянное или периодическое воздей¬
ствие водно-солевых растворов. Содержат большое количество солей
непосредственно под солонцовым горизонтом.
Лугово-болотные солонцы развиваются по периферии озер при
близком уровне грунтовых вод и избыточном поверхностном увлажнении
под мохово-травянистым покровом. Они имеют оторфованный или тор¬
фянистый надсолонцовый и глеевый (огленный) подсолонцовый гори¬
зонты. Встречаются преимущественно среди черноземных солонцов и в
лесостепной зоне Западной Сибири.
Солонцы луговые мерзлотные развиваются при близком залегании
слоя многолетней мерзлоты.
Важными показателями характеристики, генетических и агрономи¬
ческих особенностей солонцов являются:
глубина расположения карбонатного горизонта и гипса;
содержание поглощенного натрия в солонцовом горизонте Bi;
степень гумусированности надсолонцового горизонта (высокогумус-
ные — гумуса в горизонте А>6 %; среднегумусные 3 — 6 %; малогумус-
ные^З %);
глубина залегания грунтовых вод и их минерализация (высокое —
выше 3 м; среднее — 3—6 м; глубокое — глубже 6 м).
Степень засоленности грунтовых вод определяется по шкале:
а) пресные — солей (г/л, по плотному остатку) менее 1;
б) слабоминерализованные — 1 — 3;
в) среднемиисрализованные — 3—10;
г) сильномиперализованные — 10 — 50;
д) рассолы — более 50.
Свойства солонцов
Механический и минералогический состав солонцов. Характерная
особенность механического состава солонцов — резкая дифференциация
по профилю илистой фракции (табл. 113).
Гумусово-элювиальный горизонт отличается более легким механи¬
ческим составом, иллювиальный обогащен илом и поэтому всегда тяже¬
лее. Отчетливое перераспределение илистой фракции обусловлено пеп-
тизацией коллоидов. Наиболее резкая дифференциация наблюдается
у осолоделых солонцов.
Преобладающими минералами илистой фракции являются минера¬
лы монтмориллонитово-гидрослюдистой группы с примесью аморфных
веществ. Солонцовые горизонты содержат больше минералов монтмо-
113. Механический состав солонца каштанового лугово-степного мелкостолбчатого
(Прикаспийская низменность)
Горизонт и
глубина
йЗйтия об¬
разца, см
Потери
при обра¬
ботке, %
Размер механических элементов (мм) и их содержание, %
1—0,25
0,25—0,05
0,05—0,01
0,01—0,005
0,005—0,001
<0,001
<0.01
А 0—5
0,98
Нет
15,48
40,92
5,04
14,96
24,58
44,58
В< 5—10
13,1
9,38
27,72
7,00
7,44
35,36
49,80
Вй 20—30
20,0
2,20
27,0
5,72
7,00
38,08
50,80
В„ 40—50
29,8
1,20
26,40
8,84
5,72
28,04
46,60
ВС 80—90
31,3
»
1,02
27,96
6,32
6,28
27,12
39,72
С, 130-140
24,0
2,34
28,60
7,00
3,76
29,32
45,08
С* 190—200
24*2
»
2>о:>
29,10
8,00
7,32
24,40
44,72
346
114. Валовой состав солониа полугидроморфного каштанового солончакового
мелкостолбчатого (Прикаспийская низменность) (% от массы почпы)
Горизонт и
глубина взя¬
тия образца,
см
SIO*
Fc203
А12Оз '
СаО
MgO
so3
р*о6
К,о
Na,0
А 0—5
72,41
4,76
14,82
1,82
1,79
1,73
0,05
2,50
1,33
В, 5—10
64,54
5,68
20,08
1,5)
2,19
2,13
0,06
2,73
1,31
В2 20—30
66,60
6,35
17,30
1,68
1,97
2,40
0,06
2,83
1,55
Вк 40-50
65,00
5,89
16,97
3,01
2,35
3,01
0,07
2,56
2,02
ВС 80—90
66*09
5,36
13,04
2,64
2,68
5,18
0,08
2,69
2,55
Сх 130—140
65,42
5,11
14,49
2,11
2,93
3,47
0,09
2,48
2,09
С2 190—200
62,46
5,15
13,74
5,53
3,14
6,10
0,08
2,34
1,61
риллонитовой группы, чем верхние, для которых характерно относитель¬
ное накопление кварца.
Химический состав и физико-химические свойства солонцов. Вало¬
вой химический состав солонцов показывает заметное перераспределе¬
ние ряда окислов по профилю (табл. 114).
Верхние горизонты обеднены полутораокисями и относительно обо¬
гащены кремнеземом. Иллювиальные горизонты отличаются более высо¬
ким содержанием железа и алюминия. В карбонатных горизонтах боль¬
ше кальция и магния.
Содержание гумуса колеблется в широких пределах в зависимости
от зоны, в которой солонцы формируются, и механического состава
(табл. 115).
Солонцы черноземной зоны более гумусированы, чем каштановой.
В составе гумусовых веществ в солонцовом горизонте фульвокислоты
преобладают над гуминовыми кислотами.
Содержание обменного натрия в горизонте Bi солонцов колеблется
от 13 — 15 до 60 % емкости поглощения. В солонцах содового типа засо¬
ления обменного натрия значительно больше, чем в хлоридно-сульфат-
ных. В составе обменных оснований часто содержится много магния
(35—45% емкости поглощения). Солонцы, имеющие соду, отличаются
высокой щелочностью (pH 8— 10). Солонцы, засоленные нейтральными
солями, имеют слабощелочную реакцию. Для солонцов характерно, как
иравило, невысокое содержание нодвижиых соединений фосфора.
115. Содержание гумуса, карбонатов, гИпса и физико-химические свойства солонцов
Почва
Горизонт и
глубина взя¬
тия образца,
см
а*
£
U
СО, карбо¬
натов, %
S04 гипса, %
Емкость по¬
глощения,
м.-экв. на
. 100 г почвы
is.
к
К s о »
III 1
pH водной
суспензии
Солонец полугидроморф-
ный к а штан ов ы й солон-
А 0-5
2,2
0,1
Нет
28,5
6
9,1
В, 5—10
1,3
0,3
»
29,3
6
9,2
чаковый мелкостолбча¬
В2 20—30
1.1
2,0
0,45
30,3
12
9,3
тый малонатриевый хло-
ридно-сульфатный. При¬
каспийская низменность
Вк 40—50
0,5
5,6
2,61
26,8
28
9,4
Солонец ЧерИоземно-луго-
А 0—5
6,6
3,6
0,22
47,2
22
9,2
вой корково-столбчатый
Вх 5—15
6,0
4,3
0,64
64,1
30
9,6
средненатриевый суль-
В2 15—25
4,3
3,4
0,62
42,3
40
9,9
фатно-содовый. Бара-
бинская низменность
(М. И. Базилевич)
Вк 25—40
2,4
8,1
0,67
Не определялось
9,6
347
Солонцы отличаются плохими водно-физическими и физико-механи-
чсскнми свойствами. В сухом состоянии они плотного сложения, а во
влажном сильно набухают, вязкие, липкие. Водопроницаемость низкая,
количество влаги, недоступной растениям, высокое.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛОНЦОВ
Солонцы — большой резерв расширения сельскохозяйственных уго¬
дий в нашей стране. Однако без коренного улучшения многие из них
непригодны к освоению, так как характеризуются низким естественным
плодородием. Основная причина отрицательных агрономических свойств
солонцов, как отмечалось выше, наличие в них поглощенного натрия.
Поэтому наиболее эффективным средством повышения плодородия со-
лонповых почв является замена натрия на кальций гипса или другой
кальциевой соли.
Гипсование — наиболее радикальное средство повышения плодоро¬
дия солонцов с содовым засолением, отличающихся высоким содержа¬
нием поглощенного натрия и щелочностью почвенного раствора. Гипсо¬
вание позволяет резко улучшить водно-физические и химические свой¬
ства солонцов. В качестве мелиорирующих веществ используют не
только гипс, но и другие кальциевые соли, например фосфогипс или хло¬
ристый кальций при условии хорошей промывки. Положительное влия¬
ние оказывают также сернокислое железо и различного рода гипсонос¬
ные породы (гажа).
Норму гипса устанавливают по содержанию обменного натрия, что
обычно составляет для луговых солонцов с содовым засолением около
8—10 т на 1 га, для лугово-степных и степных хлоридно-сульфатных
солонцов — 3 — 5 т на 1 га.
Количество гипса, необходимое для замены избытка поглощенного
натрия кальцием, определяют по формуле
норма (т на 1 га) CaS04- 2НаО = 0,086 (Na — 0,05 • 71) • tfп • d0,
где Na—содержание поглощенного натрия, м.-экв. на 100 г почвы;
Т—емкость поглощения, м.-экв. на 100 г почвы (0,05-Г — при
расчетах норм гипса допускают, что до 5% натрия от емко¬
сти поглощения может оставаться в почве, так как такое
количество не отражается отрицательно на ее свойствах);
Н„— глубина пахотного слоя, см;
d0 — плотность солонцового горизонта, г/см3;
0,086—значение 1 м.-экв. гипса, г.
Гипсование лугово-степных и степных солонцов степной зопы наибо¬
лее эффективно в условиях орошения. Так как гипсование — дорогостоя¬
щее мероприятие, для окультуривания солонцов предложены другие
приемы, в частности использование карбонатов кальция или гипса самой
почвы путем глубокой вспашки (самомелиорация солонцов). При этом
достигается снижение плотности солонцового горизонта, улучшается
водопроницаемость, увеличиваются запасы продуктивной влаги.
Глубина мелиоративной вспашки и в целом система агромероприя¬
тий по окультуриванию солонцов должна быть дифференцированной в
зависимости от мощности надсолонцового горизонта, степени его задер-
ненности и гумусированности, глубины залегания карбонатного, гипсо¬
вого и солевого горизонтов, а также грунтовых вод.
Различная глубина скопления карбонатов, гипса и другие показа¬
тели, относящиеся к солонцам одного и того же подтипа, отражают про¬
винциальные особенности их развития и обусловлены спецификой гидро¬
348
термических условий, а также неодинаковым характером почвообразую¬
щих и'подстилающих пород. Например, в лугово-степных и степных
солонцах Заволжья скопление карбонатов обычно начинается с неболь¬
шой глубины (30 — 35 см), иногда близко залегает и гипс.
Солонцы степного Крыма в отличие от солонцов Заволжья имеют
более глубокий гумусовый горизонт и пониженный уровень залегания
карбонатов (40 — 45 см и ниже). Лугово-степные и степные солонцы
легкого механического состава Прииртышья отличаются выщелоченно-
стыо от карбонатов и гипса. Карбонаты в таких солонцах отмечаются на
глубине 60 — 70 см, а гипсовый горизонт— 100 см и ниже.
В условиях Прикаспийской низменности и Ергеней наиболее эффек¬
тивной мелиоративной вспашкой стенных глубоких и средних солонцов
как при орошении, так и без него является глубокая вспашка (на 35 —
45 см) с почвоуглублением. Значительное положительное влияние ока¬
зывает трехъярусная вспашка, при которой верхний наиболее гумусиро-
ванный слой А остается на месте, а солонцовый Вх перемешивается с кар¬
бонатным Вк. Урожай пшеницы при глубокой вспашке на 3—5 ц с 1 га
выше, чем при обычной.
На солонцах степного Крыма наиболее эффективна в мелиоратив¬
ном отношении плантажная вспашка на глубину 40 — 50 см (А. В. Но¬
викова) . Плантажная вспашка недопустима при близком залегании
грунтовых вод во избежание вторичного засоления. На среднестолбча¬
тых и глубокостолбчатых солонцах степной и лесостепной зон Западной
Сибири положительные результаты дают безотвальная вспашка и
вспашка на глубину надсолонцового слоя с постепенной припашкой
столбчатого горизонта и одновременным почвоуглублением для разрых¬
ления плотного иллювиального горизонта (К. П. Горшенин).
На мелких и средних солонцах черноземной зоны, имеющих хорошо
задернованный надсолонцовый горизонт, эффективны поверхностные
обработки в сочетании с глубоким рыхлением. Сравнительно легко
окультуриваются солонцы легкого механического состава с невысоким
содержанием обменного натрия.
В систему агромелиоративных мероприятий по коренному улучше¬
нию плодородия солонцов, кроме глубокой обработки, входят внесение
органических и минеральных удобрений, а также травосеяние на фоне
орошения.
Органические удобрения активизируют микробиологическую дея¬
тельность и улучшают физические свойства солонцов, обогащают их
элементами питания. Наиболее положительное влияние оказывает сов¬
местное внесение органических удобрений (навоза) с минеральными. Из
минеральных удобрений в первую очередь применяют азотные и фос¬
форные.
Неблагоприятные свойства солонцов можно улучшить внесением ис¬
кусственных структурообразователей.
В системе мероприятий по окультуриванию солонцов большое зна¬
чение имеет влагонакоиление для ускорения процессов рассолонцевания
и рассоления солонцов. В условиях орошения на окультуренных солон¬
цах каштановой зоны получают высокие урожаи таких ценных культур,
как кукуруза — до 75 ц зерна с 1 га, сахарная свекла — 500 — 600 ц,
бобовые (соя) —до 20 — 25 ц (К. П. Пак).
При небольшом распространении мелких и средних солонцов среди
черноземных почв улучшить их можно землеванием. Для этого на со-
лониовые пятна скреперами и другими машинами наносят плодородную
почву слоем 2 — 3 см и так повторяют несколько раз (Н. В. Орловский).
Накоплен достаточный опыт освоения солонцовых земель не только
при орошении, но и в богарных условиях. В Волгоградской области ос¬
349
воено более 1 млн. га каштановых и светло-каштановых почв в ком¬
плексе с солонцами (от 30 до 50 %).
Наибольшие сложности представляет освоение почв солонцового
комплекса с преобладанием солончаковых солонцов. Такие комплексы
почв широко распространены в Прикаспийской низменности и других
районах зоны сухих и пустынных степей. Система агротехнических и ме¬
лиоративных мероприятий по окультуриванию солонцовых комплексов
с преобладанием солончаковых солонцов, разработанная Джаныбек-
ским стационаром АН СССР, состоит в следующем.
В первый год освоения: весенняя вспашка на глубину 20—25 см;
осенняя перепашка плантажным плугом на 45 — 50 см для лучшего пе¬
ремешивания солонцового и гипсового горизонтов почв; снегозадержа¬
ние для накопления влаги, необходимой не только для сельскохозяй¬
ственных культур, но и для удаления легкорастворимых солей, вовле¬
ченных глубокой вспашкой в пахотный слой.
Во второй год освоения: весенняя культивация; кулисный пар (ку¬
лисы из высокостебельных культур — сорго, подсолнечник); осенняя
перепашка межкулисных пространств на глубину 30 см.
На третий год: весенняя культивация с боронованием; посадка дре-
всско-кустарниковых кулис из засухоустойчивых и солеустойчивых куль¬
тур; посев сельскохозяйственных культур с рядами высокостебельны.к
растений.
В колхозе «Дружба» Палласовского района Волгоградской облас¬
ти на мелиорированных солонцовых комплексах получен урожай пше¬
ницы 14,4 ц, ячменя 10,5 ц и горчицы 3,8 ц с 1 га (А. Ф. Большаков).
Наиболее высокие урожаи этих культур на солонцовых землях в
условиях засушливого климата можно вырастить при орошении,
СОЛОДИ
Солоди и осолоделые почвы составляют 0,5% общей площади почв
СССР, в том числе на долю собственно солодей приходится менее 0,1%,
или 0,8 млн. га.
Солоди распространены в лесостепной и степной зонах, а также
среди почв сухих и полупустынных степей. Наиболее широко солоди
распространены в лесостепи Западно-Сибирской низменности. Эти поч¬
вы повсеместно приурочены к понижениям.
Основные признаки, генезис и свойства солодей
Профиль солоди резко дифференцирован на горизонты (рис. 47):
А0, Аь А2, А2В, В (BiB2), С. А0 — лесная подстилка или дернина; А2—
осолоделый, белесый, плитчатой или слоевато-чешуйчатой структуры с
железисто-марганцовыми новообразованиями в форме конкреций и ржа¬
во-охристых пятен. За осолоделым горизонтом идет переходный А2В —
неоднородно окрашенный, темно-бурый с белесыми пятнами или потека¬
ми, плитчато-мелкоореховатой структуры, уплотненный; В — иллюви¬
альный, подразделяется на два, а иногда и на три подгоризонта, темно¬
бурого или бурого цвета, ореховато-призмовидной структуры с отчетливо
зыраженной лакировкой и присыпкой Si02 на гранях структурных от¬
дельностей, плотный, вязкий. Нижняя часть иллювиального горизонта
В2 более светлой окраски, структурные отдельности увеличиваются,
лакировка и присыпка Si02 уменьшается; С — почвообразующая поро¬
да, желто-бурого цвета, с неясно выраженной структурой, плотного сло¬
жения, часто можно встретить карбонаты в виде расплывчатых пятен
и журавчиков.
350
Согласно представлениям К. К. Гедрой-
ца, солоди образуются из солонцов путем
деградации их в результате замещения об¬
менного Na+ на Н+. В условиях щелочной
реакции, возникающей в процессе взаимо¬
действия освобождающегося из обменной
формы Na+с углекислотой, происходит раз¬
рушение почвенного поглощающего комп¬
лекса.
Один из характерных признаков соло¬
дей и осолоделых ночв — наличие в них
аморфной кремнекислоты растворимой в
5%-ной КОН. Свободная кремнекислота в
солодях образуется в результате некоторо¬
го распада алюмосиликатной части почвы
под воздействием щелочных растворов, а
также вследствие жизнедеятельности диа¬
томовых водорослей и других организмов
(Н. Н. Болышсв).
Химические процессы образования сво¬
бодной Si02 могут происходить как при
рассолении солонцов, так и при периодиче¬
ском воздействии на незасолениые почвы
слабых растворов натриевых солей. В по¬
следнем случае первоначально профиль осо-
лонцовывается; затем нисходящие токи во¬
ды интенсивно промывают почву и выносят
продукты щелочного гидролиза.
Значительное количество БЮг в соло¬
дях может накапливаться биогенным путем
(И. В. Тюрин, Н. И. Базилевич) в резуль¬
тате развития диатомовых водорослей, кон¬
центрирующих кремнезем при построении
своих панцирей, а также за счет фитолита-
рий (кремниевых телец), образующихся в тканях злаков и осок.
В образовании солодей большая роль принадлежит явлениям анаэ-
робиозиса, развивающимся при избыточном увлажнении. Временный
анаэробиозис способствует образованию активных органических кислот
(фульвокислот и низкомолекулярных кислот) и подвижных форм желе¬
за и марганца, которые способны образовывать комплексные органо¬
минеральные соединения, в форме которых и осуществляется вынос из
верхних горизонтов в нижние железа, марганца и других элементоз
(С. П. Ярков, И. С. Кауричев).
Следовательно, образование солодей связано не только со специфи¬
ческими физико-химическими и химическими процессами, протекающи¬
ми в профиле этих почв, но и с определенной совокупностью биологичес¬
ких и биохимических процессов. При осолодении существенное измене¬
ние претерпевает минеральная и органическая часть почвы. Появляется
четкая дифференциация профиля.
Резкая дифференциация профиля солодей отчетливо обнаруживает¬
ся по механическому составу. Верхний осолоделый горизонт обеднен
илистыми частицами, а иллювиальный обогащен ими. Данные валового
анализа показывают неоднородность профиля и по распределению по¬
лутораокисей. Осолоделый горизонт Аг обычно содержит их значитель¬
но меньше, чем иллювиальный В. Наоборот, горизонт А2 отличается бо¬
лее высоким содержанием кремнезема (табл. 116).
351
116. Химический состав и физико-химические свойства солоди
(данные Н. И. Базилевич)
Генетические
горизонты и
глубина взя¬
тии образца,
см
Гумус,
%
pH солевой
суспензии
Валовой состав. %
на бесперегноПную и
бескарбонатную почву
Обменные катионы, м.-экв.
на 100 г почвы
Плотный
остаток вод¬
ной вытяж¬
ки. %
СОх карбона¬
тов, %
Si о2
AUQ,
Fe,Oa
Са2+
Mg'2+
Na+
сумма
Aj 0-5
8,8
4,7
71,7
12,0
2,9
17
5
1
23
0,17
Нет
А2 10—16
0,8
3,7
80,4
11,8
2,9
5
3
Следы
8
0,08
»
А2 17—20
0,8
4,0
79,6
11,8
2,8
6
3
1
10
0,09
»
В, 20—25
1,3
5,0
69,4
16,1
5,8
16
13
2
31
0,23
»
В2 47—57
6,6
65,0
17,8
6,6
13
14
6
33
0,30
С 120—130
—
8,0
74,2
15,1
6,0
—
—
—
—
0,13
6,0
Содержание гумуса в солодях колеблется от 1,5 до 10 % и выше.
Дерновые солоди стенных лиманов более гумусированы, чем типичные
лесные. В составе гумусовых веществ значительный процент приходится
на фульвокислоты.
Содержание азота определяется количеством гумуса и составляет
0,1—0,8%. Емкость поглощения в осолоделом горизонте невысокая —
10—15 м.-экв., в иллювиальном возрастает до 30—40 м.-экв. на 100 г
почвы. В составе поглощенных катионов преобладают Са2+, Mg2+, име¬
ются Na+ и Н+. Реакция солевой вытяжки в горизонте А2 кислая или
слабокислая (pH 3,5—6,5), в нижних горизонтах — близкая к нейтраль¬
ной или слабощелочная. Анализ водной вытяжки из солодей типичных
показывает незначительное содержание в них водорастворимых солей.
Классификация и диагностика солодей
В зависимости от условий образования тип солодей разделяется на
три подтипа: солоди лесные (типичные); солоди луговые (дерновые);
солоди лугово-болотные (торфянистые).
Солоди лесные (типичные) развиваются под березовыми и березо-
ми или в понижениях типа подов и лиманов с хорошо развитым травя¬
нистым покровом. В профиле их под лесной подстилкой отчетливо выде¬
ляется осолоделый горизонт А2.
Дерновый горизонт Ai отсутствует или очень слабо выражен,
мощность его не превышает 5 см. Профиль сильно напоминает строение
подзолистых почв.
Солоди луговые (дерновые) формируются под осветленными колка¬
ми или в понижениях типа подов и лиманов с хорошо развитым травя¬
нистым покровом. В профиле отчетливо выделяется дерновый горизонт
Ль ниже которого лежит осолоделый горизонт Ао.
Солоди лугово-болотные (торфянистые) приурочены к различным
понижениям и развиваются под лугово-болотной растительностью с при¬
месью кустарников (ивы) при близком уровне грунтовых вод (около 1 м).
В лугово-болотных солодях отчетливо выделяются оторфованная дернина
Ал, торфянистый горизонт AJ, дерновый Ai и осолоделый А2. По всему
профилю развито оглеение.
Солоди на роды подразделяются с учетом остаточных признаков
солонцеватости и засоления. Выделяют солоди бескарбонатные, неза-
солепныс и несолонцеватые, солонцеватые и солончаковатые. Солоди
луговые, а иногда и типичные, разделяются на виды по степени выра¬
женности оглеения на глеевые и глееватые.
Солоди луговые (дерновые), кроме того, разделяются по степени
352
задерненности на слабозадерненные — мощность горизонта Ai—5—10 см
(горизонт At обычно меньше А2), среднезадерненные — Ai — 10—20 см
(горизонтА! обычно больше А2) и глубокозадерненные — горизонт Ai
больше 20 см (осолоделый горизонт представлен в виде пятен).
По содержанию гумуса в дерновом горизонте солоди разделяются
на малогумусные (светлые) < 3 %, среднегумусные (серые) — 3—6 %
и высокогумусные (темные) > 6 %. Среди солодей лугово-болотных вы¬
деляют торфянисто-глеевые (Aj—5—10 см) и торфяно-глеевые (AJ—10—
20 см). По степени засоления лугово-болотные и луговые солоди могут
быть солончаковыми (водорастворимые соли в пределах верхнего 30-
саатиметрового слоя) и солончаковатыми (соли на глубине 30—80 см).
Солоди лесные, как правило, незасоленные и несолонцеватыс.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛОДЕЙ
Солоди имеют низкое естественное плодородие. В осолоделых гори¬
зонтах содержится мало органического вещества и питательных элемен¬
тов. Поэтому для повышения плодородия солодей необходимо вносить
органические и минеральные удобрения. Многие солоди имеют в верхних
горизонтах кислую реакцию. Для улучшения свойств таких солодей сле¬
дует проводить известкование. Солоди отличаются неблагоприятными
водно-физическими свойствами. Они характеризуются слабой водопро¬
ницаемостью в связи с бесструктурностью осолоделого и большой плот¬
ностью иллювиального горизонта. Пылеватость и бесструктурность осо¬
лоделого горизонта служат причиной образования корки, которая за¬
трудняет аэрацию, и тем самым усугубляется избыточное увлажнение
солодей. Важнейшим агротехническим приемом, улучшающим водно¬
физические свойства солодей, является глубокое рыхление и обогащение
их органическим веществом. Использование солодей под посев сельско¬
хозяйственных культур в большинстве случаев ограничено условиями
их залегания по рельефу. Поскольку солоди располагаются по западинам
и различного рода понижениям, они длительное время находятся в пере¬
увлажненном состоянии, что исключает возможность своевременного
проведения полевых работ. При залегании солодей мелкими пятнами на
распаханных массивах улучшение их возможно землеванием. В боль¬
шинстве случаев солоди целесообразнее оставлять под древесными поро¬
дами, выполняющими роль полезащитных насаждений. Дерновые солоди
степных лиманов отличаются в ряде случаев хорошей гумусированио-
стью, и на них расположены продуктивные сенокосные угодья.
Глава XXV
ПОЧВЫ ПОЛУПУСТЫННОЙ ЗОНЫ
Зональным типом почв полупустынной зоны, или полупустыни, яв¬
ляются бурые полупустынные почвы, занимающие вместе с лугово-стеи-
ными бурыми и солонцовыми комплексами около 94 млн. га, или 4,2 %
площади почв СССР.
Основные массивы бурых полупустынных почв распространены на
северном побережье Каспийского и Аральского морей и в южной части
Казахского мелкосопочника.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Климат. Характерная особенность климата — сильная континен-
тальность и засушливость. Количество осадков колеблется по годам о г
125 до 250 мм, около трети их выпадает летом. Испаряемость в 4—5 раз
превышает осадки и составляет около 700—900 мм. В почве создается
редкий дефицит влаги. Зима короткая, холодная, с сильными ветрами и
буранами, малоснежная. Высота снегового покрова не превышает 20—
30 см, а в отдельные годы и 10 см. Весна короткая, сухая, лето длинное,
жаркое и сухое. Температура наиболее теплого месяца 20,5—26,5 °С,
наиболее холодного—10—15°С.
Средняя годовая температура 6—7°С. Длина безморозного периода
160—190 дней. Период с температурой выше +5°С составляет 176- 212
дней. Сумма эффективных температур (выше +10°С) 3000—3700°.
Рельеф и почвообразующие породы. Рельеф полупустынной зоны
неоднородный. В Прикаспийской низменности он равниино-слабоволни-
стый с отчетливо выраженными плоскими депрессиями (лиманами). Па
Подуральском плато и Тургайской возвышенности рельеф увалистый,
поверхность нередко расчленена глубокими речными долинами.
В районе Казахского мелкосопочника рельеф характеризуется чере¬
дованием сопок с невысокими горными системами и обширными межсо-
почными долинами.
Почвообразующими породами в Прикаспийской низменности явля¬
ются лёссовидные суглинки, прикрывающие морские отложения Кас¬
пийской трансгрессии (шоколадную глину), а также разнообразные по
литологическому составу и засолению аллювиально-озерные осадки.
Широко распространены песчаные и песчано-глинистые отложения древ-
иеаллювиального происхождения.
В пределах Подуральского плато почвообразующими породами не¬
редко служат известняки и глинистые сланцы.
В области Казахского мелкосопочника на склонах сопок распрост¬
ранены желто-бурые карбонатные лёссовидные суглинки, местами силь¬
носкелетные и маломощные. Часто на дневную поверхность выходят
массивно-кристаллические породы. Широко встречаются третичные пест¬
роцветные засоленные отложения.
По межсопочным долинам породы более мощные и мелкоземистые.
Древние речные долины сложены пролювиально-аллювиальными от¬
ложениями, отличающимися неоднородным механическим составом и
засоленностью.
В пределах Тургайской возвышенности почвообразующими порода¬
ми являются бурые пылеватые, часто засоленные тяжелые суглинки, под¬
стилаемые галечниковой толщей. Широко распространены породы лег¬
кого механического состава.
354
Бурые полупустынные почвы формируются в условиях глубокого за¬
легания грунтовых вод, которые не оказывают влияния на почвообра¬
зование.
Растительный покров полупустынной зоны беден по видовому соста¬
ву и очень изрежен. Проективное покрытие не более 30—40%, местами
сомкнутость травостоя еще реже и не превышает 20—30%. Более густой
травостой встречается лишь на бурых пустынно-степных супесчаных и
песчаных почвах, как правило, менее солонцеватых и отличающихся бо¬
лее благоприятным водным режимом. На этих почвах произрастают по¬
лынь песчаная (Artemisia arenaria), тмин песчаный (Helichrysum аге-
narium), молочай Жерарда (Euphorbia Gerardiana), житняк пустынный
(Agropyrum desertorum), типчак (Festuca sulcata) и различные астра¬
галы.
На бурых полупустынных суглинистых почвах господствуют полын¬
ные, типчаково-полынные, полынно-биюргуновые и биюргуново-кокпе-
ковые ассоциации со значительной нримесыо эфемеров и эфемероидов.
Среди травостоя на бурых полупустынных солонцеватых и особенно
сильносолонцеватых почвах преобладают различные виды полыней
(Artemisia larcheana, A. pauciflora, A. schrenkiana), прутняк (Kochia
prostrata), камфоросма (Camphorosma monspeliacum), кокпек (Atriplex
сапа), биюргун (Anabasis salsa), романтик (Piretrum achilleifolium).
На поверхности бурых полупустынных почв часто встречаются ли¬
шайники (Cladonia parmelia) и сине-зеленые водоросли (Stratonoctos).
На выбитых участках много мятлика луковичного (Роа bulbosa) и по¬
лынка (Artemisia austriaca).
Из древесной растительности встречаются заросли джузгуна и дру¬
гих солеустойчивых и засухоустойчивых кустарников. Наиболее разно¬
образен видовой состав древесных пород в поймах рек и балках. Здесь
можно встретить тополь, тамарикс, осину, березу и некоторые другие
мелколиственные породы. По древним дельтам расположены саксауль¬
ники. В районе мелкосопочника на выходах гранитов растет сосна.
В понижениях на лугово-степных бурых почвах произрастает зла¬
ковая и разнотравно-злаковая растительность. Поверхность засоленных
лугов и солончаков занята различными видами солянок.
ГЕНЕЗИС БУРЫХ ПОЛУПУСТЫННЫХ ПОЧВ
В профиле бурых пустынно-степных почв отчетливо выделяется
гумусово-элювиальный горизонт А серовато-бурого или налево-ссрого
цвета, рыхлого сложения и слосватой структуры. Часто с самой поверх¬
ности отслаивается очень тонкая корочка.
Мощность гумусового горизонта 10—15 см. Книзу идет гумусово¬
иллювиальный горизонт Bi более темной, обычно буровато-коричневатой
окраски, уплотненного или плотного сложения, трещиноватый с крупно¬
комковатой или глыбистой структурой. Реже прослеживаются призмо-
видность и глянцеватость на изломе. Мощность горизонтов Ai + Bi около
30—35 см.
Ниже гумусово-иллювиального залегает иллювиальный карбонат¬
ный горизонт Вк неоднородно окрашенный, желтовато-бурый с белесы¬
ми пятнами карбонатов. Этот горизонт плотного сложения, глыбистой
или ореховатой структуры; на глубине 80—100 см обособляется гори¬
зонт скопления гипса Сг, под ним обнаруживаются и легкорастворимые
соли Сс (рис. 48).
Основные генетические особенности бурых полупустынных почв
определяются специфичностью условии их образования, в частности
засушливостью климата и малой продуктивностью растительности. По
23*
355
Н. И. Базилевич, общая биомасса растений в
этой зоне составляет около 100 ц на 1 га.
Опад зеленой части растений не превышает
4—5 ц на 1 га. Основная масса опада посту¬
пает в виде корневых остатков.
В составе растительности преобладают
многолетние кустарнички и полукустарнички,
роль которых в гумусообразовании крайне
ограниченна.
Небольшое количество осадков и высокая
температура обусловливают кратковремен¬
ность процессов образования и разложения
гумусовых веществ. Эти процессы идут в ве¬
сенний период, когда в почве складываются
наиболее благоприятные условия увлажне¬
ния. Малая гумусированность и небольшая
мощность гумусовых горизонтов — характер¬
ные особенности бурых полупустынных почв.
В условиях господства аэробных процес¬
сов разложения органического вещества про¬
исходит быстрая его минерализация. В про¬
цессе минерализации растительных остатков
накапливается большое количество зольных
элементов (около 200 кг на 1 га), в составе
которых значительная часть приходится на
щелочные металлы.
Натриевые соли, образующиеся при
минерализации органических остатков и вы¬
ветривании, не вымываются глубоко, поэтому
создаются условия для внедрения натрия в
поглощающий комплекс, что обусловливает
развитие в бурых почвах элементов солонцо¬
вого процесса. Солонцеватость является зональным признаком бурых
полупустынных почв, на что впервые указывал В. В. Докучаев, назвав¬
ший их в одной из первых классификаций бурыми солонцовыми.
В меньшей мере солонцеватые свойства выражены в бурых полупу¬
стынных почвах легкого механического состава.
В целом же бурые полупустынные почвы характеризуются слабой
выщелоченностью от карбонатов, легкорастворимых солей и гипса.
КЛАССИФИКАЦИЯ БУРЫХ ПОЛУПУСТЫННЫХ почв
И ЛУГОВО-СТЕПНЫХ БУРЫХ почв
Бурые полупустынные почвы долгое время не выделялись на пра»
вах самостоятельного типа и природной зоны.
Черты сходства их, с одной стороны, со светло-каштановыми, а с
другой — серо-бурыми пустынными и сероземными почвами вносили
большую трудность в установлении границы бурых почв и выявлении их
генетических особенностей.
В. В. Докучаев (1900) вначале разделил каштановые и бурые почвы,
но впоследствии объединил их в один тип «каштановые и бурые почвы».
Не усматривал больших различий между каштановыми и бурыми поч¬
вами и Н. М. Сибирцев (1901), отнесший их также к одному типу, выде¬
лив бурые (светло-бурые) почвы только в качестве подтипа.
В последующем бурые полупустынные почвы были выделены в са¬
мостоятельный тип, установлены их генетические признаки и границы
распространения.
Рис. 48. Бурая пустынно
стспная почва.
356
В основу разделения типа бурых полупустынных почв на подтипы
положены степень их гумусированности, выщелоченность профиля от
легкорастворимых солей и особенности температурного режима.
Выделяют три подтипа: бурые полупустынные типичные теплые
кратковременно промерзающие с содержанием гумуса 1,5—2% (при¬
каспийские), бурые полупустынные светлые теплые промерзающие с 1—
1.5% гумуса (казахстанские) и бурые полупустынные безгипсовые уме¬
ренно теплые длительно промерзающие (центральноазиатские). Они
встречаются на подгорных равнинах и внутригорных депрессиях в Ту¬
винской АССР (В. А. Носин).
Различие в содержании гумуса и степень выраженности зональных
свойств (солонцеватость, карбонатность, засолснис), а также степень
выщелоченности профиля от солей определяются как местными услови¬
ями (механический состав почв, характер породы и т.д.), так и провин¬
циальными особенностями.
В основу разделения бурых полупустынных почв на роды положены
их солонцеватость, солончаковатость и карбонатность. Ниже дается ха¬
рактеристика основных родов.
Род бурых пустынно-степных почв сохраняет призна¬
ки и свойства типа.
Бурые полупустынные карбонатные почвы развиты на
породах, обогащенных карбонатами. Характерными признаками этих
почв являются вскипание с поверхности и обильное скопление карбона¬
тов с небольшой глубины.
Бурые полупустынные солонцеватые почвы содержат
в поглощающем комплексе натрия от 3 до 15% емкости поглощения.
Нижняя часть гумусового горизонта Bi уплотнена из-за обогащения ее
коллоидными частицами. Структура комковато-призмовидная или глы¬
бистая. Карбонаты и лсгкорастворимые соли располагаются ближе к по¬
верхности по сравнению с бурыми пустынно-степными несолонцеватыми.
Бурые полупустынные остаточно-солонцеватые осо¬
лоделые почвы имеют отчетливые признаки осолодения в верхней
части гумусового горизонта, приобретающего от присыпки вЮг белесый
оттенок. Структура листоватая, сложение пористое. Вскипание от НС1 и
скопление солей более низкое, чем у неосолоделых почв. Содержат не¬
много поглощенного натрия.
Бурые полупустынные солончаковатыс почвы фор¬
мируются на сильнозасоленных породах. В профиле отмечается повы¬
шенное содержание водорастворимых солей, которые обычно обнару¬
живаются в пределах первого метра.
Бурые полупустынные рыхлопесчаныс почвы развиты
на песчаных породах. Характеризуются слабой дифференциацией профи¬
ля, выщелоченностью от легкорастворимых солей и карбонатов.
Бурые полупустынные малоразвитые почвы приурочены
к выходам плотных пород. Профиль их маломощный, сильнощебенча-
тый, а иногда и каменистый. Мощность горизонтов Ai+Bi обычно
не привышает 15—20 см.
Бурые полупустынные гипсоносные почвы развиты на
породах с остаточным гипсом.
Бурые полупустынные безгипсовые центрально-
азиатские (тувинские) почвы преимущественно легкого ме¬
ханического состава, несолонцеватыс, незаселенные, малокарбонатные,
часто щебнистые.
В основу подразделения бурых пустынно-степных почв на виды по¬
ложены степень солонцеватости, солончаковатости, карбонатности, ка¬
менистости и другие признаки.
357
СОСТАВ И СВОЙСТВА БУРЫХ ПОЛУПУСТЫННЫХ почв
Среди бурых полупустынных почв наряду с суглинистыми разновид¬
ностями широко распространены супесчаные и песчаные. Характерная
особенность механического состава — неравномерное распределение
илистой фракции. Наибольшее количество ила обнаруживается в ниж¬
ней части гумусового горизонта Вь имеющего постоянные признаки со¬
лонцеватости. С ее увеличением возврастает и содержание илистых час¬
тиц в этой части профиля.
Валовой анализ показывает также неравномерное распределение
окисей SiC>2, АЬОз, РегОз, СаО, MgO, №гО и др. Верхний горизонт А обе¬
днен кальцием, магнием, полутораокисями. Отмечается некоторое на¬
копление в нем Si02 и ЫагОз, а в гумусово-иллювиальном горизонте Bi—
ЁегОз и AI2O3. В карбонатном горизонте Вк наблюдается более высокое
содержание окислов кальция и магния.
Гумуса в верхнем горизонте в песчаных и супесчаных разновиднос¬
тях около 1%, в легкосуглинистых — 1—1,5% и в суглинистых— 1,5—
2,5%. Общие запасы его в полуметровом слое варьируют от 30—40 до
70—100 т на 1 га.
Гумус бурых почв отличается большой подвижностью и упрощен»
ным строением ароматического ядра гуминовых кислот.
Отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот
<1. С усилением солонцеватости содержание фульвокислот увеличива¬
ется, а гуминовых снижается. Малая гумусированность бурых полупус¬
тынных почв и преобладание в составе гумуса фульвокислот обуслов¬
ливают их бесструктурное состояние.
Валовое содержание азота в верхнем горизонте невысокое — 0,II-
О. 18%.
Общее содержание фосфора 0,06—0,2%. Подвижных форм его также
мало, и обычно они не превышают 10 мг на 100 г почвы.
Калия^,5-^%, отмечается сравнительно большое количество и под¬
вижных его соединений (>20 мг на 100 г почвы).
Преобладающая часть бурых полупустынных почв в конце первого
метра имеет водорастворимые соли, содержание которых резко возрас¬
тает на глубине 120—130 см и нередко достигает 1,5—2%. Максимальное
скопление карбонатов отмечается на глубине 30—80 см.
Емкость поглощения бурых полупустынных почв низкая и состав¬
ляет в песчаных и супесчаных разновидностях 3—10 м.-экп., в легкосу¬
глинистых— 10—15 и в суглинистых — 15—25 м.-экв. на 100 г почвы
(табл.117).
В гумусово-иллювиальных горизонтах емкость поглощения, как
правило, выше по сравнению с верхним горизонтом, что связано с более
высокой его Дисперсностью и обогащенностью коллоидной фракцией. В
117. Данные анализов бурой полупустынной почвы (по У. У. Успанову,
Д. М. Стороженко)
Горизонт и
глубина взя¬
тия образца,
см
Гу Шуе
СО, карбо¬
натов
Емкость по¬
глощения
Поглощенный
натрий
Плотный оста¬
ток водной
вытяжки
Ил
(<0,001 мм)
%
м.-экв. на 100 г почвы
% от массы сухой почвы
А, 0—10
1,6
0,8
19,7
2,3
0,13
26,0
В, 12—22
1,2
3,0
21,9
2,3
0,21
32,4
Вк 36—46
0,7
6,7
21,9
2.3
0,13
41,9
С 120-130
—
—
—
1,60
38,5
358
118. Физические свойства бурой полупустынной солонцеватой супесчаной почвы
(данные Л. II. Кудиной, В. А. Медведева)
Глубина, %
Нол он ля плаж-
нссть. %
МЯКСИМ.).'1Ь!1ПЯ
гигроскопич¬
ность. %
Плотнее 1Ь
I* «см:
Плотность
тпеодой фазы *
Пористое гь,
%
0 — 8
1,3
2,7
1,58
1,45
2,59
39,0
20-25
2,5
6,1
1,40
2,59
44,1
40- 45
2,0
2,6
1,55
2,02
46,5
70—75
2,5
3,5
1,67
2,66
41,7
100-108
1,1
2,5
1,65
2,62
36,2
150—158
1,2
4,8
1,55
2,64
37,5
200—205
1,4
4,5
2,59
40,1
составе поглощенных оснований преобладают кальций (60—80%) и
магний (25—35%), имеется небольшое количество натрия.
Среди бурых суглинистых полупустынных почв трудно встретить не¬
солонцеватые разновидности. Бурые полупустынные почвы легкого меха¬
нического состава часто не имеют отчетливых признаков солонцеватости.
Бурые полупустынные почвы слабощелочные (pH 7,3- 8), щелоч¬
ность водной вытяжки возрастает в горизонте максимального скопле¬
ния карбонатов (pH 7,5—8,5).
Бурые полупустынные почвы характеризуются неблагоприятными
физическими свойствами (табл. 118), бесструктурностыо, высокой
плотностью иллювиальных горизонтов и низкой их водопроницаемостью.
Небольшое количество осадков и малоудовлетворительные физические
свойства обусловливают ничтожные запасы влаги н небольшую глубину
промачивания, которая обычно не превышает 50 см и только в отдельные,
более влажные годы достигает 1 м.
Полевая влажность очень низкая, часто в летннй период она меньше
максимальной гигроскопичности. Особенно сильно иссушаются самые
верхние горизонты. Дефицит влаги в бурых полупустынных почвах резко
снижает их агрономические свойства.
Лугово-степные бурые почвы пустынно-степной зоны выделяются по
аналогии с лугово-каштановыми почвами сухих степей.
Приурочены эти почвы к различного рода понижениям, где созда¬
ются более благоприятные условия для растительности. Лугово-степные
бурые почвы более гумусированы и имеют более высокую емкость по¬
глощения, чем бурые. В то же время они чаще и отчетливее носят приз¬
наки солонцеватости, осолодения и солончаковатости.
Среди типа лугово-стенных бурых иочв выделяются роды: нссолон-
цеватые, солонцеватые, солончаковатые, выщелоченные, осолоделые,
карбонатные, глееватые.
Диагностические показатели родовых признаков лугово-степных бу¬
рых почв аналогичны бурым пустынно-степным почвам.
Для пустынно-степной зоны характерна большая пестрота почвен¬
ного покрова. Около 50% площади почв в этой зоне приходится на
бурые полупустынные солонцеватые почвы н их комплексы с солонцами
и лугово-степными бурыми почвами.
Комплексность ослабевает или, наоборот, усиливается в зависимо¬
сти от провинциальных особенностей.
В Прикаспийской провинции преобладают бурые полупустын¬
ные почвы легкого механического состава с наличием больших массивов
солонцовых комплексов, песчаных почв и солончаков. Провинция харак¬
теризуется также широким распространением бурых полупустынных
суглинистых солонцеватых почв и солонцов, развитых на засоленных
породах.
359
В Казахстанской провинции преобладают комплексы и соче¬
тания бурых полупустынных солонцевато-солончаковатых и карбонат¬
ных почв, имеются также большие массивы маломощных щебнистых и
каменистых почв.
Тувинская провинция отличается широким распространением
бурых полупустынных ночв легкого механического состава, глубоко про¬
мытых от водорастворимых солей, и отсутствием в них солонцеватости.
СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
Почвенный покров полупустынной зоны, как и зоны сухих степей,
характеризуется комплексностью. Ярче она выражена в северной части,
на границе со светло-каштановыми почвами, где преимущественно рас¬
пространены породы глинистого и тяжелосуглинистого механического
состава. Характер комплексности и степень ее выраженности иные, чем
в сухостепной зоне. Наиболее распространенный тип солонцовых ком¬
плексов— древнегидрогенные полупустынные комплексы бурых несолон¬
цеватых, солонцеватых и солончаковых почв с солонцами.
В условиях полупустынной зоны бурых почв развитие лугово-полу¬
пустынных и луговых сочетаний менее характерно и определяется глав¬
ным образом локальными гидрологическими условиями — близким за¬
леганием к поверхности сильноминерализованных вод.
В районах южной части Волго-Уральского междуречья в пределах
полупустынной зоны структура почвенного покрова менее сложна ввиду
лучшей дренированное™ территории.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЧВ
ПОЛУПУСТЫННОЙ зоны
Бурые полупустынные почвы характеризуются низким природным
плодородием. Освоение этих почв под посев сельскохозяйственных куль¬
тур возможно только при орошении. При этом особое внимание надо
уделять разработке системы агротехнических и агролесомелиоративных
мероприятий, предусматривающей предотвращение вторичного засоле¬
ния, осолонцовывания и проявления ветровой эрозии, сильно развитой в
полупустынной зоне.
Наиболее пригодны к освоению при поливе бурые полупустынные
несолонцеватые и слабосолонцеватые незасолениые почвы, расположен¬
ные более или менее однородными массивами. Лучшими почвами в этой
зоне являются лугово-степные бурые почвы, характеризующиеся более
благоприятными водными свойствами. При близком залегании пресных
грунтовых вод в лугово-степных бурых почвах легкого механического
состава их можно использовать под бахчевые, овощные и плодовые куль¬
туры. Большое количество тепла позволяет при орошении выращивать
на бурых почвах многие цепные культуры. Опыт Приаральской опытной
станции свидетельствует о возможности возделывания овощных и бах¬
чевых культур на бурых почвах без полива в траншеях, используя при
этом грунтовые воды.
Бурые полупустынные почвы распространены в зоне слабого дейст¬
вия удобрений без орошения. При орошении значительно повышают
урожаи азотные н фосфорные удобрения, менее эффективны калийные.
Зона бурых пустынно-степных почв служит основной базой паст¬
бищного животноводства, и в первую очередь овцеводства.
В ряде районов этой зоны с малоснежными зимами возможно круг¬
логодовое содержание скота па пастбищах.
Производительность пастбищных угодий целесообразно повышать
лиманным орошением.
360
Глава XXVI
ПОЧВЫ ПУСТЫННОЙ зоны
Пустынная зона расположена к югу от полупустынной и охватывает
обширную территорию Средней Азии и Казахстана.
Пустынная зона занимает 130 млн. га, что составляет 5,9% площади
СССР.
Зональными типами почв являются серо-бурые, такыры, такыровид¬
ные и пустынные песчаные почвы. Общая площадь указанных почв (без
пустынных песчаных) около 65 млн. га.
Почвенный покров пустынной зоны чрезвычайно неоднороден и пред¬
ставлен комплексами и сочетаниями серо-бурых почв разной степени
солонцеватости и засоления с такырами, солончаками, песчаными
пустынными почвами и массивами перевеянных песков. На долю послед¬
них приходится около 40%. Значительную площадь составляют солон¬
цы, луговые и лугово-болотные засоленные почвы пойм, дельт рек, озер¬
ных впадин и других депрессий.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Климат. Пустынная зона характеризуется крайне засушливым кли¬
матом. Среднегодовое количество осадков в различных районах колеб¬
лется от 75 до 200 мм. Основная часть их приходится на зимний и ранне¬
весенний периоды. Летом осадков почти не бывает. В этой зоне испаряе¬
мость в несколько раз превышает осадки, что обусловливает сухость
атмосферы и почв. Температура поверхности почвы в отдельные годы
достигает 70° С. Влажность воздуха падает до 20—30%. Снеговой покров
держится недолго, высота его 5—10 см.
Среднегодовая температура около 18^С_ (15—20°). Средняя темпе¬
ратура наиболее теплого месяца (июля)' в северной и северо-восточной
части зоны 23—26° С, в южной и юго-западной 26—32° С. Средняя тем¬
пература наиболее холодного месяца (января) в северной части зоны
-^5,. =15° С, в южной —1, —5° С. Продолжительность периода с темпе¬
ратурой больше 5е С соответственно составляет 194—235 и 230—
275 дней. Безморозный период 160—200 дней в северной части зоны и
195—248 дней в южной.
Пустынная зона отличается высокой суммой температур выше 10° С
(4000—5000°) и большой интенсивностью солнечной радиации, что сбли¬
жает эту зону с областью сухих субтропиков.
Отмеченные особенности климата оказывают большое влияние на
растительность, образование почв и характер их сельскохозяйственного
использования.
Рельеф и почвообразующие породы. Рельеф пустынной зоны очень
сложный и неоднородный. Огромную территорию занимает Туранская
низменность, прилегающая с юга к котловине Аральского моря с песча¬
ными пустынями Каракум, Кызылкум и Муюнкум. Большую площадь
составляют древние и современные дельты Сырдарьи, Амударьи, Тедже-
на, Тургая, Мургаба, Атрека, а также древние долины Узбоя и других
рек. Значительный массив охватывает Сарыкамышская котловина.
С севера к Туранской низменности прилегает возвышенное пустын¬
ное плато Устюрт, с севера-запада Бетпак-Дала.
Наиболее распространенные почвообразующис породы в Туранской
низменности — древние и современные аллювиальные и озерно-аллюви¬
альные отложения различного механического состава и разной степени
засоления и карбонатности.
361
В пределах плато Устюрт, представляющего слабоувалистую равни¬
ну, почвообразукмцнми породами являются гипсоносные третичные из¬
вестковые и глинистые отложения, прикрытые маломощными щебнисты¬
ми покровными суглинками и супесями.
Значительная часть плато Бетпак-Дала сложена морскими палеоге¬
новыми и неогеновыми песчано-глинистыми породами, элювий и делю¬
вий которых служат почвообразующими породами.
Заунгузское плато и останцовые возвышенности в Кызылкумах
сложены осадочными породами — известняками, сланцами, мергелисты¬
ми глинами. Последние часто бывают гипсоносными. Почвообразующи¬
ми породами здесь также являются элювий и делювий магматических
пород, отличающихся высокой скелетностью.
Широко распространены в пустынной зоне древнеаллювиальные пес¬
чаные отложения и пески. Песчаные пустыни имеют различную форму
рельефа — бугристую, холмистую, грядовую, грядово-бугристую и ячеи¬
стую, нарушающую общую равнинность зоны.
Растительный покров пустынной зоны характеризуется ксерофит-
ностью, изреженностью и комплексностью. В растительном покрове
вследствие большой засушливости климата преобладают различного
рода полукустарники и кустарники, развивающие глубокую корневую
систему. Эфемерная растительность летом выгорает и вновь оживает
осенью.
Видовой состав не отличается богатством и определяется типом
пустыни и связанными с ним особенностями водного и солевого режи¬
мов. По характеру растительного покрова выделяют пустыни песчаные,
глинистые, гипсовые и солончаковые.
На песчаных пустынях в травостое преобладают эфемеры и эфеме¬
роиды. Наиболее широко распространены песчаная осока-илак (Сагех
phusodes), мятлик луковичный (Роа bulbosa var. vivipara), костры одно¬
летние (Bromus tectorum и др.), из семейства луковичные — гусиный
лук (Gagea reticulata); зонтичные (Ferula foltida) и др. Среди эфемеров
и эфемероидов встречаются пустынные кустарники: боялыч (Salsola
arbuscula), биюргун (Anabasis Salsa), тетыр (Salsola gemmascens),
наиболее распространены кустарники джузгун, или кандым (Calligonum.
sp.), песчаная акация (Ammodendron conollyi), черкезы (Salsola
richteri, Salsola paletzkiana), белый саксаул (Haloxylon persicum
и др.
На глинистых гипсоносных пустынях плато Устюрт, Бетпак-Дала,
Каракум и Кызылкум преобладает полынно-солянковая растительность
с незначительной прн.месыо эфемеров и эфемероидов. Наиболее широко
распространены полыни (Artemisia herba alba, A. terrae albae,
A. pauciflora), боялыч (Salsola arbuscula), тетыр (Salsola gemmascens)
и биюргун (Anabasis Salsa), а также черный саксаул (Haloxylon
aphyllum), черкез (Salsola richteri), тамарикс (Tamarix ramosissima,
T. hispida).
На сильнозасоленных (солончаковых) участках развиваются преи¬
мущественно многолетние и однолетние солянки.
СЕРО-БУРЫЕ ПУСТЫННЫЕ ПОЧВЫ
В профиле серо-бурой почвы сверху выделяется пористая корочка
палево-серого цвета мощностью 3—5 см. Под ней слоеватый горизонт
мощностью Б—7 см. Далее идет более темный, обычно коричневатый,
уплотненный, иногда слабо ожелезнеиный и оглиненный горизонт приз-
мовидно-комковатой структуры с пятнами карбонатов (белоглазки). В
нижней части профиля, на глубине 40—50 см, отмечаются выделения
362
гипса и легкорастворимых солей. Серо-бурые почвы в отличие от бурых
пустынно-степных и сероземов характеризуются повышенным содержа¬
нием карбонатов в самом верхием горизонте.
Генезис серо-бурых пустынных почв
Серо-бурые почвы долгое время объединяли в один тип с серозема¬
ми и выделяли только на правах подтипа под названием структурных
светлоземов (Н. А. Димо), кыровых сероземов (А. Н. Розанов), прими¬
тивных сероземов (Б. В. Горбунов и др.). Впоследствии И. П. Гераси¬
мовым было предложено выделять серо-бурые пустынные почвы как
самостоятельный тип.
Обстоятельные исследования, позволившие обосновать генетические
особенности серо-бурых почв, выполнены Б. В. Горбуновым, Н. В. Ким-
бергом, С. А. Шуваловым (1949) и Е. В. Лобовой (I960).
Строение и свойства серо-бурых почв определяются особенностями
почвообразования, протекающего в условиях сильнозасушливого клима¬
та и ксерофитно-эфемерового характера растительности. Почвообразо¬
вательный процесс в этих условиях отличается прерывистостью и крат¬
ковременностью гумусообразования. В короткий весенний период интен¬
сивно развивается растительность и одновременно резко усиливается
биологическая активность почвенной микрофлоры и фауны. Раститель¬
ные остатки за один сезон почти полностью минерализуются, поэтому
гумуса здесь образуется крайне мало. В летний очень жаркий и сухой
период биологические процессы в почве затухают.
Слабое накопление гумуса в пустынных почвах и их почти повсе¬
местная засоленность обусловлены также особенностями биологическо¬
го круговорота веществ. По данным Л. Е. Родина и Н. И. Базилевич
(1965), общее количество органической массы, содержащейся в надзем¬
ных и подземных органах растений в наиболее распространенных пус¬
тынных сообществах на серо-бурых почвах, составляет в среднем около
100 ц на 1 га, т. е. в несколько раз меньше, чем в степях.
Иод покровом пустынной растительности опад очень мал. Около
80% биомассы приходится на корневую систему. Опад пустынных расте¬
ний отличается высокой зольностью. В зеленых частях полукустарнико¬
вых растений она достигает 15—20%, солянок — до 50%. Зольность
эфемеров не превышает 5—8%.
В биомассе пустынной флоры на серо-бурых почвах накапливается
до 200 кг на 1 га различных химических элементов. Наряду с кальцием
и магнием отмечается заметная аккумуляция натрия. Повышенная кон¬
центрация его способствует увеличению щелочности почвенного раство¬
ра и развитию процессов осолонцовывания почв. В золе солянок содер¬
жится, кроме натрия, много хлора и серы.
Весьма ограниченное количество осадков определяет непромывной
тип водного режима. Слабое промачивание профиля приводит к разви¬
тию таких свойств серо-бурых почв, как карбонатность и солончакова-
тость.
Образование корки у серо-бурых пустынных почв связано с высокой
дисперсностью органической и минеральной части и контрастностью
гидротермического режима почв. Причина высокой дисперсности
почв — щелочная реакция почвенного раствора. Щелочность обусловле¬
на бикарбонатами и карбонатами натрия, образующимися при минера¬
лизации полынно-солянковой растительности. Прочность корки опреде¬
ляется переходом бикарбонатов натрия и кальция в карбонаты, кото¬
рые цементируют диспергированную массу почвы.
Слоеватость подкоркового слоя возникает вследствие выноса из
363
него высокодисперсных коллоидных частиц. Обогащение ими средней
части профиля снижает водопроницаемость, что усиливает выветривание
алюмосиликатов и образование глинистых минералов. Ряд исследовате¬
лей связывают формирование слоеватого горизонта с зимним промора¬
живанием. В холодный период растворы подтягиваются в поверхност¬
ный слой, вымораживание их способствует образованию слоеватой струк¬
туры (В. Г. Зольников, Е. В. Лобова).
Ожелезнение появляется в результате выветривания минералов, со¬
держащих закисное железо, а возможно, и возникновения кратковремен¬
ных анаэробных процессов. Последующее окисление и дегидратация
приводят к образованию железистых пленок на поверхности минералов.
Классификция серо-бурых почв
Тип серо-бурых почв подразделяется на два подтипа — серо-бурые
типичные карбонатные и серо-бурые малокарбонатные (Е. В. Лобова,
1966).
Серо-бурые типичные карбонатные почвы формируются в западной
части пустынной зоны в Туранской низменности и на плато Устюрт.
Серо-бурые малокарбонатные почвы развиваются в восточной части
зоны на плато Бетпак-Дала и в Прибалхашье.
Среди серо-бурых почв на правах рода выделяются обычные (не-
солонцеватыс), солонцеватые и солончаковатые, а также серо-бурые поч¬
вы, развитые на остаточных гипсах в подпочве, плотных породах и на
лёссах.
Серо-бурые пустынные несолонцеватые почвы
развиваются в возвышенно-равнинных условиях па рыхлых породах под
полынной и эфемеровой растительностью.
Серо-бурые солонцеватые почвы отличаются от не¬
солонцеватых наличием на некоторой глубине уплотненного, трещинова¬
того, более темной окраски горизонта с комковато-глыбистой или приз¬
мовидной структурой.
Для солонцеватого горизонта этих почв характерны более высокая
щелочность и обогащенность коллоидными частицами. Сильное засоле¬
ние появляется в первом полуметре.
Серо-бурые солончаковатые почвы имеют более вы¬
сокое залегание водорастворимых солей, чем солонцеватые.
Серо-бурые гипсоносные почвы содержат на глубине
40—50 см до 50% гипса. Эти почвы приурочены к плотным глинистым
породам и другим сильно загипсованным отложениям морского проис¬
хождения.
Серо-бурые почвы подразделяют на виды по степени засоления, со¬
лонцеватости и мощности профиля.
Небольшой удельный вес приходится на лугово-серо-бурые
пустынные почвы — аналоги лугово-степных бурых почв. Разви¬
ваются они по понижениям под злаково-полынной растительностью.
Лугово-серо-бурые почвы характеризуются различной степенью вы-
щелоченности и засоления в зависимости от свойств подстилающих пород
и условий залегания по рельефу.
Состав и свойства серо-бурых почв
Механический и минералогический состав. Серо-бурые почвы раз¬
виваются на различных по литологическому составу почвообразующих
породах, поэтому среди них отмечаются почвы разного механического
состава — от песчаного до суглинистого. Преобладают супесчаные и
364
119. Валовой химический состав серо-бурой солонцеватой почвы
(% на бсскарбонатную почву). Плато Кызылкумы (данные Е. В. Лобовой)
Глубина
взятия об¬
разца, см
Гигроскопи¬
ческая вода
Потери при
прокаливании
SiO,
RiQa
Fe,0,
A1*Q*
TiO,
0—4
0,78
7,64
75,21
16,38
5,06
10,64
0,58
4—10
0,90
8,35
73,10
17,17
6,21
10,27
0,58
12—20
1,42
8,62
72,94
19,14
7,03
11,42
0,57
25—35
1,66
9,19
73,51
19,15
7,61
10,85
0,59
Продолжение
Глубина взя¬
тия образца,
см
р«о6
СаО
MgO
МпО
Na,0
К,о
so3
0—4
0,10
2,50
2,26
0,07
1,57
1,97
0,47
4—10
0,15
2,64
2,44
0,07
1,33
2,70
0,64
12—20
0,12
0,88
2,66
0,07
1,31
2,69
0,82
25—35
0,10
0,09
2,40
0,07
1,28
2,66
0,86
легкосуглинистые разновидности. Поверхность в большинстве случаев
щебнистая.
Преобладание тонкопесчаной и крупнопылеватой фракций, а также
опесчаненность верхнего горизонта — характерная особенность механи¬
ческого состава серо-бурых почв. В серо-бурых солонцеватых почвах
наблюдается увеличение коллоидной фракции в уплотненном горизон¬
те В.
Минералогический состав отличается богатством первичных мине¬
ралов вследствие слабой выветрелости пород. В крупных фракциях пре¬
обладают полевые шпаты, слюда, кварц, роговая обманка и карбонаты.
В илистой фракции больше гидрослюд и минералов монтморил-
лонитовой группы, иногда обнаруживается небольшая примесь гетита и
гиббсита. В качестве сопутствующих минералов встречаются аморфные
вещества, кварц, редко каолинит (Н. И. Горбунов).
Химический состав. Валовой химический анализ серо-бурых почв
показывает на равномерное распределение полутораокисей но профилю.
Некоторое перемещение их отмечается только в солонцеватых разновид¬
ностях (табл. 119). В этих же почвах наблюдается и перемещение или¬
стой фракции. Одинаковое содержание полутораокисей по профилю и
резкое увеличение илистой фракции в средней его части говорят о на¬
личии оглинення. Серо-бурые почвы характеризуются низким содержа¬
нием гумуса (до 1%), азота (0,04—0,07%) и фосфора (0,07—0,15.%).
Характерная особенность серо-бурых пустынных почв — невысокое
отношение углерода к азоту (С: N=4—5). В гумусовых веществах пре¬
обладают фульвокислоты над гуминовыми. Емкость поглощения 5—
10 м.-экв. на 100 г почвы. В составе поглощенных оснований преоблада¬
ют кальций, магний. В солонцеватых серо-бурых почвах имеется натрий.
Реакция почв щелочная. Максимальное скопление карбонатов отмечает¬
ся в верхних горизонтах. На небольшой глубине содержится гипс
(табл. 120). Особенно много его в профиле серо-бурых почв, развитых
на гипсоносных породах.
Серо-бурые почвы с глубины 30—40 см имеют почти постоянные
признаки засоления, которые обычно отчетливо проявляются в первом
полуметре. Среди солей преобладают сульфаты кальция. Серо-бурые
почвы относятся к хлоридно-сульфатному типу засоления.
365
120. Содержание гумуса, азота, С02 карбонатов, гипса и состав водной вытяжки
серо-бурой солонцеватой почвы (данные П. В. Лобовой)
СО,
карбо¬
нитов
ГТлот-
ныП
остаток
Сое та и водной вытяжки
Глубина
взятия
образца.
см
Гумус
Азот
SO,
гипса
НСО“
С1-
SOf-
Са2+
Mg2+
Na+ по
разнсстк
% от массы сухой почвы
0—4
0,80
0,06
4,5
0,07
0,22
0,09
0,01
0,02
0,01
0,02
0,02
4—10
0,40
—
5,1
0,07
0,14
0,06
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
12—20
0,29
—
0,1
0,95
0J4
0.С6
0,01
0,01
0,01
0,01
0.01
25—35
0,2(>
—
7,5
1,10
0,61
0,02
0,01
0,33
0,12
0,01
0,02
40-50
—
—
3,8
38,34
1,40
0,02
0,05
0,80.
0,31
0,02
0,02
70—80
—
—
2,3
30,30
1,51
0,02
0,05
0,83
0,29
0,05
0,03
140 — 150
—
—
4,7
3,70
1,50
0,02
0,07
0,82
0,25
0,05
0,07
Водно-физические свойства. Для серо-бурых почв характерны сла¬
бая оструктуренпоеть, неблагоприятное сложение профиля. Более плот¬
ное сложение отмечается в корковом слое и солонцеватом горизонте.
Эти горизонты отличаются и более низкой водопроницаемостью.
Серо-бурые почвы испытывают резкий дефицит влаги. Даже весной
запасы продуктивной влаги очень невелики. Летом нолевая влажность
ниже коэффициента завядания растений.
Свойства серо-бурых иочв в значительной мере определяются про¬
винциальными особенностями зоны.
Почвенный покров Арало-Каспийской провинции чрез¬
вычайно комплексный. В состав комплексов входят серо-бурые почвы,
развитые под полынной и боялычевой растительностью, серо-бурые со¬
лонцеватые и солончаковатые почвы, формирующиеся под биюргунни-
ками.
В Арало-Балхашской провинции преобладают серо-бу-
рые и серо-бурые такыровидные почвы, развитые под солянковой расти¬
тельностью, а также обширные массивы бугристо-грядовых карбонатных
песков (Северные Каракумы, Муюнкумы, Прибалхашские), среди ко¬
торых значительное распространение имеют такыры. В западной части
Бетпак-Дала характерен комплекс серо-бурых почв с солонцами
(А. М. Петелина).
Для серо-бурых почв Северотуранекой и Южнотуран-
с к о й провинций, расположенных в южной части пустынной зоны
с субтропическим умеренно теплым климатом, характерны высокая кар¬
бонатность, более сильная солончаковатость и слабое проявление со¬
лонцеватости (С. А. Шувалов).
ТАКЫРЫ II ТАКЫРОВИДНЫЕ ПОЧВЫ
Такыры — особый тип почв глинистых пустынь Средней Азии. Они
широко распространены в дельтах Амударьи, Сырдарьи, Мургаба, Тед-
жена, Атрека, по древним лощинам стока других рек, а также б Сарыка-
мышской впадине. Такыры и такыровидные почвы часто встречаются на
глинистых плоских понижениях и по межгрядовым котловинам, среди
останцовых возвышенностей пустынь Каракум, Кызылкум, на плато
Заунгузском, Устюрт и Бетпак-Дала. Огромные массивы такырных почв
расположены на подгорных равнинах Копетдага, Малых и Больших Бал-
ханов. ^
Такыры формируются на различных~в геоморфологическом отноше¬
нии территориях, но повсюду приурочены к равнинным слабо расчленен¬
366
ным формам рельефа. Разви¬
ваются такыры на породах
различного происхождения —
древнеаллювиальных и старо¬
ирригационных наносах, про-
лювиальных и делювиальных
отложениях, преимущественно
тяжелого механического со¬
става. Почвообразующие поро¬
ды отличаются карбонатно-
стью и засоленностью.
Поверхность такыров по¬
крыта водорослями и лишай¬
никами, и очень редко можно Рис. 49. Поверхность водорослевого такыра
обнаружить единичные экзем- (фото С. А. Воронина),
пляры полыней и солянковые
полукустарники. По трещинам и на песчаных наносах иногда встреча¬
ются кусты черного саксаула.
По характеру произрастающих на такырах низших организмов раз¬
личают такыры водорослевые, водорослево-лишайнико¬
вые и лишайниковые.
Основные признаки такыров
Такыры имеют своеобразное строение профиля. Поверхность их
полигонально-трещиноватая, плотная, розоватого или палево-серого
цвета и напоминает булыжную мостовую (рис. 49). Верхний горизонт —
крупнопористая (ячеистая) плотная корка мощностью 2—3 см, перехо¬
дящая в слоеватый или чешуйчатый пористый, но менее уплотненный
слой. Мощность корки и слоеватого горизонта 3—7 см. Далее идет ком¬
коватый горизонт. В солонцеватых такырах он хорошо выражеи и сильно
уплотнен вследствие обогащения его коллоидными частицами. В несо¬
лонцеватых такырах наблюдается более или менее равномерное распре¬
деление коллоидных частиц и полутораокисей по профилю.
Для такыров характерна высокая карбонатность профиля. Специ¬
фическим признаком такыров является наличие корки. Образование
корки связано с диспергированием почвенной массы ионом натрия и
последующим высыханием ее в условиях экстрааридного климата.
Генезис такыров
Исследователи по-разному трактовали происхождение такыров.
Геологи, например, считали, что такыры образовались в результате от¬
ложений тонких взвесей водными потоками в древний или современный
период.
Геоморфологи связывали формирование такыров с обособлением оп¬
ределенных форм рельефа, придавая большое значение ветру. По мне¬
нию некоторых геологов и геоморфологов, такыры представляют собой
ложе древних и современных высохших озер.
В представлении почвоведов такырообразование является почвен¬
ным процессом. И. П. Герасимов и Е. Н. Иванова относят такыры к поч¬
вам гидроморфного ряда солончаково-солонцового типа почвообразова¬
ния. В формировании профиля такыров ведущая роль принадлежит про¬
цессам попеременного засоления и рассоления, а сами такыры
определены как поверхностные, или карликовые, солонцы пустынной
367
зоны. Солонцово-солончаковая гипотеза образования такыров получила
наиболее широкое распространение и признание.
Ряд исследователей придают большое значение в образовании такы¬
ров также явлениям избыточного поверхностного увлажнения и после¬
дующего быстрого высыхания.
По Е. В. Лобовой, такыры — автогидроморфные почвы пустынной
зоны, развивающиеся при избыточном поверхностном увлажнении в
контрастных сезонных условиях засоления-рассоления, карбонатности и
солонцеватости.
Сторонники почвенно-геологической гипотезы (У. У. Успанов,
А. Н. Розанов) считают, что в развитии профиля такыров и их физиче¬
ских свойств большую роль играет глинистый механический состав по¬
род, на которых они формируются.
Биологическая гипотеза образования такыров высказана Н. Н. Бо-
лышевым. Сторонники этой гипотезы большую роль в развитии такыров
отводят низшим растениям, в частности водорослям и лишайникам. По
данным Л. Е. Родина и Н. И. Базилевич, водоросли накапливают до
б ц, а лишайники до 10 ц органического вещества на 1 га. В процессе
жизнедеятельности низших организмов и при их разложении в услови¬
ях анаэробиозиса образующиеся органические кислоты оказывают раз¬
рушающее действие на минеральную часть. В результате в такырной
корке происходят накопление аморфной кремнекислоты и обеднение
полутораокисями. Такыр приобретает признаки осолодения (Н. Н. Бо¬
льшее).
Такыры относятся по совокупности признаков к почвам, в которых
совмещаются одновременно солончаковатость, солонцеватость и осоло-
дение.
Тяжелый механический состав и своеобразные гидротермические
условия пустынной зоны играют важную роль в формировании отрица¬
тельных свойств, присущих такыровым почвам.
В пустынной зоне большое распространение имеют такыровид¬
ные пустынные почвы и почвы песчаных пустынь
(песчаные пустынные).
Такыровидные пустынные образования приурочены к наиболее моло¬
дым по возрасту аллювиальным равнинам, развиваются под лишайни¬
ковой растительностью с примесью солянок и эфемеров. Отличаются
слаборазвитым профилем с пористой корочкой.
Среди примитивных пустынных почв выделяются обычные, остаточ-
но-гумусные (остаточно-луговые), солончаковатые, солонцеватые и
старозалежные.
Такыровидные остаточно-гумусные почвы образовались из луговых
(тугайные сероземы) в результате их опустынивания. Это наиболее гу-
мусированные пустынные почвы (пустынные песчаные почвы описаны в
главе XXXII).
Классификация такыров
Тип такыровых почв по характеру засоления, увлажнения и степени
развития корки подразделяется на два подтипа — такыры типичные и
такыры опустыненные (Е. В. Лобова, 1967).
Такыры типичные (водорослевые) подразделяются на роды: обыч¬
ные, солончаковые, солонцеватые, солонцеватые
слитые (хаковые), опесчаненные и старозалежные. Та¬
кыры обычные содержат соли (>1%) на некоторой глубине — с 20—
30 см (солончаковатые). В солончаковых такырах соли залегают непо¬
средственно под коркой.
368
Такыры солонцеватые промыты от солей на некоторую глубину,
имеют более уплотненную корку или подкорковый слой и более высо¬
кую щелочность водной вытяжки.
Такыры солонцеватые слитые (хаковые) формируются в местах с
длительным застоем воды, имеют глубокотрещиноватую плотную корку
куполовидной формы. Эти такыры отличаются крушюглыбнстой струк¬
турой и различаются по степени промытости от солей и солонцевато¬
сти.
Опесчаненные такыры образуются после наноса песка па их по¬
верхность и поселения на ней высшей растительности. Старозалежные
развиваются на старых залежах после прекращения орошения.
Такыры опустыненные (лишайниковые) развиваются при периоди¬
ческом (не ежегодном) затоплении поверхностными водами. Эти такыры
имеют более мягкую слоеватую пористую корку, похожую на корку се¬
ро-бурых почв. Деление их на роды еще не разработано. Наиболее ши¬
роко распространены такыры типичные.
Состав и свойства такыров
Такыры — преимущественно глинистые почвы. Редко встречаются
суглинистые. В нижней части профиля такыров часто отмечаются опес-
чаненность и более легкий механический состав. Среди частиц преобла¬
дает мелкопесчаная фракция. Большую долю занимают илистая фрак¬
ция и тонкая пыль. В крупных фракциях содержатся полевые шпаты,
слюда и кварц. В илистой фракции больше минералов монтмориллони-
TOBOfTгруппы (бейделлит) и гидрослюд, имеется примесь аморфных ве¬
ществ, кварца, очень редко встречаются минералы каолинитовой груп¬
пы (Н. И. Горбунов).
Валовой анализ показывает преобладание окиси кремния в мине¬
ральной части такыров. В корке наблюдается некоторое увеличение
кремиекислоты, что указывает на признаки осолодевания (табл. 121).
121. Валовой состав такыра типичного солончакосого (% на бескарбонатную почву)
(даиные Е. В. Лобовой)
Глубина взя¬
тия образца,
см
Гигроскопи¬
ческая вода
Гумус
Азот
Потеря при
прокаливании
о
со
о:
O'
£
<
о
в)
и
%
с
</3
о
os'
с
со
о
L.
О
С/5
<5
<
0—2
1,18
0,51
0,06
9,72
65,80
25,66
7,11
18,55
2,00
4,24
4,8
24,90
Г.
>,0
10—15
1,78
0,55
0,03
11,22
60,36
25,82
8,42
17,40
2,84
4,91
4,5
19,41
5,9
30—40
1,53
0,41
—
11,26
59,78
29,17
7,86
21,31
2,04
5,03
3,9
21,09
4,7
415—425
0,56
—
—
5,92
80,05
15,49
3,59
11,90
—
2,11
9,6
20,41
11,4
В уплотненном горизонте заметно возрастает содержание полуто¬
раокисей. Во всех горизонтах магний преобладает над кальцием. Это
указывает на богатство глинистых минералов магниевыми алюмосили¬
катами.
Такыры содержат очень мало гумуса — около 0,5%, с колебаниями
от 0,3 до 0,8%. В составе гумусовых веществ преобладают фульвокисло¬
ты. Отношение Сгк : Сфк да 0,4—0,5.
Запасы гумуса в метровом слое такыров не превышают 85 т на
1 га. Содержание азота колеблется от 0,03 до 0,06% и составляет в сред¬
нем около 7 т на 1 га.
24-837
369
122. Содержание С02 карбонатов, гипса и состав водорастворимых солей такыра
типичного солончакового (%) (данные Е. В. Лобовой)
Глубина
нзятия
образца,
см
с.®
СО
о Щ
UO
§
£
/"Г
in
Плотный
остаток
Щелочность
С1-
SOJ”
Са*+
Mg“+
Na+ по
разности
са
О
О
“Г
в НС07
0—2
6,5
0,84
0,35
0,01
0,07
0,12
0,03
0,001
0,002
0,13
2—7
7,1
0,49
1,11
Нет
0,04
0,41
0,22
0,025
0,005
0,35
10—15
7,8
i ,40
2,27
Нет
0,02
0,83
0,50
0,079
0,010
0,68
30—40
7,7
0,42
1,25
Следы
0,05
0,53
0,19
0,05
0,004
0,4Ь
40—50
—
—
0,90
0,01
0,05
0,41
0,12
0,001
0,002
0,34
100-110
8,6
0,18
0,55
0,01
0,07
0,21
0,06
0,001
0,001
0,19
250—260
4,5
0,06
0,15
0,02
0,10
0,03
0,01
Нет
0,001
0,08
Такыры мало содержат также подвижных соединений фосфора и
калия.
Емкость поглощения такыров 5—10 м.-экв. на 100 г почвы. Погло¬
щенные основания представлены Са2+, Mg2+ и Na+, который часто со¬
ставляет Золее 20% емкости.
Реакция раствора сильнощелочная (pH 8—10). Большинство такы¬
ров сильно засолено. Наибольшее содержание солей » подкорковом
слое. Корка, как правило, слабо засолена. Такыры относятся преиму¬
щественно к сульфатно-хлоридно-натриевому типу засоления (тгбл. 122).
Содержание солей в такырах зависит от степени их промытости, оп¬
ределяющейся рельефом местности, механическим составом и характе¬
ром подстилающей породы, а также фазой развития почвы.
В начальной фазе развития такыры имеют более высокую концен¬
трацию солсй, чем в фазе опустынивания.
Такыры характеризуются плохими водными и физическими choi'ict-
вами — низкой фильтрационной способностью, очень большой связно¬
стью и малой пористостью. В сухом состоянии такыры имеют очень
плотное сложение. Отрицательные физические свойства их обусловле¬
ны тяжелым механическим составом, малой гумусированностью, высо¬
кой дисперсностью и подвижностью коллоидов. Неблагоприятные физи¬
ческие свойства и незначительное количество осадков определяют спе¬
цифичность водного режима.
В такырах очень низкие запасы влаги. Летом происходит сильное
иссушение, полевая влажность падает до коэффициента завядания, и
такыры находятся фактически в состоянии физической сухости. Из-за
очень слабой водопроницаемости, обусловленной большой плотностью
и дисперсностью почвенной массы, даже ранней весной, в период наи¬
большего увлажнения, промачивание такыров не достигает 50 см.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ПУСТЫННЫХ ПОЧВ
Вследствие низкого естественного плодородия значительная пасть
пустынных почв используется как пастбища. Удельный вес пастбищных
угодий п выгонов пустынной зоны вместе с полупустынной составляет
около 50% общей площади пастбищ Советского Союза. На пахотные
земли, включая залежи, сады и огороды, приходится лишь 0,4%. Освое¬
ние серо-бурых почв и такыров возможно только при орошении.
Oih.it освоения пустынных почв с помощью полива показывает, что
н в этой зоне можно создать культурно-оазисные плодородные почвы н
получать высокие урожаи хлопка, риса, кукурузы, овощных, бахчевых,
плодовых культур и винограда.
Ввод в действие новых гидротехнических сооружений позволит в
ближайшее время значительно расширить площадь орошаемого земле¬
делия. При этом характерной его особенностью в пустынной зоне будет
применение такой системы агротехнических и гидромелиоративных ме¬
роприятий, которая была бы направлена на предотвращение засоления
почв.
Почвенный покров пустынной зоны чрезвычайно сложен, поэтому и
при орошении не все почвы можно освоить под сельскохозяйственные
культуры. Непригодны к освоению серо-бурые маломощные гипсонос¬
ные и щебенчатые почвы, а также сильнозасоленные.
Лучшими почвами среди серо-бурых являются несолонцеватые и
слабосолонцеватые незасолениые или слабозасоленные, развитые на
легких породах. Менее благоприятными свойствами характеризуются
серо-бурые солонцеватые и особенно солончаковатые почвы, при освое¬
нии которых не исключена возможность вторичного засоления.
На значительной территории освоение серо-бурых почв под земле¬
делие затруднено вследствие большой неровности рельефа. В таких слу¬
чаях требуется планировка местности. Основным фондом, который ис¬
пользуется под орошаемое земледелие, являются примитивные (такы¬
ровидные) почвы. При освоении серо-бурых почв, помимо полива и
правильной обработки, необходимо внесение органических и минераль¬
ных удобрений.
Такыры характеризуются низким естественным плодородием, поэ¬
тому трудно поддаются освоению. В них содержится очень мало под¬
вижных питательных элементов. Они имеют крайне неблагоприятные
водные, физические и воздушные свойства, что обусловлено их тяжелым
механическим составом и наличием на поверхности плотной корки. Пре¬
обладающая часть такыров солонцевата и содержит много водораство¬
римых солей, в том числе иногда и соду.
В настоящее время накоплен некоторый опыт освоения такыров. К
системе агромелиоративных мероприятий, обеспечивающих повышение
их плодородия и возможность получения урожаев сельскохозяйственных
культур, относится прежде всего промывка от избытка солей. Промывку
проводят в осенне-зимний период. Ей предшествует глубокая (план¬
тажная) вспашка такыров. Глубокая вспашка (40—50 см) не только
улучшает водно-физические свойства такыров, но и рассолонцовывает
их в результате замещения поглощенного натрия кальцием гипса, во¬
влекающегося в верхний слой при глубокой обработке. Внесение орга¬
нических удобрений — навоза, компоста, дувалыюй земли (до 30 т на
1 га) и минеральных удобрений резко увеличивает урожай сельскохо¬
зяйственных культур. Наибольшая эффективность получается от сов¬
местного внесения азотных и фосфорнокислых удобрений. Улучшает
свойства такыров посев солеустойчивых культур, обогащающих почву
азотом (люцерна и др.). В целях усиления биологической активности
такыров в первый период их освоения возделывают такие культуры*
освоители, как джугара, просо, люцерна, пшеница. Этот период продол¬
жается 2—3 года, затем выращивают хлопчатник. Биологическая ме¬
лиорация играет большую роль в повышении плодородия такыров. Не¬
благоприятные физические свойства, водный и воздушный режимы
можно улучшить пескованием, которое в сочетании с другими приемами
является эффективным средством при освоении такыров.
В результате осуществления комплекса агротехнических и мелиора¬
тивных мероприятий можно добиться повышения плодородия такыров и
тем самым создать условия для получения удовлетворительных урожаев.
Такыры с крайне неблагоприятными свойствами (хаковые) исполь¬
зуются как естественные водосборные площадки.
24*
371
Такырио-оазисиые почвы пригодны для многих культур, возделывае¬
мых в пустынной зоне.
При освоении под поливное земледелие в этой зоне широко исполь¬
зуются луговые и болотные ночвы аллювиальных и дельтовых равнин.
Лугово-оазисные почвы осваиваются с обязательным осуществле¬
нием мероприятий по борьбе с засолением (промывки, дренаж). Сель¬
скохозяйственные культуры, как и на такыровых почвах, хорошо отзы¬
ваются на минеральные удобрекяя.
Болотно-оазисные почвы отводятся только под культуру риса
(Н. В. Кимберг).
Пустынная зона (вместе с полупустынной) является важной базой
развития животноводства, особенно каракулеводства и верблюдовод¬
ства; здесь сосредоточены огромные площади пастбищ.
Широкое распространение песков и почв легкого механического со¬
става в сочетании с резко засушливым климатом способствуют быст¬
рому развитию ветровой эрозии в условиях неумеренной эксплуатации
пастбищ. Поэтому важнейшей задачей рационального использования
почв пустынной зоны является предотвращение дефляции, борьба с ней
и повышение продуктивности пастбищных угодий.
В этих условиях на основе данных почвенно-геоботанических об¬
следований осуществляются мероприятия по регулированию эксплуата¬
ции пастбищных угодий, улучшению их естественного травостоя, со¬
зданию культурных пастбищ.
Для районов Каракумской пустыни разработана технология выра¬
щивания без орошения древесно-кустарниковых насаждений из саксау¬
ла, черкеза, кандыма, чогона, хвойника шишколистного и некоторых
видов бобовых и злаковых, а также солянок, составляющих основу
круглогодичного пастбища для овец.
Важное значение для рационального использования пастбищ имеет
их обводнение.
Глава XXVII
ПОЧВЫ ПРЕДГОРНО-ПУСТЫННЫХ СТЕПЕЙ
СУХИХ СУБТРОПИКОВ
СЕРОЗЕМЫ
В СССР сероземы распространены в пустынных степях Средней
Азии и Закавказья. Сероземы вместе с лугово-сероземными и луговыми
почвами занимают 32 млн. га, или 1,5% территории СССР.
Условия почвообразования
Природные условия зоны носят ясно выраженные черты вертикаль¬
ной зональности, что определяется приуроченностью ее к подножиям
горных сооружений.
Климат зоны континентальный, сухой и жаркий, с мягкой теплой
зимой. Средние температуры января колеблются от +2 до —5СС и ию¬
ля — от 26 до 30° С.
Продолжительность периода с температурами выше 10° С 170—
245 дней, а сумма температур за этот период равна 3400—5400°.
По мере повышения абсолютной высоты местности увеличивается
количество осадков и уменьшается обеспеченность теплом. Меньше все¬
го осадков выпадает на предгорных равнинах (100—250 мм), а в горных
районах распространения темных сероземов достигает 450—600 мм. Ос¬
новное количество осадков выпадает зимой и весной, летом дождей поч¬
ти нет. Испаряемость 1000—1350 мм; коэффициент увлажнения 0,12—
0,33. Важная особенность климата — резко выраженная контрастность
весеннего и летнего периодов. Весна теплая, влажная, но короткая; лето
жаркое, сухое и продолжительное. По обеспеченности теплом зона отно¬
сится к полосе однолетних субтропических культур с длительным веге¬
тационным периодом, а по обеспеченности влагой — к очень сухой и су¬
хой зонам.
Рельеф и почвообразующие породы. Рельеф зоны характеризуется
обширными наклонными подгорными равнинами, расчлененными речны¬
ми долинами и временными водотоками (саями). По мере приближения
к горам подгорные равнины переходят в холмистые предгорья (адыры).
Почвообразующие породы среднеазиатских сероземов в основном
лсссы и лессовидные суглинки, часто подстилаемые галечниковыми от¬
ложениями.
В Кура-Араксинской провинции преобладают тяжелосуглинистые
и глинистые породы аллювиального и делювиального происхождения,
местами встречаются силыющебенчатые породы.
Растительный покров. Внутри зоны сероземов многолетняя расти-
тельность изменяется с увеличением абсолютной высоты местности при
сохранении для всех высот эфемерного покрова из пустынной осочки
(Carex pachystilis) и живородящего мятлика (Роа bulbosa). Эфемерная
растительность пышно развивается в течение короткой весны, в летнее
время вегетируют лишь многолетники. Среди осоково-мятликового со¬
общества распространены также эфемеры-однолетники (Papaver
pavonium, Delphinium persicum, Alyssum deserlorum, Malcolmia turce-
stanica и др.)*
На нижней ступени в подзоне светлых сероземов из многолетников
распространены Psoralea drupacea, Ferula sp. и др. В подзоне типичных
сероземов к эфемерам добавляются поздновегетирующие многолетни¬
373
ки —некоторые виды зонтичных (Scaligeria allioides, S. transcaspica),
флемисы (Phlomis tapsoides, Ph. bucharica), различные виды кузииий
(Cousinia rcsinosa и др.), мотыльковые (Psoralea drupacea).
В подзоне темных сероземов основной фон создают пырей пушистый
(Agropyrum trichophorum), ячмень луковичный (Hordeum bulbosum),
камола (Ferula Iaechkeana sovina), девясил (Kodonocephalum grande),
югана (Prangos pabularia) и некоторые другие. В межгорных долинах
в пойменной части рек встречаются тугайные леса, состоящие из тополя,
ивы, лоха.
Генезис сероземов
Для сероземов характерны следующие основные признаки и свой¬
ства: слабая дифференциация профиля на генетические горизонты; сла¬
бая гумусированность (за исключением темных сероземов) при замет¬
ной растянутости гумусового профиля; отсутствие ясно выраженной
макроструктуры при хорошей микроагрегатности; высокая пористость и
рыхлое сложение; карбонатность всего профиля при заметном ее умень¬
шении в верхней части профиля; щелочная реакция, обусловленная вы¬
соким содержанием карбонатов; некоторое оглинение почвы по сравне¬
нию с породой; заметно выраженная по всему профилю деятельность
почвенной фауны.
Сероземы имеют следующие общие черты строения. Верхняя часть
профиля обычно слабо прокрашена гумусом, и ее окраска не отличается
резко от окраски породы. Гумусовый слой подразделяется на два гори¬
зонта: А — гумусовый и Bi — переходный. Ниже залегает иллювиальный
карбонатный горизонт Вк, постепенно переходящий в породу. В темных
сероземах хороню выражен гумусовый профиль.
Изучение генезиса сероземов связано с исследованиями В. В. Доку¬
чаева, Н. М. Сибнрцева, К. Д. Глинки, П. С. Коссовича, Н. А. Димо,
Л. И. Прасолова, А. И. Бессонова и др. Особое значение имеют работы
С. С. Неуструева, который в 1908 г. впервые дал наиболее полное опи¬
сание сероземов на примере почв Сырдарьинской области и рассмотрел
их как «растительно-наземные почвенные образования «нормального»
habitus’a, образовавшиеся в условиях сухого, теплого климата па кар¬
бонатных породах».
Благодаря этим работам сероземы были выделены как самостоя¬
тельный тип почв и термин «сероземы» окончательно вошел в отечест¬
венную и зарубежную литературу.
В созетскмй период наиболее обстоятельные исследования по гене¬
зису сероземов были проведены А. Н. Розановым и обобщены в его мо¬
нографии «Сероземы Средней Азии» (1951).
Обширный материал по сероземам изложен в ряде монографических
работ по почвам Среднеазиатских республик («Почвы Узбекской ССР»,
т. I. II, III 1949—1964; «Почвы Туркменской ССР и их использование»,
1953, и др.).
Почвообразовательный процесс в сероземной зоне развивается в
особых условиях гидротермического режима. Тепловой режим характе¬
ризуется отсутствием промерзания почвы или кратковременным промер¬
занием в отдельные годы на глубину 25—30 см, благоприятными темпе¬
ратурами во влажный весенний период (10—25° С) и устойчивыми высо¬
кими температурами в верхней части профиля почв летом (до 30° С в
верхнем 30-сантиметровом слое и до 20—25° С на глубине более 1 м).
Целинные и богарные сероземы характеризуются непромывным ти¬
пом водного режима. Однако отсутствие зимой промерзания почвы, бла¬
гоприятное ее сложение определяют глубокое промачивание сероземов
;имне-весенними осадками: светлых сероземов на 1 м и более н типич-
374
пых на 1,5 м и более. Увлажнение почв в это время соответствует вели¬
чине полевой влагоемкости (20—21%). И даже весной, когда влага на¬
чинает интенсивно расходоваться на десукцию и испарение, влажность
почвы в 80—100-сантиметровой толще превышает величину влажности
завядания в 1,5—2 раза, а при выпадении осадков в верхних слоях мо¬
жет достигать полевой влагоемкости.
Начиная с мая по октябрь идет непрерывное иссушение почвы до
глубины 1 м и более. Максимальное иссушение почвогруптов происхо¬
дит в летний ксеротермический период (июль — август), когда верхние
горизонты теряют влагу до величины максимальной гигроскопичности,
что приводит к подавлению биологических процессов.
В соответствии с отмеченными особенностями гидротермического
режима природный процесс образования сероземов характеризуется
двумя резко отличными периодами: 1) непродолжительным весенним
теплым и влажным активного развития биологических процессов (мезо-
термическнм) и 2) длительным летним сухим и жарким (ксеротермпче-
ским) почти полного прекращения биологической деятельности с господ¬
ством в профиле почв восходящих пленочно-капиллярных токов.
Важной особенностью биологического круговорота веществ под
эфемерово-нустынной растительностью сероземов является большое
ежегодное поступление в опад органического вещества от всей биомас¬
сы (до 75%) при значительной величине опада (60 — 100 ц на 1 га).
Около 80—90% опада приходится на корневые остатки, которые харак¬
теризуются высокой зольностью и значительным содержанием азота (до
1,7%). Отличительная черта биологического круговорота в зоне серозе¬
мов — интенсивность разложения растительных остатков.
Весной бурно развивается растительность, протекает процесс актив¬
ного гумусообразования и вместе с тем происходит исключительно ин¬
тенсивная минерализация органических веществ иод влиянием различ¬
ных организмов. По общему количеству микроорганизмов сероземы от¬
носятся к богатым почвам; в них широко представлены нитрифицирую¬
щие бактерии и азотобактер, представители всех классов protozoa, ин¬
тенсивно развиваются водоросли. Весенняя фаза почвообразования ха¬
рактеризуется и активной деятельностью почвенной фауны — червей,
термитов, жесткокрылых, пресмыкающихся, которые оказывают сущест¬
венное влияние на строение почвенного профиля и превращение расти¬
тельных остатков.
Таким образом, для сероземообразования свойственна высокая, но
кратковременная биогенность почвообразовательного процесса. Этим
объясняется бедность сероземных почв гумусом.
В сухое время года происходит подтягивание к поверхности карбо¬
натов и легкорастворимых солей. Зимой и весной наблюдается опресне¬
ние профиля почв благодаря выпадающим осадкам. Гумусированность и
опресненность профиля сероземов тесно связаны с абсолютной высотой
местности: по мере увеличения абсолютных отметок растет количество
осадков н возрастает глубина промачиванчи иочв, становится сильнее
растительность, удлиняется срок ее вегетации и усиливается гумифика¬
ция.
Поэтому от сероземов предгорных равнин и аллювиальных террас к
сероземам предгорий и низкогорий увеличивается гумусированность и
опресненность профиля почв.
В весеннюю фазу почвообразования преимущественно протекают и
процессы внутрипочвенного выветривания, которые приводят к некото¬
рому оглинению верхней и средней части профиля сероземов.
Орошение сероземов при их использовании в земледелии существен¬
но изменяет природное течение почвообразовательного процесса. Непро¬
375
мывной водный режим сменяется ирригационным, для которого в усло¬
виях длительного орошения характерно промачивание почвенно-грунто¬
вой толщи до грунтовых вод. Изменение водного режима усиливает элю¬
виальный процесс и биологическую активность. Кроме того, в результа¬
те приноса с оросительными водами механических взвесей формируется
новый, агроирригационный горизонт. Более энергичный ход элювиально¬
го процесса выражается в выщелачивании легкорастворимых солей и
частичном вымывании карбонатов. Повышение биологической активно¬
сти проявляется в усилении деятельности микрофлоры, и в частности ни¬
трифицирующих бактерий и азотобактера. Если на целине сохраняется
некоторая часть корневых остатков, то на орошаемых почвах все запа¬
сы корневой массы полностью разлагаются. Под влиянием орошения по¬
вышается гумифицированность почвенного профиля и существенно из¬
меняется питательный режим почв в связи с систематическим внесени¬
ем удобрений.
Повышенное увлажнение почв в результате орошения приводит к
изменению физических свойств: происходит некоторое разрушение мик¬
роагрегатов, усадка почвогрунта, уменьшение пористости, образование
уплотненного подпахотного горизонта.
Классификация и диагностика сероземов
Классификация сероземных почв представлена в таблице 123.
Светлые сероземы — наиболее аридный подтип в поясе зоны. Рас¬
положены на речных террасах и подгорных равнинах, как правило, не
залегают выше 300—600 м над уровнем моря. Профиль их наименее гу-
мусирован. Мощность слабопрокрашениого гумусового слоя не более
40—50 см.
Горизонт А 6—12 см, светло-серый, на целине задернован; Bi —
светло-серый с палевым оттенком. Сменяется более светлым и уплот¬
ненным горизонтом Вк с пятнами белоглазки. Промачиваются до 1 м.
На глубине 150—180 см встречаются гипс и водорастворимые соли.
Типичные сероземы образуют средний пояс, занимают более высо¬
кие части подгорных равнин, холмистые предгорья и низкогорья. Их
верхними границами обычно являются отметки 700—1000 (1200 м). Гу¬
мусовый слой выделяется более отчетливо; мощность A+Bi 55—80 см.
Горизонт А в верхней части хорошо задернован; промачиваются до
1,5 м. С глубины 130—200 см встречаются выделения гипса.
Сероземы темные — наиболее влажный подтип, образующий верх¬
ний пояс; распространены в области высоких предгорий и низких гор (от
700—1000 до 1400—1600 м).
Имеют хорошо выраженный гумусовый профиль. Горизонт А темно¬
серый, комковатой структуры; Bi — серый с буровато-налевым оттен¬
ком. Горизонт Вк заметно выделяется по скоплению карбонатов в виде
123. Классификация сероземных почв
Тип
Под ТИП
Род
Сероземы
Орошаемые серо¬
земы
Л у пю о-серозем -
ные
Светлые, типичные, темные
Орошаемые сероземные светлые
Орошаемые сероземные типичные
Орошаемые сероземные темные
Староорошаемые сероземы
Луговато-сероземные
Лугово-сероземные
Обычные, остаточно-солонча-
коватыс, галечниковые
Обычные, вторичносолончако-
ватые, галечниковые
Обычные, засоленные
376
белоглазки и конкреций. Профиль, как правило, хорошо промыт ат¬
мосферными осадками и до глубины 2 м не встречаются гипс и легко¬
растворимые соли.
Среди светлых и типичных сероземов выделяют фациальные подти¬
пы — сероземы очень теплые кратковременно промерзающие (малокар¬
бонатные), сероземы субтропические периодически промерзающие и се¬
роземы субтропические жаркие непромерзающие.
Для сероземов темных выделяется два фациальных подтипа — суб¬
тропические периодически промерзающие и субтропические жаркие не¬
промерзающие.
Все подтипы сероземов разделяются на роды — обычные, остаточно-
солончаковатые и галечниковые.
Род обычные развит на глубоких мелкоземистых породах, со¬
ответствует описаниям подтипов; остаточно-со лончаков а-
тые — характеризуются наличием солей в глубоких горизонтах, встре¬
чаются преимущественно среди светлых сероземов; галечнико¬
вые— распространены среди всех подтипов на подгорных равнинах
и на верхних террасах, выделяются по наличию гальки и разделяются
по ее содержанию в верхних горизонтах и глубине подстилания сплош¬
ным галечником.
Орошаемые сероземные почвы сформированы в условиях длитель¬
ного сельскохозяйственного использования с применением орошения.
Эти почвы характеризуются следующими особенностями: их профиль
слабо дифференцирован на горизонты; распределение гумуса равномер¬
ное на всю глубину наносов при невысоком общем содержании (1 —
1,8%); карбонатный горизонт не выражен; по всему профилю встреча¬
ются включения черепков глиняной посуды, костей, угольков и других
предметов; ясно видны следы интенсивной деятельности червей.
Среди орошаемых сероземов в соответствии с подзональными осо¬
бенностями выделяют подтипы: орошаемые сероземные светлые, оро¬
шаемые сероземные типичные, орошаемые сероземные темные и старо¬
орошаемые сероземные почвы. Последние распространены в районах
давнего орошения во всех подзонах.
Орошаемые сероземные почвы разделяются на три рода — обыч¬
ные, вторичносолопчаковатые и галечниковые. На виды делятся по
мощности гумусового (агроирригационного) горизонта: маломощные
(<40 см), среднемощные (40—70 см) и мощные (>70 см).
Лугово-сероземные почвы развиваются в условиях слабого грунто¬
вого увлажнения при глубине грунтовых вод 2,5—5 см. Отличаются от
автоморфных сероземов некоторым усилением биологического кругово¬
рота, повышенной мощностью гумусового профиля и несколько большим
содержанием гумуса. Почти все эти почвы орошаются.
Разделяются на два подтипа: луговато-сероземные —
встречаются редко с устойчивым залеганием грунтовых вод на глубине
3,5—5 м; во втором метре имеют признаки оглеения; лугово-серо¬
земные— развиваются в местах с более устойчивым залеганием грун¬
товых вод на глубине 2,5—3,5 м, более гумусированы, признаки оглеения
отмечаются с глубины 1 м. Разделяются на роды: обычные, солончако¬
ватые и галечниковые.
Лугово-сероземные почвы, измененные орошением выделяются в са¬
мостоятельный тип — орошаемые лугово-сероземные.
Луговые почвы формируются при повышенном капиллярном увлаж¬
нении при уровне грунтовых вод 1—2,5 м. Встречаются по речным до¬
линам, в дельтах рек и на нижних частях подгорных склонов под луго¬
вой преимущественно злаковой растительностью. Профиль луговых почв
разделяется на горизонты: А — АВ^В,^—Cg.Отличительными призна¬
377
ками луговых почв являются: повышенная гумусированность (гумуса до
4%) и ясное обособление гумусовых горизонтов (А+АВК — 45—60 см);
заметно выраженные признаки избыточного увлажнения в виде сизых
и ржавых пятен; частое выделение карбонатов, гипса, а в отдельных
случаях и легкорастворимых солей в нижних горизонтах профиля;
омергелеванность нижних горизонтов.
Луговые почвы разделяются на два подтипа: луговые (типич¬
ные) — формируются под типичной луговой растительностью при глу¬
бине грунтовых вод 1,5—2,5 м и влажно-луговые (болотно-лу-
говые) — занимают более увлажненные понижения на речных террасах
и подгорных равнинах с близким уровнем грунтовых вод (0,5—1,5 м);
более гумусированы и оглеены по сравнению с луговыми типичными.
Структура почвенного покрова
К основным факторам, влияющим на структуру почвенного покро¬
ва в зоне сероземов, относится геоморфологическое строение. В преде¬
лах зоны выделяются следующие геоморфологические подзоны: низко-
горья, расчлененные предгорья, подгорные равнины и речные долины.
В иизкогорьях на элювиально-делювиальных маломощных отложе¬
ниях господствует подтип темных сероземов с вариациями по мощности
мелкоземкетого слоя, эродированности и каменистости в сочетании со
скальными обнажениями и каменистыми осыпями.
В низкогорьях и расчлененных предгорьях, где распространены
мощные лёссовые аккумуляции развиты сероземы соответствующей под¬
зоны, несмытые и различно эродированные.
На аллювиалыго-пролювиальных отложениях слившихся конусов
выноса в расчлененных предгорьях преобладают сочетания типичных
сероземов по каменистости почвенного профиля и мощности скелетно-
мелкоземистого слоя. Форма контуров линейная и вытянутая. Сочета¬
ния и мозаики веерообразные.
На подгорных равнинах, сложенных однородными или слабослоис¬
тыми лёссовидными отложениями встречаются сочетания незаселенных
и различно засоленных светлых сероземов, лугово-сероземных, луговых
почв и солончаков.
На нижних террасах речных долин, сложенных аллювиальными сло¬
истыми отложениями, преобладают луговые почвы в сочетании с болот-
ко-луговыми и лугово-сероземными почвами. В подзоне светлых серо¬
земов добавляются их засоленные разновидности и солончаки.
Состав и свойства сероземов
Механический и минералогический состав. Преобладающие раз¬
новидности среди сероземных почв — легко- и среднесуглинистые, среди
темных сероземов часто встречаются тяжелосуглинистые.
Сероземные и лугово-сероземные почвы, развитые на аллювиаль¬
ных отложениях, отличаются большим разнообразием и неоднородно¬
стью механического состава.
Механический состав сероземов характеризуется высоким содер¬
жанием фракции крупной пыли (до 40—55%), а также некоторым обо¬
гащением илистой фракцией верхней и особенно средней части их про¬
филя. что обусловлено, как уже отмечалось, развитием оглинения.
Минералогический состав крупной фракции в основном представ¬
лен кварцем, полевыми шпатами, гидрослюдами и кальцитом. Серозе¬
мы отличаются повышенным содержанием минералов тяжелой фракции
(от 2 до 10% и более). Последнее наряду с высоким содержанием слго-
378
124. Валовой состав сероземов на лбссах (данные Б. В. Горбунова)
Гори¬
зонт
Глубина
взятия
образца,
см
Потеря
при
прока¬
лива¬
нии, %
% на безгумусную и бсскарбонятную навеску
SiO,
к.о.
SiOt
Fe,0.
А1а03
СаО
MrO
К,о
Na,0
SO,
Све
глый
серо
зем, разрез
2
А
0-17
5,06
66,18
5,90
13,61
1,89
2,97
1,87
2,91
0,06
6,5
В,
20-30
4,17
68,17
6,Н
13,05
0,52
4,15
2,54
2,97
0,06
е;,э
в2
00—70
3,92
67,94
5,76
14,50
0,75
2,87
1,72
2,66
0,06
6,4
с
130—140
4,48
68,69
5,48
13,17
1,43
3,09
1,85
2,50
0,05
7,0
Типичный (обыкне
>венн
ый) с
ер оз
см, разрез 3
А
0-14
5,31
65,52
6,07
14,55
'\62
3,90
2,66
2,60
0,05
6,0
Bi
20—30
5,49
66,12
6,37
13,51
0,62
4,38
2,18
2,68
0,05
6,4
В2
75—85
5,79
64,82
5,54
14,06
1,10
4,19
2,14
2,46
0,07
6,3
С
130—140
5,18
66,14
5,76
14,27
0,07
4,75
1,77
2,68
0,07
6,2
Тем
ный
сер os
*ем, разрез 5
А
0—9
5,79
64,84
6,07
14,09
1,90
3,12
2,10
2,65
0,06
6,1
А
9—15
6,05
64,98
6,52
14,05
1,00
3,21
1,73
3,06
0,06
6,1
в,
45—55
5,70
63,45
6,35
15,03
1,39
2,99
1 ,67
3,05
0,06
5,7
С
120—130
5,22
64,67
6,63
15,93
0,04
2,98
1,57
2,82
0,17
5,5
лы характеризует эти почвы как богатые различными основаниями и
элементами зольного питания растений.
Из высокодисперсных минералов в сероземах преобладают гидро¬
слюды, минералы монтмориллонитовой группы, а также хлорит, вер¬
микулит и аморфные вещества. В условиях орошения заметно усили¬
вается разложение слюд.
Химический состав и физико-химические свойства. Валовой хими¬
ческий состав сероземов характеризуется равномерным распределением
компонентов минеральной части по профилю, за исключением карбона¬
тов, содержание которых увеличивается вниз по профилю с обособле¬
нием карбонатного иллювиального горизонта (табл. 124).
От светлых сероземов к темным в валовом составе почв увеличи¬
вается содержание R2O3 и уменьшается отношение SiC>2 : R2O3.
Важными особенностями химического состава сероземов являются
высокая их карбонатность и малогумусность. Содержание карбонатов
(СаСОз) колеблется от 10—12 до 20—22%.
Профиль сероземов в большинстве случаев хорошо опреснен и до
глубины 1,5—2 м не содержит легкорастворимых солей. Изредка среди
светлых сероземов встречаются остаточно-солончакоиатые, у которых
уже в первом метре наблюдается скопление гипса и легкорастворимых
солей. Засоленностью профиля характеризуются вторичносолоичакова-
тыс орошаемые сероземные почвы.
Содержание гумуса в горизонте А светлых сероземов 1—1,5%, ред¬
ко 2—2,3%; азота 0,08—0,14%; у типичных сероземов соответственно
1,5—3,5 и 0,1—0,2%.
Темные сероземы содержат ь верхнем горизонте до 4—5% гумуса
и 0,35—0,4% азота. Количество гумуса в этих почвах с глубиной убы¬
вает более медленно, чем у светлых и типичных сероземов.
В гумусе светлых и типичных сероземов преобладают фульвокис¬
лоты (Сгк : СфК<1). Гуминовые кислоты представлены относительно
простыми формами со слабой конденсацией ароматического ядра.
В темных сероземах гумус фульватно-гуматный. В лугово-сероземных
почвах наряду с повышением степени их гумусированности отмечается
и улучшение качества гумуса, что выражается в увеличении группы гу-
379
125. Физические свойства сероземов (данные Б. В. Горбунова)
Т'оризоит и
глубина взя¬
тия образца»
см
Плотность
твердой
фазы
Плот¬
ность,
г/см3
Пори¬
стость, %
Горизонт
и глубина
взятия образ¬
ца, см
Плотность
твердой
фазы
Плотность,
г/см*
Пори¬
стость, %
Светли
А 0—5
А 5—10
Bt 10—20
В2 35—40
[й сероз
разрез
2 >75
2,75
2,73
2,71
ем. Це
1
1,35
1,45
1,39
1,22
л и и а,
51
47
49
55
Т И П И Ч II I.
А 0—2
А 5—15
В, 20—30
В2 50—60
В3 120—130
>1й серо
разрез
2.72
2.72
2,74
2.73
2,71
зем. Цс
4
1*17
1,22
1,20
1.21
1,25
1 л и и а,
57
55
56
56
54
миновых кислот. Общий запас гумуса в метровом слое у светлых серо¬
земов 50—60 т, у темных — 140—160 т на 1 га.
Емкость поглощения у сероземов относительно низкая, что обуслов¬
лено невысоким содержанием минеральных коллоидов и гумуса. Величи¬
на ее тесно связана со степенью гумусированности почв и равна для
верхних горизонтов светлых сероземов — 9—10 м.-экв., типичных —
12—15 м.-экв. и темных— 18—20 м.-экв. на 100 г почвы. Из поглощен¬
ных катионов от 80 до 90% приходится на Са2+, 10—15% составляет
Mg2+, доля которого книзу по профилю заметно возрастает. В поглощен¬
ном состоянии в сероземных почвах всегда присутствуют К+ и Na+
(около 2—5% емкости), причем первый, как правило, преобладает.
Физические свойства. Сероземы имеют небольшую плотность и вы¬
сокую пористость (50—60%) по всему профилю (табл. 125). Благопри¬
ятное сложение сероземных почв обусловлено высокой их микроагре-
гатностью и интенсивной деятельностью почвенной фауны. При ороше¬
нии физические свойства ухудшаются: происходит уплотнение профиля,
снижается водопроницаемость.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЕРОЗЕМОВ
Зона сероземов — это главный район хлопководства. Наряду с
хлопчатником здесь с успехом возделывают и многие другие ценные
культуры: рис, сахарную свеклу, кукурузу, пшеницу, лубяные культуры,
бахчевые. В этой зоне широко развиты садоводство, виноградарство и
шелководство.
Сероземные почвы вместе с лугово-сероземными и серо-бурыми в
структуре сельскохозяйственных угодий страны распределяются так:
пахотные земли — 3,8%, пастбища и выгоны — 29,7, сенокосы — 1,7, ле¬
са и кустарники (пески пустыни) —0,5%.
Главная особенность земледелия зоны — орошение.
Как уже отмечалось, важнейшими агрономическими особенностями
сероземных почв являются малогумусность и как следствие невысокое
содержание азота. Повышенным количеством гумуса и азота характе¬
ризуются темные сероземы, лугово-сероземные и луговые почвы. Вало¬
вое содержание фосфора и калия значительное. Количество подвижных
форм этих элементов различно и определяется, помимо генетических
особенностей, заправкой почв удобрениями и характером чередования
культур в севооборотах.
Сероземные почвы при орошении характеризуются высокой биоло¬
гической активностью. Большей биологической активностью выделяются
светлые сероземы благодаря лучшим агрофизическим свойствам, опре¬
деляющим их хорошую аэрацию.
380
В условиях орошаемого земледелия исключительное значение при¬
обретают агрофизические свойства сероземных почв. Наилучшими
свойствами обладают сероземы, развитые на лессах и лёссовидных су¬
глинках. В этих почвах благодаря их высокой микроагрегатности (0,25—
0,01 мм) и большому содержанию крупнопылеватой фракции (0,05—
0,01 мм) создается очень благоприятная капиллярная пористость и в то
же время хорошая аэрация.
Такое строение и сложение почв определяют их высокую влагоем¬
кость, большую мобильность и хорошую отдачу воды. Все это обеспе¬
чивает быстрое поступление в зону корней растений влаги и элементов
питания, образующихся ири активных аэробных процессах в почве,
а также элементов питания, вносимых с удобрениями.
В условиях орошения важнейшее значение имеют мероприятия по
предупреждению вторичного засоления и борьбе с ним: определение
правильной поливной и оросительной нормы с учетом свойств почв и
пород; применение наиболее совершенных способов полива; борьба с
потерей воды от инфильтрации; своевременная обработка почвы, ис¬
ключающая развитие интенсивных восходящих пленочно-капиллярных
токов; планировка поверхности почвы, обеспечивающая равномерность
полива всего участка; борьба с потерями воды в ирригационной сети;
проведение зимних промывок и др.
При агрономической оценке сероземов особую роль приобретают
такие их свойства, как мощность гумусовых горизонтов, механический
состав и сложение, окультуренность, характер подпочвы, засоленность
почвогрунтов, глубина залегания и качество грунтовых вод, оглеенность
и подверженность почв ирригационной эрозии.
Основными мероприятиями по повышению плодородия сероземов
б условиях правильного орошения являются: создание глубокого пахот¬
ного слоя, систематическое обогащение почв органическим веществом
путем введения люцерново-хлопковых севооборотов, посева сидератов
и внесения минеральных и органических удобрений.
При определении глубины основной обработки почв необходимо
учитывать мощность гумусового слоя и уплотненность пахотного и под¬
пахотного горизонтов. На луговых и лугово-болотных почвах очень важ¬
но установить глубину расположения оглеенных горизонтов. При близ¬
ком залегании они препятствуют глубокому проникновению корней хлоп¬
чатника. На таких почвах следует создавать глубокий пахотный
слой рыхлением и постепенной припашкой оглегнного гори¬
зонта.
В орошаемых районах сероземной зоны интенсивно применяются
минеральные удобрения. В связи с бедностью почв органическим веще¬
ством на первом месте стоят азотные удобрения.
Наиболее высокий эффект от фосфорных удобрений наблюдается на
сероземных почвах, где подвижная фосфорная кислота (по Мачигину)
составляет менее 30 мг и особенно менее 15 мг на 1 кг почвы. При со¬
держании Р2О5 более 60 мг на 1 кг почвы фосфорные удобрения не ока¬
зывают положительного действия.
При оценке обеспеченности сероземов подвижным калием можно
руководствоваться шкалой: очень низкая <100 мг К2О на 1 кг почвы:
низкая 100—200 мг; средняя 200—300 мг; повышенная 300—400 мг и
высокая >400 мг.
Засоление почв резко снижает их агрономическую оценку. Особен¬
но чувствительны к засолению пшеница, кукуруза, хлопчатник, карто¬
фель и плодовые.
Для улучшения солевого режима средне- и сильнозасоленных почз
необходимы промывочные поливы поздней осенью или зимой.
381
На темных сероземах ведется богарное земледелие с возделывани¬
ем зерновых и кормовых культур, а также плодовых и виноградников;
типичные сероземы частично (особенно по высоким предгорьям) исполь¬
зуются под богарное земледелие (полуобеспечснная богара).
В связи с тем, что сероземы развиваются в условиях расчлененного
рельефа, они подвержены водной эрозии, развитие которой усиливается
от светлых сероземов к темным. Поэтому важное значение приобретают
мероприятия по предотвращению эрозии и борьбе с нею как при ороше¬
нии (ирригационная эрозия), так и при богарном земледелии.
Значительный ущерб сельскохозяйственному производству в зоне
также наносит ветровая эрозия. Ее развитию способствуют климатиче¬
ские условия зоны, слабо выраженная структура сероземных почв, их
легкий (пылеватый) механический состав и распространение среди них
песчаных массивов. Основными мероприятиями по борьбе с ветровой
эрозией в орошаемой зоне сероземов являются посев хлопчатника в дно
борозды, кулисные посевы среди хлопковых полей, создание защитных
лесных полос, закрепление почвы опрыскиванием продуктами нефтеот-
ходов, латексом, иеразином, полимерами (А. М. Расулов, К. М. Мир-
зажапов).
Важное значение в рациональном использовании почвенных ре¬
сурсов зоны сероземов и повышении плодородия почв имеет решение
вопросов освоения трудномелиорируемых почв (гипсонссно-солончако-
ватых и супесчано-галечниковых сероземов и др.), возможности исполь¬
зования минерализованных вод с разработкой мер по устранению их
отрицательного воздействия на почвы, борьбы с опустыниванием луго¬
вых почв, улучшения физических и физико-химических свойств орошае¬
мых почв в связи с ухудшением катионного состава солей в ороситель¬
ных водах и уменьшением применения органических и земляных удоб¬
рений, освосни:: г.путриоазиеных массивов малоплодородных почв (со¬
лончаковых, заболоченных и др.).
Глава XXVIII
ПОЧВЫ СУХИХ СУБТРОПИЧЕСКИХ СТЕПЕЙ,
КСЕРОФИТНЫХ ЛЕСОВ И КУСТАРНИКОВ
СЕРО-КОРИЧНЕВЫЕ ПОЧВЫ
Серо-коричневые почвы развиваются в зоне сухих субтропических
степей. Серо-коричневые почвы совместно с коричневыми почвами су¬
хих субтропических лесов и кустарников (без горных) занимают
2,3 млн. га, или 0,1% площади почвенного покрова СССР.
Серо-коричневые почвы выделены в Восточном Закавказье А. Н. Ро¬
зановым как самостоятельный почвенный тип, переходный от полупус¬
тынных сероземов к коричневым почвам сухих лесов и кустарников.
В Закавказье серо-коричневые почвы назывались раньше восточно¬
закавказскими каштановыми почвами, но по свойствам и особенностям
сельскохозяйственного использования они существенно отличаются от
каштановых почв более северных районов.
Условия образования и гепетические особенности
серо-коричневых почв
Серо-коричневые почвы распространены в пределах равнин, пред¬
горий и низкогорий. Формируются они под ксерофитной травянистой и
кустарниковой растительностью в субтропическом климате с очень ко¬
роткой и влажной зимой и с длительным сухим летом (сумма темпе¬
ратур выше 10° С составляет 4000—4200°). Засушливость климата обу¬
словливает активную минерализацию органических остатков. Поэтому
серо-коричневые почвы характеризуются невысоким содержанием гу¬
муса.
Небольшое количество осадков и высокие температуры в течение
продолжительного периода способствуют энергичному внутрипочвенно-
му выветриванию и накоплению слаборастворимых продуктов выветри¬
вания и почвообразования в толще почвенного профиля. Поэтому серо¬
коричневые почвы, как правило, оглинены в средней части профиля.
Эти почвы имеют серый (от темного до светлого) цвет гумусовых
горизонтов с коричневатым оттенком, невысокое содержание гумуса,
сравнительно большую мощность гумусовых горизонтов, ореховато-ком-
коватую структуру в нижней части гумусового и переходного горизонтов,
отчетливо выраженный иллювиальный карбонатный горизонт, а также
карбонатность с самой поверхности.
Классификация и основные свойства серо-корнчневых почв
Тип серо-коричневых почв подразделяют на подтипы — темные се¬
ро-коричневые, обыкновенные серо-коричневые и светлые серо-корич¬
невые.
Темные серо-коричневые почвы содержат в верхнем горизонте
3—4,5% гумуса. В составе гумусовых веществ гуминовые кислоты пре¬
обладают над фульвокислотами. Отличаются эти почвы довольно вы¬
сокой мощностью гумусовых горизонтов (A-f-Bi), составляющей около
50 см. На глубине 60—80 см отчетливо выражен карбонатный горизонт
Вк. Водорастворимые соли не превышают 0,1%. Реакция в верхних го¬
ризонтах слабощелочная (pH 7,7), книзу щелочность увеличивается.
Емкость поглощения в горизонте А около 30 м.-экв. на 100 г почвы.
383
126. Темная серо-коричневая почва (данные О. Г. Пенькова)
Генетические
горизонты и
глубина взя¬
тия образца,
см
Гумус, %
pH подпой
вытяжки
Валовой состав, % от массы
безгумусной и бескарбонат-
ной почвы
Обменное катионы,
м.-экв. на 100 г почвы
Плотный ос¬
таток водной
вытяжки, %
СО, карбона-
тов,%
SiO,
RtQa
СаО
MgO
Са2+
М(Г+
Na+
А к 0—21
3,28
7,7
62,13
20,98
6,37
3,42
22,2
4,6
1,9
0,10
0,9
А< 21—31
1,90
7,8
62,02
23,02
5,77
1,86
25,9
4,8
2,1
0,06
5,8
В, 40—50
1,10
8,0
60,24
24,04
5,53
2,20
23,9
4,8
2,0
0,11
8,6
В* 65—75
0,71
8,3
60,50
24,57
5,87
2,20
20,4
4,8
2,0
0,07
9,5
ВС 90—100
0,46
8,3
60,74
22,00
5,40
3,41
16,5
4,6
2,0
0,11
6,5
С 100—130
0,30
8,2
62,69
23,31
5,34
2,48
18,0
4,9
2, ■
0,12
5,4
В составе обменных оснований преобладает кальций (70—75%),
около 15—20% приходится на магний и 5—6% на натрий. Средняя часть
профиля серо-коричневых почв несколько уплотнена в связи с повы¬
шенным содержанием полутораокисей и илистой фракции (табл. 126).
Обыкновенные серо*коричневые почвы в отличие от темных серо¬
коричневых характеризуются меньшей мощностью гумусовых горизон¬
тов (35—45 см). Содержание гумуса в горизонте А 2—3%. Емкость по¬
глощения 25—30 м.-экв. на 100 г почвы.
Светлые серо-коричневые почвы имеют укороченный гумусовый
1!рофиль и содержат 1,5—2% гумуса. Профиль слабо дифференцирован
ка генетические горизонты. Иллювиальный карбонатный горизонт так¬
же менее отчетливо выражен. В отличие от темных и обыкновенных се¬
ро-коричневых почв у них более высокий плотный остаток водной вы¬
тяжки, указывающий на повышенное содержание водорастворимых со¬
лей. Емкость поглощения около 20—25 м.-экв. на 100 г почвы. В составе
обменных оснований преобладают кальций и магний, от 5 до 10%.
а иногда и больше приходится на натрий. Однако солонцеватость — не¬
характерный признак серо-коричневых почв. Часто признаки солонцева¬
тости в этих почвах отсутствуют.
Светлые серо-коричневые почвы в отличие от темных имеют менее
благоприятный водный режим в связи с более ксерофитными условия¬
ми их развития.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЕРО-КОРИЧНЕВЫХ ПОЧВ
Природные условия сухих субтропиков позволяют выращивать
очень ценные сельскохозяйственные культуры. В этой зоне наряду с
зерновыми возделывают виноград, хлопчатник, айву, инжир, гранат,
грецкий орех и другие субтропические культуры. На богаре многие
культуры дают низкие урожаи, поэтому обязательным условием полу¬
чения высоких урожаев является орошение. Серо-коричневые почвы
вследствие невысоких запасов легкоусвояемых форм азота и фосфора
отзывчивы на минеральные удобрения при поливе. Наиболее сильное
действие оказывают азот и фосфор. Менее эффективны калийные удоб¬
рения. Однако на староорошаемых участках наблюдается высокая эф¬
фективность и калийных удобрений. Положительное влияние оказывают
также и микроэлементы. Например, урожай хлопчатника увеличивается
от внесения бора и молибдена; виноградники, произрастающие на кар¬
бонатных почвах, отзывчивы на железо и марганец. Максимальная при¬
бавка урожая всех сельскохозяйственных культур на серо-коричневых
почвах получается от совместного внесения органических и минераль¬
ных удобрений при орошении.
384
КОРИЧНЕВЫЕ ПОЧВЫ
Коричневые почвы впервые были описаны на Кавказе С. А. Захаро¬
вым, назвавшим их коричневыми лесными. Впоследствии исследования¬
ми И. П. Герасимова было обосновано выделение коричневых почв су¬
хих субтропических лесов и кустарников на правах самостоятельного
почвенного типа.
Коричневые почвы встречаются как в предгорных, так и в горных
районах. Распространены в Восточном Закавказье, на Черноморском
побережье к северу от Туапсе, в восточной части Южного берега Кры¬
ма, а также в горах Средней Азии. Развиваются коричневые почвы при
температурах, близких к температурам образования серо-коричневых
почв, но при более значительном осенне-зимне-весеннем увлажнении. Ле¬
то здесь также очень сухое. Формируются коричневые почвы преимуще¬
ственно на карбонатных породах. Растительный покров представлен
сухими лесами из ксерофитных дубов, граба, бука, клена, древовидного
можжевельника (арчи), фисташки, грецкого ореха, миндаля, плодовых
культур и кустарников.
В системе вертикальной зональности коричневые почвы занимают
переходный ряд между серо-коричневыми почвами сухих субтропиче¬
ских степей и бурыми горно-лесными почвами.
Строение профиля коричневых почв A<K)+BtK —ВС(ВСК)—Ск. Они
имеют следующие характерные диагностические признаки: большую
мощность почвенного профиля (за исключением почв горных районов) —
до 1,5—2 м; значительный по мощности и хорошо выраженный темный
серовато-коричневый гумусовый профиль — до 60—70 см и более, при
содержании гумуса 4—6%; фульватно-гуматный состав гумуса (Сгк:
:СфК>1); высокую оглиненность всего профиля; благоприятные физи¬
ко-химические свойства — высокую емкость поглощения (30—45 м.-экв.
в верхних горизонтах, до 20—25 м.-экв. — в нижних), близкую к нейт¬
ральной реакцию в верхних горизонтах и щелочную в карбонатных,
полную или почти полную насыщенность основаниями; хорошую острук-
туренность гумусового профиля и как следствие благоприятные физи¬
ческие свойства; наличие карбонатов.
Генетические особенности коричневых почв связаны с условиями
биологического круговорота веществ, складывающегося в сухих субтро¬
пических лесах. Из наиболее важных его сторон следует отметить вы¬
сокую продуктивность лесов по сравнению с травянистой (полынно-зла¬
ковой) растительностью сухих субтропических степей, большую золь¬
ность опада дубовых и грабовых лесов, высокое содержание в золе
щелочноземельных оснований и полуторных окислов, нейтрализующих
кислые растворы гумусовых веществ, образующихся при разложении
лесного опада.
В отличие от серо-коричневых почв в коричневых более отчетливо
выражены признаки оглинения, наблюдаемые в средней части профиля.
Коричневые почвы разделяются на три подтипа:
коричневые выщелоченные — вскипают ниже гумусового
профиля на глубине 80—100 см, развиваются на наиболее увлажненных
территориях зоны (КУ — 0,75—0,9);
коричневые типичные — вскипают в метаморфическом го¬
ризонте;
коричневые карбонатные — характеризуются карбонатно-
стью всего профиля и слабой оглиненностью метаморфического гори¬
зонта; развиваются в более аридных условиях зоны (КУ 0,5—0,6).
Основные роды типа коричневых почв — обычные, красноцветные,
солонцеватые, солончаковатые, остепненные.
25—837
385
Разделение на виды строится по содержанию гумуса в верхнем го¬
ризонте— слабогумусированные (<4% на целине и <2,5% на пашне),
малогумусные (соответственно 4—6 и 2,5—4%) и среднегумусные (>6
на целине и >4% на пашне). Кроме того, могут делиться по степени
каменистости и солонцеватости (слабо-, средне-, сильносолонцеватые).
Коричневые почвы отличаются достаточно высоким плодородием и
используются под теплолюбивые и -ценные сельскохозяйственные куль¬
туры (виноград, плодовые и др.).
Коричневые почвы отзывчивы на внесение минеральных, особенно
азотных и фосфорных, а также органических удобрений. Эффективным
приемом является глубокое рыхление с целью разрушения уплотненно¬
го подпахотного горизонта. При этом улучшается водопроницаемость
и глубина промачивания, увеличиваются общие и продуктивные запасы
воды. Важным мероприятием по повышению плодородия коричневых
почв является борьба с водной и ветровой эрозией. К противоэрозиои-
ным мероприятиям относятся пахота поперек склона, полосное разме¬
щение посевов, посадка древесно-кустарниковых насаждений на крутых
склонах. Радикальным средством борьбы с водной эрозией служит тер¬
расирование склонов. Важным приемом повышения плодородия корич¬
невых почв является обогащение их органическим веществом путем вне¬
сения навоза, запашки сидератов, посева многолетних трав. Все это
способствует созданию в коричневых почвах положительного гумусово¬
го баланса и улучшению их водно-физических свойств.
Глава XXIX
ПОЧВЫ ВЛАЖНЫХ СУБТРОПИКОВ
Наиболее характерные почвы влажных субтропиков — красноземы,
желтоземы и субтропические подзолистые (подзолисто-желтоземные).
Значительная площадь занята болотными почвами. Почвы влажных
субтропиков распространены в Закавказье по побережью Черного моря
в Грузинской ССР. Кроме того, желтоземы встречаются на склонах Та-
лышских гор в районе г. Ленкорань (Азербайджанская ССР). Красно¬
земы и желтоземы влажных субтропиков в Советском Союзе занимают
0,6 млн. га.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Климат. Почвы влажных субтропиков формируются во влажном и
теплом климате. Количество осадков по годам колеблется в пределах
1000—2500 мм. Преобладают осенне-зимние осадки, как правило, лив¬
невого характера. Относительная влажность воздуха очень высокая и
нередко достигает 75—80%.
Влажные субтропики отличаются продолжительным теплым летом
и короткой мягкой зимой. Средняя годовая температура воздуха 13—15°,
июля 21—23° и января 5—7° С. Общая сумма температур выше 10° С
около 3000—4000°. Продолжительность вегетационного периода 240—
250 дней.
Рельеф. Красноземы и желтоземы развиваются в условиях рас¬
члененного рельефа, залегают преимущественно в районе холмистых
предгорий и низких гор с абсолютной отметкой до 600 м. Красноземы на
Черноморском побережье занимают склоны Аджарского хребта с от¬
меткой от 40 до 250—400 м над уровнем моря. Субтропические подзо¬
листые (подзолисто-желтоземные) почвы формируются на выровнен¬
ных или слабополнистых древних аккумулятивных террасах. Сильно
расчлененный рельеф влажных субтропиков оказывает большое влияние
на распределение тепла и влаги, обусловливает эрозию на крутых скло¬
нах и переувлажнение (заболачивание) у подножий склонов и в раз¬
личного рода депрессиях. Все это приводит к большой пестроте расти¬
тельности и почвенного покрова.
Почвообразующие породы. Наиболее распространенными почвооб¬
разующими породами влажных субтропиков являются продукты вывет¬
ривания изверженных горных пород: андезитов, базальтов, порфирито-
вых туфов и осадочных третичных отложений — глинистых и песчано¬
глинистых сланцев. На более низких территориях почвообразующимн
породами служат аллювиальные и делювиально-пролювиальные глини-
сто-песчаные и галечно-валунные отложения.
В теплом и влажном климате горные породы выветриваются очень
интенсивно- и на большую глубину. Кора выветривания претерпевает
глубокие изменения в химическом составе. Происходит сильное обед¬
нение породы кремнеземом и щелочными, щелочноземельными основа¬
ниями и относительное обогащение гидратами окисей алюминия и же¬
леза. Красноземы развиваются на мощной красноцветной коре вывет¬
ривания (до 10—12 м). Желтоземы формируются на менее мощных
кислых продуктах выветривания осадочных отложений — глинистых
сланцев и песчаников. Для них характерно более высокое содержание
кремнезема, оснований н более низкое содержание железа и алюминия.
В районе распространения красноземов на пологих предгорьях часто
25*
387
встречается пестроцветная кора выветривания — «зеброидная» глина,
отличающаяся неоднородным коричневато-красным цветом с белесыми
пятнами и полосами. Ряд исследователей связывают ее образование с
выветриванием галечно-валунных отложений.
Растительный покров. Большое количество осадков и обилие теп¬
ла способствуют быстрому росту и развитию естественной и культурной
растительности. Древесная растительность представлена густыми лист¬
венными лесами колхидского типа, состоящими из граба (Carpinus be-
tulus), бука (Fagus orientalis), каштана (Castanea sativa) и других
широколиственных пород с мощным вечнозеленым подлеском из родо¬
дендрона (Rhododendron ponticum), лавровишни (Laurocerasus offici¬
nalis). Часто древесные породы густо переплетены лианами (Hedera
colchica) и диким виноградом (Vitis vinifera). Под пологом субтро¬
пического леса и на лесных полянах обильно произрастает папоротник.
КРАСНОЗЕМЫ
Профиль типичных неоподзоленных красноземов имеет следующее
строение: Ао — дернина или лесная подстилка, состоящая из полуразло-
жившихся остатков папоротника и листьев древесных пород, мощностью
3—4 см; Ai — гумусовый, серовато-темно-коричневый, комковато-зерни¬
стый, тяжелосуглинистый или глинистый, рыхлого сложения, с большим
количеством корней папоротника, мощностью 20—25 см; В — переход¬
ный, подразделяющийся на подгоризонты Bi и Вг; Bi — серовато-крас¬
ный, комковатый, тяжелосуглинистый или суглинистый, уплотненный,
В2 — буровато-красный с черными и бледно-желтыми пятнами, более
плотный, комковатый, тяжелосуглинистый или глинистый, мощность го¬
ризонта В 35—45 см н больше (70—80 см); С — почвообразующая по¬
рода, неоднородно окрашенная, красная, с большим количеством круп¬
ных черных железисто-марганцевых конкреций и светло-желтых пятен
кремнезема, ореховато-комковатая, тяжелосуглинистая, плотная.
Генезис красноземов
Первыми исследователями почв влажных субтропиков были
А. И. Краснов (1893) и В. В. Докучаев (1898). Позднее красноземы и
желтоземы изучали В. Р. Вильямс, С. А. Захаров, Б. Б. Полынов,
К. Д. Глинка, Д. П. Гедеванишвили, М. Н. Сабашвили, М. К. Дараселия
и другие ученые.
В первоначальный период исследования красноземы, образовавшие¬
ся на красноцветной коре выветривания, относили к латеритным
почвам*.
По мнению Б. Б. Полынова, И. П. Герасимова и др., формирование
красноцветной коры выветривания вначале протекало в условиях ще¬
лочной среды. В это время и происходили интенсивный вынос из нее
кремнезема и накопление полутораокисей. Красноцветная кора вывет¬
ривания по химическому и минералогическому составу имеет сиаллит-
ио-ферритный характер.
К. Д. Глинка назвал почвы, развивающиеся на красноцветной коре
выветривания, красноземами влажных субтропиков и считал характер¬
ным для них процесс оподзоливания. Более поздние исследования под¬
твердили, что в красноземах, формирующихся на этой коре выветрива¬
ния, наблюдается некоторое перераспределение полутораокисей, что
свойственно подзолистому процессу. Лизиметрическими исследованиями
* Латерит — от латинского later — кирпич.
388
(М. К. Дарасслия) установлено, что на современном этапе развития
красноземов наиболее энергично выносится кальций, в меньшом коли¬
честве — магний и кремнекислота. Полутораокисей в фильтрате из-под
красноземов содержится очень мало, что указывает на их закрепление
и почве и отсутствие заметного вымывания в современную фазу почво¬
образования.
Характерная черта почвообразования в красноземах — продолжаю¬
щаяся аллитизация минеральной части почвы.
Почвообразование в зоне влажных субтропиков протекает в кис¬
лой среде, что характерно для подзолистого процесса. Однако призна¬
ки оподзоливания в красноземах проявляются не повсеместно и в ряде
случаев не отчетливо, что связано с большим количеством оснований,
образующихся при разложении органического вещества, которые ней¬
трализуют кислые продукты. Процессы оподзоливания ослабляются, по-
видимому, также вследствие поступления полутораокисей, высвобож¬
дающихся при минерализации растительных остатков. Степень оподзо¬
ливания красноземов определяется характером почвообразующей поро¬
ды. Красноземы, развитые на галечно-валунных отложениях, имеют, как
правило, более заметные признаки оподзоливания, чем на основных из¬
верженных породах. Степень оподзоленности усиливается и при вре¬
менном переувлажнении, что чаще всего наблюдается по пониженным
элементам рельефа. В красноземах подзолистый процесс сочетается с
дерновым, в результате в верхних горизонтах накапливается гумус. Не¬
смотря на интенсивную минерализацию органического вещества, чему
способствуют благоприятные климатические условия и активный ход
микробиологических процессов, гумусообразование в красноземах мо¬
жет достигать значительных размеров. Такое кажущееся на первый
взгляд противоречие между степенью проявления оподзоливания и гу¬
мусообразования в красноземах, развитых под пологом субтропического
леса, можно легко объяснить особенностями биологического круговоро¬
та веществ. К этим особенностям прежде всего следует отнести боль¬
шую биомассу, накапливаемую растительными сообществами (410 тна
1 га), большой ежегодный опад (21 т на 1 га), а также значительное
количество зольных элементов и азота (до 700 кг на 1 га), поступающих
в почву при разложении органического вещества.
Классификация красноземов
Тип красноземных почв подразделяется на два подтипа: краснозе¬
мы типичные (неоподзоленные) и красноземы оподзоленные (М. Н. Са-
башвили). Красноземы типичные занимают покатые склоны. Строение
профиля этих красноземов описано выше.
Красноземы оподзоленные развиваются на пологих склонах и от¬
личаются от типичных менее яркой окраской и наличием оподзоленно-
го горизонта (Аг) светло-палевого цвета. Валовой анализ указывает на
обедненность оподзоленного горизонта полутораокисями и некоторое
обогащение кремнеземом. Эти красноземы имеют более отчетливо вы¬
раженный иллювиальный горизонт В. По степени оподзоленности они
подразделяются на слабо- и среднеоподзоленные.
Среди красноземов могут встречаться глеевые или глееватые, вы¬
деляющиеся некоторыми исследователями на правах самостоятельного
типа. Они формируются в условиях избыточного увлажнения на пони¬
женных элементах рельефа. Красноземы разделяются по мощности гу¬
мусового горизонта А на слаборазвитые — с мощностью горизонта А до
10 см, маломощные— 10—20 см и обычные — больше 20 см. Слабораз¬
витые красноземы приурочены к крутым склонам и в большинстве слу-
389
часв сильно эродированы. Маломощные красноземы относятся к сред-
неэродированным, обычные, как правило, — к несмытым или слабо-
смытым.
В красноземах освоенных мощность гумусового горизонта зависит
от степени окультуренности. В хорошо окультуренных красноземах гу¬
мусовый горизонт нередко достигает 50—60 см, в среднеокультуренных
он равняется 30—40 см, в слабоокультуренных обычно не превышает
20—30 см. С мощностью гумусовых горизонтов тесно связана и степень
гумусированности красноземов. Различают красноземы малогумусные —
содержание гумуса в горизонте А меньше 6%, среднегумусные — 6—9,
высокогумусные — больше 9%.
Свойства красноземов
Красноземы имеют преимущественно тяжелосуглинистый или гли¬
нистый механический состав. В крупных фракциях содержится незначи¬
тельное количество полевых шпатов и других первичных минералов, что
связано с интенсивным их выветриванием. В илистой фракции преоб¬
ладают минералы каолинитовой группы (галлуазит, каолинит), много
минералов группы полутораокисей.
Валовой анализ (табл. 127) показывает невысокое содержание по
профилю красноземных почв S1O2 (около 36%) и большое количество
полутораокисей (около 50%). Красноземы сильно обеднены щелочными
и щелочноземельными основаниями.
В горизонте А гумуса 5—6%, иногда 10—12%. В нем преобладают
фульвокислоты над гуминовыми. Азота 0,2—0,4%. В красноземах мало
фосфора (0,08—0,1%), особенно бедны они подвижными формами, что
связано со слабой растворимостью фосфатов железа и алюминия, в фор¬
ме которых он в основном находится в этих почвах. Сумма обменных
катионов в верхнем горизонте около 20 м.-экв. и в нижнем около
10—12 м.-экв. на 100 г почвы (табл. 128).
Среди поглощенных катионов преобладает водород (и алюминий),
составляющий 60—75% емкости поглощения, остальная часть приходит¬
ся на кальций и магний. Небольшая насыщенность основаниями и на¬
личие в поглощенном состоянии наряду с водородом алюминия обуслов-
127. Валовой анализ краснозема (данные М. II. Сабашвили)
Глубина взя¬
тия образца,
см
Гумус, %
pH водной
вытяжки
Валовой состгв, % на сухую почву
SIO,
RiO,
СаО
MgO
0—8
5,99
4,2
35,92
48,79
0,65
0,95
13—26
5,20
4,7
35,34
45,57
0,53
1,22
35—45
4,77
4,5
35,62
45,57
0,43
1,24
53—64
1,45
4,4
35,76
49,12
0,51
1,39
75-91
0,72
4,4
35,76
49,52
0,46
1,39
140—160
0,51
4,4
32,62
49,52
0,46
2,41
128. Состав поглощенных катионов в красноземах (данные М. К. Дарасслия)
Генетический
горизонт и
глубина взя¬
тия образца,
см
Са2+
Mg*+
Н+
Сумма
Са2+
Mg2+
н+
м.-экв. на 100 г почвы
% от суммы
Ai 0—10
1,9
4,3
12,1
18,3
10,3
23,5
66,3
В2 20—30
1,0
1,2
8,2
10,4
9,6
11,5
78,8
В- 60—70
0,9
2,0
8,9
11,8
7,6
16,9
75,4
С 95—105
0,8
2,2
9,1
12,1
6,6
18,1
75,2
390
ливают сильнокислую реакцию (pH 4.2—4,5). Красноземы отличаются
благоприятными физическими свойствами: хорошо выраженной водо¬
прочной структурой, высокой водопроницаемостью, большой влагоемко-
стью и пористостью. В образовании водопрочной структуры краснозем¬
ных почв большую роль играют полутораокиси, которые покрывают по¬
верхность почвенных частиц и склеивают их в агрегаты.
ЖЕЛТОЗЕМЫ
Желтоземы, как и красноземы, образовались в условиях субтропи¬
ческого влажного и теплого климата. Желтоземы в отличие от красно¬
земов содержат больше кремнезема (55—65%) и значительно меньше
полутораокисей (25—30%), в связи с чем желтоземы не имеют такой
яркой окраски, как красноземы. По сравнению с красноземами желто¬
земам свойствен более сиаллитный характер выветривания.
Желтоземы по сравнению с красноземами имеют более выражен¬
ные признаки оподзоливания, поэтому профиль их четко дифференциро¬
ван на генетические горизонты. Общая мощность почвенных горизонтов
колеблется от 30—40 до 60—70 см. В желтоземах выделяют следующие
горизонты: Ао — лесная подстилка (3—4 см); Ai — гумусовый, серова¬
то-палевый, комковатый или комковато-ореховатый, уплотненный, тяже¬
лосуглинистый; А2 — неясно оподзоленный, буровато-палевый с желтым
оттенком, с неотчетливо выраженной структурой, суглинистый, уплот¬
ненный; В — иллювиальный, светло-желтый, с железисто-марганцевыми
пятнами, комковато-призмовидной структуры, уплотненный, суглинис¬
тый; С — почвообразующая порода, неоднородно окрашенная, желтова¬
то-оранжевая, с железисто-марганцевыми конкрециями.
Классификация желтоземов
Среди желтоземов выделяют четыре типа: желтоземы; подзолисто-
желтоземные; желтоземно-глеевые и подзолисто-желтоземно-глеевые
почвы.
Желтоземы формируются в предгорной части и на склонах низких
гор. По своим свойствам занимают промежуточное место между крас¬
ноземами и бурыми лесными почвами (М. Н. Сабашвили).
Строение профиля и признаки желтоземов описаны выше.
Подзолисто-желтоземные почвы развиваются в подгорной равнине
и низких предгорьях. В образовании этих почв большую роль играет
временное переувлажнение. Профиль их ясно дифференцирован на ге¬
нетические горизонты. В отличие от желтоземов имеют отчетливые при¬
знаки оподзоливания и поверхностного оглеения. Мощность подзолис¬
того горизонта с признаками оглеения нередко 50 см и более. В этом
горизонте часто содержатся крупные ортштейновые зерна, количество
которых резко увеличивается в иллювиальном горизонте. Иллювиаль¬
ный горизонт обогащен полутораокисями и илистыми частицами и от¬
личается большой плотностью. Подзолисто-желтоземные почвы имеют
кислую реакцию.
Желтоземно-глеевые почвы формируются у подножия гор при не¬
глубоком залегании грунтовых вод или поверхностном избыточном
увлажнении. Эти почвы подразделяются на глееватые и глеевые. Отчет¬
ливая дифференциация профиля отсутствует. Среди желтоземно-глее-
вых почв встречаются остаточно-карбонатные, которые характеризуют¬
ся щелочной реакцией и карбоиатностью в нижней части профиля.
Подзолисто-желтоземно-глеевые почвы образуются в условиях по¬
вышенного увлажнения и отличаются более четкой оглеенностыо
профиля.
391
Свойства желтоземов
Желтоземы по механическому составу преимущественно глинистые
или суглинистые. В высокодисперсной фракции желтоземов, развитых
на глинистых сланцах, преобладают минералы каолинитовой, монтмо-
риллонитовой и гидрослюдистой групп. В отличие от красноземов в них
содержится меньшее количество минералов полутораокисей (гетита, гиб-
бсита и др.).
Валовой анализ показывает более высокое, чем у красноземов, со¬
держание Si02 по всему профилю, причем наибольшее количество крем¬
незема отмечается в оподзоленном горизонте (табл. 129).
129. Желтоземно-подзолистая почва (данные А. А. Завалишина)
Глубина взя¬
тия образца,
см
Гумус. %
pH водной
вытяжки
Валовой состав, % на сухую почву
SiO, |
СаО
MgO
0—5
5,88
6,6
64,59
20,94
1,38
1,82
10—15
1,46
6,6
66,12
22,80
0,46
1,81
20—25
0,87
6,4
64,53
24,53
1,38
1,82
35—40
0,79
6,2
63,48
25,66
1,28
2,02
45—50
—
6,0
57,45
29,69
1,20
1,85
55—60
—
5,9
57,30
29,97
1,21
1,58
65—70
—
6,0
56,26
31,08
1,25
2,53
80—90
—
6,4
5з, о5
30,35
2,37
3,08
100—125
—
6,9
52,22
31,37
4,39
4,08
530. Состав поглощенных катионов в желтоземно-подзолистой почве
(данные Р. В. Копалеза)
Генетический
горизонт и
глубина взя¬
тия образца,
см
Са2+
Мкг+
11+
Сумма
Са2+
Mg2+
н+
м.-экв. на
ИХ) г почвы
% от суммы
А 0—16
10,6
4,0
0,1
14,7
72,2
27,2
0,6
Bt 16—35
8,7
3,3
0,2
12,2
71,3
27,0
1,6
В2 35—60
9,0
4,3
5,2
18,5
48,6
23,2
28,1
С 60—95
12,1
з,е
5,2
20,9
57,8
17,2
17,2
Желтоземы содержат гумуса 4—5%, в отдельных случаях до 10%,
азота 0,2—0,4%. С глубиной количество гумуса и азота резко снижает¬
ся. В составе обменных катионов преобладает кальций (60—80% емко¬
сти), имеется магний и водород (табл. 130). Реакция почвенного рас¬
твора слабокислая (pH 5—6). Желтоземы характеризуются менее бла¬
гоприятными, чем красноземы, физическими свойствами. Особенно
малоудовлетворительные физические свойства имеют подзолисто-жел¬
тоземные и подзолисто-желтоземно-глеевые почвы.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ .ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРАСПОЗЕМПЫХ
П ЖЕЛТОЗЕМНЫХ ПОЧВ
Природные условия влажных субтропиков весьма благоприятны для
выращивания многих сельскохозяйственных культур. На красноземах и
желтоземах возделывают чайный куст (рис. 50), цитрусовые и эфирно¬
масличные культуры, табак и другие сельскохозяйственные растения.
Но эти почвы имеют небольшой запас доступных для растений пита¬
тельных веществ. Подвижные формы азота легко вымываются из верх¬
них горизонтов, а большое количество полутораокисей делает фосфаты
почвы малодоступными для растений.
392
Рис. 50. Культура чая на террасах (Чаква, Грузинская ССР) (фото Н. П. Пано¬
ва).
Из минеральных удобрений наиболее эффективны азотные и фос¬
форные; калийные также оказывают положительное влияние на урожай.
Наибольшая прибавка урожая получается при внесении высоких норм
удобрений. Так, на плантациях цитрусовых культур вносят 300—350 кг
Р2О5, 200—250 кг N, 100—120 кг КгО и 40 т навоза на 1 га.
Очень эффективны органические удобрения (навоз, компосты и си-
дераты), на фоне которых лучше проявляется действие туков. Удоб¬
рения ускоряют процесс окультуривания красноземов и желтоземов. На
окультуренных почвах, как показывает опыт передовых совхозов и кол¬
хозов, можно получать рекордные урожаи чая и плодов цитрусовых
растений.
Зона влажных субтропиков наиболее подходит для культуры чая.
Это объясняется благоприятными почвенными и гидротермическими ус¬
ловиями. Кислая реакция красноземов и желтоземов и их небольшая
насыщенность основаниями положительно сказываются на продуктив¬
ности чайного куста, который нормально развивается только на кислых
почвах, а на щелочных погибает. Исследования состава подвижных ка¬
тионов в почвах и урожаев чайных плантаций в Грузии показали, что
для нормального развития чайного куста необходимо, чтобы соотноше¬
ние в почве подвижного А1 и Са превышало единицу. Чем больше это
соотношение, тем благоприятнее почвенные условия для произрастания
чайного растения (Г. И. Голетиани).
Для цитрусовых культур оптимальная реакция почвенного раство¬
ра — нейтральная или слабокислая.
В зоне влажных субтропиков сильно проявляется водная эрозия.
Важнейшие мероприятия по борьбе с нею на красноземах и желтозе¬
мах— террасирование склонов, шпалерная посадка чайных растений,
создание полос-буферов из многолетних трав, посадка лесных полос,
а также устройство простейших сооружений по регулированию стока
поверхностных вод.
Глава XXX
ПОЧВЫ ГОРНЫХ ОБЛАСТЕЙ
Горные почвм занимают обширные пространства на территории
Советского Союза. Общая площадь горных ночв около 650 млн. га,
или 28,8%. Большая площадь горных почв обусловлена наличием ряда
горных систем в СССР. К ним относятся Карпаты, Крымские, Кавказ¬
ские и Уральские горы, а также горные системы Восточной и Южной
Сибири, Дальнего Востока и Средней Азии.
Формирование и распределение почв в горных районах страны под¬
чиняются закону вертикальной зональности, установленно¬
му В. В. Докучаевым. Под вертикальной зональностью следует понимать
смену почв с высотой местности, что связано с изменением климата и
растительности.
Почвенные зоны в горных странах, подобно равнинным территори¬
ям, располагаются в виде поясов. Однако отмечаются случаи, когда с
высотой местности последовательная смена почв нарушается. Явление
обратного, или «неправильного», залегания почв получило название
инверсии почвенных зон. Нередко одна почвенная зона внедряется
v другую, что обусловлено, например, экспозицией склона или проник¬
новением почвенных зон по долинам горных рек. Такое смещение одной
зоны в другую известно как миграция почвенных зон. Наконец,
в ряде горных стран в системе нормальных рядов зон совсем выпадают
отдельные почвенные зоны. Это явление известно под названием и н-
терференции зон.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Природные условия почвообразования в горных странах отличают¬
ся большим многообразием.
Климат горных областей по сравнению с равнинными территориями
характеризуется более низкой температурой в течение всего года, боль¬
шим количеством осадков, повышенной влажностью воздуха и большей
солнечной радиацией. Установлено, что по мере поднятия на каждые
100 м средняя температура воздуха снижается на 0,5° С. Одновременно
(до определенной высоты) происходит увеличение осадков, изменяется
инсоляция.
Горный климат имеет иные суточные и сезонные ритмы, чем анало¬
гичные климаты равнин: более резкие контрасты в суточном и сезон¬
ном циклах, чем у соответствующих почв равнин, более равномерное
поверхностное увлажнение горных почв по сезонам.
Рельеф горных стран сложный. Почвообразование протекает в ус¬
ловиях чрезвычайно расчлененного рельефа, определяющего пестроту и
разнообразие почвенного покрова. Рельеф здесь оказывает огромное
влияние на перераспределение продуктов выветривания и почвообразо¬
вания, а также на развитие эрозии. В горных районах исключительно
велико влияние экспозиции на водный и тепловой режимы почв. По об¬
разному выражению В. В. Докучаева, рельеф в горных странах являет¬
ся «вершителем почвенных судеб».
Особенности почвенного покрова в горных странах сильно зависят
от солярной и ветровой экспозиций.
Склоны, обращенные на юг, теплее и суше, чем северные. Различия
р водном и тепловом режимах существенно сказываются на раститель¬
ности, а следовательно, и на почвах. Однако солярная экспозиция не во
394
всех горных системах влияет одинаково. Наибольшие различия в поч¬
венном покрове склонов отмечаются в горных системах, расположен¬
ных в зоне умеренного или недостаточного увлажнения.
В горных системах, находящихся в сильно увлажненных или засуш¬
ливых районах, действие экспозиций затушевывается (западная часть
Закавказья, Восточный Памир). Существенное влияние на пестроту
почвенного покрова оказывает экспозиция склона по отношению к сухим
или влажным, холодным или теплым ветрам («ветровая экспозиция»)
(Н. Н. Розов, В. М. Фридланд).
Почвообразующими породами служат разнообразные продукты вы¬
ветривания горных пород различного происхождения и возраста. Широ¬
ко распространены продукты выветривания меловых, третичных (из¬
вестняки, песчаники, сланцы) осадочных отложений, а также породы
магматического происхождения. По межгорным долинам и впадинам
коренные породы часто перекрыты чехлом четвертичных скелетных от¬
ложений различной мощности и механического состава. Встречаются
почвообразующие породы, содержащие водорастворимые соли, на ко¬
торых формируются засоленные почвы (Тянь-Шань, Памир).
Растительный покров. Характер растительности определяется ко¬
личеством осадков и температурным режимом, что выражается в пояс¬
ном ее распределении. Изменение биогидротермических условий на раз¬
личных высотах и экспозициях приводит к формированию различных
почв.
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, КЛАССИФИКАЦИЯ, ДИАГНОСТИКА
И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОЧВ
Среди большого многообразия горных почв выделяют следующие
основные типы (% от общей площади почв СССР): горно-тундровые —
7,0; горно луговые — 0,7; горно-лугово-степные — 0,5; горные подзолис¬
тые и мерзлотно-таежные—15,3; горные мерзлотно-таежные карбонат¬
ные— 1,4; горные дерновые субарктические — 0,4; горные серые лес¬
ные— 0,7; горные дерново-карбонатные — 0,1; горные бурые лесные —
0,9; горные желтоземы — 0,1; горные коричневые — 0,3; горные
черноземы — 0,5; горные каштановые — 0,6; горные сероземы — 0,2; вы¬
сокогорные пустынные — 0,2; выходы горных пород — 0,1.
Почвообразование в горных странах имеет специфические особен¬
ности, обусловленные расположением горных почв преимущественно на
склонах. Поэтому они отличаются повышенным ксероморфизмом бла¬
годаря значительному поверхностному стоку. Здесь хорошо выражен
боковой приток веществ вследствие внутрипочвенного стока и поверх¬
ностного намыва. Для горных почв характерны также повышенная ес¬
тественная денудация почвенного покрова и связанные с этим непрерыв¬
ное обновление почв и развитие их преимущественно на маломощных
элювиально-делювиальных отложениях.
Классификация. В подходах к классификации горных почв имеют¬
ся две точки зрения. Согласно первой, все горные почвы рассматрива¬
ются как самостоятельные типы, отличные от аналогичных почв равнин¬
ных территорий. Согласно второй, самостоятельными типами выделя¬
ются лишь оригинальные горные почвы, не встречающиеся на равнинах
СССР. К ним отнесены горно-луговые, горно-луговые черноземовидные
и горные лугово-степные. Все остальные горные почвы, имеющие ана¬
логи на равнинах, рассматриваются как единый с ними тип.
В соответствии со вторым подходом горные почвы рассматривают¬
ся и в «Классификации и диагностике почв СССР». Их разделение и
диагностика ведутся на основании единых номенклатурных схем и диаг-
395
иостичсских признаков, как они изложены выше в соответствующих гла¬
вах при описании почв отдельных типов. Кроме того, по условиям релье¬
фа, а следовательно, и но возможностям использования горные почвы
могут быть разделены на три группы:
горно-склоновые, формируются на склонах крутизной
>10°, в этом случае к названию типа добавляется слово «горная» (на¬
пример, подзолистые горные и т. п.);
нагорно-равнинпые, развитые в горах на относительно вы¬
ровненных участках с уклонами <10° и нередко используемые в зем¬
леделии (например, черноземы выщелоченные нагорно-равнин-
ные);
межгорно-равнинные и горно-долинные, развитые
на равнинах и склонах с крутизной не более 4—5° (речные террасы, де¬
лювиальные шлейфы и т. д.) (например, черноземы выщелоченные меж-
горно-равнинные).
Ниже более подробно характеризуются оригинальные почвы горных
областей — горно-луговые и горные лугово-степные.
Остальные горные почвы, имеющие аналоги на равнинах, рассмат¬
риваются только при описании почвенного покрова отдельных горных
стран, поскольку их диагностика и классификация исходят из общих
показателей, свойственных тому или иному типу почв. Следует лишь
отметить, что горным почвам всех типов в сравнении с почвами равнин¬
ных территорий свойственна меньшая мощность профиля и широкое
развитие каменистых почв.
Горно-луговые и горные лугово-степные почвы. Это самостоятель¬
ные оригинальные типы высокогорных почв. Они образуются в условиях
большого количества осадков под луговой разнотравной растительно¬
стью альпийского и субальпийского типов на различных почвообра¬
зующих породах.
Интенсивность проявления дернового процесса и степень гумусиро-
ванности горно-луговых почв определяются характером растительности
и почвообразующей породы. На карбонатных породах развиваются бо¬
лее мощные и гумусированные почвы. На бескарбонатных породах гор¬
но-луговые почвы менее гумусированы. Большое влияние на развитие
дернового процесса и формирование профиля оказывает рельеф мест¬
ности. Горно-луговые почвы альпийской зоны занимают верхний пояс
низкотравных лугов. Горно-луговые почвы субальпийской зоны форми¬
руются в нижнем поясе горных лугов с высокостебельным красивоцве-
тущим разнотравьем.
Горно-луговые почвы характеризуются развитой оторфованной дер¬
ниной, бурой (от светло-бурой до темно-бурой) окраской верхних гу¬
мусовых горизонтов, небольшой их мощностью (20—40 см). Гумусовый
горизонт Ai слабо оторфован, порошисто-зернистой или нылевато-ком-
коватой структуры, часто от наличия окисных форм железа приобрета¬
ет ржавый цвет. В некоторых горно-луговых почвах субальпийского
пояса мощность гумусовых горизонтов достигает 50 см и больше. Про¬
филь горно-луговых и лугово-степных почв характеризуется скелетно-
стью и выщелоченностью от карбонатов.
Горно-луговые и горно-лугово-степные почвы содержат 8—20% гу¬
муса, в составе которого фульвокислоты преобладают над гуминовыми
кислотами. Замедленность процессов гумификации приводит к накопле¬
нию грубого кислого органического вещества. Содержание азота колеб¬
лется от 0,3 до 1,2%. Подвижных соединений фосфора и калия мало.
В составе поглощенных катионов наряду с кальцием и магнием имеют¬
ся водород и алюминий, обусловливающие иенасыщенность поглощаю¬
щего комплекса и кислую реакцию. Горно-луговые и лугово-степные поч-
396
131. Горно-луговые почвы
Почва» горная область
Глубина
взятия
образца,
см
Гумус,
%
Азот,
%
Pi I «ОД¬
НОЙ сус¬
пензии
Поглощение кгг ионы,
м.-гкв. на 1и0 г почвы
Са2+
мй*+
н+
сумма
Горно-луговая дерново-тор¬
0—12
37,0
0,65
4,3
5,9
2,7
13,8
22,4
фянистая. Кавказ,
20—30
16,1
0,63
4,9
0,2
С,2
5,1
5,о
В. М. Фридланд
30—65
8,9
0,53
4,7
0,3
0,2
3,7
4,2
Горно-луговая дерновая.
0—10
13,3
0,91
4,6
2,4
1,0
7,6
11,0
Кавказ, В. М. Фридланд
40—50
9,8
0,47
5,0
0,7
0,4
5,6
6,7
58—63
М
0,49
5,3
0,6
0,3
2,6
3,5
Горно-луговая черноземо¬
0—13
16,4
0,55
7,4
Не определялось
47,4
видная. Центральный
15—25
7,9
0,48
7,3
—
—
37,2
Тянь-Шань, А. М. Мамы-
35-45
5,5
0,33
7,1
—
32,9
тов
45-55
1,9
—
7,6
—
20,0
60—70
1,4
0,10
7,2
—
—
15,4
95—105
0,8
0,07
7,5
—
11,5
Горно-лугово-степная. Кав¬
0-5
14,1
0,95
7,1
48,7
6,6
Следы
55,3
каз, В. М. Фридланд
5—15
12,8
0,80
6,4
38,0
8,4
0,3
46,7
20—30
7,7
—
6,2
31,5
8,0
0,4
39,9
45—55
3,4
—
6,3
21,7
7,0
0,2
31,9
вы горных систем Средней Азии отличаются более высокой насыщенно¬
стью основаниями и нейтральной или слабощелочной реакцией.
Горно-луговые почвы, как правило, не имеют признаков оподзолен¬
ности. Об этом свидетельствует равномерное распределение кремне-
кислоты и полутораокисей по профилю. Слабая онодзолснность иногда
наблюдается только в горно-луговых почвах, развивающихся под за¬
рослями рододендрона. Среди горно-луговых почв наиболее широко
распространены горно-луговые типичные дерновые, горно-луговые тор¬
фянистые и торфянисто-глеевыс почвы.
Среди большого многообразия горно-лугово-степных почв заслужи¬
вают большого внимания горно-лугово-степные черноземовидные почвы.
Эти почвы развиваются под субальпийской остепненной растительно¬
стью, преимущественно на продуктах выветривания карбонатных пород
(известняках, карбонатных сланцах и др.), отличаются они более мощ¬
ной дерниной и сильнее развитым гумусовым горизонтом с хорошо вы¬
раженной порошистой структурой. Содержание гумуса достигает 20%.
Отношение Сгк:СфК«1. Емкость поглощения 40—50 м.-экв. на 100 г
почвы (табл. 131). Горно-лугово-степные почвы, так же как и горно-лу-
говые, подразделяются по мощности гумусовых горизонтов, степени
оторфованности, выщелоченности и скслетности.
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОЯСНОСТИ
И ПОЧВЫ ОТДЕЛЬНЫХ ГОРНЫХ ОБЛАСТЕЙ
Характер вертикальной поясности определяется положением гор¬
ной страны, т. е. в каком широтном биоклиматическом поясе (широтной
зоне) она расположена. Различают следующие классы поясности: по¬
лярный, бореальный, суббореальный и субтропический (В. М. Фрид¬
ланд). ,
В полярном классе поясности господствуют горные тундровые поч¬
вы. В таежной зоне бореального класса выделяются два пояса — горно¬
подзолистый и горно-тундровый.
В степной и лесостепной зонах бореального пояса формируются гор¬
но-каштановые, горные черноземы и серые горно-лесные почвы.
В этом поясе появляются горные бурые лесные и горно-луговые
почвы.
397
Рис. 51. Схема вертикальных почвенных зон северного и южного склонов
Большого Кавказа (но С. А. Захарову).
В суббореальном классе в отличие от бореального в верхнем без¬
лесном поясе преобладают горно-луговые почвы, а горно-тундровые
встречаются редко. В лесном поясе этого же класса поясности ведущее
место принадлежит бурым лесным почвам вместо горно-подзолистых.
В зоне сухих субтропиков субтропического класса поясности рас¬
пространены горные сероземы или коричневые почвы, а в зоне влажных
субтропиков нижний пояс представлен красноземами и желтоземами.
Приведем краткую характеристику почвенного покрова различных
типов вертикальной зональности.
Кавказские горы. Горные системы расположены в различных ши¬
ротных зонах, они имеют неодинаковую протяженность и экспозицию
склонов, поэтому вертикальная поясность в каждом отдельном случае
подчиняется своим закономерностям. Вертикальная зональность почв
начинается с того широтного зонального типа, который примыкает к
данной горной стране. Наиболее полно вертикальные пояса представ¬
лены на северном склоне Кавказа. Здесь по мере подъема к вершинам
гор чередуются почти все зоны, встречающиеся в равнинной части
СССР (рис. 51).
Прилегающий со стороны Каспийского моря пустынно-степной пояс
с сероземами сменяется в предгорной части Кавказа горно-степным поя¬
сом с характерными для него горными каштановыми почвами и черно¬
земами. На высоте 300 м начинается горно-лесной пояс, разделяющийся
по составу древесных пород на полосы. От 300 до 800 м распространены
лиственные леса, под которыми формируются серые лесные почвы; от
800 до 1200 м — буковые леса с бурыми лесными почвами. На высоте
1200—1800 м расположены хвойные леса, под которыми развиваются
горно-лесные подзолистые почвы. На высоте 1800—2800 м находится
нояс субальпийских, а на высоте 2800—3500 м — пояс альпийских лу¬
гов с горно-луговыми почвами. Выше 3500 м идет зона вечных снегов и
ледников. •
В причерноморском поясе вертикальная зональность начинается с
красноземов и желтоземно-подзолистых почв, развивающихся иод суб¬
тропической растительностью. С высотой местности красноземы сменя¬
ются бурыми лесными почвами.
Восточные Карпаты. Почвообразование в горных районах Восточ¬
ных Карпат протекает в условиях мягкого влажного климата. Здесь под
398
пологом широколиственных лесов, состоящих из дуба, граба и бука,
формируются бурые горно-лесные почвы, среди которых встречаются
как оподзоленные, так и неоподзолекные разновидности. Бурые лесные
почвы составляют основной фон почвенного покрова Восточных Карпат.
Небольшую площадь занимают горные подзолистые почвы, развитые
под хвойными лесами, располагающимися в верхней части лесного поя¬
са. Выше лесного пояса (1800—2000 м) отдельными массивами встре¬
чаются горно-луговые почвы.
Крымские горы. Условия почвообразования в горных районах Кры¬
ма очень разнообразны. На северных склонах в лесостепном поясе раз¬
виваются горные черноземы. В лесном поясе, представленном буковыми
лесами, формируются бурые горно-лесные почвы, а под луговой расти¬
тельностью на высоте 1100—1300 м образуются горно-луговые почвы,
среди которых широко распространены горно-луговые черноземовидные
почвы. Южные склоны Крымских гор по условиям почвообразования
резко отличаются от северных. Климат здесь средиземноморский, с су¬
хим летом и влажной зимой. Наиболее высокие части гор находятся под
горно-луговыми почвами. В среднем поясе (300—1100—1300 м) преоб¬
ладают широколиственные леса, под которыми формируются бурые
горно-лесные почвы, занимающие основные площади горного Крыма.
Нижний пояс представлен ксерофитной флорой, состоящей из дуба пу¬
шистого и древовидного можжевельника, чередующихся с зарослями
кустарников. Кроме бурых горно-лесных почв, в этом поясе встречаются
коричневые и красноцветные почвы типа терра-росса, развивающиеся на
продуктах выветривания известняков и мергелей, а на глинистых слан¬
цах формируются своеобразные серые шиферные почвы.
Уральские горы. В связи с большой широтной протяженностью с
севера на юг Уральского хребта резко изменяются и природные условия
формирования почв. Вертикальная зональность в связи с небольшой
высотой Уральских гор выражена не всегда четко. Северная часть Ура¬
ла расположена в тундровой зоне с преобладанием горно-тундровых
почз, образующихся под мохово-лишайниковой растительностью с при¬
месью карликовой березы в условиях резко континентального климата.
На склонах гор под лесной растительностью развиваются горные глее-
подзолистые почвы. В средней части Уральских гор горные тундровые
почвы занимают только самые высокие безлесные территории. Значи¬
тельная часть безлесной области находится под горно-луговыми почва¬
ми субальпийских лугов. На остальной части Среднего Урала под хвой¬
ными лесами, состоящими из пихты, ели и сосны, формируются горные
подзолистые и своеобразные неоподзоленные лесные кислые почвы.
В южной части Урала отмечается более четкий ряд вертикальной зо¬
нальности. Здесь самые высокие точки (1000—1200 м) покрыты аль¬
пийскими и субальпийскими лугами с горно-торфянистыми и горно-аль-
пийскими и субальпийскими лугами с горно-торфянистыми и горно-лу¬
говыми (дерновыми) почвами. На остальной части в лесостепном поясе
под широколиственными лесами широко распространены горные серые
лесные почвы. Горные оподзоленные и выщелоченные черноземы, фор¬
мирующиеся в этом поясе, отличаются высокой гумусированно-
стью.
Горы Средней Азии. В Средней Азии выделяется ряд крупных
хребтов, относящихся к горным системам Тянь-Шаня и Памира (Фер¬
ганский, Гиссарский, Джунгарское Алатау, Копетдаг и др.).
Почвенный покров горных областей Средней Азии чрезвычайно
сложен и своеобразен. Это обусловлено географическим положением гор
Средней Азии, их большой удаленностью от океана, засушливостью кли¬
мата, а также сложным геологическим строением, определившим боль¬
399
шое разнообразие почвообразующих пород, среди которых часто встре¬
чаются засоленные третичные отложения. В пределах Центрального
Тянь-Шаня (Л. М. Мамытов, 1965) по условиям почвообразования чет¬
ко выделяются две большие группы почв — почвы мсжгорных
впадин и сыртовых нагорий и почвы горных с к л о-
и о в, которые, в свою очередь, также обнаруживают определенную по¬
ясность в зависимости от высоты местности и экспозиции склона. В мсж¬
горных впадинах на высоте 300—1300 м под полынно-злаковой расти¬
тельностью формируются сероземы, а по более высоким межгорным
впадинам (1300—3200 м) —горные каштановые, горные серо-бурые пус¬
тынные каменистые и горные черноземы в сочетании с лугово-каштано-
выми и лугово-черноземными почвами. На высокогорных равнинных
сыртовых нагорьях, возвышающихся местами до 4000 м, развиваются
такыровидные пустынные почвы, бурые пустынно-степные и каштановые
почвы сухих степей. Почвы сыртов часто засолены, имеют признаки
солонцеватости, карбонатны.
На горных склонах с абсолютной отметкой 1000—2500 м под кус¬
тарниковыми и луговыми типчаковыми степями развиваются горные ко¬
ричневые и горные каштановые почвы.
Более высокие части гор (2000—2800 м) заняты лугово-лесным поя¬
сом, в котором формируются горные черноземы под луговыми степями,
черно-бурые (бурые) почвы орехоплодных лесов и горно-лесные почвы
еловых лесов и арчевников. На высоте 2800—3500 м преобладают гор¬
ные почвы субальпийского пояса, среди которых широко распростране¬
ны горно-луговые, горно-лугово-степные и лугово-черноземовидные
почвы.
В высокогорном поясе (3200—5000 м) развиваются почвы альпий¬
ского типа с характерными для этого пояса лугово-степными, луговыми
и торфянисто-луговыми почвами. Более высокие части гор заняты поли¬
гональными тундровыми торфянистыми почвами. Среди почв выделен,
ных поясов Центрального Тянь-Шаня встречаются лугово-болотные,
луговые засоленные почвы и солончаки.
Горные области Сибири и Дальнего Востока. По условиям почвооб¬
разования и характеру проявления вертикальной поясности на данной
территории выделяется несколько горных областей.
В северо-восточной части Сибири наиболее крупными являются
хребты Верхоянский, Колымский, Черский и Анадырский. Горы Северо-
Восточной Сибири невысокие — 2000—2500 м. В основном они покрыты
лесами. Из древесных пород преобладают лиственница и сибирская ель,
под покровом их формируются горно-мерзлотно-таежные и горные под¬
золистые почвы. В области лесотундры и тундры преобладают горно¬
тундровые торфянистые и торфянисто-глеевые почвы. Более полная вер¬
тикальная поясность выражена в горных областях Алтая и Саян. От¬
дельные горные хребты Алтая достигают 4620 м над уровнем моря (гора
Белуха). Наиболее высокие части их заняты горно-тундровыми и горно¬
луговыми почвами, сменяющимися в лесном поясе горными подзоли.
стыми почвами, а в степной зоне северной и северо-западной частей
склонов — горными черноземами. Вертикальная поясность с юго-восточ¬
ной стороны начинается с каштановых почв сухих степей, сменяющихся
с высотой горными черноземами в степном поясе, лесными горными
подзолистыми, горно-луговыми и, наконец, горно-тундровыми поч¬
вами.
В горной системе Саян выделяется главный Саянский хребет, от¬
дельные вершины которого достигают 3490 м над уровнем моря (Мунку-
Сардык). Подгорные степи до 400 м здесь покрыты черноземами, в ле¬
состепном поясе широко распространены выщелоченные черноземы. На
400
высоте 600 м начинается лесной пояс, состоящий из кедра, пихты, ели,
лиственницы, сосны и березы.
Почвообразование в горных областях Восточной Сибири и Забай¬
калья протекает в условиях резко континентального климата, для кото¬
рого характерны малоснежные зимы с низкими отрицательными темпе,
рагурами, что приводит к глубокому промерзанию почв и медленному их
оттаиванию. Поэтому одна из характерных провинциальных особенно¬
стей горных почв этих областей— широкое распространение мерз¬
лотно-таежных ночв, отсутствующих в других горных районах
страны.
Горы Сахалина и Камчатки. Горы острова Сахалин состоят из не¬
скольких хребтов (Восточно-Сахалинские, Западно-Сахалинские и др.);
все они относительно небольшой высоты — около 1500—1600 м. В юж¬
ной части острова горы покрыты лесами из саянской ели, сахалинской
пихты, каменной березы, монгольского дуба, маньчжурского ясеня и дру¬
гих широколиственных пород. Горы северной половины острова заняты
светлохвойными заболоченными лесами, состоящими преимущественно
из даурской лиственницы. Почвы на Сахалине формируются в условиях
муссонного климата, для которого характерны холодная влажная зима
и прохладное дождливое лето.
Вертикальная поясность здесь начинается с луговых и болотных почв
речных террас и морских побережий, которые с высотой местности
<400—800 м) сменяются лесными дерновыми кислыми почвами и горно¬
лесными бурыми почвами, развивающимися под хвойными лесами. Иа
высоте 800—1000 м под кедровым стлаником формируются горно-торфя-
нистые глеевые почвы, переходящие в горно-тундровые, развивающиеся
под низкорослой кустарниковой растительностью, состоящей из камен¬
ной березы, рябины и спиреи.
На полуострове Камчатка два главных хребта — Срединный и Во¬
сточный. Почвообразование, так же как и на Сахалине, протекает в ус.
ловиях муссонного климата. Большое влияние на формирование почв
Камчатки оказывает вулканическая деятельность. Вулканический пе¬
пел, обогащенный основаниями, нейтрализует кислые продукты, обра¬
зующиеся при разложении растительного опада, что приводит к разви¬
тию почв со слабыми признаками оподзоливания. Нередко пепел прида¬
ет почвам характерную слоистость. В современных классификациях поч¬
вы, обогащенные вулканическим пеплом, выделяются в особый тин
пеплово-вулканических почв. В лесном поясе широко рас¬
пространены дерновые кислые грубогумусированные почвы со слабыми
признаками оподзоливания.
Под пологом таежного леса формируются горные подзолистые и дер¬
ново-подзолистые почвы. Горно-таежный пояс на высоте 1000—2000 м
над уровнем моря сменяется тундровой (моховой и мохово-лишайнико.
вой) растительностью, под которой развиваются горно-тундровые тор¬
фянистые почвы.
Горные области Прибайкалья и Забайкалья являются продолжени¬
ем Восточных Саян. Наиболее высокие хребты здесь — Яблоновый,
Нерчинский, Витимское н Патомское нагорье. В целом горы невысокие,
высота их не превышает 1500 м над уровнем моря, Почвенный покров
Забайкалья очепь своеобразен, наблюдается резкая смена почв с высо¬
той местности и экспозицией склона. Самые низкие участки межгорных
депрессий (600—800 м) заняты сухими степями с каштановыми почва¬
ми, выше (800—1200 м) залегают Черноземы, среди которых встреча¬
ются мерзлотно-луговые карбонатные или солончаковатые почвы. На
высоте 1000—1200 м по северным склонам сопок формируются серые
лесные почвы. В нижней части горной тайги преобладают горные мерз¬
26—837
401
лотные дерново-таежные почвы, среди которых ка породах легкого ме¬
ханического состава развиваются горные подзолистые почвы В средней
части тайги доминируют мерзлотно-таежные почвы, иногда с признака¬
ми оподзоленности. На песчаных породах формируются подзолы с ил¬
лювиально-железистым горизонтом. В верхней части тайги распростра¬
нены горные мерзлотно-таежные поверхностно ожелезненные и оглеен-
ные почвы.
Самый верхний «гольцовый» пояс занят горно-тундровыми почвами.
Здесь можно встретить также горно-луговые субальпийские почвы, раз¬
вивающиеся в местах с дополнительным притоком влаги (Н. А. Ногина).
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГОРНЫХ ПОЧВ
Многие горные почвы отводятся под высокопродуктивные пастбища,
а на некоторых выращиваются виноград, цитрусовые, чай, плодовые и
технические культуры (хлопчатник, табак, лекарственный мак и др.).
Однако вследствие сложного рельефа, малой мощности гумусовых го¬
ризонтов и нередко сильной их щебенчатости, а также большого коли¬
чества россыпей и выходов горных пород, затрудняющих проведение ме¬
ханизированных работ, горные почвы очень слабо освоены под земле¬
делие.
Структура земельных угодий горных районов дана в таблице 132.
132. Распределение земельных угодий в горных районах СССР (млн. га)
,
Земельные угодья
Почвенные зоны
I
я
1§
§3
пашня, за¬
лежь и много¬
летние на¬
саждения
сенокосы
пастбища
оленьи
пастбища
Зона горно-тундровых почв
165
129 (78 %)
Зона горно-луговых почв
27
—
3 (И %)
12 (44 %)
—
Зона горно-подзолистых
403
3 (0,7 %)
2 (0,5 %)
2 (0,5 %)
8 (2 %)
мерзлотно-таежных и се¬
рых лесных почв
1 (5 %)
Зона горно-лесных бурых
18
2 (10 % )
—
—
почв
Зона горно-степных и полу¬
42
5 (12 ?G>
1 (2,6 %)
17 (42 %)
—
пустынных почв
Всего
655
Ю (1,5
0 (1 %)
32 (5,1 %)
137 (20,9 %)
Основная часть пастбищных угодий находится в горно-тундровой,
горно-луговой и горно-степной зонах. Альпийские луга служат хороши¬
ми летними пастбищами. Наименее освоены почвы горно-подзолистой
зоны, в которой только около 3% занято пастбищами, пашней и сеноко¬
сами. Остальная территория зоны покрыта лесом.
Наиболее интенсивно используются под земледелие горные бурые
лесные, горные коричневые, горные черноземы и горные каштановые
почвы. В горно-степной зоне пашней занято около 10—12%. На горных
полупустынных и пустынных почвах наряду с богарным земледелием
широко развито орошаемое. На этих почвах успешно возделывают зер¬
новые, овощи, хлопчатник и другие технические культуры.
Ограниченное использование многих горных почв под земледелие
наряду с отмеченными выше особенностями связано также с сильно
развитой водной эрозией. Особенно большой ущерб наносят селевые
402
потоки. Поэтому при освоении горных почв очень важны почвозащитные
мероприятия: охрана лесов, регулирование стока устройством противо-
селевых сооружений, правильное использование пастбищных угодий,
применение специальной системы обработки почв, террасирование и об¬
лесение склонов.
Исключительную почвозащитную роль в горных районах выполня¬
ют леса. Поэтому сохранение лесных насаждений, их правильная экс¬
плуатация и возобновление имеют особое значение в борьбе с эрозией
и селями. Для наиболее эффективного повышения плодородия почв не¬
обходимо регулирование набора культур при создании и выращивании
лесных насаждений и, в частности, включение в состав смешанных на¬
саждений пород, опад которых отличается богатством своего химиче¬
ского состава.
Особую актуальность для ряда горных малоземельных регионов
Кавказа, Крыма и др. приобретает восстановление и поддержание пло¬
дородия сильно аэродированных земель, выбывших из землепользова¬
ния. В Грузии накоплен опыт освоения таких территорий под цитрусо¬
вые культуры путем осуществления комплекса противоэрозионных ме¬
роприятий (засыпка оврагов и промоин с последующей планировкой
участка, глубокая вспашка с подпочвенным рыхлением, оставление бу¬
ферных полос из трав и др.), в сочетании с глубокой заделкой удобре¬
ний и контурным размещением растений.
К мероприятиям по повышению плодородия горных почв относятся
также внесение органических и минеральных удобрений, известкование
кислых и гипсование солонцеватых почв.
Правильное использование пахотных и пастбищных угодий в горных
районах с целью создания прочной кормовой базы для животноводства
является важнейшей народнохозяйственной задачей.
Вся система рационального использования почв горных территорий
и прежде всего пахотных и сенокосно-пастбищных угодий должна опи¬
раться на материалы почвенных и почвенно-геоботанических обследова¬
ний (почвенные карты, картограммы эродированных почв, геоботани-
ческие карты состояния травостоя и др.).
Такие материалы позволяют разрабатывать профилактические и
активные мероприятия по охране и восстановлению плодородия почв
конкретных участков с учетом структуры почвенного покрова, состава
почвенных комбинаций.
Глава XXXI
ПОЧВЫ ПОЙМ
На территории нашей страны имеется много больших и малых рек.
У многих из них хорошо развиты речные долины. Часть территории реч¬
ной долины, периодически заливаемая полыми водами рек, называется
поймой. Основные массивы пойм расположены в долинах Днепра,
Оки, Волги, Камы, Иртыша, Оби, Лены, Амура и других крупных рек.
Пойменные почвы в СССР составляют 57,5 млн. га (2,6% площади
страны).
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Поемные и аллювиальные процессы. Главная особенность почвооб¬
разования в иоймах рек — развитие поемных и аллювиальных процес¬
сов. Под поемными процессами понимают затопление той или иной
территории поймы полыми водами. Они оказывают разностороннее влия¬
ние на почвообразование. Это ежегодное природное орошение — важный
дополнительный к атмосферному и грунтовому источник увлажнения
почв. Поемность способствует поднятию грунтовых вод, смягчает кли¬
мат, влияет на направление и интенсивность микробиологических про¬
цессов в почве, а также на характер природной растительности и ее про¬
дуктивность, на солевой режим почв и почвенно-грунтовых вод.
Поемные процессы оказывают исключительное влияние на направ¬
ление и особенности сельскохозяйственного использования пойменных
земель.
Под аллювиальными процессами следует понимать принос
паводковыми водами взмученного материала, размывание поймы и пе-
реотложение на ее поверхности взвешенных в воде частиц в виде слоя
наилка, или аллювия. На характер аллювиального процесса прежде
всего оказывает влияние положение отдельных частей поймы по отно¬
шению к руслу реки.
Территория поймы в зависимости от удаленности ее от русла де¬
лится на три области (по В. Р. Вильямсу): прирусловую, центральную и
притеррасную (рис. 52). Они различаются по составу аллювиальных от¬
ложений, рельефу, гидрологическим условиям и как следствие по расти¬
тельности и почвенному покрову.
Механический состав аллювия связан со скоростью движения полых
вод в пойме: чем больше скорость течения, тем крупнее размер оседаю¬
щих частиц; по мере замедления скорости выпадают все более мелкие
частицы. Скорость потока падает от русла в глубь поймы. В связи с
этим большое влияние на характер аллювия оказывает удаленность той
или иной части поймы от русла реки. При переходе из русла в пойму
резко уменьшается скорость течения воды, что вызывает оседание в при¬
русловой части поймы большого количества взвешенных частиц, преж¬
де всего песчаных.
В области центральной и притеррасной пойм, где скорость полых
вод медленнее и длительность затопления больше, откладывается ал¬
лювий, состоящий преимущественно из пылеватых и илистых частиц.
Эта закономерность в отложении аллювия определяет и особенности
механического состава почв отдельных областей поймы. По мере уда¬
ления от русла меняется механический состав аллювиальных почв, в них
увеличивается содержание пыли и ила и уменьшается количество пес¬
чаных частиц (табл. 133). Поскольку русло реки постепенно мигрирует,
скорость полых вод в пойме на одних и тех же участках изменяется.
404
Рис. 52. Схема строения поймы (по В. Р. Вильямсу):
/ — бечевник; 2 — прирусловые дюны; 3 — область наибольшего скопления песков: 4—
притеррасные дюны; 5 — притеррасные вздутые пески; 6 — прирусловая пойма; / — цент¬
ральная пойма; 8 — водоток (тальвег) центральной поймы; 9— притеррасная пойма;
10 — притеррасная речка.
Кроме того, скорость потока и длительность затопления на одних и тех
же участках поймы может зависеть от особенностей весеннего паводка.
Следовательно, изменяется и механический состав аллювия: суглинис¬
тые отложения сменяются песчаными, и наоборот. Поэтому для аллю¬
виальных наносов характерна слоистость, т. е. неоднородность меха¬
нического состава.
133. Механический состав аллювиальных почв Среднего Дона
(данные Б. П. Лхтырцева и Г. И. Барабаш)
Почва
Глубина
взятия
образца,
см
Содержание частиц (%) при размерах (мм)
8
о
А
0
1
о"
о
о'
§
2
о
о
1 «м
88.
оо
о 1
§
о"
V
о
е
V
Аллювиально-луговая
0—10
4,2
26,8
31,2
14,9
10,4
12,5
37,8
(прирусловая часть)
20—30
5,4
35,3
33,8
10,8
3,2
11,5
25,5
40—50
12,4
16,5
41,8
9,1
6,9
13,3
29,3
100-110
17,0
19,9
36,4
5,3
6,0
16,4
27,7
Аллювиально-луговая,
0—20
0,3
7,9
42,2
8,8
15,3
25,5
49,6
600 м от русла
20—40
0,4
8,9
43,4
9,0
14,0
24,3
47,3
40—50
0,3
11,0
50,8
7,8
11,0
19,1
37,9
100—110
0,3
7,7
37,5
10,7
18,3
25,5
54,5
Луговая, 2500 м от рус¬
0—20
0,3
4,7
27,2
19,9
16,0
31,9
67,8
ла
50—60
0,1
5,5
30,1
17,1
14,3
32,9
64,3
На механический и химический состав, а также на количество от¬
лагаемого аллювид.влияют состав ррчв и пород водосборной террито¬
рии, климатический ;особенности, облесенность и распаханность бассей¬
на. Так, при сложении водосборного бассейна песчаными почвами и по¬
родами в пойме откладываются преимущественно песчаные наносы; при
господстве суглинистых почв, развитых на карбонатных породах, пре¬
405
обладают суглинистые и глинистые отложения, обогащенные карбона¬
тами. На территориях с необлесенными бассейнами происходит быстрое
таяние снега, бурный паводок, что способствует отложению в пойме ал¬
лювия с большим количеством песка и крупнопылеватых частиц. Если
бассейны сильно облесены, то паводок более спокоен и растянут во вре¬
мени, и в этом случае в пойме откладывается аллювий, в котором пре¬
обладают пылеватые и илистые частицы.
На механический состав аллювия оказывает влияние также рель¬
еф поймы. Повышенные элементы рельефа («гривы») сложены более
легкими осадками, а понижения — более тяжелыми.
Рельеф. Прирусловая пойма имеет обычно волнистый рельеф с рез¬
ко выраженными песчаными валами и высокими гривами. По мере пе¬
рехода к центральной пойме рельеф становится более спокойным.
В центральной пойме на общем фоне равнинного рельефа хорошо раз¬
личаются приподнятые участки — «гривы» и пониженные — «лога», .то
вытянутые в виде спокойных лощин, то представляющие собой замкну¬
тые западины.
Характерная черта ландшафта центральной поймы — старицы рек,
вытянутые вдоль русла озера, заросшие по берегам кустами ивы, а иног¬
да и окруженные крупными деревьями.
Притеррасная пойма представляет собой несколько пониженную
□о отношению к центральной пойме территорию, большей частью забо¬
лоченную.
Растительность пойм чрезвычайно разнообразна. Здесь господству¬
ют луговые разнотравпо-злаковые группировки. Наиболее богатый и
ценный травостой на центральной пойме. В травостое здесь преоблада¬
ют костер безостый, тимофеевка, лисохвост, овсяница луговая, пырей
ползучий, мятлик луговой, бекмаиия, канареечник, чина луговая, клеве¬
ра, вики, герань луговая, конский щавель, лютики, синюха и другие тра¬
вы. При этом в зависимости от условий местообитания в центральной
пойме хорошо выделяются отдельные ассоциации: заросли канареечни¬
ка и бекмании, участки, занятые пыреем, лисохвостом и т. п. На повы¬
шенных элементах рельефа центральной поймы (гривы) травостой
беднее.
Прирусловая пойма характеризуется довольно неоднородным и бо¬
лее бедным травостоем. Здесь выделяются луга трех уровней (по
В. Р. Вильямсу) — высокого, среднего и низкого. Луга высокого уров¬
ня занимают высокие части грив и наименее продуктивны. Широкие
лога заняты лугами низкого уровня. В логах создаются хорошие усло¬
вия увлажнения и пищевого режима и развиваются пырей, костер без¬
остый, мятлик луговой, клевер, лядвенец и обильное разнотравье.
На склонах грив расположены луга среднего уровня, состав траво¬
стоя которых и продуктивность улучшаются по мере приближения к
логам.
Сильнозаболоченные участки в центральной и притеррасной пойме
заняты щучкой, осоками, канареечником, мхами и другой болотной рас¬
тительностью.
Продуктивность пойменных лугов зависит от условий увлажнения
и особенностей использования. Наиболее продуктивны луга централь¬
ной поймы, где при правильной эксплуатации урожай сена достигает
30—40 ц и более с 1 га.
В пойме произрастают и древесные растения, состав которых оп¬
ределяется природными особенностями зоны. В таежно-лесной зоне в
поймах преобладают ель, пихта, береза, осина, ива; в лесостепной и
степной — дуб, вяз, клен, ива, тополь, осокорь. В притеррасной пойме
таежно-лесной и лесостепной зон часто развиты черноольшаники. В пой¬
406
мах рек полупустынных и пустынных зон встречаются тугайные (при¬
речные) травянистые леса, состоящие из тополя, шелковицы, ивы, лоха,
саксаула, тамарикса и других пород.
В зависимости от местных условий отдельные области поймы могут
быть слабо выражены или отсутствовать. Например, в долинах горных
рек с быстрым течением поймы представлены преимущественно прирус¬
ловой областью; в мелких маловодных степных реках с медленным те¬
чением более развита притеррасная пойма.
ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ ПОЙМ
Основы учения о почвообразовании в поймах разработаны
В. Р. Вильямсом. Дальнейшее изучение особенностей почвенного покро¬
ва в поймах связано с работами С. С. Соболева, В. И. Шрага, Е. В. Шан-
иера, И. И. Плюснина, Г. В. Добровольского, В. В. Егорова и др.
Поймы являются областью регулярной аккумуляции различных эле¬
ментов, которые систематически приносятся с водоразделов и склонов
водосбора в виде аллювиальных отложений, а также в составе раство¬
ренных веществ с грунтовыми и паводковыми водами.
Аллювиальные отложения служат своего рода систематическим ес¬
тественным удобрением пойменных почв. Чем плодороднее наилок, тем
роскошнее развивается природная растительность в пойме. Поскольку
основу естественной растительности в пойме представляют луговые тра¬
вы, то ведущим природным почвообразовательным процессом является
дерновый.
Степень выраженности дернового процесса определяется характе¬
ром аллювиальных отложений, и прежде всего их механическим и хи¬
мическим составом, в частности богатством элементами питания. Кроме
того, на развитие дернового процесса оказывают влияние особенности
водного режима в разных частях поймы, а также зональные условия поч¬
вообразования и степень проявления других процессов (глеевого, солон¬
чакового и др.) при их сочетании с дерновым.
В связи с отмеченными особенностями почвообразования в поймах
выделяют три группы аллювиальных почв; дерновые, луговые и болот¬
ные (Г. В. Добровольский).
Аллювиальные дерновые почвы формируются на воз¬
вышенных элементах рельефа поймы, при глубоком залегании грунто¬
вых вод и преимущественно на аллювии легкого механического состава,
часто слоистом. Они расположены главным образом в прирусловой час¬
ти поймы, а также по гривам центральной поймы.
Почвообразовательный процесс развивается без влияния грунтовых
вод, в условиях господства окислительной обстановки, на бедном, чаще
всего песчаном или супесчаном аллювии. Поэтому гумусовый профиль
в таких почвах обычно маломощен и слабо выражен, с невысоким со¬
держанием гумуса и азота.
Содержание зольных элементов питания может сильно колебаться
в зависимости от минералогического состава аллювиальных отложений
(табл. 134).
Аллювиальные луговые почвы развиваются при относи¬
тельно неглубоком залегании грунтовых вод (1—2 м), капиллярная кай¬
ма которых находится в пределах почвенного профиля. Формируются
преимущественно на суглинистом и глинистом аллювии в центральной
пойме, а также по понижениям прирусловой поймы.
Богатый элементами питания, основаниями и органическим вещест¬
вом аллювий, а также хорошие условия увлажнения за счет питания
грунтовыми водами создают благоприятную обстановку для произраста-
407
134. Содержание гумуса и физико-химические свойства аллювиальных дерновых почв
Пойма
Глубина
взятия
образца,
см
Гумус,
%
pH вод¬
ной сус¬
пензии
Сумма по¬
глощенных
оснований,
м.-экв. на
100 г почвы
Механический
состав
Реки Москвы, Московская об¬
2—15
2,60
6,2
29,4
Супесь
ласть, кафедра почвоведения
45—60
0,38
6,8
24,0
»
ТСХЛ
75—90
0,20
6,9
23,6
>
125—150
0,32
6,6
9,8
Легкий суглинок
Среднего Дона, Воронежская
0—20
1,53
8,0
10,9
Супесь
область, Б. П. Ахтырдев
40—50
0,03
8,3
Нет
Песок
80—90
0,04
8,0
»
>
Волго-Ахтубы, Астраханская
0—10
0,49
8,0
8,7
Супесь
область, кафедра почвоведе¬
10-20
0,34
8,2
11,0
>
ния ТСХА
50—60
0,32
8,3
16,0
>
ния луговой растительности и развития дернового процесса. Поэтому
луговые почвы обычно имеют хорошо выраженный гумусовой профиль
с отчетливой зернистой или комковато-зернистой структурой, вследствие
чего их в литературе часто называют зернистые почвы поймы.
Луговые почвы имеют следующее строение профиля: Ад — дернина
(нацелине), сильно переплетенная корнями травянистых растений; At —
гумусовый горизонт темно-серого или серого цвета с бурым оттенком и
зернистой структурой; Bi—переходный гумусовый горизонт часто с
признаками оглеения (В^); Вг« — переходный горизонт с отчетливым
оглеением, который постепенно переходит в суглинистые или глинистые
аллювиальные отложения (Сг).
Обычно капиллярная кайма грунтовых вод в аллювиальных луговых
почвах достигает почвенных горизонтов. Это обусловливает развитие
оглеения в нижней части их профиля, а также процессов гидрогенной
аккумуляции соединений железа, карбонатов, а в почвах пойм южных
рек и водорастворимых солей.
Данные о химическом составе луговых почв поймы приведены в таб¬
лице 135.
Луговые почвы богаты гумусом, имеют значительную мощность гу>
мусового слоя, обладают большим потенциальным запасом элементов пи¬
тания, высокой емкостью поглощения. Реакция их колеблется в широких
пределах (pH от 4 до 6 и выше), что связано с составом аллювия и зо¬
нальными особенностями почвообразования в поймах.
В понижениях прирусловой поймы, на островах и косах под травя¬
нистой растительностью формируются слаборазвитые луговые почвы,
близкие по морфологическим признакам и физико-химическим свойст¬
вам к слоистым примитивным дерновым почвам, отличаясь от них высо¬
ким обводнением и оглеением.
Аллювиальные болотные почвы формируются в условиях
длительного паводкового и устойчиво атмосферно-грунтового увлажне¬
ния. Для них характерно накопление органических веществ в виде тофа
или иловато-перегнойной массы, а также развитие интенсивного оглее¬
ния и гидрогенной аккумуляции веществ. Болотные почвы приурочены
к территории притеррасной поймы, а также к участкам центральной пой¬
мы с близким залеганием грунтовых вод и длительным застоем павод¬
ковых вод (блюдцеобразным зайадинам, лиманам, периферии пойменных
озер и стариц).
В зависимости от масштабов аккумуляции органического вещества
и степени его разложения среди аллювиальных болотных почв выделя¬
ют лугово-болотные, иловато-перегнойно-глеевые и иловато-торфяные.
408
135. Содержание гумуеа и физико-химические свойства аллювиальных луговых почв
Пойма
Глубина
взятия
образца,
см
Механический состав
гумус. %
РН г
водной
вытяжки
Сумма
поглощен¬
ных осно¬
ваний,
м.-экв. на
100 г почвы
Реки Москвы, Москов¬
0-10
Тяжелый суглинок
6,20
5,8
28,9
ская область, кафедра
20—30
> >
3,49
4,8
24,4
почвоведения ТСХА
50-60
Глина легкая
Не опр.
2,05
5,1
18,6
70-80
Тяжелый суглинок
4,9
17,2
110-120
Глина легкая
Не опр.
4,9
11,9
Реки Оки, Рязанская об¬
0—14
Глина легкая
4,57
4,7
29,4
ласть, С. Ф. Татаринов
14-29
» >
3,62
4,4
Не опр.
50-60
» »
1,84
4,9
» »
80-90
> »
1,39
5,3
» »
Реки Воронеж Польный,
0-10
Глина легкая
6,77
6,8
54,0
Тамбовская область,
40—50
» >
3,89
7,1
48,7
кафедра почвоведения
ТСХА
90-100
» средняя
3,65
6,8
52,3
Волго-Ахтубы, Астра¬
5-15
Тяжелый суглинок
3,14
8,0
43,5
ханская область, ка¬
30—40
» »
1,46
8,1
37,1
федра почвоведения
ТСХА
60-70
Средний >
0,61
8,2
28,8
90—100
Глина средняя
0,91
8,2
32,7
Лугово-болотные почвы характеризуются наличием одернован¬
ного гумусового оглеенного горизонта (Ag), сменяющегося гумусирован-
ным оглеенным горизонтом В*, переходящим ниже в минеральные глее¬
вые горизонты.
Эти почвы являются переходными между луговыми и иловато-тор¬
фяными, а также иловато-перегнойно-глсевыми почвами.
Профиль иловато-перегнойно-глеевых почв характери¬
зуется сильной оглеенностью и обводненностью. В нем неясно различа¬
ются верхний перегнойный горизонт с глеевыми и ярко-ржавыми пятна¬
ми и нижележащий грязновато-сизый глеевый горизонт.
Иловато-торфяные почвы образуются преимущественно в при¬
террасной пойме. Имеют четко выраженный торфяной горизонт различ¬
ной мощности, сменяемый минеральным глеевым. Притеррасная пойма
является областью повышенной аккумуляции веществ за счет выклини»
вающихся почвенно-грунтовых вод, а также приноса веществ с поверх¬
ностными водами со склонов. Поэтому почвы здесь обогащены скопле¬
ниями железа, вивианита, извести. Торф притеррасных болот богат азо¬
том, фосфором, кальцием, магнием.
В профиле иловато-болотных почв могут выделяться слои разной
степени заиления и встречаться погребенные почвы.
На незатопляемых или редко затопляемых полыми водами участках
поймы (высокая пойма) развиваются почвы зонального типа, например
дерново-подзолистые в поймах таежно-лесной зоны, серые лесные почвы
и черноземы в лесостепной и черноземной зонах и т. п.
Почвенный покров пойм характеризуется разновозрастностью и ди¬
намичностью. Здесь можно встретить почвы, начиная от свежих аллюви¬
альных наносов и примитивных слоистых до хорошо развитых с приз¬
наками и свойствами зональных почв.' Именно такой постепенный ряд в
развитии почв пойм характеризует их эволюцию.
Зональность пойменных почв. Хотя аллювиальный процесс и поем-
ность оказывают огромное влияние на почвообразование в поймах рек,
почвенный покров пойм все же отражает зональные условия почвообра¬
409
зования, присущие окружающим речную долину внепойменныя терри¬
ториям. И чем меньше река и ее пойма, тем резче выражена зональность
пойменных почв.
Проявление зональности связано с особенностями теплового реж»-
ма, условиями атмосферного увлажнения, составом и продуктивностью
растительности. Все эти условия имеют свою специфику в каждой зоне.
Так, в поймах тундровой зоны низкие температуры и короткий вегета¬
ционный период определяют невысокий темп биологического круговоро¬
та веществ, широкое участие мхов в растительном покрове, образование
маломощных, часто оторфованных аллювиально-тундрово-дерновых
почв с ясно выраженным оглеением и>фульватным типом гумуса.
Почвы пойм таежно-лесной зоны сохраняют черты дерновых почв с
более или менее выраженными признаками заболачивания в виде охрис¬
тых и оглеенных пятен. Здесь широко распространены болотные и дерно-
во-глеевые почвы. На участках пойм, занятых лесной растительностью и
не подвергающихся или редко подвергающихся воздействию паводковых
вод, залегают дерново-подзолистые почвы.
В поймах лесостепной и степной зон создаются хорошие условия для
развития луговой растительности, активных процессов гумификации при
значительном содержании в почвенных растворах бикарбонатов щелоч¬
ноземельных оснований. Поэтому в аллювиальных почвах этих зон на¬
капливается значительное количество гумуса, в котором преобладают
гуминовые кислоты, связанные с кальцием.
Почвы пойм лесостепи и черноземной зоны в общем облике их
строения несут черты черноземных почв. Они отличаются высоким по¬
тенциальным плодородием. Содержание перегноя в луговых почвах пойм
этих зон колеблется от 5 до 13%, в дерновых обычно не превышает 6%.
Кроме того, в поймах этих зон в связи с понижением базиса эрозии встре¬
чаются большие участки, редко затопляемые паводковыми водами. Поч¬
вы на таких участках в зависимости от рельефа, растительности и механи¬
ческого состава пород приобретают признаки и свойства почв окружаю¬
щих внепойменных пространств — выщелоченных черноземов, серых
лесных и т. д.
При близком залегании минерализованных грунтовых вод в этих
зонах возможно образование пойменных солончаковатых и солонцева¬
тых почв.
Почвы пойм полупустынных и пустынных зон в течение длительно¬
го жаркого лета почти не получают осадков, поэтому здесь при близком
залегании грунтовых вод легко возникают процессы окарбоначивания и
засоления профиля.
Как проявление зональности в поймах этих зон развиваются аллю¬
виальные пустынно-луговые и лугово-сероземные почвы, а также луго¬
вые солонцы, солоди, солончаки, солончаковатые и солонцеватые почвы.
В зависимости от геологического строения территории, гидрологи¬
ческого режима реки на отдельных ее отрезках и других факторов фор¬
мируются следующие типы пойм: сегментные, обвалованные, островные,
плавневые и дельтовые.
В дельтовых поймах на формирование почв влияют не только
полые воды, но и воды океана, моря или озера. Одним из результатов
такого влияния является широкое распространение засоленных почв в
дельтах рек, впадающих в океанические и морские бассейны.
Характерными чертами почвообразования в дельтах являются: от¬
ложение более богатого аллювия, который представляет собой продукты
разрушения современных почв речного бассейна и обогащен гумусом,
элементами питания, микроорганизмами; широкое развитие гидроморф-
ных почв (иловато-болотных, солончаковых и др.); значительная дина-
мичность факторов почвообразования и. как следствие относительно
быстрая эволюция почв.
По исследованиям В. В. Егорова, в дельтах аридных областей за¬
рождение первых почв происходит в условиях переувлажненности и зна¬
чительного заиливания. Затем, по мере того как устьевая область про¬
двигается вперед, постепенно ослабевает аллювиальный процесс, умень¬
шается обводненность, понижается уровень грунтовых вод. В дальней¬
шем почвообразование развивается в основном под влиянием общезо¬
нальных биоклиматических факторов, что приводит к постепенному
опустыниванию или остепнению дельтовых почв.
Дельтовые почвы также несут на себе отражение зональности. Так,
засоленность почв более выражена в дельтах аридных областей, чем в
дельтах северных рек.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПОИМЕННЫХ ПОЧВ
В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев, подчеркивая особенности поймен¬
ных почв выделяли их в классификационных схемах в группы анормаль¬
ных (В. В. Докучаев), или азональных (Н. М. Сибирцев), почв. После¬
дующие исследования подтвердили особое место пойменных почв в
классификационных схемах в связи с важной ролью в их генезисе аллю¬
виального процесса и специфики их геоморфологического положения и
гидрологического режима. Вместе с тем, как отмечено выше, была выяв¬
лена и зональность почвообразования в поймах, обусловленная особен¬
ностями развития дернового, а также возможностью и условиями про¬
явления подзолистого, солбнцового, солончакового и других процессов
в разных зонах.
Поэтому в современных классификационных схемах находят отра¬
жение эти две главные особенности генезиса почв пойм.
В приведенной классификации в названии «аллювиальные» подчер¬
кивается роль аллювиальных процессов в генезисе пойменных почв, а
указание на зону отражает специфику биоклиматических условий поч¬
вообразования в поймах рек различных зон.
По особенностям состава, реакции и других свойств группа дерно¬
вых и луговых почв делится на шесть типов; в группе болотных почв вы¬
деляют три типа (табл. 136).
136. Типы аллювиальных почв СССР («Классификация и диагностика почв СССР», 1977)
Преобладающая
Преобладающая
Тип почв
зона распростране¬
ния
Тип почв
зона распростра¬
нения
Аллювиальные
Таежно-лесная,
Аллювиальные
Полупустын¬
дерновые
лесостепная
луговые
ная, пустын¬
кислые
карбонатные
ная
Аллювиальные
Степная, лесостеп¬
Аллювиальные
Во всех зонах
дерновые
ная
лугово-болотные
насыщенные
Аллювиальные
Полупустынная,
Аллювиальные
То же
дерново-опустыни-
пустынная
болотные иловато-пе-
вающисся
регнойно-глеевые
карбонатные
Аллювиальные
Таежно-лесная,
Аллювиальные
луговые
лесостепная
болотные
кислые
иловато-торфяные
Аллювиальные
Степная, лесо¬
луговые
степная
насыщенные
411
Разделение типов дерновых и луговьгх аллювиальных почв прово¬
дится на основе учета степени развития почвенного профиля и характера
аллювиальных отложений (слоистые примитивные, слоистые, луговые
насыщенные, луговые темноцветные, луговые кислые, дерновые кислые
оподзоленные, луговые карбонатные). Основными родами являются:
обычные, ожелезненные, карбонатные, солонцеватые, заиленные, сли¬
тые и галечниковые. Деление на виды проводится по мощности гумусо¬
вого горизонта, содержанию гумуса и по степени проявления конкрет¬
ных процессов (оподзоливания, солонцеватости, засоления и т. п.).
Типы почв болотной группы подразделяются на подтипы в связи с
выраженностью процессов торфонакопления и заиления. Основными ро¬
дами являются: обычные, карбонатные, солонцеватые, засоленные, ору-
денелые. Деление на виды проводится по мощности органогенного и гу*
мусированного горизонтов.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЙМЕННЫХ ПОЧВ
Потенциальное плодородие пойменных почв изменяется от прирус¬
ловой части поймы к центральной и притеррасной; в этом направлении в
почвах увеличивается общий запас органического вещества и содержа¬
ние общего азота, растет сумма обменных оснований. Лучшими являют¬
ся незаболоченные и незасоленные почвы зернистой поймы. Такие почвы
имеют большой гумусовый горизонт, значительный общий запас органи¬
ческого вещества (до 350—550 т на 1 га) и высокое содержание элемен¬
тов питания, обладают благоприятными агрохимическими свойствами.
При распашке почв зернистой поймы в них резко возрастает мик¬
робиологическая активность, заметно увеличивается содержание доступ¬
ных растениям форм азота и фосфора. Высокое плодородие зернистых
почв поймы, а также возможности орошения создают благоприятные ус¬
ловия для возделывания здесь высокотребовательных и экономически
выгодных культур — овощных, сахарной свеклы, конопли, плодово-
ягодных.
Вблизи крупных промышленных центров в поймах рек создаются
специализированные овощеводческие и картофелеводческие совхозы.
Примером эффективного использования пойменных земель является
совхоз «Большевик» Серпуховского района Московской области, кото¬
рый систематически получает большие урожаи овощей. Ряд колхозов в
поймах ААосквы, Оки и других рек получает ежегодно урожаи овощей
250—300 ц с 1 га. При выращивании овощных культур существенно из¬
меняется баланс биологического круговорота элементов питания, пос¬
кольку с урожаем отчуждается большое количество питательных ве¬
ществ. Поэтому для поддержания плодородия пойменных почв и полу¬
чения высоких урожаев овощных культур большое значение имеет
внесение калийных и азотных удобрений. На кислых почвах с высоким
содержанием подвижного железа необходимы также и фосфорные
удобрения.
Малогумусированные песчаные и супесчаные почвы слоистой при¬
русловой поймы обладают низким естественным плодородием и, как
правило, распашке не подлежат. Когда такие почвы все же распахива¬
ются из-за отсутствия других участков, более пригодных под овощные
культуры, должны быть приняты меры против смыва почвы полыми во¬
дами (обвалование, создание защитных древесно-кустарниковых насаж¬
дений); на этих почвах необходимо также широко применять удобрения,
особенно органические.
Заболоченные и болотные почвы поймы требуют коренных мелио¬
раций и после их осушения становятся ценными сельскохозяйственными
угодьями для выращивания овощных, силосных и других культур.
412
Рис. 53. Пойма реки (Архангельская область) (фото А. Д. Кашанского).
Для активизации микробиологических процессов и мобилизации
элементов питания, законсервированных в органическом веществе торфа
таких почв, целесообразно в первые годы освоения вносить в небольших
дозах биологически активные органические удобрения. Хорошие резуль¬
таты на таких почвах дают калийные и медные удобрения.
При возделывании овощных культур на осушенных притеррасных
участках следует учитывать возможность поздневесенних и раннеосен¬
них заморозков и подбирать холодоустойчивые культуры (капуста, мор¬
ковь, свекла) с более коротким вегетационным периодом.
Богатый торф низинных притеррасных болот — ценный источник
органических удобрений.
Пойменные территории (рис. 53) являются важнейшей кормовой
базой животноводства. Здесь сосредоточено свыше 33 млн. га сенокосов
и пастбищ. Для повышения производительности пойменных сенокосов
необходимы мелиоративные и агротехнические мероприятия: осушение
заболоченных участков, удаление кустарника и кочек, подсев трав, вне¬
сение удобрений, регулирование пастьбы скота.
Для сельскохозяйственной оценки весенней поемности В. И. Шраг
предложил следующую градацию.
Короткая поемность — срок стояния полых вод до 7 дней. Позволя¬
ет возделывать большинство культур, принятых для данной зоны.
Средняя поемность — со стоянием воды от 7 до 15 дней. Исключает
озимые культуры. Благоприятна для естественных и сеяных трав и боль¬
шинства плодовых насаждений.
Продолжительная поемность — от 15 до 30 дней. Исключает поле¬
вые сельскохозяйственные культуры и плодовые. Благоприятна не для
всех трав. .
Очень продолжительная поемность — со стоянием полых вод более
30 дней. Способствует заболачиванию территории и развитию болотных
травянистых группировок.
Для регулирования поемности необходимо проводить обвалование
участков, предназначенных под сельскохозяйственные культуры.
Глава XXXII
ПЕСКИ И ПЕСЧАНЫЕ ПОЧВЫ
В СССР значительные территории заняты песчаными массивами,
относительно слабо затронутыми почвообразованием.
Под песками следует понимать открытые (сыпучие) не закреплен¬
ные или слабо закрепленные растительностью песчаные образования.
Песчаные почвы имеют устойчивый растительный покров и отчетливо
выраженный генетический профиль зональных почв.
Песчаные почвы таежно-лесной зоны (подзолистые, болотно-подзо¬
листые и дерново-подзолистые) рассмотрены в главе о почвах этой зоны.
Здесь же рассматриваются пески и песчаные почвы степной, полупус¬
тынной и пустынной зон. Основные песчаные массивы этих зон находятся
в полупустынях и пустынях Средней Азии: Каракумские, Кызылкумские,
Лоибалхашские, Приаральские, Большие и Малые Барсуки.
К наиболее крупным песчаным массивам в европейской части стра¬
ны относятся Астраханские, Придонские, Терско-Кумские и Нижнедне¬
провские (Алешковские). Общая площадь песков 62 млн. га, или 2,9%
территории СССР.
Песчаные территории представляют собой ценные пастбища и явля¬
ются базой развития животноводства, в особенности для разведения мя¬
со-шерстных и каракулевых овец, а также верблюдов. Однако пески
при неправильном их использовании превращаются в подвижные и, за¬
сыпая плодородные земли, дороги, населенные пункты, могут наносить
большой ущерб народному хозяйству.
Климат и характер растительности песчаных областей определяются
прежде всего зональными условиями. Наиболее суров климат в жарких
и сухих пустынях Средней Азии и более благоприятен в лесостепной и
степной зонах европейской части СССР.
В песчаных областях сухостепной и полупустынной зон при глубо¬
ком залегании грунтовых вод и в зависимости от стадии зарастания пес¬
ков произрастает кияк, кумарчик, вайда, верблюдка, полынь песчаная,
джузгун, тамарикс, ракитник. В пустынной зоне в состав растительного
покрова входят илак, селин, кумарчик, а из древесно-кустарнико¬
вых пород — саксаул, песчаная акация, джузгун, черкез, астра¬
гал и др.
Рельеф песков различен; формирование его определяется мощно¬
стью песчаной толщи, составом растительного покрова, ветровым режи¬
мом и длительностью переработки ветром (Т. Ф. Якубов). Взаимодейст¬
вие этих факторов обусловило образование различных форм рельефа
закрепленных песков — грядовых, бугристых и их сочетаний и подвиж¬
ных — барханных или бугристо-барханных. Более распространены в пус¬
тынях, полупустынях и сухих степях грядовые пески. К ним относятся
песчаные отложения вытянутой формы. Гребни гряд волнистые, с чере¬
дованием вершин и понижений между ними. Высота гряд от 5—7 до
20—30 м. Грядовые пески образовались в результате развевания в по¬
нижениях и навевания их на повышенные участки при одном направле¬
нии преобладающего ветра.
Значительные площади в пустынях, полупустынях, сухих и черно¬
земных степях заняты бугристыми песками. Они образуют возвышения
разных очертаний, между которыми размещаются различной глубины
понижения и котловины выдувания. Данный тип рельефа формируется
при ветрах, взаимно перпендикулярных или многосторонних направ¬
лений.
41-i
Рис. 54. Барханные пески (Тувинская АССР) (фото А. Д. Каша некого).
Подвижные пески. На территории песчаных массивов имеются раз¬
личные участки подвижных барханных песков — от небольших пятен в
несколько квадратных метров до нескольких сотен квадратных километ¬
ров. В азиатской части барханные пески составляют 7—8% общей пло¬
щади песков, в европейской—4—5%. Образование их связано с сухостью
климата, сильными ветрами и нерациональным ведением хозяйства.
Большая часть массивов подвижных барханных песков сформировалась
сравнительно давно. К ним относятся барханные пески по Амударье от
г. Керки до аула Кабаклы, территории западных Кызылкумов, а также
к западу от Небит-Дага в Прикаспийской низменности. Барханные пески
образуются и в настоящее время. Очаги подвижных песков возникают
на участках интенсивной пастьбы скота, у колодцев и оазисов.
Передвижение песка ветром связано с аэродинамическими законо¬
мерностями. Перенос песка — движение ветро-песчаного потока, который
совершается в результате взаимодействия двух сред различной плотнос¬
ти— песка и воздуха (М. П. Петров, 1950). Образование эоловых форм
рельефа обусловлено действием ветро-песчаного потока и вихрей, возни¬
кающих у препятствия (например, у бугров, кустов). Действие ветро-
песчаного потока начинается для частиц песка диаметром от 0,25 до
0,01 мм при скорости ветра более 4 м/с.
Барханы представляют собой скопление песков, которые распо¬
лагаются перпендикулярно направлению ветров. Обычно барханы имеют
пологий наветренный склон (5—15°) и крутой подветренный (28—35°).
На пологом склоне образуется рябь из-за перекатывания песчинок по
его поверхности. Полосы ряби вытянуты перпендикулярно направлению
ветра. На вогнутом.подветренном склоне не возникает ряби, так как пес¬
чинки скатываются с гребня бархана. Вследствие более коротких скло¬
нов осыпания края бархана двигаются несколько впереди центральной
части, имеющей форму дуги. При скоплении барханов образуются бар¬
ханные пески (рис. 54).
415
Образуются барханы главным образом летом под влиянием сухих
восточных ветров. Направление и скорость передвижения барханов за¬
висят от продолжительности ветров, их направления, влажности песка
и механического состава.
Если на территории имеются ветры противоположных направлений,
то пески передвигаются внутри песчаных массивов. В передвижении и
перевевании песков главная роль принадлежит ураганным ветрам, при
действии которых формируются основные формы рельефа песков.
Барханные пески лишены растительности. Этим обусловливается их
более благоприятный водный режим по сравнению с заросшими песка¬
ми. С глубины 20—40 см обычно обнаруживаются влажные слои. Более
влажны участки в межбарханных понижениях и менее влажны на пос¬
тоянно перевеваемых гребнях барханов. Песок характеризуется большой
водопроницаемостью. При нисходящем токе происходит вымывание солей,
поэтому песчаные отложения барханов не засолены и в межбарханных
понижениях накапливается пресная верховодка. Барханные пески отли¬
чаются высоким содержанием фракции от 0,25 до 0,05 мм (60—70%).
Между барханами иногда встречаются понижения, занятые слабогуму-
сированными песками.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ, СОСТАВ И СВОЙСТВА ПЕСКОВ
Пески — геологические образования, сформировавшиеся при вывет¬
ривании горных пород и переотложении продуктов выветривания под
влиянием преимущественно воды и ветра.
По происхождению пески подразделяются на элювиальные, делю¬
виальные, морские, озерные, аллювиальные (современные и древние),
флювиогляциальные и эоловые.
Перевеянные и отсортированные пески характеризуются некоторыми
особенностями их состава и свойств, определяющими условия развития
растений. К этим особенностям относятся механический, минералогиче¬
ский и химический состав, водно-физические свойства и подвижность
песков. Важное значение в их оценке с точки зрения условий развития
растений имеет также глубина залегания грунтовых вод и степень их
минерализации.
Механический состав. Пески состоят почти нацело из минеральных
частиц размером более 0,01 мм (>90%). Их механический состав отли¬
чается хорошей отсортированностью и резким преобладанием фракции
>0,05 мм (табл. 137).
Наиболее отсортированы пески эоловые и современные аллювиаль¬
ные, менее — флювиогляциальные и морские.
Минералогический состав песков определяется составом исходных
горных пород, условиями их разрушения, переноса и переотложения
продуктов разрушения.
137. Механический состав песков
Генетический тип песчаных
отложений
Глубина,
см
Содержание частиц. (%) при диаметре
частиц (мм)
>2
2—1
1—0,1
0.1 —
—0,05
0,05—
—0,001
<0,001
Флювиогляциальные, П. И. Фа¬
150—190
0,47
3,86
91,52
2,15
1,50
0,50
деев
Древнеаллювиальные,
200
—
0,25
50,69
39,66
4,46
5,19
Г. Ф. Земляков
Эоловые, Г. Ф‘ Земляков
80
—
0,01
75,50
24,19
0,06
0,24
Морские, В. П. Зенкевич
140
2,20
5,80
32,0
48,10
11,09
—
416
138. Валовой химический состав песков (% на прокаленную навеску)
Место взятия образца
Потеря от
прокали¬
вания. %
на сухую
почву
SIO,
AlsO,
FeeO,
CaO
MgO
NasO
к,о
PA
Приаральские Караку¬
мы, барханные пески
на берегу озера Джак-
сы-Клыч, В. М. Бо¬
ровский
1,14
87,76
2,26
0,74
0,84
0,23
0,9
0,7
0,02
Барханные пески из уро¬
чища Уштаган, При¬
морский район,
И. II. Томашевский
1,10
90,81
1,93
2,83
0,84
0,31
0,92
0,66
Р. Кама, 4-я терраса
(около Казани),
А. Л. Роде
Не опре¬
деляли
93,67
2,87
М2
0,35
0,29
0,30
0,56
0,03
В песках преобладают кварц, полевые шпаты, слюды, роговые об¬
манки, гипс, известковые минералы и некоторые другие. Основное место
в большинстве случаев занимает кварц. Вторичных минералов в песках
немного. Под влиянием выветривания первичных минералов, входящих
в пески, изменяется цвет последних.
Так, каракумские серые пески, содержащие кварц, полевые шпаты,
роговые обманки, биотит, становятся желтыми и темно-коричневыми.
Изменение цвета обусловлено уменьшением количества темноцветных
минералов (роговые обманки, биотит) вследствие их разрушения, а так¬
же с окрашиванием зерен кварца и полевых шпатов в темный цвет гид¬
роокисью железа.
Химический состав песков тесно связан с их минералогическим со¬
ставом и характеризуется большим содержанием S1O2 и незначительным
железа, алюминия, кальция, магния (табл. 138).
Пески пустынь и полупустынь иногда имеют повышенное количество
карбонатов кальция. Пески этих зон содержат больше водорастворимых
солей, чем пески степей. Засоление, обычно хлоридно-сульфатное или
сульфатно-хлоридное, наблюдается при близком залегании (1—1,5 м)
минерализованных грунтовых вод, а также в перевеянных песках вблизи
солончаков.
Пески содержат мало гумуса (от сотых долей процента до 0,5—
0,7%), общего азота, валового фосфора и калия. Емкость поглощения
незначительная — 0,5—2 м.-экв.; pH водной суспензии чаще 6,5—7,8.
Физические и водные свойства песков определяются их механиче¬
ским составом, а также подвижностью песка и степенью задернения.
Плотность песков—1,4—1,6; плотность твердой фазы — 2,6—2,7.
По данным М. П. Петрова, пористость барханных Каракумских песков
колеблется от 32 до 45%, заросших бугристых песков — от 40 до 48%.
Высокая некапиллярная пористость обусловливает хорошую их во¬
до- и воздухопроницаемость и низкую влагоемкость. Наименьшая влаго¬
емкость песков 5—12%, поэтому выпадающие осадки не удерживаются в
верхних горизонтах, а просачиваются глубоко вниз и при отсутствии
растительности могут накапливаться, создавая пресную верховодку.
Поскольку пески имеют невысокую водоподъемную способность (не бо¬
лее 70—80 см), потеря влаги через испарение из глубоких слоев неве¬
лика. В связи с этим рыхлые пески считаются накопителями влаги.
Важное значение в водном режиме песков имеет внутрипочвенная кон¬
денсация водяных паров.
27—837
417
На свойствах песков в значительной степени сказывается наличие
уплотненных гумусированных прослоек. Такие прослойки способствуют
накоплению влаги, содержат повышенное количество элементов питания
и являются благоприятной средой для развития корней растений. Наи¬
лучшие условия водного режима создаются в межбугристых, межгря-
довых и межбарханных понижениях. В целом водные свойства песков в
южных зонах более благоприятны для лесных культур, чем тяжелосуг¬
линистых и глинистых почв. Специфическое свойство открытых песков—
их подвижность — способность песчаных частиц перемещаться под
действием ветра. При их передвижении растения могут выдуваться или,
наоборот, засыпаться песком, а также повреждаться песчинками.
ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ НА ПЕСКАХ
Почвообразование на песках тесно связано с развитием на них рас¬
тительности, состав которой определяется зональными условиями кли¬
мата, характером сельскохозяйственного использования, степенью вы-
битости песков, глубиной залегания и минерализацией грунтовых вод.
Естественное зарастание песков начинается с поселения на них рас-
тений-пионеров (псаммофитов). Пески полупустынных районов (напри¬
мер, Астраханские, Терско-Кумские) заселяются вначале песчаным
овсом или кияком, кумарчиком и другими псаммофитами. Затем поселя¬
ются другие растения-псаммофиты, так называемые пионеры второго
порядка (Т. Ф. Якубов), которые еще более закрепляют пески и создают
благоприятные условия для развития других видов растений. Конкрет¬
ная смена различных стадий зарастания песков (эволюция раститель¬
ности) обусловлена зональными особенностями климата и изменения¬
ми в свойствах (в основном водных) песков под влиянием поселяющей¬
ся растительности (задернение, уплотнение верхних горизонтов и т.п.).
С поселением растительности на песках постепенно прекращается
их передвижение и начинается активный процесс почвообразования, ос¬
новными чертами которого являются обогащение верхнего горизонта
гумусом, пылеватыми и илистыми частицами и постепенное его уплотне¬
ние (табл. 139). В результате возрастает запас питательных веществ и
139. Некоторые свойства песков я песчаных почв
Пески я песчаные
Глубина
Гумус. %
Азот по
Кьельдалю,
%
Емкость
поглоще¬
ния.
Сухой
остаток
Частицы. %
почвы
горизонта,
см
м.-экв. на
100 г
почвы
водной
ВЫТЯЖКИ»
%
<0,01 мм
<0,001 мм
Астраханский песчаный массив (по А. А. Трушковскому)
Слабогумуси-
рованные
пески
Дерновая по¬
лупустынная
песчаная поч¬
ва
0—0,5
0,16
0,010
2,7
0,046
5,9
3,1
0,5—5
0,16
0,014
2,5
0,046
5,3
2,7
5-10
Не опр.
0,008
2,5
0,056
5,3
2,9
250—260
» »
Не опр.
2,0
0,068
4,6
2,9
0—8
0,31
0,018
3,2
0,074
7,7
5,3
15—20
0,25
0,016
3,2
0,102
7,6
5,4
35—40
0,23
0,018
3,3
0,096
7,2
5,4
225—230
Не опр.
Не опр.
Не опр.
0,161
8,8
8,0
Каракумы (по Л. Г. Гаель)
Пустынная пес¬
0—5
0,15
Не опр.
Не опр.
0,044
1,0
чаная почва
10—15
0,57
» »
> »
0,073
0,6
25—30
0,24
» !
» »
0,032
1,6
Не опр.
» »
» »
418
емкость поглощения, но заметно ухудшаются водные свойства и умень¬
шается содержание влаги в нижних слоях песчаной толщи. Темп отме¬
ченных изменений песков по мере проявления почвообразовательного
процесса зависит как от зональных климатических условий развития
растительности, так и от экологических условий конкретного песчаного
массива (состава песков, степени их развеянности, рельефа, гидрологии
и т. п.). Поселение коренной растительности приводит к превращению
песков в песчаные почвы. При близком залегании грунтовых вод
формируются глееватые и глеевые песчаные почвы, которые в полупус¬
тыне и пустыне часто бывают засоленными.
Пески и песчаные почвы в различной стадии закрепления расти¬
тельностью и развития почвообразования подразделяются на слабогуму-
сированные, или полузадернованные, и глубокогумусированные, или за¬
дернованные. Развитие зональной растительности ведет уже к фор¬
мированию профиля зональной почвы (каштановой, бурой пустынно¬
степной).
Почвообразовательному процессу на песках также свойственны не¬
которые черты зональности. Так, в лесостепной и черноземной зонах в
условиях более благоприятного климата задернение может происходить
более интенсивно, поэтому здесь выделяют так называемые серые пески
(серопески), отличающиеся более высокой гумусированноетью по срав¬
нению с песчаными почвами пустынь и полупустынь.
Весьма специфичными образованиями являются песчаные почвы
пустынь. Их впервые выделил Н. А. Димо (1925) под названием1 «рыхло-
песчаные светлоземы». Впоследствии Л. Н. Розанов отнес эти почвы
к рыхлопесчаным и песчаным сероземам. По предложению почвоведов
Узбекской ССР (Горбунов, Кимберг, 1962) они рассматриваются как
самостоятельный тип — пустынные песчаные почвы. Им свой¬
ственны следующие особенности: малогумусность. (<0,5%); заметное
обогащение пылеватыми частицами; слабо выраженное иллюирование
карбонатов, хорошая водо- и воздухопроницаемость и слабая капилляр¬
ность; интенсивная минерализация органического вещества; низкая ем¬
кость поглощения.
При общем малом содержании гумуса в песчаных пустынных поч¬
вах максимум’ его находится на глубине около 5—15 см, так как самый
верхний слой часто обновляется из-за наноса свежего песка.
В песчаных почвах пустынно-степной и пустынной зон возможщо
проявление солонцеватости и солончаковатости.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕСКОВ
И ПЕСЧАНЫХ ПОЧВ
Основной принцип освоения песчаных массивов — их комплексное
использование с учетом зональных климатических условий и свойств
песчаных образований конкретной территории. Песчаные массивы могут
быть отведены под выгонно-пастбищные угодья, виноградники и сады,
для создания лесных насаждений, сенокоеов, возделывания бахчевых и
других сельскохозяйственных культур.
Среди пустынных автоморфных почв (серо-бурые, такыры, такы¬
ровидные) песчаные почвы характеризуются лучшими условиями для
развития естественной растительности, поэтому огромные песчаные тер¬
ритории здесь являются ценнейшими пастбищами. Однако по своим фи¬
зическим свойствам песчаные почвы считаются неблагоприятными для
культурных растений: поливная вода быстро просачивается вниз, необ¬
ходимы частые поливы и малыми нормами, что осложняет возможность
их использования под орошение.
27*
419
В степной зоне на песках и песчаных почвах выращивают различные
лесные, плодовые и частично сельскохозяйственные культуры. Правиль¬
ное освоение и использование песчаных массивов должно предусматри¬
вать проведение предупредительных и активных мероприятий.
Предупредительные мероприятия включают рациональное
использование пастбищ и древесно-кустарниковой растительности, ис¬
ключающее возможность разбивания песков и превращения их в под¬
вижные.
К активным мероприятиям относятся применение механических
защит (щиты, изгороди и т. п.) и агролесомелиоративное закрепление
песков растительностью. На первых этапах закрепления песков обычно
сочетают посев и посадку растений с использованием механических за¬
щит. Для закрепления песков применяют растения-пескоукрепители:
травянистые — песчаный овес, кумарчик, селин, сибирский житняк, сор-
гогумаевый гибрид и др; кустарниковые — кустарниковые ивы (шелю¬
га), джузгун, тамарикс, черкез, акация песчаная и др.; древесные в ле¬
состепной зоне — сосна обыкновенная, береза, тополь, дуб, в степной—
сосна обыкновенная и крымская, дуб, тополь, абрикос, шелковица бе¬
лая, в полупустынной — вяз мелколистный, тополь, абрикос, шелковица
белая. В песчаных пустынях Средней Азии главной породой является
саксаул.
К факторам, определяющим лесорастительные условия территории,
относятся: климатические условия, водный режим почв, уровень грунто¬
вых вод и их качество, рельеф, степень гумусированности и степень за¬
растания песков. На основании почвенного, агролесомелиоративного,
геоботанического и гидрологического исследований планируются меро¬
приятия по комплексному использованию песков, в том числе под лесные
культуры, и устанавливаются природные районы по лесорастительным
условиям. Исходя из этих материалов, для каждого района проектируют
схемы лесных культур, ассортимент древесных и кустарниковых пород
и типы их смешения.
В зависимости от климатических, зональных и других природных
условий (уровня грунтовых вод, подстилающих пород, рельефа терри¬
тории) песчаные массивы могут быть использованы для различных це¬
лей: выращивания лесных культур, организации выгонно-пастбищных
угодий, сенокосов, бахчеводства, виноградарства и т. д.
Примером успешного создания насаждений на песках в зоне сухих
степей может служить Ачикулакская лесная дача (территория Терско-
Кумской полупустыни), где произрастают сосна, белая акация, ясень
и другие породы, а также выращивается виноград.
Глава XXXIII
ЭРОЗИЯ ПОЧВ И МЕРЫ БОРЬБЫ С НЕЮ
ВИДЫ ЭРОЗИИ
Эрозия (от латинского erosio — разъедание) — процесс разрушения
почв под воздействием воды и ветра.
Разрушение почв под действием воды называют водной эрози¬
ей, а под действием ветра — ветровой эрозией, или дефля¬
цией. Предохранение почв от эрозии и борьба с ней является важней¬
шей задачей рационального использования земли.
Водную эрозию подразделяют на плоскостную, или поверхностную
и линейную, или овражную. В зависимости от вида стоковых вод водную
эрозию также подразделяют на эрозию, вызываемую талыми, дождевы¬
ми или ирригационными водами.
Поверхностная э,розия — смыв верхнего горизонта почвы
под влиянием стекающих по»склону дождевых или талых вод. Последние
при своем движении образуют мелкие струйчатые размывы, которые
при очередной обработке почвы заделываются за счет постепенной при¬
пашки подпахотного слоя почвы. Таким образом, в результате поверх¬
ностной эрозии пахотный горизонт все в меньшей и меньшей доле сохра¬
няет материал исходного верхнего слоя почвы и формируется за счет
нижележащих менее плодородных горизонтов, а общая мощность поч¬
венного профиля уменьшается, формируются смытые почвы.
Механизм поверхностной эрозии связан с разрушающей ударной
силой дождевых капель и с воздействием поверхностного стока дожде¬
вых и талых вод. Капли дождя, падая на поверхность почвы, разруша¬
ют почвенные агрегаты на мелкие частицы и разбрызгивают их в сторо¬
ны. При этом почва дезагрегируется и делается более податливой смы¬
ву, часть поверхностных пор заиливается, что вызывает снижение водо¬
проницаемости и усиление поверхностного стока.
Поверхностный поток воды на склоне обладает определенной кине¬
тической энергией, которая пропорциональна массе воды и скорости ее
стекания. Часть энергии расходуется на разрушение (размыв) почвы, ее
отдельных комочков, а также на перенос разрушенного материала.
Линейная эрозия — размыв почв в глубину более мощной
струей воды, стекающей по склону. Первые стадии линейной эрозии—»
образование глубоких струйчатых размывов (до 20—35 см) и промоин
(глубиной от 0,3—0,5 м до 1 —1,5 м). Дальнейшее их развитие приводит
к образованию оврагов. Линейная эрозия приводит к полному уничто¬
жению почвы. О степени развития овражной эрозии чаще всего судят
по проценту площади, которую занимают овраги или по суммарной про¬
тяженности оврагов на квадратный километр площади (км/кмг2). В пос¬
леднем случае принимаются градации: слабая <0,25 км/км2; средняя
0,25—0,50; сильная 0,50—0,75 и очень сильная >0,75 км/км2. В горных
районах наряду с развитием обычных форм водной эрозии мотут воз¬
никать селевые потоки, образующиеся после бурного снеготаяния
или интенсивных дождей. Селевые потоки (ссли) движутся с большой
скоростью и увлекают с собой огромное количество материала в виде
мелкозема, гальки и крупных камней. Сели весьма опасны, вызывают
большие разрушения и борьба с ними требует строительства специаль¬
ных противоселевых сооружений. По темпам развития принято разли¬
чать геологическую (нормальную) и ускоренную эрозию.
Геологическая эрозия — медленный процесс смыва части¬
421
чек с поверхности почвы, покрытой естественной растительностью. При
этом потеря почвы восстанавливается в ходе почвообразования, и прак¬
тически такая эрозия вреда не приносит.
Ускоренная эрозия связана с удалением естественной расти¬
тельности, неправильным использованием почвы, в результате чего темп
эрозии резко возрастает. В данной главе рассматривается ускоренная
эрозия.
Интенсивность ускоренной эрозии может быть оценена по следую¬
щим градациям (по Заславскому, 1979):
Для поверхностной эрозии
Слабый смыв — среднегодовой смыв <5 т/га
Средний смыв » » 5—10 т/га
Сильный смыв » » 10—20 т/га
Очень сильный смыв почвы 20—50 т/га
Чрезвычайно сильный смыв >50 т/га
Для линейной эрозии
Слабая интенсивность — среднегодовой прирост оврагов . . . <0,5 м
Средняя интенсивность » » » . . . 0,5—1,0 м
Сильная интенсивность » » » . . . 1—2 м
Очень сильная интенсивность » * » . . . 2—5 м
Чрезвычайно сильная интенсивность » » ... >5 м
ВРЕД, ПРИЧВДЯЕМЫЙ ВОДНОЙ ЭРОЗПЕЙ
И ЕЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ
Эрозия распространена весьма широко во многих странах (США,
Китай, Индия, Италия и др.). В нашей стране водная эрозия наиболее
распространена в зонах серых лесных почв, черноземной и каштановой,
в земледельческих районах таежно-лесной зоны, а также в горных об¬
ластях. Она развита в правобережье Днепра, Волги, Дона, Северного
Донца, Десны, Днестра и их притоков, на Средне-Русской, Волыно-По-
дольской, Донецкой, Приволжской, Клинско-Дмитровской и Ставро¬
польской возвышенностях, в Высоком Заволжье, на Общем Сырте, в
Западном Предуралье, в приречных зонах сибирских рек, особенно Оби,
Иртыша и их притоков, в предгорьях и горах Крыма, Кавказа, Карпат,
Урала, Алтая, Средней Азии.
Дефляция чаще наблюдается в районах неустойчивого увлажнения,
в засушливых областях (Северном Казахстане, Башкирии, в Ставро¬
польском и Краснодарском краях, на юго-востоке Украины и Заволжья,
в степных районах Западной и Восточной Сибири) и особенно в пусты¬
нях и полупустынях.
В результате эрозии происходит ухудшение плодородия почв (по¬
верхностная эрозия) или полное уничтожение почвы (линейная эрозия).
Снижение плодородия зависит от степени смытости почв и связано
с постепенным удалением наиболее плодородного верхнего слоя и вовле¬
чением в пахотный горизонт менее плодородных нижних горизонтов.
При этом ухудшается химический состав, свойства и режимы почв: сни¬
жается содержание и запас гумуса, а часто ухудшается и его качествен¬
ный состав, снижаются запасы элементов питания и содержание их под¬
вижных форм, ухудшаются физические и биологические свойства почв.
В смытых почвах ухудшается структурное состояние и сложение,
уменьшается пористость и увеличивается плотность, что приводит к сни¬
жению водопроницаемости, увеличению поверхностного стока, снижению
влагоемкости и запасов доступной для растений влаги.
Часто на смытых почвах ухудшается состав обменных катионов, из¬
меняется реакция.
422
140. Урожаи на почвах различной степени смытости (данные К. Л. Холупяка,
II. К. Шикулы. 1964)
Урожай, ц с 1 га
Почва
Культуры
на корро¬
дирован¬
на почве эродиро»
ванной
ной почве*
слабо |
| средне]
сильно
Донецкая область
Черн озем обы к новенн ыii н а
лёссовидных суглинках
Яровая пшеница
Яровой ячмень
Овес
24.0
27.0
28,4
22.3
24,1
19.4
18,2
19.4
16.4
15,1
11,3
12,6
Чернозем на делювии гли¬
нистых сланцев
Озимая пшеница
Яровой ячмень
26,8
25,6
31,7
18,6
16,6
11,4
10.9
9.9
Чернозем на элювии глини¬
стых сланцев
Озимый ячмень
Крымская область
29,6
19,1
13,3
6,8
Чернозем предгорный вы¬
щелоченный
Озимая пшеница
Овес
35,7
26,5
26,2
18,9
18,2
16,0
9.5
13.5
Чернозем обыкновенный
Яровой ячмень
Кукуруза
Картофель
19,1
43,4
161,0
18,0
35,7
136,0
15,6
27,2
105,0
11,5
17,4
87,0
Потеря гумуса ведет к снижению биологической активности почв:
уменьшается численность микроорганизмов, и в особенности полезных
для земледелия, снижается численность мезофауны, падает активность
ферментов.
Ухудшение питательного, водного и биологического режимов наря¬
ду с ухудшением ряда свойств смытых почв приводит к падению их пло¬
дородия и как следствие — к снижению урожая (табл. 140).
Учитывая большие площади почв, подверженных эрозии, ущерб,
наносимый ею сельскому хозяйству, весьма велик.
Развитие эрозии приводит к нарушению дорожной сети, вызывает
обмеление рек; продукты эрозии заносят ирригационные сооружения,
ценные сельскохозяйственные угодья (сады, огороды, луга), жилища.
Поэтому борьба с эрозией является проблемой не только для сель¬
ского хозяйства, но и для других отраслей народного хозяйства.
УСЛОВИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАЗВИТИЕ ЭРОЗИИ
Главной причиной развития эрозии является неправильное исполь¬
зование земельной территории человеком. Эрозия развивается там, где
при неправильной хозяйственной деятельности человека природные ус¬
ловия предрасположены к проявлению эрозионных процессов. Поэтому
принято различать социально-экономические и природ¬
ные условия развития эрозии.
Активное развитие эрозионных процессов стало проявляться с мо¬
мента воздействия человека на растительный и почвенный покров в свя¬
зи с возделыванием сельскохозяйственных культур, эксплуатацией ле¬
сов, пастьбой скота и т. п. Особенно интенсивного развития эрозия дос¬
тигла при капитализме в связи с хищническим использованием" террито¬
рии.
Ярким примером ограбления почв и бурного развития эрозии в ре¬
зультате хищнического использования земли являются США, где, по
423
данным известного американского почвоведа X. Беннета (1958), эрозия
разрушила десятки миллионов гектар плодороднейших почв.
В нашей стране сильное развитие эрозии происходило после отмены
крепостного права, когда крестьяне вынуждены были распахивать за¬
нятые лесом участки, луговые угодья и земли, расположенные на кру¬
тых склонах, а также верховья балок и оврагов. Лишенные защиты ес¬
тественной растительности, в условиях низкой агротехники, при несо¬
блюдении элементарных противоэрозионных мероприятий, такие терри¬
тории легко подвергались эрозии.
Социалистическая система ведения сельского хозяйства в нашей
стране создала условия для рационального использования почвенных ре¬
сурсов. Однако для того, чтобы в этих условиях исключить развитие
эрозии, необходимо осуществление комплекса противоэрозионных меро¬
приятий, исключить нерадивое отношение к земле, влекущее за собой
развитие эрозии.
К природным условиям, влияющим на развитие эрозии при непра¬
вильном хозяйственном использовании земель, относятся климат, усло¬
вия рельефа, геологическое строение местности, почвенные условия и
растительный покров.
Из климатических условий наиболее важное значение име¬
ют количество и режим выпадающих осадков. Особенно опасны ливне¬
вые* и затяжные дожди, выпадающие в периоды слабого развития рас¬
тительности или ее отсутствия на пахотных землях. Большое значение
для оценки возможности развития смыва почв от стока талых вод име¬
ют учет запасов воды в снеге, интенсивности снеготаяния, а также состо¬
яния почвы к периоду снеготаяния. Эрозия от талых вод интенсивнее
проявляется на неглубоко оттаявших склоновых землях, когда верхний
маломощный оттаявший слой, пересыщенный влагой, легко смывается
по мерзлой прослойке нижележащего горизонта.
При оценке климата в отношении развития дефляции почв перво¬
степенное значение имеют количество, распределение и характер выпа¬
дающих осадков, температурный и ветровой режимы. Дефляции способ¬
ствует засушливый и континентальный климат. Во влажной почве уве¬
личивается связность частиц, улучшается противоэрозионная стойкость
почвы, ускоряется рост растений, что способствует более быстрому соз¬
данию почвозащитного покрова.
Водная эрозия развивается под влиянием вод поверхностного стока.
Поэтому особое значение в ее развитии имеют условия рельефа: глу¬
бина местного базиса эрозии, крутизна, длина, форма и экспозиция скло¬
нов. Смыв почвы возможен уже при уклонах 1,5—2°, а при уклонах 3°
и больше эрозия развивается заметно и тем интенсивнее, чем круче
склон (табл. 141). Поскольку с увеличением длины склона возрастает
масса стекающей воды и энергия потока, то, как правило, с увеличением
длины склона возрастает опасность смыва почвы.
Однако при оценке влияния крутизны и длины склонов на развитие
эрозии следует учитывать режим выпадающих осадков, состояние рас¬
тительности, свойства почв.
По форме различают склоны прямые, выпуклые, вогнутые и сту¬
пенчатые (рис. 55).
Прямые склоны имеют ровную крутизну на всем протяжении и на¬
ибольший смыв наблюдается в нижней их части.
На выпуклом склоне наибольшая крутизна и максимальный смыв
имеют место также в нижней части склона.
* Крупнокапс.шныс дожди интенсивностью 0,5—1 мм/м*ш и более.
424
141. Смыв почвы в зависимости
от крутизны склона (Белгородская
область, типичный суглинистый
чернозем, экспозиция южная, зябь,
склон выпуклый.
Данные И. Д. Брауде)
Расстояние
от водораз¬
дела, м
0—100
101—200
201—300
301—400
401—485
Уклон,
град
0—1
2—2,5
2,5—3
3—4
4—6
Средний смыв
почвы с зяОи,
м'* с 1 га
Выпуклый склтг
f°iaab!Водораздельная
! часть
0
4,5
7
19
37
Прибалочная
Прямой сил off
\Лриврдо~\ i
\раздель-г
Г ная й
! илптл.
часть
Смытые почвы
Рис. 55. Расположение смытых и намы¬
тых почв по профилю склонов различной
формы (по Н. И. Сусу).
При вогнутом профиле наиболь¬
ший смыв наблюдается в верхней
наиболее крутой части склона, а в
нижней создаются условия для ак¬
кумуляции материала.
При ступенчатом склоне созда¬
ются условия для ослабления эро¬
зии, так как участки террас на скло¬
не замедляют сток. Почвы южных
склонов обычно более подвержены
смыву, чем северных.
Условия рельефа в горных и
предгорных районах (сильная рас- •. ; V.;. Намытые почвы
члененность территории, господство
склоновых форм, большая крутизна
и протяженность склонов), возмож¬
ность образования мощных потоков
при ливнях и интенсивном снеготая¬
нии, при маломощности смытых почв и близком залегании плотных по¬
род создают большую опасность эрозии на этих территориях.
Дефляция наиболее опасна на равнинных территориях, а также в
обширных межгорных и межсопочных долинах.
Влияние геологического строения территории на развитие
эрозии связано с различной податливостью пород к размыву и смыву, а
также к дефляции. Так, лёссы и лёссовидные отложения легко размыва,
ются и способствуют образованию оврагов. Моренные суглинки более
устойчивы к смыву, чем покровные суглинки. Флювиогляциальные и
древнеаллювиальные отложения, обладая хорошей водопроницаемостью,
устойчивы против водной эрозии, но легко подвергаются дефляции.
Весьма эрозионноопасны территории, сложенные небольшой толщей
рыхлых отложений и подстилаемые с глубины 30—50 см плотными по¬
родами (опоками, сланцами, песчаниками, гранитами и т.п.). На таких
территориях смыв и дефляция верхнего рыхлого слоя могут приводить
к полному уничтожению почвы.
Влияние почвенных условий в значительной степени опреде¬
ляется водопроницаемостью и потому тесно связано с механическим со¬
ставом, структурностью, мощностью гумусовых горизонтов, плотностью
и влажностью верхнего слоя. Почвы, легко впитывающие влагу (струк¬
турные, легкие по механическому составу, рыхлые), лучше противостоят
водной эрозии. Все факторы, способствующие образованию прочной
425
142. Влияние растительности на смыв черноземной почвы (по Г. А. Черемисинову)
Культура
Уклон, град
СТОК ВОДЧ1
с 1 га, л
Смыв почвы
с 1 га, г
Многолетние травы 2-го года жизни
5,5—7
3020
4,1
Озимая пшеница
5,5—7
3700
8,0
Кукуруза, посеянная поперек склона
5,5—7
4200
15,7
Ранний пар
5,5—7
7500
49,9
структуры, благоприятствуют и противоэрозионной устойчивости почв,
а ухудшение структуры снижает противоэрозионную устойчивость.
Бесструктурные почвы с уплотненным верхним горизонтом облада¬
ют слабой противоэрозионпой устойчивостью.
Наиболее устойчивы к водной эрозии черноземы, а наименее — дер¬
ново-подзолистые и сероземы. Дефляции легко подвергаются песчаные
и супесчаные почвы, а также бесструктурные суглинистые и глинистые
почвы при иссушении их верхнего горизонта.
Растительный покров выполняет исключительную почвоза¬
щитную роль. Чем лучше он развит, тем слабее проявляется эрозия.
Почвозащитная роль растительности объясняется следующими причи¬
нами.
Корни растений прочно скрепляют почвенные частицы и как свое¬
образная «арматура» препятствуют смыву, размыву и развеванию
почвы.
Наземный полог растений принимает на себя ударную силу дожде¬
вых капель, предохраняя тем самым структурные отдельности почвы от
разрушения их иадающими дождевыми каплями или сильно ослабляя
их действие.
Густая растительность резко замедляет скорость поверхностного
стока, способствуя лучшему впитыванию воды, а также задерживает
почвенные частицы, смытые с вышележащих участков.
Дернина и подстилка, обладая высокой влагоемкостью и хорошей
водопроницаемостью, легко впитывают воду и хорошо сохраняют в ми¬
неральном верхнем горизонте некапиллярные поры, созданные почвен¬
ной фауной и корнями.
Растительность способствует накоплению снега и как следствие
ослабляет промерзание почвы, что приводит в период весеннего снего¬
таяния к лучшему впитыванию влаги.
Столь же велика почвозащитная роль растений и в отношении деф¬
ляции. На задернованных участках или покрытых древесной или кустар¬
никовой растительностью ветровая эрозия практически не проявляется.
-Данные, характеризующие почвозащитную роль растительности,
приведены в таблице 142.
ДЕФЛЯЦИЯ
Дефляция проявляется в виде пыльных (черных) бурь и местной
(повседневной) ветровой эрозии. Пыльные бури охватывают обширные
территории и повторяются периодически. Ветер разрушает верхний го¬
ризонт почвы и, вовлекая почвенные частицы в воздушный поток, пере¬
носит их на различные расстояния от очага эрозии. Крупные частицы
почвы обычно передвигаются на Небольшие расстояния, задерживаясь
у различных препятствий и в понижениях рельефа.
Наиболее мелкие частички почвы (<0,1 мм и <0,001 мм) в виде
воздушной суспензии перемещаются на десятки, сотни и даже тысячи
километров от очага выдувания.
426
Местная дефляция проявляется в виде верховой эрозии и поземки.
При верховой эрозии частички почвы поднимаются вихревым (турбу¬
лентным) движением воздуха высоко вверх, а при поземке они перека¬
тываются ветром по поверхности почвы или перемещаются отдельными
скачками на некоторой высоте от почвы, повреждая при этом всходы
сельскохозяйственных растений.
Различают следующие способы передвижения комгочков, микроаг¬
регатов и отдельных механических элементов в зависимости от их разме¬
ров (Копке Г., Бертран А., 1962):
При перекатывании комочки трутся и ударяются друг о друга, что
усиливает их разрушение и увеличивает количество более мелких фрак¬
ций. При скачкообразном движении частиц они при ударах «бомбарди¬
руют» более крупные частицы, разрушая их, поэтому возрастает число
скачущих и передвигающихся во взвешенном состоянии частиц. Кроме
того, скачущие частицы выбивают из штилевой полосы (до 0,2—0,4 мм
от поверхности) частицы <0,1 мм и вовлекают их в воздушный поток.
Поэтому в процессе воздействия ветра его разрушительная сила возрас¬
тает.
На почвах, лишенных растительности, развитие дефляции зависит
от силы ветра, механического состава и структурности почвы. Дефляция
возникает при разной скорости ветра в зависимости от механического
состава и структурности почвы. Так, по данным А. А. Зайцевой, для лег¬
ких почв Северного Казахстана дефляционноопасные скорости ветра
оказались равны 6 м/с, для тяжелых — 10 м/с и более.
Чем меньше глинистых частиц и иловатых частиц в почвах, тем ху¬
же они противостоят дефляции. Как отмечалось выше, наиболее подвер¬
жены ей песчаные, супесчаные и легкосуглинистые почвы.
Для тяжелых почв решающее значение имеет структурность верх¬
него слоя. Если большая часть этого слоя состоит из комочков более
1 мм, почва практически не подвергается дефляции.
Чаще всего дефляция проявляется весной, когда почва разрыхлена
на больших площадях, а сельскохозяйственные культуры не успели еще
развиться и не могут предохранить ее от выдувания. Вместе с почвой
при дефляции выносятся семена и неокрепшие всходы растений, а ози¬
мые повреждаются из-за засекания, заноса их почвой и обнажения уз¬
лов кущения. Летом дефляции подвержены преимущественно чистые па¬
ры и поля, занятые пропашными культурами.
КЛАССИФИКАЦИЯ И ДИАГНОСТИКА ЭРОДИРОВАННЫХ ПОЧВ
При почвенных обследованиях, составлении крупномасштабных и
среднемасштабных почвенных карт выделяют и картируют почвы раз¬
личной степени эродированности, а также составляют специальные кар¬
тограммы эродированных почв. При изучении эродированных почв в
полевых условиях и их картировании учитывают, какие горизонты поч¬
вы снесены при развитии водной или ветровой эрозии, за счет каких
горизонтов образуется пахотный слой и каково его плодородие.
Согласно классификации, разработанной Почвенным институтом
имени В. В. Докучаева («Классификация и диагностика почв СССР»,
1977), почвы, подверженные водной эрозии, разделяются на слабо-,
средне* и сильносмытые. Ниже приводится диагностика почв разной
степени смытости для основных типов почв.
Форма движения почвенных частиц
Диаметр частиц, мм
Во взвешенном состоянии . . .
Скачкообразная
Скольжение по поверхности . .
<0,1
0,1—0,5
0,5—3,0
427
Дерновочтодзолистые и светло-серые лесные почвы
Слабосмытые — вспашкой затронута верхняя часть горизонта A2Bj, пахот¬
ный слой заметно осветлен и имеет буроватый оттенок, на поверхности почв редкая
сеть промоин; залегают на пологих склонах (уклон не более 3°).
Среднесмытые-в пашню вовлечены целиком или частично горизонты А2В
и Вь цвет пашни бурый и сильнопятнистый; поверхность почвы размыта частой сетью
иромоин; залегают на покатых склонах (с уклоном 3—5°).
Сильносмытые — распахана средняя или нижняя часть горизонта В2, встре¬
чаются отдельными участками на сильнопокатых волнистых склонах с уклонами до
5—8°; поверхность почвы отличается бурым цветом и сильно выраженной глыбис-
тостью.
Серые и темно-серые лесные почвы с установившейся глубиной их вспашки не
менее 20—25 см (при первоначальной мощности гумусовых горизонтов (Ai+AiA2)
30—40 см.
Слабосмытые — гумусовые горизонты смыты не более чем на одну треть
первоначальной мощности, горизонт А2В в пашню не вовлекается совсем или очень
слабо, на поверхности пашни мелкие промоины.
Среднесмытые — гумусовый слой смыт более чем на одну треть, в пашню
вовлекается верхняя часть горизонта В г, пахотный слой отличается буроватым от¬
тенком.
Сильносмытые — гумусовый слой смыт полностью, пахотный слой пред¬
ставлен в основном горизонтом В и имеет бурый цвет.
Черноземные почвы
А. Черноземы мощные и средиемощные всех подтипов с установившейся глуби¬
ной вспашки не менее 22 см при первоначальной мощности гумусовых горизонтов
(A+Bj) 50 см.
Слабосмытые—горизонт А смыт на 30%, пахотный слой не отличается по
цвету от несмытых почв: на поверхности почвы мелкие промоины.
Среднесмытые — горизонт А смыт более чем наполовину; пахотный слой
имеет буроватый оттенок.
Сильносмытые — смыт полностью горизонт А и частично Bi; пахотный слой
имеет буроватый или бурый цвет, характеризуется глыбистостью и склонностью обра¬
зовывать корку.
Б. Типичные, обыкновенные и южные черноземы с установившейся глубинои
вспашки не менее 20 см при мощности гумусовых горизонтов до 50 см.
Слабосмытые —смыто до 30% первоначальной мощности гумусовых гори¬
зонтов; в нашшо вовлекается небольшая верхняя часть горизонта В].
Среднесмытые — гумусовые горизонты смыты на 30—50 %, при вспашке
значительная часть или весь горизонт Bi вовлекается в пахотный слой, последний под¬
стилается переходным горизонтом В2.
Сильносмытые — смыта большая часть гумусовых горизонтов, распахивается
и часть горизонта В2, окраска пашни близка к цвету породы.
Каштановые почвы
Слабосмытые — смыто до 30 % первоначальной мощности гумусовых гори¬
зонтов (A+Bj), в пашню вовлекается верхняя часть горизонта Bj.
Среднесмытые — смыто 30—50 % мощности горизонтов A+Bi; при вспашке
значительная часть или весь горизонт Bi вовлекается в пахотный слой.
Сильносмытые —смыта большая часть гумусового слоя, распахивается го¬
ризонт В2, цвет пашни приближается к цвету почвообразующей породы.
Сероземы —по степени эродированности пахотных почв с установившейся глу¬
биной их вспашки не менее 25 см и мощностью гумусовых горизонтов до 40 см под¬
разделяются на:
слабосмытые — смыто не более половины горизонта А;
среднесмытые — смыт более чем наполовину или полностью гумусовый
слой, распахивается горизонт В2;
сильносмытые — смыт частично или полностью горизонт Вк; распахивается
нижняя часть Вк или верхняя часть горизонта С.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ПОЧВ ОТ ЭРОЗИИ
В нашей стране ведутся планомерные работы по изучению эрози¬
онных процессов и разработке мероприятий по борьбе с ней. Организо¬
ваны специальные научно-исследовательские институты, опытные стан¬
ции и опорные пункты, в общегосударственном масштабе осуществля¬
ются крупные мероприятия по охране почв и защите их от эрозии. Во
всех союзных республиках приняты законы об охране природы и почв,
в которых подчеркнуто, что охрана природы является важнейшей госу¬
428
дарственной задачей и делом всего народа. Большое значение для прак¬
тического осуществления мероприятий по охране почв имеет принятое
в 1967 г. постановление Центрального Комитета КПСС и Совета Ми¬
нистров СССР «О неотложных мерах по защите почв от ветровой и вод¬
ной эрозии». В постановлении указан комплекс организационно-хозяй¬
ственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических ме¬
роприятий, которые необходимо применять для борьбы с эрозией почв
с учетом1 конкретных местных почвенно-климатических условий.
Постановлением предусмотрено государственное финансирование
важнейших противоэрозионных мероприятий и намечен план их осу¬
ществления на длительный срок.
Важное государственное значение в рациональном использовании
земельного фонда нашей страны, охране почв и всемерном повышении
их плодородия имеет принятый в 1968 г. пятой сессией Верховного Со¬
вета СССР Закон «Основы земельного законодательства Союза ССР и
союзных республик». Закон обязывает землепользователей проводить
противоэрозионные мероприятия на всех землях, подверженных эрозии.
Защита почв от эрозии слагается из профилактических мероприятий
по предупреждению ее развития и конкретных мер по устранению эро¬
зии там, где она уже развита. Поэтому в эрозионно опасных районах,
где природные условия (климат, рельеф, свойства почв и пр.) благопри¬
ятствуют возникновению и развитию эрозии, земледелие должно быть
почвозащитным (противоэрозионным). Поскольку сток формируется с
водораздела, то противоэрозионные мероприятия должны охватывать
всю территорию от водораздельных ее частей до нижних участков скло¬
нов.
Защита почв от эрозии включает систему следующих групп проти¬
воэрозионных мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехни¬
ческих, лесомелиоративных и гидротехнических.
Организационно-хозяйственные мероприятия предусматривают обо¬
снование и составление плана противоэрозионных мероприятий и обес¬
печение его выполнения. Важное место здесь занимает подготовка дан¬
ных, определяющих противоэрозионную устойчивость территории: поч¬
венная карта и картограмма эродированных почв, карта рельефа, пород
и т. д. На основании обобщения этого материала с учетом наиболее це¬
лесообразной специализации хозяйства составляется план правильной
противоэрозионной организации территории. В плане предусматривается
конкретное осуществление указанной выше системы противоэрозионных
мероприятий с учетом возможности деления земель хозяйства на следу¬
ющие девять категорий по интенсивности противоэрозионных мероприя¬
тий («Основные положения по борьбе с водной и ветровой эрозией почв»,
Министерство сельского хозяйства СССР, 1962):
A. Земли, интенсивно используемые в земледелии:
1-я категория — не подверженные эрозии почвы;
2-я категория — подверженные слабой эрозии;
3-я категория — подвержены средней эрозии.
Почвы этих категорий используются в полевом севообороте.
4-я категория — подвержены сильной эрозии. Используются в систе¬
ме специальных почвозащитных севооборотов.
Б. Земли, пригодные для ограниченней обработ¬
ки:
5-я категория — очень сильно эрудированные земли; отводятся под
сенокосы, пастбища' или выделяются в почвозащитные севообороты с
1—2 полями зерновых и 5—10 полями многолетних трав.
B. 3 е м л и, непригодные для обработки, это преимуще¬
ственно овражно-балочная сеть:
429
6-я и 7-я категории — непригодны для почвозащитных севооборотов
и используются под сенокосы и пастбища с нормированным и строго
нормированным выпасом и применением поверхностного улучше¬
ния;
8-я категория — земли непригодные для земледелия, но пригодные
для лесоразведения;
9-я категория — «бросовые земли» — обрывы, скаты, каменистые
осыпи и пр.
Агротехнические мероприятия слагаются из использования почвоза¬
щитных свойств самих растений — многолетних трав и однолетних куль¬
тур, приемов противоэрозионной обработки почв, специальных приемов
снегозадержания и регулирования снеготаяния, агрохимических средств
повышения плодородия эродированных почв.
К фитомелиоративным приемам защиты почв от эрозии от¬
носятся: севообороты с многолетними травами, специальные почвозащит¬
ные севообороты с повышенным насыщением многолетними травами на
сильно эродированных и наиболее эрозиоино опасных участках; созда¬
ние буферных полос из многолетней и однолетней травянистой расти¬
тельности на крутых и длинных склонах; почвозащитные севообороты с
полосным размещением культур; посев на парах и полях с пропашными
культурами буферных полос; занятые пары в районах достаточного
увлажнения; кулисные посевы на парах и по зяби, перекрестный посев;
залужение водоподводящих ложбин к оврагам и балкам и др.
Противоэрозионная обработка преследует цель обеспе¬
чить прекращение поверхностного стока и максимальное поглощение или
безопасный отвод поверхностных вод (в районах с повышенным увлаж¬
нением).
К важнейшим приемам противоэрозионной обработки почвы отно¬
сятся: обработка поперек склона (контурная обработка); бороздование,
обвалование и лункование зяби и паров; вспашка с почвоуглублением,
щелевание и кротование почв, поделка ливнеотводных борозд в районах
с преобладанием ливневой эрозии, заравнивание промоин и разъемных
борозд.
Важное значение имеет снегозадержание и регулирова¬
ние снеготаяния: посев кулис из высокостебельных растений,вал-
кование снега, применение щитов, полосная укатка и зачернение снега
и др.
Мощным агротехническим средством повышения противоэрозионной
устойчивости почв является применение органических и ми¬
неральных удобрений. Культурные растения, выросшие на удоб¬
ренной почве, развивают более мощную корневую систему, более густой
надземный полог, улучшают физические свойства почв, что в совокуп¬
ности способствует лучшей защите ее от эрозии. Потребность в удобре¬
ниях, особенно азотных и фосфорных, возрастает с увеличением степени
эродированности почв. Причем на эродированных почвах эффективность
удобрений более высокая, чем на неэродированных. Поэтому рекоменду¬
ется увеличивать нормы удобрений по сравнению с неэродированными
почвами — на среднеэродированных — на 20%, а на сильноэродирован-
ных — на 50%.
Особое значение при применении удобрений приобретают меропри¬
ятия по задержанию влаги: с одной стороны, поглощение стоковых вод
повышает эффективность удобрений в создании урожая, а с другой —
исключается снос удобрений поверхностным стоком и загрязнение во¬
доемов и рек.
В борьбе с дефляцией эффективны агротехнические мероприятия,
направленные на увеличение к сохранение влаги в почве и обеспечение
430
постоянной защиты ее поверхности растительным покровом от выдува¬
ния. Поэтому агротехнические мероприятия, направленные на борьбу с
водной эрозией, будут ослаблять и ветровую эрозию.
Надежным, широко распространенным способом защиты почв от
дефляции является плоскорезная вспашка. При такой обработке на по¬
верхности почвы остаются стерня и пожнивные остатки, которые препят¬
ствуют сдуванию снега, увеличивают запасы влаги в почве. Последую¬
щее сохранение стерни при посеве и развитии растений предохраняет
почву от весенней и раннелетней дефляции, а также защищает всходы
растений от засекания. Сохранение стерни при обработке почвы повыша¬
ет урожай яровой пшеницы в Казахстане на 2—3 ц на 1 га, а в остроза¬
сушливые годы урожаи по безотвальной обработке удваиваются и даже
утраиваются.
Специальным приемом по борьбе с водной и ветровой эрозией явля¬
ется, как отмечалось выше, полосное земледелие, основу которого со¬
ставляют почвозащитные севообороты с полосным размещением культур
т. е. чередованием полос однолетних растений с полосами эрозионно
устойчивых культур и многолетних трав. На легких почвах, сильно под¬
верженных ветровой эрозии, полосы трав и однолетних культур делают
не шире 50 м; на почвах, более стойких к выдуванию, ширина полос эро¬
зионно устойчивых культур и многолетних трав может быть 50—100 м,
а однолетних культур 100—150 м.
Кроме отмеченных приемов борьбы с дефляцией, используют
сплошное или полосное оставление стерни на высоком срезе, специаль¬
ные посевы длинностебельных культур (подсолнечник, кукуруза и др.),
создание шероховатой поверхности пашни при ее обработке и посеве
и т. д. Важное значение имеют сжатые сроки посева яровых куьтур,
быстрое появление всходов которых и дружное развитие обеспечивают
защиту почв от дефляции. На выгонах и пастбищах необходимо строго
регулировать выпас, не допуская разрушения дернины.
В числе агротехнических мероприятий по борьбе с водной и ветро¬
вой эрозией перспективным является улучшение физических свойств
почвы путем применения искусственных структурообразова-
телей.
Лесомелиоративные мероприятия включают создание лесных за¬
щитных насаждений различного назначения:
ветрозащитные лесные полосы, создаваемые по границам полей се¬
вооборотов, участков многолетних насаждений;
полезащитные лесные кустарниковые и лесокустарниковые полосы,
закладываемые поперек склонов для задержания поверхностного стока;
приовражные лесные полосы;
лесокустарниковые и кустарниковые насаждения по откосам и дни¬
щам оврагов;
водозащитные насаждения вокруг водоемов, по берегам рек, озер,
каналов для их защиты от заиления и разрушения берегов;
сплошное или куртинное облесение сильноэродированных или эро¬
зионно опасных земель, непригодных для сельскохозяйственного исполь¬
зования (пески, очень крутые склоны и т. п.).
Гидротехнические мероприятия применяются в тех случаях, когда
другие приемы не в состоянии предотвратить эрозию. К ним относятся
гидротехнические сооружения, обеспечивающие задержание или регули¬
рование склонового стока: поделка террас с широкими основаниями, ва¬
лов и канав, различные вершинные сооружения (лотки, водотоки), ос¬
танавливающие дальнейший рост оврагов, донные сооружения по рус¬
лам и днищам оврагов и ложбин, устройство лиманов и террас, выпо-
лаживания откосов оврагов и др.
431
Система почвозащитных мероприятий должна осуществляться с уче¬
том зональных особенностей земледелия и природных условий проявле¬
ния эрозии.
Конкретный состав противоэрозионных мероприятий прежде всего
определяется особенностями увлажнения территории, продолжительно¬
стью вегетационного периода, условиями рельефа, преобладающими ви¬
дами эрозии и направлением использования почв.
Так, в зонах повышенного увлажнения в системе агромелиоративных
почвозащитных мероприятий главная роль должна принадлежать фи¬
томелиоративным приемам — посевам многолетних трав, занятым па¬
рам, созданию буферных полос, а также приемам обработки, обеспечи¬
вающим безопасный сброс избыточной влаги, и гидромелиоративным
приемам.
В районах с достаточной обеспеченностью атмосферным увлажне¬
нием ведущее значение также имеют фитом'елиоративные приемы.
В зонах неустойчивого увлажнения из агромелиоративных меропри¬
ятий на первом месте должны стоять приемы обработки, обеспечиваю¬
щие задержание и поглощение влаги, а также лесомелиоративные меро¬
приятия и приемы задержания снега и регулирование его таяния.
В зонах недостаточного увлажнения особое значение в системе поч¬
возащитных мероприятий имеют приемы по максимальному накоплению
влаги, предотвращению ее непроизводительного испарения, улучшению
микроклимата. Поэтому здесь усиливается роль контурной и безотваль¬
ной обработки, щелевания, минимальной обработки, снегозадержания,
устройства гребневидных террас, лиманов, лесных насаждений.
В районах орошаемого земледелия главное значение имеют способы
полива и приемы обработки, исключающие развитие ирригационной эро¬
зии.
Конкретные приемы почвозащитных мероприятий, помимо учета
зональных условий увлажнения, должны применяться также в зависи¬
мости от вида и степени проявления эрозии (поверхностная или линей¬
ная эрозия, эрозия, вызываемая талыми водами или ливнями, дефляция).
За последние 20 лет в СССР достигнуты крупные успехи в области
защиты почв от эрозии. Активными противоэрозионными мероприятиями
охвачены большие площади пахотных земель. Так, в 1977 г. почвозащит¬
ная система земледелия с использованием безотвальной обработки почв
осуществлена на площади более 30 млн. га, обработка почв поперек
склонов и по горизонтали — на 21,5 млн. га, различные приемы обработ¬
ки, направленные на поглощение стоковых вод (бороздование, лункова-
ние, щелевание и др.), — на площади около 3 млн. га, посев противо¬
эрозионными сеялками — свыше 33 млн. га, полосное размещение сель¬
скохозяйственных культур проведено на площади около 5 млн. га, осу¬
ществлен в больших масштабах ряд других противоэрозионных меро¬
приятий. Только за период с 1968 по 1976 г. проведены лесомелиоратив¬
ные работы (создание лесных полос, облесение берегов рек и т. п.) на
площади свыше 3 млн. га. Значительные достижения по борьбе с эро¬
зией имеются в Казахстане, Молдавии, ряде областей и краев РСФСР,
во многих хозяйствах других союзных республик.
Глава XXXIV
ЗЕМЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ СССР, ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
В ЗЕМЛЕДЕЛИИ И ОХРАНА ПОЧВ
Первая приблизительная оценка качественного состава почвенных
ресурсов СССР была проведена Л. И. Прасоловым (1932). В настоя¬
щее время благодаря развитию почвенно-картографических работ в
стране мы имеем значительно более точные данные.
Самыми крупными единицами качественного учета являются аг¬
роклиматические группы почв, объединяющие их по термическому при¬
знаку, которые, в свою очередь, разделяются на агромелиоративные
группы.
В СССР выделяется пять агроклиматических групп почв: теплая,
умеренно теплая, умеренно холодная, холодная и полярно-высокогор¬
ная. Только три первых группы (они составляют около 52% земельного
фонда) в разной степени обеспечены теплом для земледелия. В преде¬
лах четвертой группы наблюдаются лишь небольшие очаги земледелия,
пятая группа для земледелия непригодна.
Теплая агроклиматическая группа объединяет почвы, хорошо обес¬
печенные теплом, развитые в южных субтропических и предсубтропи-
ческих районах нашей страны, на которых можно выращивать поздне¬
спелые и субтропические культуры, требующие много тепла для развития.
Длинный вегетационный период (более 210 дней) с суммой темпе¬
ратур выше 10° С, превышающей 3600—4000°, позволяет во многих ме¬
стах в условиях высокой агротехники, после уборки основной культуры,
получать полные вторые урожаи среднеспелых или раннеспелых куль¬
тур.
Теплая агроклиматическая группа занимает около 3% территории
СССР. Приблизительно */з се падает на горные районы, пески, солонча¬
ки и другие малопригодные для земледелия массивы; 2/3 представляет
земледельческий фонд (около 40 млн. га), в очень неодинаковой степе¬
ни обеспеченный осадками и требующий различных мелиораций.
Наименьшую площадь (около 0,6 млн. га) занимают красноземы
и желтоземы. Несмотря на неблагоприятный рельеф, они являются
сельскохозяйственно очень ценными — на них произрастают чай, цитру¬
совые, масличные, лекарственные и другие многолетние субтропические
культуры. Важнейшие почвенно-агрономические проблемы, связанные с
использованием этих почв, сводятся к повышению их плодородия агро¬
химическим путем (они особенно отзывчивы на азот, фосфор и микро¬
элементы), а также к тщательной охране их от почвенной эрозии.
Почзы, средне обеспеченные влагой, — коричневые и серо-коричне¬
вые— занимают около 3,3 млн. га и расположены в предгорных райо¬
нах с малоблагоприятным для земледелия рельефом. Они нуждаются
в частичном (коричневые) или в более регулярном (серо-коричневые)
орошении, особенно для получения повторных урожаев. Это районы
виноградарства, продуктивного садоводства, посевов хлопчатника и
многих зерновых культур, среди которых высокие урожаи дает кукуруза.
Не обеспеченные осадками полупустынные сероземы и лугово-се¬
роземные почвы занимают наибольшую площадь (около 32 млн. га).
Они, как и расположенные среди них пойменные почвы (1,8 млн. га),
требуют регулярного орошения. Посевы вторых пожнивных культур на
сероземах могут хорошо удаваться в Закавказских республиках, но чгх-
то не вызревают в Средней Азии из-за континентальности климата и
более ранних осенних заморозков.
28—837
433
Горные почвы теплой агроклиматической группы, где позволяют
усло«!*>; рельефа, также успешно используются в земледелии. Па гор¬
ных желтоземах и коричневых почвах (7,7 млн. га) распространены са¬
ды н виноградники. Очень ценны горные леса, представленные древес¬
ными породами с участием плодовых (грецкий орех, яблоня, фисташ¬
ка). На горных сероземах (4,9 млн. га) возможны посевы засухоустой¬
чивых зерновых на богаре. Пески занимают около 10 млн. га.
Умеренно теплая агроклиматическая группа почв располагается
в суббореальном климатическом поясе и является основой земледелия
нашей страны, в частности основой его зернового хозяйства. Эта груп¬
па почв составляет около 31% территории СССР. Неудобные и мало¬
удобные для земледелия горные районы, пески, солончаки, такыры за¬
нимают около Vs площади группы. Вегетационный период от 120 до 210
дней. Сумма среднесуточных температур выше 10°С за вегетационный
период колеблется от 2000 до 3600—4000°. Возможно выращивание
позднеспелых н среднеспелых сортов сельскохозяйственных культур.
В наиболее теплых районах удается получать вторые неполные урожаи
(зерновые на силос и т.д.).
По условиям увлажнения умеренно теплая группа почв разделяется
на три части: обеспеченные, недостаточно обеспеченные и не обеспечен¬
ные влагой почвенные типы, что находит отражение в агромелиоратив¬
ных группах.
Первая агромелиоративная группа почв, не тре¬
бующих коренных улучшеии й, включает серые лесные поч¬
вы (50,2 млн. га), оподзоленные, выщелоченные и типичные черноземы
(60,3 млн. га), которые лишь в очень засушливые годы испытывают не¬
достаток влаги, а также бурые лесные и лугово-черноземные почвы
Приамурья (20 млн. га). Общая площадь группы около 130,5 млн. га.
Почвы первой агромелиоративной группы широко используются в зем¬
леделии. Леса на рассматриваемых почвах представляют большую во¬
доохранную и хозяйственную ценность, подлежат сохранению и могут
быть частично заменены пашнями только в Западной и Средней Сиби¬
ри, на Дальнем Востоке.
Во вторую агромелиоративную группу входят
почвы, нуждающиеся в накоплении влаги. Количество
ее можно увеличить с помощью агротехнической обработки, снегозадер¬
жания и агролесомелиорации. Орошение существенно повышает урожаи
обычных зерновых только в засушливые годы и используется главным
образом для других, более влаголюбивых культур, в частности для ри¬
са. К этой группе относятся обыкновенные и южные (несолонцеватые)
черноземы (82.1 млн. га), темно-каштановые и каштановые (несолонце-
оатые) почвы (50,1 млн. га). Общая их площадь 132,2 млн. га. Ороше¬
ние на черноземах предпочтительно должно проводиться в форме дож¬
девания в целях сохранения их структуры и сложения.
Земледелие на указанных почвах очень широко развито. Резервом
для его расширения в зонах распространения этих почв являются со¬
лонцовые почвы, выделенные в третью агромелиоративную группу, а
также территории, требующие мелиорации.
Третья агромелиоративная группа включает: 1) лу-
гово-черноземные и лугово-каштановые местами солонцеватые почвы
и солоди (31,6 млн. га), частично нуждающиеся в протнвосолонцовых
мероприятиях; 2) солонцеватые черноземы и солонцеватые каштановые
почвы в комплексах с солонцами (31,1 млн. га) и 3) сплошные масси¬
вы черноземных и каштановых солонцов (13,1 млн. га), требующих
полных попм гипсования, мелиоративной вспашки и агробиологических
мелиораций.
434
Общая площадь солонцовых земель в лесостепной, степной и сухо-
степной зонах орошения о;:оло 70,8 млн. га.
Четвертая и пятая агромелиоративные группы
включают почвы, нуждающиеся в регулярном орошении. К ним отно¬
сятся светло-каштановые почвы опустыненных степей, бурые почвы по¬
лупустынь (46,9 млн. га), включая*лугово-бурые и серо-бурые негипсо¬
носные и такыровидные почвы пустынь (23,1 млн. га), среди которых
могут быть выбраны удобные массивы для орошения, не требующие до¬
полнительных противосолонцовых мелиораций. Огромную территорию
составляют солонцеватые светло-каштановые и солонцеватые бурые
почвы, включая их комплексы с солонцами (44,4 млн. га), для которых
наряду с орошением обязательны специальные солонцовые мелиорации,
серо-бурые гипсоносные (34,5 млн. га) и солонцы пустынные (25,0 млн.
га), пригодные главным образом для пастбищ.
Шестая агромелиоративная группа умеренно теплых
почв — солончаки и такыры. Они занимают около 20 млн. га. Для них
необходимы на фоне орошения пргл-ывки солей и другие мелиорации.
Плоские непроницаемые поверхности такыров (лишенные раститель¬
ности) могут использоваться как естественные собиратели осадков в
пустынях.
В седьмую агромелиоративную группу входят пои¬
менные почвы степей (17,5 млн. га) и пустынь (5,4 млн. га) с частой
сменой механического состава, подверженные регулярным паводкам и
требующие особых систем ведения сельского хозяйства. Они в боль¬
шинстве случаев представляют ценные естественные кормовые угодья,
но могут шире использоваться и в земледелии, особенно там, где необ¬
ходимо орошение, так как подача воды на их поверхность, невысоко
залегающую над уровнем рек, не требует больших затрат.
Восьмая и девятая агромелиоративные группы
охватывают умеренно теплые горные почвы. Сюда входят горные бу¬
рые лесные (20,3 млн. га, включая горные дерново-карбонатные почвы)
н горные серые лесные почвы (16,2 млн. га), ограниченно годные для
земледелия, но имеющие большое лесохозяйственное значение, а также
горные черноземы и горные каштановые почвы (23,2 млн. га), которые
приблизительно на 10% освоены в земледелии, а в остальной части ис¬
пользуются как пастбища с регулированием выпаса. Почвы этих двух
групп при использовании в земледелии требуют особых агротехничес¬
ких приемов обработки, предохраняющих почву от интенсивной водной
эрозии и применения особых сельскохозяйственных орудий.
Десятую агромелиоративную группу составляют пес¬
ки, занимающие в суббореальном поясе около 52,1 млн. га. В большин¬
стве своем это ценные пастбища, требующие, однако, строгой регули¬
ровки выпаса, чтобы не разбить поверхность и не вызвать развевания,
lia ограниченных площадях возможны лесные посадки.
Умеренно холодная агроклиматическая группа, состоит из почв юж¬
ной и средней части бореального пояса, недостаточно обеспеченных теп¬
лом, на которых можно возделывать только среднеспелые и среднеран-
иие сельскохозяйственные культуры, набор их ограничен. Продолжи¬
тельность вегетационного периода колеблется от 90 до 100 дней, сумма
температур выше 10° С за вегетационный период от 1200 до 2000°. Об¬
щая площадь группы немногим более 18% территории СССР. Малопри¬
годные для освоения горные почвы, а также болота занимают около '/г>.
На почвах этой группы находится около 22% земледельческих площа¬
дей нашей страны. Средняя освоенность под земледелие невелика, но
здесь имеются значительные резервные площади для его расширения.
Они заняты естественными лесами и кустарниками, местами заболоче¬
28*
435
ны, часть их может быть использована для возделывания сельскохозяй¬
ственных культур.
Наиболее плодородны в агроклиматической группе умеренно хо¬
лодных почв дерново-карбонатные. Они не требуют коренных мелиора¬
ций, кроме уборки камней, но занимают всего 4,2 млн. га.
Значительно большая площадь находится под дерново-подзолисты¬
ми и подзолистыми почвами (240 млн. га). Примерно */з их песчаные
и супесчаные и покрыты сосновыми лесами. Частичное использование
этих почв в земледелии требует особых агротехнических приемов, кроме
того, они менее плодородны, чем суглинистые. Суглинистые дерново-
подзолистые и подзолистые почвы, также в большинстве покрытые ле¬
сами, хорошо обеспечены влагой, но при их распашке необходимо перио¬
дическое известкование и внесение больших норм органических и мине¬
ральных удобрений. Несмотря на ограниченный вегетационный период,
на них получают хорошие урожаи.
Тепловой режим этих иочв определяется глубиной зимнего промер¬
зания и зависит от суровости зимы и мощности снегового покрова. Сре¬
ди них выделяются более теплые, лучше освоенные в европейской части
СССР, и более холодные — в Сибири, мало освоенные. В настоящее
время осваиваются главным образом дерново-подзолистые почвы, а на
подзолистых, менее обеспеченных теплом, преобладает лесное хозяй¬
ство, но они перспективны для травосеяния и кормопроизводства.
Очень значительна в умеренно холодной агроклиматической груп¬
пе площадь почв, требующих специальной влагорегулирующей агротех¬
ники и осушения (111,7 млн. га). Среди них заболоченные подзолистые
почвы занимают 54,6 млн., а болота, преимущественно торфяные,—
57,1 млн. га.
Очень ценную агромелиоративную группу представляют также
пойменные южнотаежные и среднетаежные почвы с частой сменой ме¬
ханического состава, занимающие около 19,1 млн. га. На этих почвах
произрастают прекрасные естественные и сеяные многолетние травы,
и развивается овощное хозяйство.
Горные дерново-подзолистые почвы среди огромной горно-таежной
территории нашей страны занимают относительно небольшую площадь,
равную приблизительно 40,8 млн. га. Эти почвы в большинстве заняты
лесами и используются в земледелии только в промышленных районах
Урала и Алтая и хозяйствах пригородного типа. Посевы в горных доли¬
нах часто страдают от заморозков.
Холодная агроклиматическая группа состоит из почв северной час¬
ти бореалыюго пояса, где возможно только выборочное земледелие.
На участках с более благоприятным микроклиматом выращиваются
ранние овощи, картофель и травы; злаки не вызревают. Продолжитель¬
ность вегетационного периода от 60 до 90 дней, суммы температур (вы¬
ше 10° С) за это время от 800 до 1200°.
В холодной агроклиматической группе необходимо различать сле¬
дующие агромелиоративные группы: подзолистые иллювиально-гуму¬
совые почвы легкого механического состава (32,9 млн. га, включая вул¬
канические) и глее-подзолистые почвы (37,2 млн. га), требующие при
выборочном использовании в земледелии известкования и регулирова¬
ния водного и теплового режимов.
Болотно-подзолистые и болотные северотаежные почвы (59,9 млн,
га) нуждаются в осушительных мелиорациях и одновременно (при во¬
влечении в сельскохозяйственное использование) в мероприятиях, обе¬
спечивающих их более быстрое оттаивание и прогревание.
Мерзлотно-таежные почвы (204,3 млн. га) в большинстве своем ма¬
лопригодны для земледелия без мелиораций, обеспечивающих их более
436
быстрое и глубокое летнее оттаивание. Исключение составляют только
палевые и лугово-черноземные мерзлотные ночвы Центральной Якутии,
где в благоприятные годы получают значительные урожаи.
Пойменные северотаежные почвы (9,0 млн. га) представляют цен¬
ный земельный фонд для овощеводства и травосеяния в тех местах, где
они не заболочены и могут быть ограждены от длительных паводков и
разливов, типичных для больших таежных рек.
Горно-подзолистые (среднетаежные) почвы (60,0 млн. га) в боль¬
шинстве случаев очень каменистые. Они значительно уступают горным
дерново-подзолистым почвам и требуют агротехнических мер для более
быстрого прогревания весной и защиты посевов от холодных масс воз¬
духа, спускающихся с горных склонов.
Полярно-высокогорная агроклиматическая группа включает поч¬
вы, не обеспеченные теплом для земледелия в открытом грунте, с веге¬
тационным периодом менее 60 дней и с суммой температур (выше
10° С) за это время менее 800°. Это самая большая из пяти агроклима¬
тических групп, занимающая 29,9% поверхности страны и превосходя¬
щая по площади европейскую территорию СССР.
Народнохозяйственное и сельскохозяйственное значение этих почв
различно. Часть из них является ценными кормовыми угодьями, к ним
относятся горно-луговые и горно-лугово-степные (25,8 млн. га), а так¬
же высокогорные пустынные почвы (5,1 млн. га). Первые могут исполь¬
зоваться как база молочного хозяйства, вторые и третьи — для овцевод¬
ства.
К кормовым угодьям должны быть отнесены и обширные площа¬
ди тундровых (105,9 млн. га) и арктических почв (51,7 млн. га) —
главная база оленеводства в Советском Союзе.
На пойменных почвах в тундре (3,6 млн. га), а также на указан¬
ных выше субальпийских горно-луговых почвах в благоприятных мик¬
роклиматических условиях возможны отдельные очаги земледелия.
Горные подзолистые (северотаежные) почвы верхнего пояса гор¬
ной тайги (120,0 млн. га), горные вулканические почвы Камчатки
(9,3 млн. га) и горные мерзлотно-таежные почвы (150,0 млн. га) по¬
крыты обычно малопродуктивными лесами. Они могут широко исполь¬
зоваться под оленьи пастбища.
Как низкопродуктивные и малоудобные оленьи пастбища следует
рассматривать и горно-тундровые почвы (167,5 млн. га) и болотные
тундровые (18,1 млн. га).
Выходы плотных горных пород (0,9 млн. га), а также вечные снега
и ледники (9,0 млн. га) являются непочвенными образованиями.
Нами кратко рассмотрен земельный фонд Советского Союза и да¬
на общая оценка возможности его использования в земледелии по аг¬
роклиматическим и агромелиоративным группам.
Для планирования сельского хозяйства большое значение имеет
анализ современного сельскохозяйственного использования почвенного
покрова но природно-сельскохозяйственным зонам (табл. 143) и опре¬
деление резервных площадей для дальнейшего их освоения в земледе¬
лии.
Различия в экологических особенностях природно-сельскохозяйст¬
венных зон определяют их неодинаковую степень земледельческого ос¬
воения. Выделяются зоны с высоким использованием в земледелии (бо¬
лее 30%) —степная, лесостепная, сухостепная, в которых земельные ре¬
сурсы для освоения в значительной степени исчерпаны, зоны со средним
земледельческим использованием (более 10%)—ксерофитно-лесная
(коричневоземная), южнотаежная (дерново-подзолистая), предгорная
пустынно-степная (сероземная), в которых дальнейшее земледсльчес-
437
143. Состав земельных угодий (%) по природно-сельскохозяйственным зонам СССР
Природно-сельскохозяйствен¬
ные зоны
: Ihuih я
.Многолет¬
ние
иасмжде-
ння
Залежи
Сеноко¬
сы
Пастби¬
ща
Леса
Болота
Полярно-тундровая
0,5
3,7
Сеисрогасжнаи
Срелнетаежная
Южнотлежнаи и бурозем
—
—
0,1
0,1
37,8
9,5
0,1
—
—
0,0
0,5
75, G
12,8
но-лесная
13,8
0,1
0,2
5,5
5,3
55,9
10,7
Лесостепная
0,8
0,2
8,0
12,9
20,3
4,1
Стенная
57,0
0,8
0,1
0,0
20,3
М
1 ,2
Сухостенная
37,2
0,2
0,8
4,1
47,1
3.0
0,3
Полупустынная
Пустынная умеренно теплая
3,7
—
0,4
3,2
73,5
0,0
0,0
н субтропическая
Предгорн о- п у с I ы н н о-степ -
пая умеренно теплая и
0,5
0,4
0,5
74,9
0,2
5,1
субтропическая
Ксерофнтнп-лссная субтро¬
18,9
0,9
1,2
1.5
58,7
2,4
0,5
пически и
Влажно-лесная субтропи¬
20,8
4,2
4,1
—
29,2
12,5
—
ческая
8,2
5,7
2,4
0,7
31,1
27,3
—
Горные области СССР
1,3
0,1
0,1
1.0
5,1
•11,0
2,8
(в целом)
10,1
0,2
0,3
2,1
14,0
33,6
5,2
кое освоение ограничивается или особенностями рельефа, или интере¬
сами лесного хозяйства, или необходимостью регулярного орошения.
Выделяются также природно-сельскохозяйственные зоны с низким зем¬
ледельческим освоением — влажнолесная субтропическая, срсднетаеж-
ная, полупустынная и пустынная, в последних имеются возможности
для расширения земледельческих площадей, но с применением сложно¬
го комплекса агромелиоративных мероприятий и регулярного орошения.
ОХРАНА ПОЧВ
Почвенные ресурсы земного шара ограничены как по площади, так
и по их качеству. Кроме того, значительные территории суши Земли и
нашей страны представлены малопригодными и непригодными для
сельскохозяйственного производства почвами.
Между тем в результате неправильной эксплуатации почв, необхо¬
димости строить новые города, населенные пункты, промышленные
предприятия, дороги, различные путепроводы и т.д. имеет место разру¬
шение почв, утрата ими плодородия и отчуждения земель из активного
сельскохозяйственного использования.
В результате при непрерывном росте народонаселения наблюдает¬
ся сокращение площади пашни на душу населения. Данный показатель
в среднем в мире составляет 0,4 га, а в СССР с 1,06 га в 1958 г. снизил¬
ся до 0,88 га к 1970 г. Все это подчеркивает необходимость бережного
и рационального использования почвенных ресурсов.
Важнейшей проблемой рационального использования почвенных
ресурсов является охрана почв.
Основные потери продуктивных земель и их плодородия связаны с
эрозией, вторичным засолением орошаемых почв, затоплением и под¬
топлением при создании водохранилищ, нарушениями растительности
и почв о связи с разработкой ископаемых, отчуждением земель под
строительство населенных пунктов, промышленных предприятий, дорог
и т. па также в связи с загрязнением различными вредными вещест¬
вами.
438
Эрозия наносит наибольший урон почвенному покрову. Предупреж¬
дение развития эрозионных процессов, причины, их вызывающие, и кон¬
кретные меры по борьбе с эрозией составляют важнейшее звено охраны
почв. Эти вопросы рассматриваются в главе XXX.
Вторичное засоление. Значительный ущерб почвенному плодородию
наносит вторичное засоление, с которым связано или полное исключе¬
ние почв из активного сельскохозяйственного использования (образова¬
ние вторичных солончаков) или снижение их производительности (об¬
разование вторично-солоичаковатых почв). Конкретные вопросы преду¬
преждения засоления и мероприятия по мелиорации засоленных почв
рассмотрены в главе XXIV и более подробно рассматриваются в курсе
«Сельскохозяйственная мелиорация». Здесь необходимо подчеркнуть
следующие наиболее важные вопросы охраны и повышения почвен¬
ного плодородия орошаемой зоны субтропического и суббореального
поясов.
1. Разнообразие почвенно-мелиоративных условий в зонах орошае¬
мого земледелия ставит задачу дальнейшего совершенствования прогно¬
зов водно-солевого режима орошаемых массивов, позволяющих предви¬
деть изменения солевого баланса и на этой основе путем применения
совершенных приемов орошения исключить возможность вторичного за¬
соления почв.
2. Интенсивное использование почв в орошаемых условиях приво¬
дит к потерям ими гумуса, утрате макро- и микроструктуры, ухудшению
физико-механических и физико-химических свойств (повышению ще¬
лочности, возникновению солонцеватости), что определяет необходи¬
мость разработки теоретических основ для практических приемов эф¬
фективного восстановления и повышения плодородия почв орошаемых
районов.
3. Вследствие изменения качества оросительных вод в связи с ис¬
кусственным зарегулированием стока рек, увеличения сброса в их рус¬
ла дренажных вод, расширения применения вод повышенной минера¬
лизации, резкого сокращения поступления на поля ирригационных
наносов возникают сложные проблемы сохранения и повышения пло¬
дородия орошаемых почв.
4. Орошение территорий полупустынной и сухостепной зон с неод¬
нородным почвенным покровом (комплексные почвы) ставит проблему
выравнивания плодородия осваиваемых массивов земель, придания поч¬
вам однородных водно-физических и агротехнических качеств.
Отчуждение земель. Строительство и расширение городов и насе¬
ленных пунктов, промышленных предприятий, дорог различного вида пу¬
тепроводов и т.п. неизбежно связано с отчуждением земель на несель¬
скохозяйственные нужды. .Масштабы такого отчуждения весьма4велики.
В настоящее время под предприятиями, поселениями, транспортными
сооружениями и коммуникациями связи находится около GO млн. га.
Принятие государственного Закона о землепользовании заметно
снизило отчуждение пахотных земель.
Возможные пути более строгого и научно обоснованного изъятия
земель для несельскохозяйственных целей следующие.
1. Разработка и внедрение в практику научно обоснованных норм
земельных площадей для строительства различных промышленных пред¬
приятий, городов и других населенных пунктов и установление строгого
государственного контроля за их соблюдением.
2. Расширение использования для целей строительства условно не¬
пригодных земель, в том числе нарушенных территорий.
3. Повышение этажности и плотности застройки городов и населен¬
ных пунктов.
439
4. Подготовка и вовлечение в использование затапливаемых и под¬
тапливаемых территорий путем намыва грунта. Опыт использования
этого резерва имеется в Ленинграде, Киеве, Омске, Москве и других
городах.
5. Прокладка ряда линий (связь и др.) под землей.
6. Строгие научно обоснованные экономические расчеты при созда¬
нии водохранилищ, предусматривающие учет масштабов ущерба окру¬
жающим сельскохозяйственным и лесным угодьям от затопления, под¬
топления, разрушения земель в прибрежной зоне водохранилищ.
Загрязнение почв. Ежегодно на поверхность почвы поступает огром¬
ное количество различных веществ из атмосферы при внесении различ¬
ного рода ядохимикатов (пестицидов) и балластных веществ с удобре¬
ниями. Почвенный покров является приемником большинства химиче¬
ских веществ, вовлекаемых в биосферу. Благодаря своим свойствам
почва является также главным аккумулятором, сорбентом и разруши¬
телем токсикантов. Поскольку масштабы таких поступлений непрерыв¬
но возрастают, возникает проблема загрязнения почв.
Различают следующие виды техногенного загрязнения почв: мине¬
ральные техногенные выбросы; поступление токсичных органических и
металлоорганических соединений; поступление радиоактивных веществ.
Минеральные техногенные выбросы преимущественно
возникают в результате сжигания топлива или от газообразных и аэро¬
зольных отходов промышленных предприятий. Среди многочисленных
элементов, входящих в состав техногенных выбросов, наиболее вредными
являются Сг, As, Ni, S, Pb, Mn, Cd, Hg, Та. Отрицательные последствия
загрязнения почв техногенными выбросами связаны с ухудшением
свойств почв (изменения реакции, микробиологического и в целом био¬
логического режима), а также в связи с поступлением токсичных эле¬
ментов в растения и затем в организм животных и человека. Из тяже¬
лых металлов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Известно, что в
оайонах, где наблюдается значительное выпадение из атмосферы соеди¬
нений, содержащих серу (SO2 и др.), отмечается резкое подкисление ре¬
акции почвы. Поступление с продуктами питания в организм человека
токсических элементов вызывает тяжелые заболевания.
Загрязнение почвы органическими и металлоор¬
ганическими соединениями связано, помимо техногенных вы¬
бросов, также с широким применением пестицидов. Многие из них дли¬
тельно сохраняются в почвах (от нескольких месяцев до десятков лет),
оставаясь токсичными и даже образуя более токсичные метабо¬
литы.
Чрезвычайно опасными являются и некоторые органические компо¬
ненты техногенных выбросов (3,4-бензперен и др.), относящиеся к кан¬
церогенным соединениям.
Отмечаются следующие отрицательные последствия загрязнения
почв пестицидами: возможность интоксикации человека и животных; на¬
рушение состава популяций биоценозов и угнетение полезной фауны;
возникновение популяций вредителей, устойчивых к пестицидам; изме¬
нение биологической активности почв и др.
Необходимо иметь в виду, что почва, загрязненная токсикантами и
их метаболитами, становится источником загрязнения растительных и
животных продуктов, атмосферы и природных вод.
Загрязнение почв радиоактивными веществами
обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и
ядерного оружия, которое не прекращено отдельными государствами и
на сегодня. Sr90, Cs137 и другие нуклиды, выпадая с радиоактивными
осадками, поступая в растения, а затем с продуктами питания в орга¬
440
низм человека, вызывают радиоактивное заражение, обусловленное
внутренним облучением.
Принятие всеми государствами предложения Советского правитель¬
ства о полном запрещении испытаний атомного и ядерного оружия вс
всех средах позволит радикально решить проблему глобального загряз¬
нения среды радиоактивными веществами.
Локальное радиоактивное загрязнение почв может возникнуть при
аварийных ситуациях на атомных станциях. Путем подбора культур,
применения минеральных удобрений, запахивания верхнего слоя почв!.:
на глубину 40—50 см и других агротехнических приемов возможно
устранение неблагоприятных последствий поступления в почву радиоак¬
тивных продуктов.
К основным принципам осуществления профилактических меропри¬
ятий по предотвращению загрязнения почв и активных приемов устра¬
нения неблагоприятных последствий этого явления относятся следующие.
1. Строгое выполнение всеми предприятиями соответствующих по¬
ложений «Закона об охране природы», обязывающих руководителей за¬
водов, фабрик, электростанций и т. д. не допускать техногенного загряз¬
нения окружающей среды.
2. Организация службы разностороннего контроля за поступлением
и содержанием в почвах всех вредных веществ, вызывающих их загряз¬
нение.
3. Изучение возможных процессов превращения токсикантов в поч¬
вах с учетом прежде всего таких особенностей почв, как биопродуктив¬
ность и гумусность; кислотно-щелочные и окислительно-восстанови¬
тельные условия; концентрация почвенных растворов и поглотительная
способность ночв и на этой основе с учетом ландшафтно-региональных
условий территории (особенности климата и водного режима, рельефа,
гидрологии, растительности и др.) прогнозирование возможного загряз¬
нения ночв.
4. Разработка нормативов (предельно допустимых концентраций)
токсикантов для почв на основе изучения процессов самоочищения под
влиянием гидротермического режима почв, деятельности почвенных
микроорганизмов и мезофауны, а также ультрафиолетового излучения.
5. Группировка пестицидов по степени их опасности и возможно
максимальное сокращение применения наиболее опасных токсикантов.
6. Разработка и широкое внедрение эффективных агротехнических
и биологических средств борьбы с вредными организмами; применение
малоопасных пестицидов, исключающих загрязнение почвенной среды.
РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ
Ежегодно на значительных площадях в результате промышленных
разработок полезных ископаемых, а также различного рода строитель¬
ства происходит разрушение территорий с полным уничтожением расти¬
тельного и почвенного покрова. Особенно большие разрушения и нару¬
шения естественных ландшафтов отмечаются при добыче полезных ис¬
копаемых открытым способом, отсыпке на поверхность горных вырабо¬
ток шахт и рудников, золы тепловых электростанций. Наиболее значи¬
тельные нарушения наблюдаются в Кузбассе, Донбассе, в Подмосковье,
на Урале, в Эстонии и некоторых других промышленных районах.
Необходимость восстановления, или рекультивации, земель преду¬
смотрена в ряде правительственных постановлений, а также в Законе
«Основы земельного законодательства Союза ССР и союзных респуб¬
лик» и в законах об охране природы.
Рекультивация включает комплекс горно-технических, мелиоратив-
441
144. Признаки пригодности почвообразующих пород в сельском хозяйстве
к
Я
CL
о
&
н
X
Степень пригодности
Балл
Минералы
Сол н. %
pH вод¬
ной сус¬
пензии
подвиж¬
ный алю¬
миний. мг
на 100 г
почвы
1
Вполне пригодные
(очень хорошие)
100
Смесь гидрослюд, монт¬
мориллонита, верми¬
кулита, хлорита, ка¬
олинита, кварца, сме¬
шаннослойных мине¬
ралов
0—0,1
5,5-8,3
0-2
2
Пригодные (хо¬
рошие)
о
ю
!
о
Г"»
То же
0,1-0,2
4,5-8,3
2-4
3
Пригодные, но не¬
обходимо улуч¬
шение (удовле¬
творительные)
50—30
Преобладание монтмо¬
риллонита, кальцита,
кварца, каолинита
0,2—0,3
3,4 -4,5
8,3—9,0
5—10
4
Непригодные или
нуждаются в ко¬
ренном улучше¬
нии (неудовле¬
творительные)
30—20
Значительное количест¬
во пирита, гстита, га¬
лита, сульфатов, »ы-
сокодисперсиых гли¬
нистых минералов
0,3- 0,5
3,4—9,0
>15
Продолжение
£
CL
г
Z,
н
5
Степень пригодности
Na, % от
емкости
Фракция
<0,01 мм.
%
Гумус, %
Водопрочная струк¬
тура
Твердость
корки, кг/см2
1
Вполне пригодные
(очень хорошие)
0—10
20—45
>1
Хорошая
0
1
1—
о
2
Пригодные (хо¬
рошие)
0—10
!
О
СМ
<1
Удовлетворитель¬
ная
0
1
ю
о
3
Пригодные, но не¬
обходимо улуч¬
шение (удовле¬
творительные)
15—25
5—10 1
45-60 ;
<1
Пет
20—30
4
Непригодные или
нуждаются в ко¬
ренном улучше¬
нии (неудовле¬
творительные)
>25
0—5
60—70
-1
>30
ных, сельскохозяйственных, лесохозяйственных и инженерно-строитель¬
ных работ, направленных на восстановление нарушенного плодородия
территорий и создания на них сельскохозяйственных угодий, лесонасаж¬
дений, водоемов, зон отдыха, использование отработанных площадей
под застройку и т. д.
Работы по рекультивации земель в СССР принимают большие
масштабы и в дальнейшем будут развиваться. В их успешном осущест¬
влении важная роль принадлежит агрономам, и в особенности почво¬
ведам.
Методы рекультивации могут быть весьма различны, что определя¬
ется прежде всего составом и свойствами пород, идущих в отвал, техно¬
логией вскрышных работ н климатом местности.
442
14л, Категории пригодных пород для сельскохозяйственных и лесных культур
Категории пригодности
Породы
для культур
Приемы улучшения
лесных
сельскохозяй¬
ственных
Гумусовый слой серых
I
1
При использовании под сельско
лесных и черноземных почв
хозяйственные культуры внесение
азотных, фосфорных, иногда ка¬
лийных удобрений. Отводить под
лесные насаждения нецелесооб¬
разно
Покровные, лессовидные
суглинки
2
2
Внесение азотных, фосфорных,
иногда калийных удобрений. На¬
копление гумуса
Лёсс
2
2
То же. Фосфаты вносить в ряд¬
ки или лунки
Песок кварцевый с при¬
3
4
Внесение в лунки или рядки по¬
месью 5—10% мелкозема
род 1-й и 2-й категорий. Полное
удобрение. Создание водонепро¬
ницаемого -жрана на глубине 1 —
3 м
Мел и мергель с при¬
3
4
Нанесение сплошное или в ряд¬
месью 5—10% мелкозема
ки и лунки пород 1-й и 2-й кате¬
горий. Полное удобрение, а так¬
же внесение доступных железа н
марганца. Фосфаты применять в
рядки и лунки
Песок и мел без мелко¬
4
4
Внесение пород 1-й и 2-й кате¬
зема
горий на всю поверхность или в
рядки и лунки
Глины и тяжелые бес¬
3
4
Внесение пород 1-й и 2-й кате¬
структурные суглинки неза¬
горий в лунки и рядки. Примене¬
селенные, не содержащие
ние азотных н фосфорных удоб¬
пирита
рений
Породы сильнооглеенные
3-4
4
Внесение пород 1-й и 2-й кате¬
горий в лункн н рядки. Полное
удобрение. Окисление на воздухе
Все породы с содержа¬
нием:
а) хлоридов 0,7—1%
4
4
а) Промывка
или
б) пирита 1%
б) Возврат на глубину ниже
3 м или известкование
большими нормами
Скальные и крупнокаме-
4
4
Выборочная посадка лссных
нистыс породы
культур, использование в строи¬
тельстве, землевание
При использовании нарушенных территорий под сельскохозяйствен¬
ные и лесные культуры первостепенное значение имеет уровень плодоро¬
дия грунтоотвалов. Поэтому для успешного осуществления рекультива¬
ции земель необходимо исследование состава и свойств пород вскрышной
толщи с составлением карты распределения пород с их агрономиче¬
ской характеристикой. Эти материалы дают возможность проектировать
вскрышные работы так, чтобы избежать вынесения в поверхностные
слои отвалов бесплодных или фитотокешшых пород (содержащих боль¬
шое количество пирита, легкорастворимых солеи), предусмотреть их се¬
лективную вскрышу с последующим захоронением на 1 ‘3 м и более б.ia-
443
гоприятными по свойствам породами. При рекультивации нарушенных
территорий также в первую очередь необходимо оценить плодородие от¬
валов или выработок.
В настоящее время накоплен значительный опыт такой оценки и
разработан ряд классификаций пород по степени нх пригодности и
сельском и лесном хозяйстве.
В таблице 144 приведена классификация, разработанная сотрудни¬
ками Почвенного института имени В.В. Докучаева и Центральной ла¬
боратории по охране природы (Н. И. Горбунов, II. Е. Бекаревич,
3. Н. Михайлова, 1970). Она предусматривает учет минералогического,
механического и химического составов, а также некоторых физико-хи-
мических, физических и физико-механических свойств грунтоотвалов.
Оценка но этим показателям позволяет разделить породы по степени нх
пригодности на четыре группы: очень хорошие, хорошие, удовлетвори¬
тельные и неудовлетворительные, и наметить приемы их улучшения
(табл. 145). Наиболее перспективны для сельского хозяйства гумусовая
часть почвы и породы второй категории.
Работами ряда научных учреждений и опытом рекультивации зе¬
мель на Украине, в Кузбассе, Подмосковье, в Эстонии и других районах
страны доказана возможность выращивания на отвалах сельскохозяй¬
ственных и лесных культур.
ЗАКОН ОБ ОХРАНЕ ПРИРОДЫ И ПОЧВ
В нашей стране почва, так же как природа и ее ресурсы в целом,
охраняется государством. Законы об охране природы и почв имеются во
всех союзных республиках. В принятом в I960 г. Законе «Об охране
природы в РСФСР» говорится: «охрана природы является важнейшей
государственной задачей и делом всего народа». В этом Законе в качест¬
ве первого объекта природы, подлежащего охране, указывается земля.
Далее отмечается, что охране подлежат все земли, особенно пахотные,
закрепленные за землепользователями, как основные средства произ¬
водства в сельском хозяйстве.
Большое государственное значение в рациональном использовании
земельного фонда, охране почв и всемерном повышении их плодородия
имеет принятый в декабре 1968 г. пятой сессией Верховного Совета
СССР Закон «Основы земельного законодательства Союза ССР и союз¬
ных республик».
В отношении охраны земель и повышения плодородия почвы в
Законе говорится: «Землепользователи обязаны проводить эффектив¬
ные меры по повышению плодородия почв, осуществлять комплекс орга¬
низационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гид¬
ротехнических мероприятий по предотвращению ветровой и водной эро¬
зии иочв, не допускать засоления, заболачивания, загрязнения земель,
зарастания их сорняками и других процессов, ухудшающих состояние
почв».
Законом предусмотрена охрана почвенного покрова земель, исполь¬
зуемых в промышленных и иных целях.
Для обеспечения рационального использования земельных богатств
страны законом предусмотрен государственный земельный кадастр.
Глава XXXV
ЛГРОПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ГРУППИРОВКА
И БОНИТИРОВКА НОЧВ
Почвенные ресурсы страны представляют огромное народное бо¬
гатство. Правильное их использование немыслимо без строго научного
количественного н качественного учета почв. Этой задаче служит состав¬
ление и ведение земельного кадастра (кадастр — от французского
cadastre — регистрация). Земельный кадастр — совокупность достовер¬
ных и необходимых сведений о природном, хозяйственном и правовом
положении земель. Государственный земельный кадастр СССР включа¬
ет данные регистрации землепользователей, учета количества и качест¬
ва земель, бонитировки почв и экономической оценки земель. «Данные
государственного земельного кадастра служат целям организации эффек¬
тивного использования земель и их охрани, планирования народного хо¬
зяйства, размещения и специализации сельскохозяйственного производ¬
ства, мелиорации земель и химизации сельского хозяйства, а также осу¬
ществления других народнохозяйственных мероприятий, связанных с
использованием земель» (Основы земельного законодательства Союза
ССР и союзных республик).
Первая попытка количественного и качественного учета почв была
сделана в Египте более трехсот лет до нашей эры. В XVIII и XIX вв. во
Франции, Италии, Германии и других европейских государствах были
созданы земельные кадастры. В России количественный и качественный
учет почв начал проводиться в XV в. в связи с установлением ратной
повинности и взиманием податей. Методы учета почв совершенствова¬
лись с развитием земледелия и почвоведения. В XIX в. В. В. Докучае¬
вым на примере изучения почв Нижегородской губернии было положе¬
но начало разработке научного метода качественного учета почв. В
дореволюционной России, как и во многих европейских государствах в
настоящее время, учет почв проводился главным образом с целью нало¬
гообложения, поэтому их качество оценивалось обычно по чистому до¬
ходу с единицы площади. Земельный кадастр социалистических стран
более широкий, он предусматривает целую систему мер по учету важ¬
нейших сведений о почве, ее плодородии и потребностях в специальных
агротехнических и мелиоративных мероприятиях.
Основной формой количественного и качественного учета почв яв¬
ляются различные материалы крупномасштабных почвенных исследова¬
ний: почвенные карты, картограммы, почвенные отчеты с аналитически¬
ми данными и т. п. Важное место при более детальной качественной
оценке почв занимают агропроизводственная группировка и бонитиров¬
ка почв.
ПРИНЦИПЫ ЛГРОПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ГРУППИРОВКИ почв
Агропроизводственная группировка почв представляет собой объе¬
динение видов и разновидностей почв в более крупные аеропроизводст-
венные группы по общности агрономических свойств почв, близости эко¬
логических условий, сходству качественных особенностей и уровней пло¬
дородия, однотипности необходимых агротехнических и мелиоративных
мероприятий.
Материалы агропроизводственной группировки почв используются
для учета качества почвенных ресурсов и оценки земель; для правиль¬
ного размещения культур и специализации севооборотов; для наиболее
445
эффективного применения агротехнических и мелиоративных мероприя¬
тий; для решения вопросов трансформации угодий.
Агропроизводственные группировки иочв бывают: общесоюзные,
региональные и хозяйственные. В каждую из этих видов группировок
входят: общая — комплексная агронроизводствениая группировка почв,
определяющая общие растениеводческие свойства иочв, имея в виду
весь комплекс сельскохозяйственных культур, возделываемых на данных
почвах, и специализированные группировки — применительно к потреб¬
ностям отдельных сельскохозяйственных культур.
Общесоюзная группировка иочв для характеристики и учета
качества земель составляется по сходству агрономических свойств и
особенностей ночв, с учетом зональных и провинциальных экологических
условий. Она используется для подсчета площадей почв в пределах
сельскохозяйственных угодий во всесоюзном масштабе и состоит (в но¬
вом ее варианте) из 350 учетных групп. Группы разделяются на под¬
группы по механическому составу, каменистости и некоторым другим
особенностям.
Региональные комплексные агропроизводственные группировки
иочв (республиканские, краевые, областные и др.) строятся на тех же
принципах, что и общесоюзная. Принятые группы ночв для общесоюз¬
ного учета должны быть обязательно сохранены, но вводятся их допол¬
нительные подразделения, учитывающие сельскохозяйственную специ¬
фику региона.
Большое значение имеют региональные специализированные груп¬
пировки почв по отдельным сельскохозяйственным культурам, которые
строятся с использованием материалов бонитировки ночв и имеют важ¬
ное значение для правильного размещения культур, построения сево¬
оборотов и распределения удобрений.
Хозяйственные агропроизводственные группировки почв явля¬
ются формой агрономической интерпретации и обобщения крупномас¬
штабных почвенных исследований территорий конкретных хозяйств.
Они также делятся на комплексные и специализированные.
Комплексные агропроизводственные группировки почв хозяйств
строятся исходя из однотипности сельскохозяйственного использования
ночв; одинаковой пригодности их для ведущих сельскохозяйственных
культур; одинаковой направленности агромелиоративных мероприятий.
При этом используются следующие критерии:
сходство агрономических свойств почв, определяемых их генетиче¬
скими особенностями;
сходство условий рельефа с точки зрения использования сельскохо¬
зяйственных угодий;
сходство структуры почвенного покрова.
При установлении сходства учитываются следующие показатели.
1. Приблизительно одинаковые водно-воздушные и тепловые свой¬
ства почв, выявляемые на основе оценки механического состава сложе¬
ния, мощности гумусовых горизонтов, а также учета геоморфологиче¬
ских и гидрологических условий залегания иочв.
2. Близость свойств, характеризующих питательный режим иочв, а
следовательно, и условия применения удобрений (содержание подвиж¬
ных форм азота, фосфора, калия, степень гумусированностн, валовой
запас элемептов питания, реакция почв, содержание микроэлементов
и т. п.).
3. Близкие по своим показателям свойства, определяющие отноше¬
ние почв к обработке: связность, пластичность, вязкость, возможность
коркообразования и заплывания. сроки спелости, особенности углубле¬
ния пахотного горизонта и т. п. Общность отмеченных свойств устанав¬
440
ливается прежде всего на основании оценки механического состава,
сложения, мощности гумусового горизонта, степени солонцеватости и
степени эродированности почв с учетом опыта земледелия на у г их почвах.
4. Потребность в мелиоративных мероприятиях, выявляемая па ос¬
нове оценки почв но степени заболоченности, механическому составу,
солонцеватости и особенностям строения профиля солонцов (мощность
горизонта А, глубина карбонатного и гипсоносного горизонтов), солонча-
коватости, реакции. При этом учитываются также особенности гидроло¬
гического режима (глубина залегания грунтовых вод, их качество) и
условия рельефа.
5. Содержание в почве вредных для растений веществ (засолен¬
ность, оглеенность).
6. Характер и интенсивность процессов эрозии.
Выделенные на основании приведенных признаков агропроизводст-
венные группы почв внутри хозяйств не всегда будут повторять учетные
группы почв общесоюзной и региональной группировок, так как конту¬
ры различных подтипов и даже типов зональных ночв на контактах под¬
зон вследствие сходства агроклиматических условий изменяются посте¬
пенно, имеют близкие агрономические характеристики. Исходя из этого,
внутри территории хозяйств часто объединяются темно-се¬
рые лесные почвы и оподзоленные черноземы, южные черноземы и
темно-каштановые почвы и т. д. В настоящее время внутрихозяйствен¬
ная агропроизводственная группировка почв является обязательным за¬
вершающим этапом обобщения материалов крупномасштабного обсле¬
дования почв каждого хозяйства.
При составлении группировки можно руководствоваться такой по¬
следовательностью разделения почв.
На первом этапе разделяют почвы на две группы:
почвы, не требующие специальной агротехники и мелиораций, поз¬
воляющие возделывать типичные для зоны культуры при нормативной
зональной агротехнике;
почвы, требующие специальной агротехники и мелиораций (камени¬
стые, засоленные, эродированные, заболоченные, солонцеватые и т. д.).
На втором этапе почвы первой группы целесообразно делить на
две части но механическому составу: глинистые и суглинистые и супесча¬
ные и песчаные. Это связано с большими различиями в агрономических
свойствах и условиях использования указанных групп почв.
На третьем этапе разделение почв, не требующих мелиораций и
специальной агротехники, основывается на учете зональных особенно¬
стей, например для черноземов разделение их на оподзоленные (вместе
с темно-серыми), выщелоченные, типичные, обыкновенные.
Заключительный этап подразделения почв первой группы должен
строиться на видовых различиях (мощности генетических горизонтов
гумусового, надсолонцового и Др.), особенности их химизма (содержа¬
ние подвижных форм азота, фосфора, калия и т. и.).
При группировке почв, требующих специальной агротехники и
мелиоративных мероприятий в связи с особенностями строения профиля,
целесообразно их объединение в следующие четыре группы в зависимо¬
сти от интенсивности мероприятий и объема затрат, связанных с их про¬
ведением:
улучшаемые специальной агротехникой;
улучшаемые легкими мелиорациями (например, гипсованием, из¬
весткованием и др.);
улучшаемые тяжелыми мелиорациями (осушение, промывка, дре¬
наж и др.);
практически не мелиорируемые.
447
Дальнейшее разделение в пределах указанных четырех групп про¬
водится по направленности и характеру мелиоративных мероприятий
(осушение, рассоление, рассолонцевание, уборка камней и т. д.).
Для иочв, объединенных в одну агропроизводственную группу, на¬
мечается одинаковое направление их сельскохозяйственного использо¬
вания (например, иод овощные севообороты и другие интенсивные куль¬
туры) и общий комплекс агротехнических мероприятий при возделыва¬
нии сельскохозяйственных культур (введениесидератов, известкование),
применение комплекса противоэрозионных или мелиоративных меро¬
приятий и т. II.).
БОНИТИРОВКА НОЧВ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕПКА ЗЕМЕЛЬ
Бонитировка почв (латинское bonitos — добротность) — сравнитель¬
ная оценка почв по их производительности. Бонитировка почв строится
на сопоставлении объективных признаков, свойств и режимов почв с
многолетней средней урожайностью сельскохозяйственных культур, при
определенном уровне интенсивности земледелия.
Работы по бонитировке ночв в нашей стране начались давно. Пер¬
вые оценочные данные были приведены в писцовых книгах XV, XVI и
начале XVII вв. В них учитывались угодья — пашни, луга, леса, болота.
Особенно подробно описывалась пашня. Она разделялась по качеству
на четыре категории: земля «добрая», «средняя», «худая» и «добре-
худая».
Второй период в учете качества земель связан с кадастровыми рабо¬
тами 1833—1867 гг., которые проводили специальные комиссии Мини¬
стерства государственных имуществ. Члены кадастровых комиссий со¬
бирали сведения о качестве почв, устанавливали среднюю урожайность
на каждой почве. В результате была составлена бонитировочная шкала,
в которой оценка ночв проводилась но урожайности.
В. В. Докучаев высоко оценил труды кадастровых комиссий. Он
указывал, что в их отчетах находится богатейший, единственный в своем
роде материал о почвах России.
После реформы 1861 г. оценка земель перешла к земствам. Зем¬
ские работы составили третий период развития бонитировки почв в
России.
В разных земствах оценка земель проводилась разными методами
(по продажным и арендным ценам, по чистому доходу землевладельца
и др.).
11а примере изучения ночв Нижегородской губернии В. В. Докуча¬
ев при участии II. М. Сибирцева впервые разработал научный метод бо¬
нитировки ночв, получивший название «естественноисторического (рус¬
ского) метода бонитировки почв», или «оценка почв но Нижегородскому
типу».
' В. В. Докучаев считал главным и основным фактором оценки ка¬
чества земель «естественную правоспособность почв», т. е. их природные
качества, определяющие их плодородие.
При бонитировке почв В. В. Докучаевым учитывались следующие
их свойства, имеюшие, по его мнению, большое значение в определении
плодородия ночв.
1. Геологические свойства (мощность гумусовых горизонтов п содер¬
жание в них гумуса, материнская порода, условия залегания и пр.).
2. Химические свойства. Для каждого типа почв проводился полный
химический анализ: разложение почвы фтористоводородной кислотой с
подробным определением минеральных составных частей, определение
448
основных питательных элементов в 10%-ной и 1%-ной солянокислых
вытяжках.
3. Поглотительная способность почв.
4. Физические свойства почвы.
В каждой из указанных групп свойств показатели лучшей почвы —
«чернозема-плато»—принимались за 100 баллов и соответственно опре¬
делялся сравнительный балл для остальных ночв.
Средний балл из всех четырех показателей и составлял окончатель¬
ную бонитировочную оценку почвы.
Сопоставление оценочных данных почв с урожайностью показало
хорошее их совпадение.
Более полная бонитировка почв Нижегородской губернии была сос¬
тавлена II. М. Сибирцевым.
В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев много сделали для разработки тео¬
рии и практики бонитировки ночв. Они показали, что понятие о почве
как естественноисторическом теле может быть использовано для позна¬
ния почвы как объекта труда и основного средства сельскохозяйствен¬
ного производства.
Принципы и методика бонитировки почв
Современные методы бонитировки почв исходят из принципов, сфор¬
мулированных В. В. Докучаевым, и строятся на одновременном и сопря¬
женном использовании количественных показателей свойств ночв и
агроклиматических условий, которые находятся в тесной коррелятивной
связи с урожайностью, и многолетних данных по средней урожайности
сельскохозяйственных культур, полученных при сходном уровне интен¬
сивности земледелия.
Свойствами почв, которые чаще всего тесно коррелируют с много¬
летней средней урожайностью, являются гумусность, кислотность, меха¬
нический состав, емкость поглощения, плотность, мощность гумусового
слоя.
Из агроклиматических показателей наиболее тесно связаны с уро¬
жайностью сумма активных температур за вегетационный период, ко¬
эффициент увлажнения по Высоцкому — Иванову, гидротермический ко¬
эффициент (ГТК) по Селянинову и различные показатели континен-
талыюсти климата.
Одновременное использование данных по свойствам почв и агро¬
климатических показателей объясняется тем, что тесная коррелятивная
зависимость между свойствами почв и многолетней урожайностью на¬
блюдается только в пределах определенных эколого-генетических рядов
ночв (зонального ряда, рядов заболачивания, засоления, солонцевато¬
сти и т. д.) и не может быть установлена сразу для всех ночв региона.
Например, хорошо коррелирует с урожайностью на черноземах п
каштановых почвах содержание гумуса (%) или его запасы (т на 1 га),
но этот показатель непригоден для оценки солонцов, которые часто за¬
нимают значительные площади среди черноземов и каштановых почв.
Качество солонцов будет оцениваться по глубине залегания солонцово¬
го горизонта и физико-химическим свойствам профиля солонца. Мощ¬
ность гумусовых горизонтов и запасы гумуса хорошо коррелируют с
урожайностью на Северном Кавказе, но плохо в Поволжье.
Наиболее тесные коррелятивные связи урожайности сельскохозяй¬
ственных культур наблюдаются со следующими физико-химическими и
морфологическими свойствами почв.
В зонах обеспеченного влагой земледелия (таежно-лесная, бурозем-
но-лесная зона): содержание гумуса в пахотном слое; содержание фрак¬
29—837
449
ций физической глины и ила (в механическом составе почвы): pH соле¬
вой вытяжки; гидролитическая кислотность; сумма поглощенных осно¬
ваний; степень насыщенности основаниями.
В зонах недостаточно обеспеченного влагой земледелия (лесостеп¬
ной, степной, сухостеиной, полупустынной): содержание гумуса в пахот¬
ном слое; запасы гумуса во всей толще гумусового горизонта, а также в
слоях 0—20, 0—50, 0—100 см (т на 1 га); мощность гумусового профи¬
ля; содержание фракций физической глины и ила; емкость поглощения.
Для серых лесных почв и оподзоленных черноземов наблюдается
корреляция урожайности с величиной гидролитической кислотности и
степенью насыщенности основаниями, для солонцеватых почв —с со¬
держанием поглощенного натрия и для солончаковых почв — с содержа¬
нием легкорастворимых солей.
В приведенный перечень вошли только те свойства ночв, методика
количественного определения которых хороню разработана и по кото¬
рым имеются массовые данные, полученные при почвенных съемках. Ряд
других, важных для определения плодородия, свойств почв, таких, как
степень оглеенности, степень луговости, степень смытости, степень дсф-
лнрованности и т. д., не поддаются строгому количественному учету и
определяются только количественно-качественным методом по системе
слабо, средне, сильно. Их учет в бонитировке почв осуществляется с
помощью поправочных коэффициентов, которые вычисляются но сопо¬
ставлению урожайности на этих почвах.
Агроклиматические показатели, если их используют при бонитиров¬
ке, снимают с агроклиматических карт или выбирают из агроклимати¬
ческих справочников, применительно к распространению бонитируемых
почв.
Определение средней многолетней урожайности сельскохозяйствен¬
ных культур в случае пахотных земель и естественной биологической
продуктивности (урожайности трав) на сенокосах и пастбищах, приме¬
нительно к конкретным почвам, представляет собой задачу, достаточно
сложную и для некоторых случаев еще не вполне разработанную.
Основные материалы но урожайности сельскохозяйственных куль¬
тур следующие: хозяйственная урожайность в колхозах и совхозах; дан¬
ные опытных станций и сортоучастков; материалы по прямому учету
урожаев на полях колхозов и совхозов на учетных площадках.
Все эти данные могут быть получены за различное число лет, и их
необходимо привести к одному и тому же сроку (5—7—10 лет). Только
в материалах второго и третьего вида урожайность непосредственно
сопрягается с конкретными почвами. Что же касается основного источ¬
ника данных хозяйственной урожайности в колхозах и совхозах, то она,
как правило, определяется для хозяйства в целом и иногда но полям и
бригадным участкам. Пашни в колхозах и совхозах могут располагать¬
ся: на одной разновидности почв (редкий случай); на нескольких близ¬
ких разновидностях, при этом одна из них занимает более 70% площа¬
ди; на нескольких разновидностях, существенно различающихся между
собой.
В первом случае суммарная урожайность в хозяйстве точно соот¬
ветствует определенной разновидности почв, во втором — мы принимаем
ее как урожайность на преобладающей почве, и, наконец, в третьем
случае необходим специальный расчет, основанный на решении систем
уравнений для ряда хозяйств одного типа почвенного покрова и уровня
интенсивности земледелия, но с разным соотношением площадей почв
на пашнях. Этот расчет дает урожайность сельскохозяйственных куль¬
тур на конкретных почвах взятого ряда.
Таким образом, накапливаются данные по многолетней урожайно*
450
сти на определенных почвах. Эти данные для каждой почвы группиру¬
ются обычно по трем уровням интенсивности земледелия.
Каждый уровень характеризуется следующими средними агротехни¬
ческими и агроэкономичсскими показателями: средняя стоимость сель¬
скохозяйственных машин (включая грузовые автомобили) на 1 га паш¬
ни в хозяйствах данного уровня, среднее количество вносимых удобре¬
ний (в действующем веществе также на 1 га пашни); средняя обеспе¬
ченность гектара пашни рабочей силой.
Все данные по свойствам почв и урожайности сельскохозяйствен¬
ных культур подвергаются математической обработке. Вычисляются
средние арифметические (М) и ряд статистических показателей, под¬
тверждающие достоверность этих средних арифметических. Среди по¬
следних наибольшее значение имеют:
1) среднее квадратичное отклонение определений от среднего ариф¬
метического
где S„2 — сумма квадратов отклонений от среднего арифметического;
п — число определений, из которого получено среднее арифмети¬
ческое;
2) средняя ошибка среднего арифметического
где (т — среднее квадратичное отклонение от среднего арифметического;
п— число определений;
3) вариационный коэффициент
.Ю0%
м
(обозначения тс же).
Бонитировочный балл по урожайности и по каждому оценочному
• признаку рассчитывается на основании полученных достоверных средних
величин по формуле
Б _ Зф-100
Зм
где Б — балл почвы;
Зф—значение какого-либо признака или урожайности;
Зм — значение этого же признака, принимаемого за 100 или
50 баллов.
Математическое подтверждение корреляционной зависимости меж¬
ду отдельными факторами (например, между содержанием гумуса в
процентах и средней урожайностью) устанавливается вычислением ко¬
эффициента корреляции но формуле
г _ ^а* • %
V■
где^«л-2а^ - сумма произведений отклонений отдельных вариантов
того или иного другого фактора от соответствующих им средних ариф¬
метических.
Коэффициент корреляции может колебаться от +1 до —1, знак
плюс (+) указывает на положительную связь, знак минус (--) на отри¬
цательную. Чем ближе коэффициент корреляции к 1, тем теснее связь
29'
451
между изучаемыми факторами: коэффициент корреляции 0,51—0,70
свидетельствует о значительной связи; 0,71 —0,90—о тесной связи и
больше 0,91—об очень тесной корреляционной связи.
В дальнейшем материалы для построения шкал бонитировки почв
обрабатываются тремя методами:
1) строятся две параллельные шкалы бонитетов почв, одна по свой¬
ствам почв, наиболее полно коррелирующим с урожайностью, и вторая
непосредственно по материалам урожайности. Первая осуществляется
как основная, вторая — как контрольная (Ф. Я. Гаврилюк, А. С. Фатья¬
нов, Н. Ф. Тюменцев);
2) строится одна шкала одновременно и по свойствам почв, и по
урожайности, при этом средние бонитеты основных групп почв опреде¬
ляются по урожайности, а бонитеты конкретных почв в пределах этих
групп — по почвенным свойствам с учетом общего бонитета группы
(С. А. Шувалов);
3) бонитеты почв рассчитываются по урожайности, а материалы по
свойствам почв используются для проверки шкалы и уточнения класси¬
фикации и группировки ночв (В. П. Кузьмичев).
Применяются все три метода построения бонитировочных шкал, но
второй может быть более достоверным, как синтетический. Расчеты осу¬
ществляются на ЭВМ с использованием уравнений регрессии.
В нашей стране больше используется стобалльная оценочная шка¬
ла, которую строят в двух вариантах: в виде «разомкнутой» и «замкну¬
той». При разомкнутой шкале наиболее распространенным средним поч¬
вам присваивается 100 или 50 баллов. Остальные почвы в зависимости
от качества оценивают выше или ниже указанных баллов. При замкну¬
той шкале лучшим почвам дают 100 баллов, худшим присваивают ми¬
нимальное число баллов.
Бонитировочные шкалы, или оценочные таблицы, разрабатывают
государственные проектные институты по землеустройству (гипроземы)
при участии научно-исследовательских институтов по землеустройству и
кафедр почвоведения вузов.
Наиболее широко известны бонитировочные шкалы (методы бони¬
тировки), разработанные Н. Л. Благовидовым, А. С. Фатьяновым,
Ф. Я. Гаврилюком. Сущность этих методов рассматривается в «Практи¬
куме по почвоведению» (М., Колос, 1980). Оригинальные шкалы разра¬
ботаны также для Башкирии, для Прибалтийских республик, для Укра¬
инской ССР, Белорусской ССР и для Среднеазиатских республик.
В целях установления единых принципов бонитировки почв Поч¬
венным институтом имени В. В. Докучаева ВАСХПИЛ ведется разра¬
ботка общесоюзной методики бонитировки почв и составляются указа¬
ния с. учетом опыта работ в республиках и областях.
В настоящее время закончены большие работы по бонитировке почв
Украины, Белоруссии, Молдавии, Эстонии, Латвии, Литвы; ведутся ра¬
боты по краям, автономным республикам и областям на обширных тер¬
риториях РСФСР, Казахстана и Среднеазиатских республик. Обогаща¬
ется методика и техника работ на основе совершенствования, отбора и
учета материалов по хозяйственной урожайности, расширяется набор
свойств почв, привлекаемых к обработке, широко используются мате¬
матические методы.
Изучается связь плодородия ночв с их водно-физическими свойства¬
ми, с особенностями питательного режима, с параметрами гидротерми¬
ческого режима и с агроклиматическими показателями.
Почвенный институт имени В. В. Докучаева ВАСХПИЛ ведет ра¬
боты по составлению единой общесоюзной бонитировочиой шкалы ос¬
новных (зональных) почв по зерновым культурам (без кукурузы).
452
Основы этой работы были заложены С. С. Соболевым и М. II. Малыш-
киным ii продолжены Н. М. Розовым, С. А. Шуваловым п И. И. Карма¬
новым.
В настоящее время И. И. Кармановым разработаны общесоюзные
бонитнровочные шкалы для ряда сельскохозяйственных культур. Итоги
этих разработок по зерновым культурам приведены в сводной таблица
(табл. 146).
В этой таблице приводятся баллы бонитетов зерновых культур и
показатели относительной урожайности. Все данные получены для низ¬
кого и высокого уровня интенсивности земледелия. Высокий уровень оп¬
ределялся на основании материалов по передовым хозяйствам и сорто¬
участкам.
Баллы бонитета и относительная урожайность рассчитаны по отно¬
шению к лучшей почве в нашей стране для зерновых — типичному (сла-
бовыщелоченному) предкавказскому чернозему. При исчислении баллов
бонитет этого чернозема принимался и при низком и высоком уровне за
100, а урожайность за 1,00 (низкий уровень).
В особой графе таблицы дается рост урожайности (в форме числа
раз увеличения продукции) при переходе от низкого уровня интенсифи¬
кации земледелия к высокому.
При составлении таблицы И. И. Кармановым были найдены корре¬
ляции урожайности с почвенными свойствами и с тремя агроклиматиче¬
скими показателями (суммы температур за вегетационный период, ко¬
эффициент увлажнения по Высоцкому — Иванову и коэффициент конти-
нентальиости) и построены эмпирические формулы для расчетов. По¬
скольку баллы бонитетов для низкого и высокого уровня земледелия
высчитаны по независимым стабильным системам, введено ислользо-
146. Баллы бонитетов зерновых (верхняя цифра), показатель относительной
урожайности (нижняя цифра) и рост урожаев (число раз)
Природно-сельскохозяйственные провинции и регионы
прибалтийские и украин¬
ские (запад, центр)
предкавказские
среднерусские и юж¬
норусские (центр)
Почвы
низкий
уровень
высокий
уровень
рост уро¬
жая (чи¬
сло раз)
низкий
уровень
высокий
уровень
рост уро¬
жая (чи¬
сло раз)
низкий
уровень
высокий
уровень
1
рост уро¬
жая (чи¬
сло раз)
Дерново-подзолистые
Серые лесные
Черноземы выщело¬
ченные
Черноземы типичные
(включая слабо-
выщелоченные)
Черноземы обыкно¬
венные
Черноземы южные
Темно-каш та новые
43
0,43
0,64
85
0,85
86
0,86
79
0,79
65
0,65
56
0,56
70
1,68
74
1,78
88
2,11
88
2,81
75
1,80
63
1,51
53
1,27
3,9
2,7
2.4
2.4
2.3
2.3
2,2
93
0,93
100
1,00
68
0,68
56
0,56
45
0,45
93
2,23
100
2,40
69
1,66
52
1,25
40
0,96
2.4
2.4
2.4
2,1
2,1
35
0,35
40
0,40
52
0,52
54
0,54
50
0,50
45
0,45
35
0,35
55
1,32
58
1,39
63
1,51
00
1,44
51
1,22
40
0,96
29
0,70
Продолжение
Почвы
Природно-сельскохозяйственные провинции и регионы
западно-сибирские и казахстанские
(центр, восток)
S о
'X сс
т о
is
в х
Р
О и
3 &
се >>
с. у р
Ell
восточно -сибирские
- о/
X о
к >»
с: £
ай £
С И
и о
3 р-
а >»
с . Л
О.Г П
^.ГГ «
Н ЯР
и 5 О
Дерново-подзолистые
Серые лесные
Черноземы выщело¬
ченные
Черноземы типичные
(включая слабо-
выщелоченные)
Черноземы обыкно¬
венные
Черноземы южные
Темно-каштановые
35
0,35
40
0,4
47
0,47
38
0,38
33
0,33
30
0,30
36
0,84
43
1,03
46
1,10
35
0,84
28
0,67
22
0,53
2,4
2,6
2,3
2,2
2,0
1,8
32
0,32
38
0,38
45
0,45
40
0,40
35
0,35
30
0,30
36
0,74
38
0,76
46
йо
34
0,82
27
0,64
21
0,50
2.3
2,0
2.4
2,1
1,8
1J
вавшееся и ранее понятие урожайная цена балла (в килограммах па
1 га). Из таблицы 146 видно изменение степени роста урожайности при
переходе от низкой интенсивности земледелия к высокой для основных
типов почв земледельческой полосы СССР и для пяти главных провин¬
циальных секторов.
Наибольшее увеличение урожаев наблюдается на дерново-подзо¬
листых почвах: в 3,9—2,7 раза в европейской части СССР и в 2,6—
2,0 раза в Сибири, с ее более суровыми климатическими условиями.
Выщелоченные и типичные черноземы дают сходный рост урожай¬
ности в 2,9—2,3 раза во всех провинциях с максимумом в Среднерус¬
ской провинции.
Обыкновенные и южные черноземы в отношении роста урожайности
(без орошения) уступают типичным. Для европейской части СССР рост
в 2,4 — 2,1 раза, для Сибири и Казахстана в 2,1 — 1,8 раза.
Наименьший рост урожайности (без орошения) наблюдается на
каштановых почвах: в 2,2—2,0 раза в европейской части и в 1,8—1,7 ра¬
за в Сибири и Казахстане.
Основные бонитировочные шкалы, как и шкала, приведенная в таб¬
лице 146, разрабатываются для суглинистых зональных почв.
Бонитеты других (интразоиальных) почв получаются с помощью
поправочных коэффициентов. Первые шкалы поправочных коэффициен¬
тов были разработаны Н. А. Качинским (механический состав) и С. С.
Соболевым (эродированность).
Все последующие разработки поправочных коэффициентов обобщены
И. И. Кармановым, С. А. Шуваловым и Д. С. Булгаковым с учетом пот¬
ребностей главных сельскохозяйственных культур (табл. 147, 148).
454
147. Поправочные коэффициенты на механический состав почв
Сельскохозяйственная
культура
Глина легкая
Суглинок
Супесь
Песок
тяжелый
средний
легкий
1
Пшеница, ячмень
Рожь
Картофель
X с р н о а о - п
0,75
0,65
Нет
[ О Д 3 0 Л И
0,90
0,85
0,85
стая п *
1,00
0,98
0,95
о ч в а
1,00
1,00
1,00
0,72
0,80
0,85
0,52
0,60
0,65
Серая лесная почва
Пшеница, ячмень
0,95
1,00
0,97
0,90
0,65
0,40
Рожь
0,75
0,90
1,00
0,95
0,75
0,50
Картофель
0,75
0,90
1,00
1,00
0,80
0,60
Чернозем выщелоченный и типичный
Зерновые |
0,98
1,00
0,92 |
0,85 |
0,57 |
| Нет
Чернозем обыкновенный
Зерновые |
| 0,97
I 1,00
1 0,92
| 0,87 |
0,60 |
| Нет
Чернозем южный
Зерновые
| 0,95
I 1,00
| 0,95
| 0,90 |
I 0,62
| Нет
Чернозем i:
■жный
Зерновые
I 0,85
1 1,00
I 0,97
I 0,92
I 0,67
I 0,42
Совершенно отдельные бонитировочные шкалы разрабатываются
для орошаемых и осушаемых почв. В этих шкалах наряду с обычными
свойствами почв должны учитываться мелиоративные режимы орошения
к осушения, которые вместе с климатическими условиями определяют
величину урожая. Среди свойств почв особое значение получают водно-
физические константы, а на юге — показатели, хотя бы и очень слабого
вторичного засоления.
Экономическая оценка земель учитывает не только плодородие почв,
но и ряд других особенностей земельной территории как средства сель¬
скохозяйственного производства, определяющих величину затрат на по¬
лучение урожая. К ним относятся прежде всего затраты, связанные с
особенностями рельефа и почвенного покрова, определяющих размеры
и конфигурацию полей, трудность механической обработки почв, обяза¬
тельные мелиоративные мероприятия и т.д. Это необходимые зонально¬
провинциальные затраты (по И. И. Карманову), которые значительно
ниже в стенной зоне, особенно в Предкавказье, и возрастают к северу,
увеличиваясь более чем вдвое в Нечерноземной зоне РСФСР.
Кроме того, ряд затрат связан с особенностями самого хозяйства,
его удаленностью от пунктов снабжения, протяженностью внутренних
коммуникаций, расстоянием до места реализации сельскохозяйственной
продукции и организационной структурой. Это внутрихозяйственные зат¬
раты. Все расчеты при экономической оценке земель ведутся в стоимост¬
ном {денежном) выражении. Важнейшими показателями экономической
оценки земель являются общая стоимость полученной продукции (вало¬
вой доход), общая величина затрат на получение урожая (с дифферен¬
циацией по вышеприведенным категориям), чистый доход. Некоторые
исследователи предлагают также в качестве показателя экономической
455
148. Поправочные коэффициенты на смытость и солонцеватость почв
Почвы
Серая
лесная
4epi
выщелоченный
и типичный
но зем
обыкновен¬
ный и южный
Каштановая
Песмытые
1,00
1,00
1,00
1,00
Слабое мытые
0,82
0,85
0,82
0,80
Средпссмытыс
0,67
0,70
0,67
0,62
Сильносмытые
0,45
0,48
0,45
0,42
Нссолонцсватыс
—
1,00
1,00
1,00
Слабосолон цеватые
—
0,87
0,85
0,82
Средиесолониеватые
—
0,72
0,7i)
0,68
Сильносолонцеватые
—
0,57
0,55
0,52
оценки земель величину дифференциальной ренты, вычисляемой в обще¬
государственном масштабе.
Показатели экономической оценки (затраты, чистый доход) для од¬
них и тех же почв в хозяйствах одного и того же природно-сельскохозяй-
ственного района будут различными в зависимости от местоположения
и организационной структуры хозяйств.
Совместное использование показателей бонитировки и экономичес¬
кой оценки земель позволяет точно определить успехи и недостатки в
деятельности отдельных хозяйств и связать их или с плодородием почв,
пли с применением комплекса агротехнических и мелиоративных меро¬
приятий, или с организационными и другими факторами.
Глава XXXVI
ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ МИРА
В главе о зональности почв рассмотрено разделение почвенного пок¬
рова суши на почвенно-климатические пояса и почвенно-биоклиматичес-
кие области.
Почвенно-биоклиматические области характеризуются общностью
климата, растительности, почвенного покрова и типов земледелия. Поэ¬
тому они могут рассматриваться как основные единицы агропочвенного
районирования суши.
Общая схема агропочвенных областей мира — итог труда почвове¬
дов и агрономов различных стран. Почвоведами изучен почвенный пок¬
ров мира и обобщен огромный картографический материал. Русским и
советским почвоведам в этой работе принадлежит громадная роль. Они
сформулировали принципы почвенно-географического обобщения
(В. В. Докучаев), дали первые мировые почвенные карты (К. Д. Глин¬
ка, Л. И. Прасолов) и способствовали развитию мировой почвенной
картографии (3. Ю. Шокальская, Д. Г. Виленский, И. П. Герасимов,
В. А. Ковда, Е. В. Лобова, Н. Н. Розов, М. А Глазовская, В. М. Фрид-
ланд).
Агрономическая наука объединила многовековой опыт земледель¬
цев, связала его с природными факторами и на базе достижений почво¬
ведения, агрохимии и других биологических наук разрабатывает теорию
земледелия применительно к различным комплексам природных усло¬
вий
На схеме агропочвенного районирования мира (рис. 56) агропоч-
венные области сгруппированы по термическим условиям и по условиям
атмосферного увлажнения.
Группировка но термическому принципу с почвенно-географической
и особенно с агрономической точки зрения многими признается главной.
Она отражает термический режим почв, определяющий энергетические
условия превращения органических и минеральных веществ при почво¬
образовании, хорошо согласуется с главными типами земледелия по
числу урожаев в год, с потенциальной биологической продуктивностью
при интенсивном сельскохозяйственном производстве, с набором сель¬
скохозяйственных культур и т. д.
Группировка агропочвенных областей по атмосферному увлажнению
тесно связана, как отмечает М. А. Глазовская, с реакцией и окислитель-
но-восстановительным потенциалом почв, с их водным режимом в авто-
морфных условиях, характеризует влагообеспеченность земледелия, пот¬
ребность во влагонакоплении и орошении и весьма существенна для мс-
л иор.ативных целей.
Из площади суши (без материковых оледенений) 13 414 млн. га на
равнинные территории приходится 10 290 млн. га, или 76,7%, и на гор¬
ные—3124 млн. га, или 23,3%.
Более подробно рассмотрим почвенный покров равнинных террито¬
рий, так как для характеристики почвенного покрова гор еще очень мало
данных.
Распределение равнинных территорий суши по почвенно-климати¬
ческим поясам характеризуется следующими величинами.
Из общей площади равнинных территорий на тропический пояс па¬
дает 47,7 %, на субтропические пояса— 17,7 %, на суббореальные —
14,9%» на бореальные—15,2% и на полярные (без материкового оле¬
денения) только 4,5%.
457
458
Почвенный покров равнинной суши наибольший во влажном секторе
(4512 млн. га), затем идет переходный, объединяющий субгумидные и
еубаридные области (3199 млн. га). Сухой сектор включает пустыни
(2579 млн. га).
ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ ТРОПИЧЕСКОГО ПОЯСА
Тропический почвенно-климатический пояс очень слабо освоен зем¬
леделием (в среднем 5%). Но тропическое земледелие играет сущест¬
венную роль в мировом производстве сельскохозяйственных продуктов.
Площади земледелия, находящиеся в тропиках, составляют около 20 %
всех земледельческих площадей мира, а многие сельскохозяйственные
культуры, возделываемые там, не могут культивироваться в других поя¬
сах. В тропических областях при интенсивном ведении хозяйства воз¬
можно получение трех урожаев в год.
Тропические влажно-лесные области. В тропическом почвенио-кли-
матическом поясе выделяются три влажно-лесные области: Амери¬
канская, охватывающая Центральную Америку и большую часть Юж¬
ной Америки; Африканская, включающая бассейн р. Конго и по¬
бережье Гвинейского залива; Австрало -Азиатская, занимающая
полуострова Южной Азии (часть Индостана и Индокитай), северное по¬
бережье Австралии и все острова, расположенные между этими мате¬
риками. Общая площадь тропических влажно-лесных областей состав¬
ляет 2230 млн. га.
В почвенном покрове различаются две почвенные зоны: зона красно-
желтых ферраллитных почв, так называемых дождевых тропических
лесов, и зона красных почв переменно-влажных (муссонных), тропичес¬
ких лесов и высокотравных саванн.
Первая из почвенных зон приурочена в каждой области к наиболее
влажным районам, вторая окружает ее по периферии.
Красно-желтые ферраллитные почвы формируются в
наиболее теплых и влажных условиях. Климатические сезоны года почти
не выражены и нет существенных температурных колебаний дня и ночи.
Температура почти все время колеблется около 25—27 °С. Термический
режим почвы под лесным покровом однообразен на большую глубину, с
теми же температурами 25—27 °С; на полях, слабо защищенных расти¬
тельностью, температура поверхности почвы может быть значительно
выше.
Равномерно распределяется по сезонам года и увлажнение. Общее
количество осадков от 1800 до 2500 мм и более. Годовой коэффициент
увлажнения везде больше единицы, а месячные коэффициенты достигают
5—10, и только в 1—2 месяца сухого сезона они снижаются до 0,5—0,3.
Больше 20 % осадков выпадает в виде ливней, что обусловливает очень
глубокое промывание почв и интенсивное развитие почвенной эрозии.
В тех местах, где осадки скапливаются в больших количествах и
медленно стекают (рисовые поля и др.), почвенные частицы взмучива¬
ются и медленно оседают, при этом часть наиболее тонких взвесей может
уноситься. Это приводит к обезыливанию верхних горизонтов некоторых
почв.
Естественная растительность, в настоящее время во многих местах
уничтоженная, представлена пышными тропическими лесами. Они ха¬
рактеризуются разнообразием видового состава и многоярусностыо.
Деревья первого яруса достигают очень большой высоты. Леса отлича¬
ются высокой сомкнутостью и обилием лиан и эпифитов.
Под пологом леса вследствие очень большой затененности нет ни
кустарников, ни трав, а поверхность почвы обычно покрыта быстрораз-
лагающимся мертвым опалом органического вещества.
459
Тропические леса — наиболее продуктивная растительная формация
:i характеризуются высокой интенсивностью биологического круговорота.
Ежегодно в оиад поступает от 250 до 400 ц на 1 га органического ве¬
щества при высокой его зольности (5,6%) и большом содержании азота
(около Но).
Превращение опада характеризуется интенсивным разложением,
чому способствуют гидротермический режим («оранжерейный» климат)
к активная деятельность почвенной фауны (термиты и др.); общим ши¬
роким отношением опада к зольным элементам (около 20); небольшой
долей щелочноземельных и щелочных оснований в составе золы; интен¬
сивным окислением азота и серы, входящих в органические соединения
опада, что способствует общему увеличению кислотности среды. В ре¬
зультате в почвах образуются слабоконденснрованные продукты гумифи¬
кации (фульвокислоты) и неспецифические водорастворимые низкомо¬
лекулярные органические кислоты и полифеиолы, недостаточно усред¬
ненные.
Описанный комплекс факторов почвообразования обусловливает
интенсивное развитие процессов ферраллитизации.
Ферраллитизация — это стадия выветривания горных пород,
сопровождающаяся распадом большей части первичных минералов (зэ
исключением кварца), образованием и накоплением вторичных минера¬
лов группы полутораокисей, а также иногда некоторого количества гли¬
нистых минералов группы каолинита (и галлуазита) с низким отноше¬
нием S1O2: AI2O3, равным 2. Основания и кремнезем (не участвующий в
образовании кристаллической решетки каолинита и галлуазита) выно¬
сятся из выветривающейся толщи. Освобождающиеся при выветривании
параты окислов железа в среде, бедной органическими кислотами, ос¬
таются на месте и прокрашивают массу каолинита. Свободные окислы
алюминия, не входящие в состав каолинита, образуют минералы гиббсит
ii гидраргиллит.
Гидроокислы железа определяют цвет почвы от ярко-красного до
желтого в зависимости от их содержания и степени гидратации и цемен¬
тируют частицы каолинита в форме устойчивой мелкокомковатой струк¬
туры. Эта структура имеет очень большое агрономическое значение, она
водопрочна и создает благоприятный водный и воздушный режимы почв,
обычно очень глинистых.
Количество Fe203, идущее на пропитывание почвы, может достигать
(по И. А. Денисову) 12—16 %. Остальное железо в красно-желтых поч¬
вах дождевых тропических лесов выносится и только в редких случаях
может скапливаться в форме конкреций.
Органическое вещество тропического леса поступает главным обра¬
зом на поверхность красно-желтых ферраллитных почв вследствие отми¬
рания листьев и ветвей и в значительно меньшей степени в толщу верх¬
них горизонтов почв за счет отмирания корневых систем. Большая часть
органического вещества полностью минерализуется, хотя одновременно
на аоверхности почвы и особенно в ее толще образуются подвижные
фульватные н ульмиио-фульватные продукты.
Гумусовый горизонт А красно-желтых ферраллитных почв влажных
тропических лесов коричневато-серый, структура мелкокомковатая или
кащюлитовая, мощность его 12—17 см. Содержание гумуса непосредст¬
венно под тонким горизонтом подтилки в слое 5—7 см достигает 4—
5 % и в остальной части гумусового горизонта 1—2 %. Состав гумуса —
у.тьматно-фульватный. Ниже залегает красновато-бурый или желтовато¬
бурый переходный горизонт АВ; структура его более крупная и менее
прочная, на гранях структурных отдельностей встречаются глинистые
пленки. Общая мощность 25—50 см. Под переходным горизонтом расно-
460
лагается горизонт В, буровато-красный или буровато-желтый, постепен¬
но переходящий в более яркую почвообразующую породу —ферраллит-
ную кору выветривания мощностью несколько метров или даже десяткой
метров и сохраняющую сложение исходной горной породы. Реакция поч¬
вы и коры выветривания кислая (pH 4,0—5,5). Емкость поглощения 3—
6 м.-экв. на 100 г почвы и только в гумусовом горизонте емкость погло¬
щения возрастает до 10—13 м.-экв. Насыщенность основаниями ме¬
нее 50%.
Верхние горизонты ферраллитных почв, включая и гумусовый, со¬
держат меньше ила и глинистых частиц, чем нижние. Причины этого
явления различными учеными объясняются по-разному. Одни склонны
связывать это уменьшение ила с процессом нормального оподзоливания,
другие объясняют это явлением лессиважа, третьи говорят о неприложи-
мости указанных выше представлений о подзолообразовании и лессиьаже
в обычной форме к тропическим почвам. Выдвигаются и другие объясне¬
ния — неравномерность глинообразования в поверхностных горизонтах
и на глубине, псевдооподзоливание, обусловленное сезонным поверхност¬
ным оглеением, отмучивание при скоплении дождевых вод (И. П. Гера¬
симов, С. В. Зонн, И. А. Денисов, В. М. Фридланд).
Красные ферраллитные почвы переменно-влажных тро¬
пических лесов и высокотравных саванн развиваются в тех же термиче¬
ских условиях, что и красно-желтые, при достаточном количестве осадков
(1300—1800 мм), но при более выраженном сухом сезоне (до 3—4 ме¬
сяцев) .
Растительный покров вследствие сухого зимнего сезона испытывает
существенные изменения. Флористический состав становится менее раз¬
нообразным, в лесах намечается господство определенных пород, они
менее сомкнуты. Количество лиан сокращается, и под пологом леса воз¬
можно развитие кустарников и трав. На месте вырубленных и сожжен¬
ных лесов возникают пышные высокотравные саванны с травостоем, дос¬
тигающим в период его максимального развития 4 м высоты.
Красные ферраллитные почвы, близкие по общему характеру почво¬
образования к красно-желтым, в то же время приобретают следующие
отличия: изменяется годовой ход водного режима почв, почвы глубоко
просыхают в сухой сезон; верхние горизонты вследствие интенсивного
прогревания в сухой сезон приобретают красный цвет как результат тер¬
мической дегидратации окисей железа; гумусовый горизонт имеет темно¬
бурую окраску, возрастает в мощности, особенно под саванной, до 30 —
40 см и может содержать с поверхности до 4 % гумуса; состав его преи¬
мущественно фульватный; увеличивается возможность выпадения гидро¬
окисей железа в форме конкреций, прослоек и сцементированных гори¬
зонтов (процесс латеритизации).
Латеритизация — сложный процесс, идущий главным образом
благодаря приносу соединений железа при боковом движении почвенных
растворов. Мобилизация железа в растворимых формах происходит в
основном вследствие процессов поверхностного оглеения. Выпадение в
форме гидроокисей связано с возникновением на пути движения раство¬
ров геохимических барьеров (смена реакции, резкое изменение окисли-
тельно-восстановительного состояния среды), что определяется сменой
механического и химического состава пород, влиянием грунтовых вод
и др.
В красных ферраллитных почвах, имеющих обычно хорошую мелко¬
комковатую структуру, связанную с воздействием окисей железа, наблю¬
даются отдельные железистые конкреции и местами целые горизонты
сцементированных железистых конкреций (пизолитиые латеритные го¬
ризонты).
461
В тех местах, где близко от поверхности почвы залегают почвенно¬
грунтовые воды, создаются условия для современной гидрогенной акку¬
муляции железа. Эти железистые образования обычно имеют ячеистую
форму. Стенки ячеек (трещины, заполненные гидроокисями железа)
плотного сложения, а внутри ячейки наполнены рыхлой ферраллитно;!
массой соответствующего почвенного горизонта (альвеолярные латериг-
ные горизонты).
Глубинные латеритные горизонты, свободно режущиеся во влажном
состоянии, способны при высыхании на поверхности почвы твердеть и пре¬
вращаться в латеритные панцири, или «кирассы», которые представляют
трудноустранимое препятствие для земледелия. Почвенно-эрозионные
процессы, обнажающие латеритные горизонты, способствуют образова¬
нию панцирей. Впервые латеритные горизонты были описаны Бьюкене¬
ном (1807) и названы латеритом (от латинского слова later—кир¬
пич).
Среди других почв, встречающихся во влажно-лесных тропических
областях, необходимо отметить прежде всего темно-красные и те м-
ные лесные тропические почвы, формирующиеся на основных
породах и известняках. Они получили название маргалитовых или фер-
раллитно-маргалитовых почв.
Для этих почв характерны глинистый механический состав, более вы¬
сокая насыщенность основаниями и значительная емкость поглощения
(до 30 м.-экв.) по сравнению с красно-желтыми и с красными почвами
Реакция слабокислая, гумуса немного, но темное окрашивание интенсив¬
ное. В составе темно-красных и темных лесных тропических почв значи¬
тельную роль играют минералы каолинитовой группы и возможно также
присутствие минералов монтмориллонитовой группы. Это определяет
высокое плодородие указанных почв, они широко используются в зем¬
леделии.
Площадь темно-красных и темных почв невелика (около40 млн. га).
Наиболее широко они распространены в Южной Азии и Индонезии, где
связаны с основными вулканическими породами, а также в Южной Аме¬
рике и Африке.
Большую площадь (более 220 млн. га) в пониженных районах бассей¬
нов рек Амазонки и Конго занимают лесные ферритные глее¬
вые почвы, требующие для освоения осушительных работ. Далее необ¬
ходимо назвать тропические аллювиальные почвы (более
i20 млн. га), тропические болотные почвы и мангровые
засоленные почвы океанических побережий, формирующиеся в зо¬
не приливов.
Общая земледельческая освоенность влажно-лесных тропических
областей невелика. Площадь земледелия приблизительно оценивается в
120 млн. га, что составляет менее 5 % общей площади областей.
Наибольшая земледельческая освоенность влажно-лесных тропичес¬
ких почв отмечается в странах Южной Азии (Индонезия, Индия, Вьет¬
нам), далее идут Южная Америка, Африка и. наконец, Австралия.
Главные сельскохозяйственные культуры — рис, сахарный тростник,
маниок, батат, кофе, какао, масличная пальма, каучуконосы, бананы,
ананасы. Для повышения производительности земель необходимы специ¬
фический комплекс минеральных удобрений, обеспечивающий получение
нескольких урожаев в год, и меры по ликвидации избыточной кислотно¬
сти почв.
Большое значение имеют мероприятия по борьбе с почвенной эро¬
зией, а также разработка способов освоения почв с близкими к поверх¬
ности латеритными горизонтами и приемов, противодействующих их об¬
разованию при распашке.
462
Возможности дальнейшего расширения земледелия очень значитель¬
ны; по некоторым оценкам, его площадь может быть увеличена в 5—6
раз. Большое значение имеет также лесное хозяйство.
Тропические ксерофитно-лесные и саванные области занимают около
1460 млн. га. Они распространены главным образом в восточном полуша¬
рии. Наибольшей среди них является Инд о-А ф р и к а н с к а я, огиба¬
ющая тропическую влажно-лесную область бассейна Конго и включаю¬
щая западную часть полуострова Индостан. Она расположена по обе
стороны экватора. Второе место занимает Австралийская ксерофит-
но-лесная область, протянувшаяся в широтном направлении на севере
Австралии между влажными тропическими лесами и пустыней.
В западном полушарии ландшафты ксерофитных тропических лесов
и саванн распространены на Антильских островах и в Венесуэле (Цен¬
тральноамериканская почвенно-биоклиматическая область), в
бассейне р. Сан-Франциско, на северо-востоке и на юге-западе Бразилии,
в Парагвае, в предгорьях Анд, в так называемой области Чако (Южно¬
американская почвенно-биоклиматическая область). В почвенном
покрове рассматриваемых областей выделяются две почвенные зоны: зо¬
на коричнево-красных почв ксерофитных лесов и зона красно-бурых ночв
сухих саванн. Эти зоны разграничены между собой нерезко. Среди тех
и других встречаются черные тропические почвы.
Коричнево-красные почвы формируются под сухими тропи¬
ческими редколесьями и зарослями кустарников при выпадении 1000—
1300 мм осадков и зимнем сухОхМ сезоне продолжительностью около 4—
5 месяцев.
В Австралии это главным образом заросли акации, в бассейне
р. Сан-Франциско колючекустарниково-кактусовая формация «Каатин-
га».
Коричнево-красные почвы имеют преимущественно ферраллитный
состав. Гумусовый горизонт (25—30см) содержит около 2% гумуса, сос¬
тав его гуматно-фульватный, pH 5—6, насыщенность основаниями более
50%- В почвенной массе преобладают минералы каолинитовой группы,
определяющие глинистый механический состав и небольшую емкость по¬
глощения (4—6 м.-экв.).
В Южной Африке, кроме того, широко распространены коричнево¬
красные почвы легкого механического состава, имеющие более светлую
буроватую окраску.
В коричнево-красных почвах идет интенсивное образование желе¬
зистых конкреций, а на поверхности почвы возникают железистые корки,
плохо смачиваемые водой. Эрозия во влажное время года очень сильно
разрушает почву, и на ее поверхность часто выходят плотные латеритные
горизонты, приостанавливающие дальнейший размыв.
Красно-бурые почвы сухих саванн формируются при несколь¬
ко меньшем увлажнении. Годовое количество осадков от 800 до 1000 мм,
сухой сезон 6 месяцев и более. Растительный покров представлен свое¬
образной формацией, получившей название сухой саванны. Отдельные,
обычно довольно крупные деревья (баобабы и др), возвышаются над
покрытой травой поверхностью. Корневые системы этих деревьев развиты
чрезвычайно широко и мощно. Они обеспечивают сохранение деревьев и
су кое время года. Во влажные летние периоды, когда выпадает более
75 % годового количества осадков, сухая саванна зеленеет, растут травы,
достигающие высоты более 1 м. Зимой, когда наступает продолжительная
шестимесячная засуха, деревья сбрасывают листву, травы выгорают и
органическое вещество минерализуется главным образом на поверхности
почвы. Существенное значение имеет деятельность муравьев и термитов
для оструктуривания почв и обогащения их органическим веществом пу¬
тем заполнения им ходов.
463
Красно-бурые почвы имеют уже феррсиаллитный (каолинит-иллит-
уомтмориллонитовый) состав. Гумусовый горизонт менее развит (20—
25 см), гумуса в нем около 1%. Реакция почвы от слабокислой до слабо¬
щелочной. Состав гумуса гуматно-фульватный. В нижней части профиля
может наблюдаться иллювиально-карбонатный горизонт. Поглощающий
комплекс насыщен основаниями. В почве много подвижного железа (об¬
разующегося при выветривании), обеспечивающего хорошую микрострук¬
туру ее верхних горизонтов. Французские почвоведы называют эти поч¬
вы железистыми. Образование железистых конкреций в красно-бурых
почвах идет менее интенсивно, чем в коричнево-красных, поверхностные
железистые корки формируются редко. В верхних горизонтах красно-бу¬
рых ночв наблюдается уменьшенное содержание ила, что связывается
или с процессом лессиважа, или с более интенсивным выветриванием и
глпнообразованием в нижней части профиля. Есть указания, что среди
красно-бурых почв встречаются солонцеватые почвы, но их площади не¬
велики. Во влажный сезон почвы сухих саванн интенсивно и глубоко про¬
мываются и легкорастворимые соли в большинстве случаев уходят из
сферы почвообразования.
Внимание агрономов и почвоведов давно привлекают черныетро-
п и ч е с к и е п оч в ы, которые встречаются среди красно-бурых и красно-
корччневых почв; эти почвы развиваются на богатых основаниями почво¬
образующих породах — габбро, базальтах, траппах, на породах вулка¬
нического происхождения, на осадочных бескварцевых глинистых поро¬
дах, а также на известняках. Черные почвы сухих саванн хорошо исполь¬
зуются в земледелии и являются наиболее плодородными почвами тро¬
пиков.
Выветривание богатых основаниями пород в условиях переменно-
влажного климата, местами при недостаточном дренаже, ведет при ней¬
тральной и щелочной реакции к образованию вторичных минералов не
каолинитовой, а монтмориллонитовой группы. Черные почвы имеют тя-
желтый механический состав, высокую емкость поглощения (от 15—20 до
40—60 м.-экв. на 100 г почвы) и насыщены кальцием и магнием; изредка
в них встречается поглощенный натрий.
Молекулярное отношение кремнезема к глинозему (ЭЮг: А120з) у
черных почв сухих саванн более широкое (3—5), что резко отличает их от
многих других тропических почв, имеющих ферраллитный состав. Гуму¬
совый горизонт хорошо развит, мощностью 1 м и более, черный, но со¬
держит очень мало гумуса (1—1,5 %).
Это объясняется особой формой органического вещества, представ¬
ленного наиболее устойчивыми группами ульмина и гумнна и прочной
связью гуминовых веществ с минеральной частью почвы, богатой монт¬
мориллонитом.
Общая площадь черных почв сухих саванн невелика — около 200
млн. га. Наиболее значительные массивы их распространены в Индии
(так называемые черные хлопковые почвы), в Африке к северу от эква¬
тора и в Австралии. Некоторые из них отличаются значительной слито-
стью и трещиноватостью, имеют признаки сезонного гидроморфизма,
цвет изменяется от черного до серого, меняется и мощность гумусового
горизонта. Все это говорит о том, что в понятие «черные почвы сухих са¬
ванн» входит большая группа почв, генетически н классификационно еще
недостаточно расчлененная и неоднородная по плодородию. Близки к
черным почвам луговыепочвы саванн, распространенные мелкими
массивами в Африке и Южной Америке. Они формируются в условиях
постоянного гидроморфизма и часто граничат с тропическими болотами
(верховья р. Нила и район озера Чад в Африке). По приблизительной
оценке, их общая площадь около 100 млн. га.
464
В заключение характеристики почвенного покрова тропических ксе-
рофитно-л'cn:i:x и сгванных областей необходимо назвать аллюви¬
альные почвы, которых здесь значительно меньше, чем во влажных
тропиках, итропические солонцы исододи. Последние описаны
только в Австралии и связаны с соленосными породами.
Использование в земледелии почв тропических ксерофитио-лесных и
саванных областей очень неодинаковое в связи с неравномерным распре¬
делением населения.
Под земледелие освоено в этих областях ориентировочно около 80
млн. га, или 5% общей площади почв. Главные районы земледелия —
Индия, Южная Африка. Используются в первую очередь черные почвы,
к которым приурочена половина земледельческих площадей (около
40 млн. га). Коэффициент земледельческого использования их достигает
20 %. Далее по степени земледельческой освоенности идут луговые поч¬
вы саванн, затем коричнево-красные почвы и, наконец, наименее обеспе¬
ченные влагой красно-бурые почвы.
Возделывают рис, сорго, сахарный тростник и плантационные тро¬
пические культуры, которые здесь менее распространены, чем во влаж¬
ных тропиках. Преобладают экстенсивные формы хозяйства с одним
урожаем. Орошаются только рисовые поля и иногда хлопчатник. В Аф¬
рике господствует переложная система земледелия. При подготовке но¬
вых площадей для посева естественная растительность выжигается. Ми¬
неральных удобрений применяется очень мало, хотя они дают большие
прибавки урожаев.
Площади, пригодные для дальнейшего освоения, весьма значитель¬
ны. Они приближенно оцениваются в 200 — 300 млн. га и, вероятно, мо¬
гут быть еще расширены, однако их вовлечение в интенсивное земледель¬
ческое использование потребует орошения в сухой сезон, борьбы с эро¬
зией почв во влажный сезон, а также интенсивного применения мине¬
ральных удобрений, особенно фосфорных и калийных, на коричнево-
красных и красно-бурых почвах и азотных на всех почвах.
Тропические полупустынные и пустынные области приурочены к наи¬
более сухим частям тропического пояса, которые находятся под воздей¬
ствием сухих пассатных ветров и смыкаются с субтропическими пусты¬
нями. Выделяются четыре тропические полупустынные и пустынные
области. Наиболее крупная из них Афро-Азиатская, охватывающая юг
Сахары и южную часть Аравийского полуострова, затем идет Австралий¬
ская, занимающая значительную территорию материка. Далее надо наз¬
вать пустыню Калахари в Южной Африке и, наконец, высокогорную пу¬
стынную область на севере Чили, примыкающую к тропическим пусты¬
ням Тихоокеанского побережья Южной Америки.
Общая площадь тропических полупустынных и пустынных областей
мира около 1220 млн. га. Из них красновато-бурыми почвами опустынен¬
ных саванн, включая серые слитые и аллювиальные почвы, занято около
460 млн. га, глинистыми и каменистыми пустынями, включая солонча¬
ки, — 480 млн. га и развеваемыми песчаными пустынями — около 280
млн. га.
Почвенный покров тропических полупустынных и пустынных облас¬
тей своеобразен и отличается от соседних субтропических пустынных и
полупустынных областей, с которыми их часто объединяют.
Развитые в тропических полупустынных районах красновато¬
бурые почвы формируются под низкотравной разреженной опустынен¬
ной саванной, имеют обычно сиаллитный состав. От красно-бурых почв
сухих саванн они отличаются меньшей степенью ферраллитизации, более
бурой окраской, малым содержанием гумуса, отсутствием дифференциа¬
ции ила по профилю. Они, по-видимому, повсеместно карбонаты, но мало
30—837
465
засолены. По данным И. А. Денисова, для них характерен гуматный сос¬
тав гумуса. Летний влажный сезон здесь не превышает 1 — 2 месяцев.
Почвы тропических пустынь также имеют красноватый цвет благо¬
даря слабой ферраллитизации и последующей дегидратации окисей же¬
леза при очень высоких температурах поверхности почвы (до 60°С).
Ферраллитизация в почвах тропических пустынь в одних случаях связана
с тем периодом в жизни почвы, когда выпадало несколько больше осад¬
ков, в других, возможно, объясняется влиянием современных ливневых
осадков, которые в пустынях бывают один раз в несколько лет.
Соленакопление и солевые коры в тропических пустынях распро¬
странены менее чем в субтропических. Часто встречаются реликтовые
глубоко промытые от солей почвы, иногда даже с сохранившимся гори¬
зонтом оподзоливания (Австралия).
Земледелие возможно только при орошении и приурочено к доли¬
нам рек, а в пустынях — к оазисам.
Дальнейшее расширение районов земледелия целиком определяется
возможностями ирригации.
ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ СУБТРОПИЧЕСКОГО ПОЯСА
Субтропический пояс в его равнинной части значительно меньше по
площади (1820 млн. га), чем тропический. Он распространен как в се¬
верном, так и в южном полушарии. Его часто называют ксеротермаль-
ным, т. е. сухим и теплым. Действительно, влажные лесные области зани¬
мают здесь только 20 % (в тропиках они преобладают), на ксерофитно-
лесные и кустарниково-степные области падает более 30 % и, наконец,
на полупустынные и пустынные около 50 %. На большей части субтропи¬
ческих территорий можно получать два полных урожая основных суб¬
тропических сельскохозяйственных культур (рис и др.). При этом в ксе-
рофитио-лссных и кустарниково-стенных областях второй посев нужда¬
ется в орошении, а в полупустынных и пустынных областях необходимо
орошать оба посева.
Субтропические влажно-лесные области занимают около 370 млн. га.
Они, как правило, располагаются на восточных влажных окраинах ма¬
териков с муссонным климатом, где в летнее время и осенью выпадает
большое количество осадков (2000 мм и более). В почвенном покрове
суши выделяются четыре влажно-лесные субтропические области. Два
из них, наиболее значительные по площади, расположены в северном
полушарии — Североамериканская, охватывающая юго-восточ¬
ные штаты США, и Восточноазиатская, включающая юго-восточ¬
ные провинции Китая, остров Тайвань и юг Японии. Кроме того, встре¬
чаются отдельные влажно-субтропические районы в СССР, Турции,
Марокко и др. В южном полушарии площадь влажных субтропиков зна¬
чительно меньше. Здесь также две области — Южноамериканская,
охватывающая юг Бразилии, часть Парагвая и Уругвая, и Австра¬
лийская, расположенная на Тихоокеанском побережье материака и
на северном острове Новой Зеландии.
В почвенном покрове субтропических влажно-лесных областей пре¬
обладают желтоземы и красноземы. Только в крайних западных частях
некоторых из этих областей на границе с сухими субтропиками, где бо¬
лее продолжителен засушливый период, выделяются узкие меридиональ¬
ные зоны красновато-черных почв субтропических прерий. Наиболее
отчетливо эти зоны выражены в Североамериканской и особенно в Юж¬
ноамериканской областях.
Желтоземы и красноземы сформировались и формируются
под влажными субтропическими лесами (которые мало сохранились)
466
при 1000—2560 мм осадков и сумме температур выше 10е С от 4000
до 8000°.
Для них характерны ферраллитиый или сиаллитно-ферраллитиый
состав и довольно узкое отношение кремнезема к глинозему (2- 4) во
всей почвенной массе, особенно в илистой фракции. Это сближаст их с
красно-желтыми почвами влажных тропических лесов, но устойчивые
первичные минералы здесь менее разрушены выветриванием, железно*
тых конкреций немного, и встречаются они главным образом в пол у гид •
роморфных условиях, а сплошных латернтных горизонтов, способных к
затвердеванию, не наблюдается.
Водный режим у желтоземов и красноземов—промывной, реакция
кислая (pH 4,5 — 5,5), с некоторым уменьшением кислотности с глуби¬
ной. Емкость поглощения их невелика, что связано с характером вторич¬
ных минералов (каолинит, иллит и др.)* Степень нсиасыщенности дости¬
гает 80 — 85 %; кроме поглощенного водорода, содержится большое ко¬
личество обменного алюминия.
Несмотря на значительное поступление органического вещества
(главным образом на поверхностыючвы), гумусовый горизонт мало раз¬
вит, так как минерализация органического вещества протекает очень
быстро.
Верхние горизонты желтоземов и красноземов по сравнению с более,
глубокими обеднены илом и местами осветлены, что даст повод назвать
их оподзоленными, хотя природа процессов, обусловливающих эти осо¬
бенности, еще не ясна. Осветленные горизонты наиболее выражены у
почв, подвергающихся временному избыточному поверхностному увлаж¬
нению.
Общая площадь желтоземов и красноземов на земном шаре около
200 млн. га. Американские почвоведы рассматривают их как единый
гин -красно-желтые субтропические почвы.
В условиях меньшего увлажнения (800—1000 мм) в полосе, пере¬
ходной к сухим субтропикам, с более продолжительным засушливые
сезоном на смену влажным тенистым субтропическим лесам приходят
травянистые прерии с разнотравно-злаковой мезофильной растительно¬
стью. Здесь формируются красноват о-ч ерные почвы субтро¬
пических прерий, в которых процесс ферраллитизации почвенной
массы, свойственный влажным тропическим областям, ослабевает и со¬
четается с интенсивно выраженным гумусонакоплением. В этих почвах
формируется мощный (50 — 60 см) темный гумусовый горизонт с зерни¬
стой структурой, в верхней части которого может содержаться до 10%
гумуса. Ферраллитнзация проявляется в общем красноватом оттенке
всего профиля почвы и особенно в его нижних горизонтах. Красновато¬
черные почвы, как правило, тяжелого механического состава с хорошо
выраженным оглиненисм в горизонте В, где внутрипочвепное выветрива¬
ние благодаря сохраняющейся влажности может протекать не только
во влажный, но и в сухой сезон. Реакция кислая по всему профилю
(pH 4,2—4,8), состав гумуса но преимуществу фульватный. Иллювиаль-
но-карбонатный горизонт отсутствует, что связано с промывным режи¬
мом. Эта особенность, а также другой тепловой режим существенно от¬
личают красновато-черные почвы от черноземов.
Общая площадь красновато-черных почв субтропических прерий по
сравнению с желтоземами и красноземами невелика — около 50 млн. га.
Главные массивы их расположены на юге Бразилии и в Уругвае.
Д. Л. Брамао и Р. В. Симонсон предлагают для них название «руброзе-
мы». Значительные площади красновато-черных почв, образующих ме¬
ридиональную зону, имеются в США (Оклахома, Техас) на границе
между красноземами, желтоземами и коричневыми почвами. Здесь они
30*
467
сочетаются с красными рендзинами на известняках. Небольшие площа¬
ди красновато-черных почв встречаются в Австралии.
Кроме описанных зональных почв, во влажных субтропиках распро¬
странены желтоземно-глеевые почвы, часто с резко дифференци¬
рованным по илу почвенным профилем и с железистыми конкрециями;
большие площади занимают субтропические луговые и бо¬
лотные почвы (около 40 млн. га) и аллювиальные почвы
(около 70 млн. га).
Общая площадь, используемая в земледелии во влажно-лесных суб¬
тропических областях, около 80 млн. га; средняя земледельческая осво¬
енность их около 23 %• После черноземов и бурых лесных почв желтозе¬
мы, красноземы и красновато-черные почвы прерий наиболее освоены.
Главные сельскохозяйственные культуры — рис, пшеница, кукуруза, чай,
цитрусовые, виноград, тунг и т.д. Ассортимент плодовых культур осо¬
бенно разнообразен. Приблизительно 10 млн. га пахотных земель осуша¬
ется, примерно столько же орошается в связи с культурой риса. Почвы
требуют интенсивного применения удобрений, особенно фосфорных.
Дальнейшее расширение земледельческих площадей возможно пу¬
тем более полного использования склонов с применением противоэрози¬
онных мероприятий и террасирования. Значительны перспективы разви¬
тия лесного хозяйства.
Субтропические ксерофитно-лесные и кустарниково-степные области
занимают около 560 млн. га. Распространены в субтропиках всех мате¬
риков, огибая часто полукольцом субтропические полупустынные и пу¬
стынные области. В одних случаях они отделяются от берегов океанов
влажными субтропиками, в других — выходят непосредственно на океа¬
нические и морские побережья.
Выделяются шесть главных субтропических ксерофитно-лесных и
кустарниково-степных областей: три в северном полушарии и три в
южном.
В северном полушарии прежде всего необходимо отметить обширную
Средиземноморскую область, охватывающую прибрежные Среди¬
земноморские страны, Малую и Переднюю Азию и заходящую в южные
районы СССР. Далее надо назвать Восточноазиатскую область,
которая захватывает северную часть Индии, Пакистан, Бирму, большие
районы Китая и выходит на тихоокеанское побережье у полуострова
Шандун.
Североамериканская ксерофитно-лесная и кустарниково¬
степная область располагается в юго-западных штатах (Техас, Нью-
Мексико, Аризона, Калифорния) и захватывает большую часть Мексики,
огибая с севера, востока и юга калифорнийские пустыни.
В южном полушарии выделяется прежде всего Австралийская
ксерофитно-лесная и кустарниково-степная область на южном побережье
материка и на западных склонах Австралийских гор; далее Южноаф¬
риканская, огибающая с юга пустыню Калахари, и, наконец, Ю ж н о-
американская — между влажными субтропиками Парагвая и Уруг¬
вая и полупустынными предгорьями Анд.
В почвенном покрове рассматриваемых областей выделяются две
почвенные зоны: коричневых и серо-коричневых почв; среди тех и других
значительно распространены своеобразные черные субтропические
почвы.
Генетические особенности коричневых почв ксерофитных лесов были
установлены советскими почвоведами (Л. И. Прасолов, С. А. Захаров,
И. П. Герасимов).
Коричневые почвы формируются в условиях переменно-влаж¬
ного субтропического климата, чаще с сухим летом и влажной зимой, при
468
непромывном водном режиме. Характерный растительный покров
здесь — низкорослые ксерофитные леса из особых субтропических видов
дуба, можжевельника, фисташки и т. д. Если в них преобладают жестко¬
листные вечнозеленые породы, то они называются маквисом; если поро¬
ды, сбрасывающие листву, — ишбляком. Под пологом этих разреженных
лесов всегда развивается злаковый травяной покров, который и является
главным источником органического вещества в почве.
В коричневых почвах во влажное время года идет интенсивное вы¬
ветривание с формированием вторичных минералов иллито-монтморил-
лонитозого типа. Образующиеся при этом легкорастворимые соли пол¬
ностью удаляются из почвенного профиля, в то время как карбонаты
кальция и магния создают иллювиально-карбонатный горизонт с харак¬
терными выделениями карбонатной плесени, или псевдомицелия.
Мощность гумусового горизонта 40—45 см, содержание гумуса от
4 до 7%.
В составе гумуса преобладают гуматные соединения. Цвет гумусо¬
вого горизонта темно-коричневый или коричневый; природа его еще не
совсем ясна. Все коричневые почвы тяжелосуглинистые. Илистая фрак¬
ция распределяется по профилю или равномерно, или же (что чаще)
возрастает на глубине 20—40 см. Это увеличение содержания ила в
средней части профиля, как показывают валовые анализы (указываю¬
щие на равномерное распределение в почве основных окисей), связано
не с процессами оподзоливания и лессиважа, а с более интенсивным
выветриванием на указанных глубинах вследствие более равномерной
влажности. Коричневые почвы в равнинных условиях занимают около
100 млн. га, они более распространены в горных районах.
Серо-коричиевые почвы как самостоятельный тип почв бы¬
ли впервые выделены А. Н. Розановым. Ранее эти почвы объединяли
с каштановыми, от которых, как увидим ниже, они существенно отлича¬
ются.
Серо-коричневые почвы формируются также в условиях перемен¬
но-влажного климата, но более сухого, при меньшем годовом количест¬
ве осадков.
Растительный покров представлен кустарниковыми субтропически¬
ми степями чаще с зимне-весенней вегетацией, так как зима теплая,
обычно бесснежная, а лето продолжительное, жаркое и сухое.
Максимум осадков приходится на зиму, почвы в это время глубоко
промачиваются и освобождаются от легкорастворимых солей. Карбо¬
наты кальция и магния, напротив, содержатся во всех горизонтах поч¬
вы, образуя иногда в нижней части профиля конкреции. Поглощающий
комплекс серо-коричневых почв насыщен кальцием и магнием, погло¬
щенный натрий встречается редко и солонцеватости у этих почв обычно
не наблюдается.
В настоящее время серо-коричневые почвы рассматриваются как
переходный тип в субтропическом ряду почвообразования между ко¬
ричневыми и сероземами; этим определяется и их название. Они содер¬
жат меньше гумуса (2—4%), чем коричневые, гумусовый горизонт их
меньшей мощности (30—40 см). Подобно коричневым почвам в них про¬
текает во влажное время года глинное сиаллитное выветривание, но ме¬
нее выраженное.
Все эти морфогенетические особенности, а также иной тепловой ре¬
жим, зимнее увлажнение и возможность получения двух урожаев в год
коренным образом отличают серо-коричневые почвы от каштановых почв
суббореального пояса.
Общая площадь серо-коричневых почв в равнинных условиях около
270 млн. га.
469
Характерная особенность субтропических, переходных по влажно¬
сти областей — развитие черных субтропических почв.
В разных странах они носят неодинаковые названия: «черноземы-
смолницы» на Балканском полуострове, «тирсы» в Марокко, «терра
негра» в Южной Америке. Общая площадь черных субтропических почв
невелика, менее 50 млн. га, но сельскохозяйственное значение их боль¬
шое.
Черные субтропические почвы формируются на продуктах выветри¬
вания и переотложения основных пород, а также в тех районах, где
грунтовые воды обогащены щелочноземельными элементами.
Многие считают, что большинство черных субтропических почв пе¬
режило фазу гидроморфизма, но они встречаются и в автоморфных ус¬
ловиях на базальтах, траппах и даже на некоторых гранитах.
Значительное накопление гумуса, непромывной водный режим и
наличие иллювиально-карбонатного горизонта сближают эти почвы с
черноземами. Однако интенсивное оглинение, большое содержание по¬
глощенного магния и слитое сложение, а также- иной тепловой режим
весьма существенно отличают эти почвы от черноземов, поэтому их рас¬
сматривают как особый генетический тип, требующий специальной аг¬
ротехники. Слитые черные субтропические почвы в сухое время года
становятся плотными, глубоко растрескиваются, а во влажное время
сильно набухают (наблюдается даже выпирание на поверхности
почвы).
Среди серо-коричневых почв Австралии встречаются субтропичес¬
кие солонцы, занимающие небольшие площади; есть небольшие пятна
солонцов и среди серо-коричневых почв в СССР, связанные с соленос¬
ными породами.
В земледелии после черных почв более используются коричневые
почвы и менее серо-коричневые; те и другие часто каменисты, что пре¬
пятствует их распашке.
Существенное значение для земледелия в рассматриваемых обла¬
стях имеют аллювиальные почвы (около 60 млн. га), которые
сменяются в долинах рек на более высоких террасах лугово -корич¬
невыми и лугово-серо-коричневыми почвами.
Общая площадь, используемая в земледелии (ежегодные посевы
и многолетние культуры), в равнинных частях рассматриваемых обла¬
стей приблизительно 70 млн. га, или около 15% их территории (кроме
того, около 10 млн. га земледельческих площадей находится в горах).
Возделываются пшеница, хлопчатник, маслина, инжир, виноград, цит¬
русовые, пробковый дуб, грецкий орех, а также другие многолетние
субтоопические культуры. Около половины освоенной площади орошает¬
ся. В сезеро-восточной части Средиземноморской области и в северной
части Восточноазиатской вследствие охлаждающего влияния Сибир¬
ского антициклонального центра многолетние субтропические культу¬
ры могут страдать от заморозков, нуждаются в укрытии, и там выра¬
щивают главным образом однолетние субтропические культуры. Меры
по повышению производительности почв сводятся к обеспеченности вла¬
гой и удобрениями (при получении двух урожаев однолетних культур),
к применению специальной агротехники на слитых почвах, к борьбе с
водной эрозией. Площади земледелия в ряде агропочвенных областей
рассматриваемой группы могут быть расширены использованием почв
склонов с применением комплекса противоэрозионных мероприятий и
использованием щебнистых почв.
Субтропические полупустынные и пустынные области занимают в
субтропическом поясе, как указывалось выше, около половины площади
(890 млн. га).
470
На поверхности суши пыдслястся несколько субтропических полу¬
пустынных и пустынных областей. Наиболее обширная из них А.ф р о -
азиатская, включающая северную часть Сахары, север Аравийского
полуострова и пустыни Передней Азии. Далее идут Австралийская
в южной части материка и Южноамериканская, занимающая
центральную часть Чили. Менее значительны Североамерикан¬
ская (район Калифорнии) и Южноафриканская (юг Калахари).
Из двух почленных зон, образующих почвенный покров в равнин*
ных условиях перечисленных областей, господствующее положение за*
ннмаот зона малоразвитых н примитивных почв суб¬
тропических пустынь (около 75% площади) и подчиненное -
зона сероземов и сопутствующих им почв (около 25%).
Наиболее типичные представители сероземов, сформированные
на лессах, распространены в СССР и рассмотрены в предыдущих гла-
вах курса. В других странах сероземы формируются нередко на дру¬
гих почиообразующнх породах, в частности на плотных осадочных и мас¬
сивно-кристаллических. В этих случаях сероземы характеризуются
меньшей выраженностью профиля и меньшей мощностью; содержат
меньше гумуса и карбонатов. Общая площадь сероземов на равнинах
около 180 млн. га. Кроме сероземов, здесь встречаются лугово-се-
р о з е м и ы е ночв ы (около 10 млн. га) п такыры.
Почвы субтропических пустынь в большей степени, чем другие пус¬
тынные почвы, характеризуются широким развитием процесса физичес¬
кого выветривания и почти повсеместным образованием солевых корок.
Биологические процессы почти совсем подавлены. Это связано с чрез¬
вычайно низкой относительной влажностью воздуха и высокой темпе¬
ратурой почв в дневное время в летний период, а также с большой
устойчивостью пустынных ландшафтов в субтропических широтах на про¬
тяжении последних периодов геологической истории. Наивысшие тем¬
пературы воздуха и почвы зарегистрированы именно в пустынных суб¬
тропических областях (Сахара).
Наибольшую площадь занимают почвы каменистых и каме¬
нисто-глинистых пустынь (около 440 млн. га).
Элементы первичного почвообразования в этих пустынях представ¬
лены в форме пустынного «загара» или «защитных корок» пустынь.
Пустынный загар представляет собой тонкую (около 0,5—5 мм) короч¬
ку темного или черного цвета, покрывающую поверхность скал или об¬
ломки, лежащие на поверхности почвы. В этих темных корочках накап¬
ливаются окисн железа и марганца. Образование «загара» некоторые
ученые связывают с конденсацией влаги в трещинах пород в холодное
ночное время и с восходящими токами пленочных растворов при силь¬
ном нагревании поверхности днем.
Вероятно, с движением пленочной влаги, охватывающим всю тол¬
щу почвы, обусловлено и образование солевых корок. Возможно, влага
конденсируется в почвах в более прохладный зимний период. Вследст¬
вие этого векового процесса происходит заполнение солями трещин и
нор в массивных и рыхлых породах. Соли выделяются и на нижней по¬
верхности камней, покрывающих почву. Здесь образуются ярко-белые
корочки извести, крупные, сложенные из длинных кристаллов, «бород¬
ки» гипса, а также выделения хлористого и сернокислого натрия.
В тех местах, где каменистый панцирь не покрывает почву, макси¬
мальное накопление солей происходит у ее поверхности. Соли цементи¬
руют почвенную массу, п образуется солевая корка мощностью от не¬
скольких сантиметров до полуметра.
Процесс образования солевых корок чрезвычайно характерен для
субтропических пустынь, хотя встречается и в других пустынных обла¬
471
стях. Возможно, он усиливается обычно редкими ливневыми осадками
в зимнее время, когда почвы могут глубоко промачиваться, а затем вла¬
га в пленочной форме постепенно возвращается к поверхности.
Песчаные субтропические пустыни охватывают боль¬
шие площади (около 180 млн. га). Пески обычно перевеваются и лише¬
ны почв. Значительные массивы занимают субтропические со¬
лончаки, формирующиеся при близком залегании грунтовых вод и
накапливающие соли не столько в толще почвы, сколько на ее поверх¬
ности. Важное значение имеют субтропические аллювиальные
почвы и почвы оазисов как главные районы земледелия. Особенно из¬
вестны древние центры земледелия в долинах рек Нила, Тигра, Евфра¬
та, Инда.
Площадь земледельческого использования в полупустынных и пус¬
тынных областях около 30 млн. га. Возделываются хлопчатник и дру¬
гие теплолюбивые культуры. Большое значение имеет пшеница.
В оазисах широко распространена финиковая пальма, перенося¬
щая высокое засоление почв. Предполагается, что орошаемые террито¬
рии в субтропических полупустынных и пустынных областях могут воз¬
расти еще на 30—40 млн. га за счет более полного использования реч¬
ных и артезианских вод.
ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ СУББОРЕАЛЬНОГО (УМЕРЕННОГО) ПОЯСА
Суббореальный почвенно-климатический пояс развит главным об¬
разом в северном полушарии, в Евразии и Северной Америке, в южном
полушарии к нему относятся лишь небольшие площади.
Общая площадь равнинных территорий суббореального пояса не¬
многим менее субтропического (около 1530 млн. га). В нем также пре¬
обладают засушливые и сухие области. Степные области занимают 45%,
полупустынные и пустынные — 31, лесные — 24%.
На территории суббореального пояса находится почти половина
земледельческих площадей мира. Набор сельскохозяйственных культур
менее разнообразен, чем в субтропиках. Климатические условия позво¬
ляют выращивать только один полный урожай в год. Повторные посе¬
вы, главным образом кормовых культур, возможны в некоторых южных
и наиболее теплых его районах с более мягким климатом.
Суббореальные лесные области расположены на океанических ок¬
раинах всех континентов. Они обычно невелики по площади, вытянуты
в меридиональном направлении и отделяют внутренние степные обла¬
сти от побережий.
В северном полушарии наиболее значительны по площади области
Западноевропейская, охватывающая Западную и Центральную
Европу и заходящая в юго-западные районы СССР, и Североаме¬
риканская восточная (приатлантическая), занимающая севе¬
ро-восточные штаты США. К этим областям приурочены значительные
площади земледелия.
Меньшие размеры и преимущественно горный рельеф имеют Вос-
точноазиатская буроземно-лесная область (Приамурье и При¬
морье в СССР, Северная Япония, Северо-Восточный Китай) и Севе¬
роамериканская западная (тихоокеанская) область.
В южном полушарии выделяются Южноамериканская суб-
бореальная влажно-лесная область (юг Чили) и Австралийская
(Южный остров Новой Зеландии).
Суббореальные лесные области занимают около 362 млн. га. В по¬
чвенном покрове господствуют бурые лесные почвы (248 млн.га),
формирующиеся под широколиственными лесами, в условиях глубокого
472
промачивания и глинного сиаллитного выветривания гидрослюдистоил-
литового типа. Им сопутствуют бурые лссныеглеевые почвы,
образующиеся при ослабленном поверхностном стоке и застое вод и
имеющие обычно непосредственно под гумусовым глее-оподзоленный
горизонт. В Западной Европе они получили название «псевдоглея».
И. II. Герасимов называет подобные почвы «псевдооиодзоленными», так
как формирование осветленного элювиального горизонта связывается и
с оглеением и с лессиважем. Общая площадь бурых лесных глеевых
почв около 35 млн. га, или около 10% территории буроземно-лесных об¬
ластей. На выходах карбонатных пород среди бурых лесных почв обра¬
зуются своеобразные бурые рендзины, отличающиеся от дерново-карбо¬
натных ночв бореального пояса цветом, меньшей гумусностью и гидро¬
термическим режимом.
Почвенный покров большинства рассмотренных областей представ¬
лен одной зоной бурых лесных почв, и только в Североамериканской
восточной (приатлантической) области и в Восточноазиатской (Даль¬
невосточной) на контактах со степными областями располагаются не¬
широкие меридиально вытянутые зоны черноземовидных почв
прерий. Эти почвы обычно лишены лесного покрова, формируются
под богатой разнотравной растительностью и имеют гумусовые гори¬
зонты, подобные черноземам. От черноземов они отличаются промыв¬
ным водным режимом, кислой реакцией, преимущественно фульватным
составом гумуса, глинным выветриванием, близким к бурым лесным
почвам, малой насыщенностью поглощающего комплекса и отсутстви¬
ем иллювиально-карбонатного горизонта. В нижней части профиля чер¬
ноземовидных почв прерий иногда встречаются кремнеземистые выде¬
ления в форме прожилок (отмеченные в Северо-Восточном Китае и в
США). Граница этих почв с выщелоченными черноземами устанавлива¬
ется обычно по появлению в почвенном профиле иллювиально-карбонат-
ного горизонта. В США эти почвы называют «бруниземы» (Brunizem).
Общая площадь черноземовидных почв прерии по приблизительной
оценке около 55 млн. га, многие из них формируются в условиях плос¬
кого недренированного рельефа (США, штат Айова) при близком за¬
легании грунтовых вод.
Развитые в СССР на Зейско-Буреинской равнине черноземовидные
почвы прерий являются самым холодным подтипом этого типа и могут
быть сравнимы только с черноземовидными почвами прерий на грани¬
це США и Канады. Дальневосточная меридиональная зона этих почв
продолжается из СССР к югу. Существенное значение для сельскохо¬
зяйственного использования в рассматриваемых областях имеют аллю¬
виальные почвы, занимающие около 20 млн. га.
Равнинные территории суббореальных областей относятся к наи¬
более освоенным в мире, с высокой культурой земледелия. Большое
значение имеет высокопродуктивное лесное хозяйство.
Общая площадь распаханных земель около 130 млн. га, что состав¬
ляет 37% территории буроземно-лесных областей. Около 10 млн. га
осушается. Вследствие мягкого климата хорошо развиваются все поле¬
вые и садовые культуры умеренного пояса. Бурые лесные почвы требу¬
ют регулярного внесения большого количества удобрений и нейтрализа¬
ции почвенной кислотности, отзывчивы на микроудобрения.
Суббореальные степные области. На земном шаре выделяется три
суббореальные степные области с черноземами и каштановыми почва¬
ми. Наибольшая среди них Евразиатская, расположенная в СССР,
простирающаяся в широтном направлении и уходящая своими окраин¬
ными районами с одной стороны в Западную Европу и с другой — в
Монголию и Китай. В почвенном районировании СССР она названа
473
Центральной лесостепной и степной областью, почвенный покров ее
описан в предыдущих главах. Второе место занимает Североамери¬
канская суббореальная степная область с меридионально вытянуты¬
ми почвенными зонами, охватывающая штаты среднего запада США и
южные провинции Канады.
Американские черноземы и каштановые п о ч в ы по строе¬
нию профиля и свойствам близки соответствующим почвам СССР. Сре¬
ди черноземов выделяются подзоны выщелоченных (которые сливают¬
ся с зоной черноземовидных почв прерий), обыкновенных и южных чер¬
ноземов. Американские черноземы не достигают такой мощности, как
украинские, но среди них нет и маломощных языковатых, подобных не¬
которым сибирским. Большинство черноземов США относится к теплой
фации и по термическому режиму могут быть сравнимы с нашими
предкавказскими и приазовскими, хотя вследствие несколько иного се¬
зонного распределения осадков не имеют такой яркой мицелярной кар¬
бонатности. Черноземы Канады относятся к умеренно теплой и уме¬
ренной фациям и могут быть сопоставлены с нашими заволж¬
скими.
Среди американских каштановых почв различаются две подзоны:
темно-каштановых (Dark Brown) и светло-каштановых (Brown). По¬
следние часто неверно аиалогизируют с бурыми полупустынными поч¬
вами. В зоне черноземов встречаются лугово-черноземные почвы, со¬
лонцеватые черноземы и черноземные солонцы, но распространены они
по отношению к площади зоны значительно меньше, чем в СССР. То
же можно сказать и о солонцеватых каштановых почвах и каштановых
солонцах.
Южноамериканская суббореальная степная область невели¬
ка по площади и занимает третье место. Она расположена на юге Ар¬
гентины и захватывает самые южные предгорные районы Чили. В ней
преобладают каштановые почвы, а черноземы занимают лишь очень
небольшие площади в предгорьях Анд на крайнем юге материка.
Обахая площадь субборсальных степных областей около 704 млн. га,
из них черноземы занимают около 240 млн. га, каштановые
п о ч в ы —258 млн. га, л у г о в о - ч с р н о з с м ные и л у г о в о - к а ш-
та новые — около 40 млн. га, солонцы и солоди—28 млн. га,
аллювиальные почвы — около 30 млн. га. Это области преиму¬
щественного возделывания зерновых культур, часто в сочетании с жи¬
вотноводством, главные хлебные районы мира. В посевах преобладают
яровая п озимая пшеница, кукуруза, ячмень, существенное значение
имеют подсолнечник, сахарная свекла, конопля. Площадь, занятая зем¬
леделием, достигает на черноземах 260 млн. га, на каштановых поч¬
вах--! 10 млн. га. Средняя мировая земледельческая освоенность чер¬
ноземов и лугово-черноземных почв около 52%, каштановых почв око¬
ло 22%.
Дальнейшее расширение земледелия возможно главным образом
на каштановых почвах путем орошения и мелиорации солонцов. На чер¬
ноземах лучшие площади уже освоены, значительные пространства за¬
няты городами, поселками, промышленными предприятиями; земли,
расположенные на склонах, нуждаются в противоэрозионных мероприя¬
тиях и обильном влагонакоплении. Основные меры повышения плодо¬
родия черноземов сводятся прежде всего к улучшению их водного ба¬
ланса и к применению удобрений (в первую очередь фосфорных), эф¬
фективность которых определяется влажностью почв.
Суббореальные полупустынные и пустынные области. Централь¬
ноазиатская пустынная и полупустынная область охватывает
СССР, Монголию и часть Китая. Почвенный покров ее слагается из
474
бурых полупустынных почв, серо-бурых пустынных
почв, песков, такыров, солончаков.
Аналогичные почвы встречаются в больших межгорных котлови¬
нах Кордильер в Северной Америке (в районе Б. Соленого озера), не
образуя, однако, особой области.
Современное использование рассматриваемых территорий преиму¬
щественно скотоводческое, поэтому улучшение и обводнение пастбищ
имеет первоочередное значение.
Земледельческие площади очень невелики. Неорошаемое земледе¬
лие не обеспечено влагой и крайне неустойчиво, урожаи самых засухо¬
устойчивых культур можно собирать только один раз в несколько лет.
При орошении, которое мало развито, возможно возделывание тех же
сельскохозяйственных культур, что и в соседней суббореальной степной
области.
ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ БОРЕАЛЬНОГО (ХОЛОДНО-УМЕРЕННОГО) ПОЯСА
Бореальный почвенно-климатический пояс хорошо развит только
в северном полушарии. В его наиболее теплых районах, граничащих с
суббореальным поясом, могут возделываться сельскохозяйственные
культуры, требующие для развития суммы температур выше 10° С до
2200°. При движении к северу ассортимент культур сокращается, сред¬
неспелые сорта сменяются раннеспелыми, из злаков остаются рожь,
овес, ячмень, ведущими становятся овощи, картофель, травы.
Общая площадь бореального пояса около 1560 млн. га. Почвы и рас¬
тительность получают много влаги, но тепла недостаточно. Поэтому
разделение пояса на агропочвенные области определяется не только
увлажнением, но и тепловым режимом почв. Различают относительно
более теплые и влажные таежно-лесные области с подзолистыми, дер¬
ново-подзолистыми и серыми лесными почвами, занимающие около 74%
площади пояса, и мерзлотно-таежные области, более холодные, конти¬
нентальные и менее увлажняемые с мерзлотно-таежными (криогенны¬
ми) почвами, занимающие 26 %.
Бореальные таежно-лесные области. Общая площадь бореальных
таежно-лесных областей 1150 млн. га. Самая большая из них — Еврз-
зиатская — охватывает север Западной Европы и север СССР, до
границы с тундрой. Второе место занимает Североамериканская,
охватывающая большую часть Канады и Аляски, также до границы с
тундрой. Выделяется еще третья Огнеземельская бореальная лес¬
ная область, расположенная на о. Огненная Земля близ мыса Горн,
очень маленькая по площади и недостаточно изученная в почвенном от¬
ношении.
В почвенном покрове таежно-лесных областей господствуют под¬
золистые и дерново-подзолистые почвы (790 млн. га),
среди которых глее-подзолистыс и иллювиально-гумусовые занимают
88 млн. га, собственно подзолистые — 357 млн. га, дерново-подзолис¬
тые— 318 млн. га и дерново-палево-подзолистые — 27 млн. га. Вместе
с заболоченными подзолистыми почвами (85 млн. га) и болотными поч¬
вами (109 млн. га), а также дерново-глесвыми и дерново-карбонатными
почвами они образуют обширные почвенные зоны подзолистых почв.
К югу от этих зон в обеих северных областях расположены серые
лесные почвы (76 млн. га) и серые лесные глеевые поч¬
вы (18 млн. га), образующие также неширокие прерывистые зоны и
проникающие отдельными массивами в соседние степные области.
Почвенный покров Евразиатской таежно-лесной области подробно
рассмотрен в предыдущих главах настоящего курса.
475
В Североамериканской таежно-лесной области наиболее развита
подзона дерново-подзолистых почв, которая четко разделяется на три
фации. В нриатлантической фации развиваются почвы Grey Brown Pod-
zolic, близкие к палево-подзолистым почвам Западной Европы и запад¬
ных районов СССР. Далее идет фация обычных дерново-подзолистых
почв. И, наконец, в континентальных районах у подножия Кордильер
развиты почвы Grey Wooded с более гумусированным горизонтом А и
малой оиодзолеиностыо, которые, вероятно, следует рассматривать как
особый подтип. Подзона собственно подзолистых почв менее разни га,
подзона глсе-подзолистых почв в значительной части замешена мерзлот¬
но-таежными почвами.
Бореальные мерзлотно-таежные области. Общая площадь 410 млн.
га. Наиболее крупная В о с т о ч н о-С и б и р с к а я мерзлотно-таежная
область — на территории СССР. В ее пределах различают совепотпеж-
ную и среднетаежную подзоны с двумя фациями в каждой: континен¬
тальной и экстраконтинентальной; к последней относятся Центральная
Якутия и межгорные впадины — Оймяконская и Верхоянская с самыми
низкими зимними температурами в северном полушарии. Почвенный по¬
кров Восточно-Сибирской области был рассмотрен выше.
Североамериканская мерзлотно-таежная область
меньше по площади. Она располагается в подзоне северной тайги, поч¬
тенный покров ее менее разнообразен. Наиболее сухие и холодные (эк¬
стра континентальные) районы в этой области находятся в пределах
Аляски. Американские почвоведы выделяют здесь глубокоохлажденные
кислые бурые почвы, без признаков оподзоленности. Главные формы .хо¬
зяйственного использования мерзлотно-таежных областей — лесное хо¬
зяйство, оленеводство, охота, звероводство. Небольшие площади земле¬
делия приурочены к крупным населенным центрам. В подзоне северной
тайги выращивают овощи, картофель, травы; в средней тайге можно воз¬
делывать рожь, ячмень и овес. Агротехнические мероприятия должны
быть в первую очередь направлены на улучшение теплового и пищевого
режимов почв.
ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ ПОЛЯРНОГО (ХОЛОДНОГО) ПОЯСА
Общая площадь пояса без материковых льдов около 46G млн. га.
Ледниковые щиты Антарктиды, Гренландии и других островов занима¬
ют около 210 млн. га.
В северном полушарии выделяется две полярные области: Евра-
знатекая и Североамериканская. В южном полушарии в Ан¬
тарктиде имеется несколько небольших районов, не покрытых оледене¬
нием.
Почвенный покров Евразиатской полярной области, состоящий из
зоны арктических и зоны тундровых почв, описан в предыдущих главах.
Североамериканская полярная область проникает значительно
дальше на север, а в районах полуострова Лабрадор и Алеутских остро¬
вов вследствие влияния холодных течений спускается к югу до 55° се¬
верной широты. Почвенный покров ее более разнообразен. Здесь, кроме
тундровой и арктической зон, на юге Гренландии и на Алеутских остро¬
вах выделяются районы с осоково-злаковым покровом и своеобразными
кислыми дерново-перегнойно-глеевыми почвами.
Под осоковыми болотами хорошо выражено торфонакопленис. Все
это не характерно для тундры, и, возможно, указанные районы должны
быть отнесены к бореальному поясу.
На севере Гренландии и на прилежащих островах на участках, не
занятых льдами, наблюдаются ландшафты сухих арктических пустынь
476
с накоплением карбонатов и других солей в малоразвитых почвах. Эти
же ландшафты, но еще более сухие и холодные, характерны и для райо¬
нов, лишенных ледяного покрова в Антарктиде.
Возможности земледелия в открытом грунте в южной части тундро¬
вой зоны рассмотрены выше. На остальных обширных пространствах по¬
лярного пояса распространены оленеводство и охота
* *
*
В настоящее время общая площадь мирового земледелия достигла
около 1,5 млрд. га. Возможная его наибольшая площадь в связи с охра¬
ной природы в различных работах оценивается по-разному— от 2,4 млрд.
га до 3,2 млрд. га. Основной прирост должен произойти за счет почв
тропического пояса и частично за счет почв бореального пояса. Лучшие
для земледелия почвы в других поясах уже освоены и дальнейшее рас¬
ширение в них земледельческих площадей связано со сложными мелио¬
рациями.
Таким образом, площадь мирового земледелия может быть увели¬
чена не более чем в 2 раза, и главная задача почвоведов, агрономов и
других специалистов сельского хозяйства состоит в увеличении урожай¬
ности сельскохозяйственных культур на уже освоенных площадях.
Глава XXXVIT
почвкштш; карты.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ ПОЧВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ИОЧИКМИЫГ, КАРТЫ, IIX НАЗНАЧЕНИЕ
Рациональное ведение хозяйства, использование природного и эф¬
фективного плодородия почв в колхозах и совхозах невозможно без при¬
менения почвенных карт и агрономических картограмм-.
Карта — это изображение территории в некотором уменьшении.
Почвенная карта изображает ночвег.иый покров территории. Она дает
наглядное представление о качестве и расположении почвы. Уменьше¬
ния, в котором показываются на карте площади распространения раз¬
личных почв, называются масштабом.
В Советском Союзе находят самое широкое применение почвенные
карты различного масштаба.
.Мелкомасштабные карты (масштаб мельче 1:300000)
отображают почвенный покрои республик, краев, областей, а также всей
страны. Их назначение — государственный учет земельных фондов, при¬
родное и сельскохозяйственное районирование, планирование размеще¬
ния сети сортоиспытательных и опытных станций, зональных агрохими¬
ческих лабораторий, районирование культур и осуществление других ме¬
роприятий в сельском хозяйстве республики, области (крае).
С р с д и е ма с ш т а б и ы е карты (масштаб 1 : 300 000—
1:100000) представляют собой почвенные карты административных рай¬
онов. Они предназначаются для использования в планирующих органи¬
зациях (разработка государственных плановых заданий, проведение ме¬
лиоративных работ, распределение минеральных удобрений).
Крупномасштабные карты (масштаб 1:50000—
1: 10 000)—это преимущественно почвенные карты территорий колхозов
и совхозов. Их используют при внутрихозяйственном землеустройстве,
для разработки дифференцированной системы агротехнических меро¬
приятий, правильного применения удобрений, планирования протнво-
эрозиопиых работ.
Детальные карты (масштаб 1 : 5000—1 :200) составляются па
территории опытных станций и стационары научно-исследовательских
учреждений, на плантации многолетних и технических культур. Они ис-
пол!»зуются при закладке многолетних опытов, проектировании ороше¬
ния и осушения земель, выборе участков под плодовые культуры.
Почвенные карты обычно сопровождаются различными агрономи¬
ческими картограммами.
Картограмма — схематическая сельскохозяйственная карта.
Агрономические картограммы в зависимости от содержания могут быть
расшифровывающими и рекомендующими.
Расшифровывающие картограммы отображают отдельные важней¬
шие свойства почвенного покрова. К этик картограммам следует отнес¬
ти картограммы мощности гумусового горизонта гумусированности почв,
механического состава, солонцеватости, эродироваипости земель и др.
Рекомендующие картограммы содержат прямые рекомендации но
использованию почв. К рекомендующим относятся картограмма агро-
нроизволствепной группировки почв, картограмма кислотности почв и
нуждаемости их в известковании, картограмма поливных режимов и др.
По целевому назначению все картограммы разделяются иа три
вида.
478
1. Картограммы, отражающие группировку почв по признатгам их
генетической и производственной близости. Такие картограммы делают
материалы почвенных исследований более наглядными и целеустремлен¬
ными, а также позволяют территориально конкретизировать рекоменда¬
ции (картограмма агропроизводственной группировки почв, рациональ¬
ного использования земель).
2. Картограммы, детализирующие почвенную карту. На картограм¬
мах такого рода показываются производственно-важные свойства почв,
не получившие достаточно яркого отображения на почвенной карте из-за
ограниченности графических средств (картограммы гумусированности
почв, глубины залегания грунтовых вод, солонцеватости почв
и др.).
3. Картограммы, дополняющие почвенную карту. На них дано про¬
странственное размещение количественных показателей отдельных про¬
изводственно-важных признаков почв (картограммы обеспеченности
подвижным фосфором, калием, содержания легкогидролизуемого азота,
кислотности почв и др.).
Все картограммы делятся на общие, составляемые для хозяйств
всех почвенно-климатических зон, и региональные, составление которых
обязательно в пределах одной или нескольких зон. К общим относятся
картограммы агропроизводственной группировки почв, бонитировки
почв, содержания подвижных форм калия и фосфора.
К региональным относятся картограммы эродированности земель,
каменистости, солонцеватости, кислотности почв и др.
Правильному использованию почв способствуют также почвенные
очерки, содержащие подробную агрономическую характеристику почв и
рекомендации по их наиболее рациональному использованию.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЧВЕННЫХ КАРТ И КАРТОГРАММ
В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Материалы почвенных исследований необходимы для учета площа¬
дей сельскохозяйственных угодий колхозов и совхозов, внутрихозяйст¬
венного землеустройства территории, разработки дифференцированной
агротехники применительно к видам и разновидностям почв, подбора
культур, выявления почв, нуждающихся в мелиоративном и культуртех-
ническом воздействии, для бонитировки почв и экономической оценки
земель.
На основе учета качества почв планируется сельскохозяйственное
производство в колхозах и совхозах, устанавливаются закупочные цены
на продукты растениеводства.
В результате крупномасштабных почвенных исследований, обобщен¬
ных в форме почвенной карты, картограмм и очерка, колхозы и совхо¬
зы получают объективную характеристику качества всех сельскохозяй¬
ственных угодий. Она дополняется количественным подсчетом площадей
почв по угодьям. Качественная и количественная характеристика поч¬
венного покрова дастся по форме шнуровой книги, в которой приводится
поконтурная характеристика всех почв с указанием механического сос¬
тава, запасов питательных элементов, признаков заболачивания, каме¬
нистости, эродированности, комплексности и др.
Располагая указанными материалами, агрономы колхозов и совхо¬
зов имеют полное и объективное представление о пространственном рас¬
положении почв по территории, их качестве.
479
Использование материалов почвенных исследований
при землеустройстве
Проведению землеустроительных работ должны предшествовать
почвенные исследования территории или же эти работы должны совме¬
щаться во времени.
Наглядное представление о качестве и расположении почв на тер¬
ритории колхоза и совхоза, получаемое при чтении почвенной карты,
позволяет провести внутрихозяйственное землеустройство. На основе
почвенной карты осуществляется правильное введение севооборотов. Со¬
гласно особенностям почвенного покрова, рельефа местности, гидрогео¬
логическим показателям, территорию делят на севооборотные массивы,
бригадные участки, отводят земли под застройки.
Выделение нолевых, овощных и кормовых севооборотов, участков
под многолетние насаждения (сады, виноградники и др.), пастбищ и се¬
нокосов, почвозащитных севооборотов, размещение полезащитных лес¬
ных полос, массивов, подлежащих коренной мелиорации, и другие во¬
просы организации территории можно решить, опираясь на материалы
почвенных исследований.
Практическое решение перечисленных вопросов требует определен¬
ного обобщения материалов почвенных исследований, поскольку при
землеустройстве необходимо объединить в более крупные группы все
многообразие почвенных разновидностей, выделенных на почвенной кар¬
те, с учетом близости почв по генетическим1 и агрономическим свойствам,
возможной однотипности их производственного использования и общно¬
сти приемов улучшения. Такому требованию во многом удовлетворяют
картограммы агропроизводственных групп почв. При их отсутствии не¬
обходимо объединить почвенные разновидности по тем признакам, ко¬
торые положены в основу агропроизводственной группировки почв.
Помимо учета свойств почв, большое значение при решении вопро¬
сов землеустройства имеют характеристика размеров почвенных конту¬
ров, условия рельефа, особенности гидрологии отдельных участков. Все
эти материалы освещены в почвенном очерке.
Обобщенные материалы позволяют не только правильно выделять
территории для различных типов севооборотов, но и правильно нарезать
поля севооборотов, максимально однородные по почвенному покрову, а
при наличии известной неоднородности объединять в одно поле почвы,
на которых можно возделывать одну и ту же сельскохозяйственную
культуру без применения особой агротехники на отдельных участках но¬
ля, когда различия в свойствах почв относительно легко устраняются,
например, таким приемом, как внесение удобрений.
Так, если в хозяйстве среди черноземов суглинистых встречается
значительный массив черноземов супесчаных, то последние необходимо
выделить в самостоятельный севооборот в сидеральной культурой (на¬
пример, люпина), в котором будут иные сроки проведения полевых
работ.
В то же время, если в примерно равных условиях рельефа залегают
выщелоченные, оподзоленные черноземы и темно-серые лесные почвы,
то нри условии их близости по механическому составу они могут быть
объединены в одном поле. Можно объединять дерново-подзолистые поч¬
вы, различающиеся по степени оподзоленности, но нежелательно объе¬
динять дерново-подзолистые почвы, существенно различающиеся по
увлажнению, например дерново-подзолистые и дерпово-подзолистые
глееватые и глеевые. Последние требуют мелиоративных приемов улуч¬
шения их водно-воздушного режима.
В каждой почвенно-климатической зоне имеются свои особенности
480
конкретного использования почвенных материалов при решении вопро¬
сов землеустройства. Эти особенности обусловлены как общезональны¬
ми, так и зональными свойствами почвенного покрова, а также характе¬
ром специализации хозяйства.
Например, в таежно-лесной зоне особое значение при решении воп¬
росов землеустройства приобретают механический состав, условия
увлажнения, степень заболоченности почв, уровень их естественного пло¬
дородия, а в отдельных областях, кроме того, степень завалуненности
участка, мелкоконтурность почв и угодий.
Особого внимания заслуживают луговые и пастбищные угодья, для
которых наличие детальной почвенной карты позволяет правильно опре¬
делить систему мелиоративных и других приемов повышения их продук¬
тивности.
Важной особенностью использования материалов почвенных ис¬
следований при решении вопросов правильной организации территории
в лесостенной зоне является учет степени эродированности и расположе¬
ния эродированных почв по территории хозяйства. На почвенной карте
всегда выделяются почвы разной степени смытости, а также составля¬
ется специальная картограмма эродированности почв.
Эти материалы позволяют правильно решить вопрос о том, какие
площади можно включать в обычный полевой севооборот при условии
соблюдения простейших приемов противоэрозионной агротехники (обра¬
ботка поперек склона, повышение нормы удобрений, углубление пахот¬
ного слоя); какие участки со среднесмытыми и сильиосмштыми почвами
необходимо выделить в особый почвозащитный севооборот; где размес¬
тить полезащитные лесные полосы, а также определить характер и объ¬
ем противоэрозионных работ в гидрографической сети и т. п.
В зоне сухих степей, а также в отдельных провинциях черноземной
зоны с комплексным покровом (Западно-Сибирская, Казахстанская про¬
винции и др.) и широким распространением: солонцеватых почв первосте¬
пенное значение для правильной организации территории имеет учет
степени солонцеватости почв, а также доли солонцов в комплексах и их
генетических особенностей, определяющих уровень плодородия солонцов
и приемы их мелиорации (особенности использования солонцовых и ком¬
плексных почв с участием солонцов в комплексах подробно рассмотрены
в главе XXIV).
В пустынно-степной зоне при организации территории большое зна¬
чение имеет выделение пастбищных и сенокосных угодий. Под пастби¬
ща отводятся массивы, где невозможно или сильно затруднено орошае¬
мое земледелие: пески, каменистые и сильнощебенчатые почвы, террито¬
рии с горным рельефом. Для правильного выделения весенних, летних,
осенних и зимних пастбищ необходимо принимать во внимание сезонные
условия развития растительного покрова, а также возможность проявле¬
ния ветровой эрозии на песчаных массивах при неумеренной их эксплуа¬
тации.
При орошении следует выделять удобные по рельефу участки с не-
засоленнымн почвами, допускающие минимальные затраты при органи¬
зации подачи воды, с учетом условий их дренирования.
Использование почвенных карт и картограмм
при применении удобрении н известковании почв
Почвенные карты и картограммы позволяют наиболее эффективно
использовать удобрения иод конкретные культуры с учетом особеннос¬
тей почвенного покрова каждого участка, каждого поля севооборота.
Максимальное положительное действие удобрения оказывают тогда,
31-837
481
когда в почве достаточно доступной для растений влаги, созданы хоро¬
шие условия аэрации, благоприятная реакция, отсутствуют в повышен¬
ных количествах вредные соли и т. д.
Поэтому при использовании материалов почвенных исследований в
целях наиболее рационального применения удобрений необходимо не
только учитывать показатели, характеризующие питательный режим
ночв (валовые запасы элементов питания, содержание подвижных
форм), но оценивать и весь комплекс почвенных условий как среды для
роста и развития растений: водно-воздушный, температурный, микробио¬
логический и солевой режимы, физико-химические свойства.
Чем сильнее в почвах выражены отрицательные свойства, обуслов¬
ленные их генезисом, тем меньше эффективность удобрений. Поэтому с
усилением степени заболоченности, оподзоленности, солонцеватости,
солончаковатости будет снижаться и положительное действие удобрений.
Следовательно, на таких почвах удобрения могут дать максимальный
эффект лишь при применении их в комплексе с другими способами окуль¬
туривания почв (углубление пахотного горизонта, мелиорация солонце¬
ватых почв, ликвидация избыточного увлажнения и т. п.). Вместе с тем
почвенные карты и картограммы наглядно показывают участки с раз¬
личной обеспеченностью почв важнейшими элементами питания, что по¬
зволяет определять целесообразность использования удобрений на дан¬
ном участке, а также корректировать их нормы.
При размещении азотных удобрений очень важно учитывать сте¬
пень гумусированности, структурности и механический состав почв. В лег¬
ких почвах, бедных органическим веществом, слабее развиты процессы
нитрификации, чем в почвах, хорошо гумусированных и структурных.
Так, в черноземах наивысшей способностью накапливать солн
азотной кислоты обладают глинистые и тяжелосуглинистые разновид¬
ности и в меньшей мере легкосуглинистые и супесчаные. Поэтому сель¬
скохозяйственные растения больше всего отзывчивы на азотные удобре¬
ния на легкосуглинистых и супесчаных почвах. В нечерноземной зоне
более благоприятен азотный режим в дерновых и дерново-луговых пой¬
менных почвах, чем в дерново-подзолистых. Особенно бедны азотом пес¬
чаные и супесчаные дерново-подзолистые почвы, для которых, как ука¬
зывалось ранее, первостепенное значение приобретают систематическое
внесение органических удобрений и культура сидератов.
При размещении фосфорных удобрений наряду с почвенной картой
используется картограмма подвижных форм фосфора. Особое внимание
необходимо обратить на участки с низким содержанием Р2О5 (0—5 мг по
Кирсанову). На участках с повышенным содержанием подвижной фос¬
форной кислоты можно снизить нормы фосфатов и при необходимости
ограничиться рядковым удобрением. При внесении фосфорных удобре¬
ний должны быть учтены площади почв, в которых возможна в резкой
форме ретроградация фосфорной кислоты (сильнокислые почвы, почвы
временного избыточного увлажнения, карбонатные почвы). На таких
участках предпочтительнее применять фосфорные удобрения ме-
стно.
При использовании картограммы подвижного фосфора следует
иметь в виду, что при одном и том же его количестве на разных участ¬
ках эффективнее применять фосфорные удобрения под одну и ту же
культуру на том участке, почвы которого имеют более благоприятные
агрохимические свойства (меньшую кислотность, большую сумму обмен¬
ных оснований, меньше подвижного алюминия). На кислых почвах, а
также на почвах с высокой гидролитической кислотностью п емкостью
поглощения (выщелоченные и оподзоленные черноземы) весьма эффек¬
тивна фосфоритная мука.
482
На участках с высокой обеспеченностью растении подвижным фос¬
фором заметно повышается действие азотных удобрений.
При размещении калийных удобрений следует принимать во вни¬
мание, помимо учета материалов картограммы подвижного калия, меха¬
нический состав почв: песчаные и супесчаные почвы требуют больше
калия, чем- почвы тяжелые.
Особо должны быть учтены эродированные почвы, которые прежде
всего бедны азотом. В районах с достаточным количеством осадков (не¬
черноземная зона, центральная и западная лесостепь и др.) на смытых
почвах необходимо систематически вносить органические удобрения.
Как указывалось выше, при практическом решении вопросов о фор¬
мах удобрений, нормах, сроках их внесения и глубине заделки большое
значение имеют механический состав почв и условия увлажнения.
При размещении минеральных удобрений необходимо учитывать
данные картограммы кислотности почв. На сильнокислых почвах жела¬
тельно вносить физиологически щелочные удобрения, не рекомендуется
применять физиологически кислые.
В картограммах кислотности указывается степень нуждаемости
почв в известковании и рекомендуется норма извести.
Прежде всего следует известковать сильнокислые почвы. При из¬
вестковании необходимо учитывать, помимо данных картограммы кис¬
лотности, механический состав почв и особенности возделываемых
культур.
В севооборотах, насыщенных льном и картофелем, рекомендуется
за роташно севооборота вносить не более половины нормы извести, при¬
чем на легких ночг.;.х, занятых картофелем, желательно применять маг¬
нийсодержащие известковые материалы (доломитовая мука).
Использование пачвеаных карт
прп разработке приемов обработки почв
Почвенная карта позволяет наметить рациональные приемы обра¬
ботки иочв с учетом- их механического состава и степени окультуренно-
сти, мощности и свойств гумусированною горизонта, свойств подпахот¬
ного слоя (механический состав, оглеенность, уплотненность, содержание
питательных веществ, реакция и др.), подверженности эрозии, а также
особенностей рельефа участков.
В практике полевого картирования ночв нечерноземной зоны нередко
составляют специальные картограммы по мощности гумусового горизон¬
та. При этом отдельными контурами выделяют площади почв различной
мощности гумусового горизонта с градацией через 5—10 см. Используя
такую картограмму, легко определить участки, требующие дифферен¬
цированных приемов обработки при создании нормального пахотно¬
го слоя.
В зоне повышенного увлажнения (дерново-подзолистые глееватые
и глеевые и др.) почвенные карты позволяют конкретно решать вопро¬
сы улучшения водно-воздушного режима таких почв простейшими при¬
емами обработки (нарезка спускных борозд, узкозагониэя пахота и т.п.).
Использование материалов почвенных исследований
при выборе участков под сады
При выборе почв под сад необходимо учитывать следующие основ¬
ные требования плодовых культур к почвам (С. Д. Сухенко, С. Ф. Не-
говелов и др.):
1. Почва иод сад должна быть достаточно мощной, плодородной,
хорошо гумусированной, чтобы обеспечить нормальное развитие как
корней, гак и дерева ь целом.
31*
483
Предпочтительны хорошо и глубокогумусированные супесчаные
и легкосуглинистые почвы.
2. Почва под плодовые культуры должна отличаться хорошим вод-
но-воздушным режимом. Она должна обладать высокой водопроница¬
емостью, обеспечивающей достаточный запас влаги в глубоких корне-
обитаемых горизонтах, и в то же время иметь хорошую аэрацию.
Почвы, где отмечается застойное переувлажнение, под сад отводить
не следует.
В таежно-лесной зоне наличие пятен оглеения и тем более сплош¬
ного оглеения с глубины 2 м исключает использование участков под се¬
мечковые породы без предварительной мелиорации или создания искус¬
ственного грунта не менее 1 м. Для сливы, вишни, крыжовника, земля¬
ники допустимо оглеение пятнами на глубине не менее 1,5 м, а для
черной смородины и малины — не менее 1 м.
3. Для садовых участков надо выбирать почвы, не имеющие плот¬
ных горизонтов, препятствующих нормальному развитию корневых
систем.
Различные плодовые культуры неодинаково отзываются на уплот¬
нение почвы. На рыхлых почвогрунтах следует размещать наименее ус¬
тойчивые к уплотнению породы — черешню, яблоню, грушу, а на сред¬
неуплотненных— более выносливые к уплотнению — сливу, вишню.
4. Почвы не должны содержать вредных легкорастворимых солей,
особенно щелочных.
Почвы пригодны под все плодовые культуры, если содержат до
глубины 3 м менее 2 м.-экв. вредных легкорастворимых нейтральных
солей (NaCl, MgCl2, СаС12, Na2S04, MgSOO на 100 г почвы.
Пределом засоления щелочными солями [Ыа2СОз, NaHC03,
Mg(HC03)2, MgC03] является содержание 0,3 м.-экв. на 100 г почвы.
Под плодовые не рекомендуется отводить почвы, засоленные в верх¬
них горизонтах, при содержании водорастворимых вредных солей бо¬
лее 1,5 м.-экв. на 100 г почвы.
5. Грунтовые воды должны находиться на такой глубине, чтобы
они не мешали нормальному развитию корней плодовых деревьев. При
этом они должны быть не застойными, а проточными, пресными или
слабоминерализованными. Для семечковых культур пригодны участ¬
ки с глубиной залегания незаселенных грунтовых вод более 2 м, для
косточковых и виноградников—1,5—2 м. Если грунтовые воды распо¬
ложены на глубине 1—1,5 м и менее, то участки можно использовать
под кустарниковые ягодные культуры.
Все перечисленные особенности почвенного покрова находят отра¬
жение на почвенной карте и в других материалах почвенных исследо¬
ваний, поэтому, руководствуясь ими, можно выбрать участок под пло¬
довые культуры в соответствии с их требованиями к почвенным усло¬
виям.
При проектировании мелиоративного улучшения почв составляют¬
ся специальные почвенно-мелиоративные карты. Их использование пре¬
дусматривает более углубленную мелиоративную оценку генетических
свойств почв и условий их гидрологического режима. Эти вопросы так
же как и более подробный анализ использования почвенных карт и
картограмм в целях землеустройства, применения удобрений, обработ¬
ки и др. рассматриваются в специальном курсе «Методика составления
и использования крупномасштабных почвенных карт» (см. учебные по¬
собия «Методика составления и использования почвенных карт» под
ред. проф. Н. Н. Поддубного. М. «Колос», 1976, «Почвенная съемка» —
Т. И. Евдокимова изд. МГУ, 1981).
ЛИТЕРАТУРА
Общая
Ленин В. И. Аграрный вопрос и «критики MjpKca». Соч., т. 5.
М а р к с К. Капитал, т. III, ч. 1 и 2, кн. Ill, 1951.
Вильяме В. Р. Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения. — М.: Сель*
хозгиз, 1939.
В оз б у цк а я А. Е. Химия почвы.— М.: Высшая школа, 1964.
Герасимов И. II и Глазовская М. А. Основы почвоведения и географии
почв. — М.: Географпздат, 1960,
Глинка К. Д. Почвоведение. — М.: Сельхозгиз, 1935.
Д ю ш о ф у р Ф. Основы почвоведения. — М.: Прогресс, 1970.
Захаров С. Л. Курс почвоведения. Отд. 1. «Учение о морфологии почв». — М. — Л.:
Госиздат, 1927.
К ач и некий И. А. Физика почв, ч. 1 и 2.— М.: Высшая школа, 1965, 1970.
К о в д а В. А. Основы учения о почве, кн. 1 и II. - М.: Наука, 1973.
К о с т и ч е в П. А. Почвоведение. — М. — Л.: Сельхозгиз, 1940.
i I о ч в о во д с и и е/Пол ред. А. С. Фатьянова и С. Н. Тайчинова.— М.: Колос, 1972.
Рассел Э. Почвенные условия и рост растений. Перевод с англ. — М.: Ил., 1955.
Родс А. А., Смирно» В. М. Почвоведение. •-М.: Высшая школа, 1972.
Роде А. А. Система методов исследования в почвоведении. — Новосибирск, Наука,
1971.
('.и 6 при ев 11. М. Почвоведение. Избранные сочинения, т. I. — М.: ААельхозгиз, 19ГЛ.
С о к о л о в с к и й A. 11. Сельскохозяйственное почвоведение. — М.: Сельхозгиз, 1965.
К части первой
Александрова Л. Н. Органическое вещество почв и процессы ого трансформа¬
ции.— Л.: Наука, 1980.
А р и с т о в с к а я Т. В. Микробиология процессов почвообразования. — Л.: Наука,
1980.
Вернадский В. И. Очерки геохимии. — М.: Горгеонефтенздат, 1934.
Виноградов А. П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в поч¬
вах.—М.: АН СССР, 1957.
Волобуев В. Р. Введение в энергетику почвообразования. — М.: Наука, 1974.
Г е д р о й ц К. К. Избранные сочинения, т. I—III. — М.: Сельхозгиз, 1955.
Гиляров М. С. Особенности почвы как среды обитания и се значение в эволюции
насекомых. — М.*-Л.: АН СССР, 1949.
Волобуев В. Р. Введение в энергетику почвообразования. — М.: Наука, 1974.
Д и м о В. II. Тепловой режим почв СССР. — М.: Колос, 1972.
Кононова М. М. Органическое вещество почвы. — М.: АН СССР, 1963.
Костычев П. А. Избранные произведения. — М. — Л.: АН СССР, 1951.
Крупеников И. А. История почвоведения. — М.: Наука, 1981.
Методическое руководство по изучению и геологической съемке четвертичных
отложений, ч. I и II. — М.: Госгеолтехиздат, 1954—1955.
Орлов Д. С. Гумусовые кислоты почв. — М.: МГУ, 1974.
Не иве Я. В. Биохимия почв. — М.: Сельхозгиз, 1961.
Радиоактивность почв и методы ее определения. — М.: Наука, 1966.
II о л ы и о в К. Б. Кора выветривания. — Л.: АН СССР, 1934.
Ромезов II. П. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв. — М.:
Сельхозгиз, 1957.
Роде А. А. Основы учения о почвенной влаге, т. I и т„ II. — Л.: Гидрометеоиздат,
1965—1969.
Р о д и и Л. Е. и Б а з и л е в и ч II. И. Динамика органического вещества и биологи¬
ческий круговорот в основных типах растительности. — М.—Л.: Наука, 1965.
T к) р и и И. ВГ Органическое вещество почв. — М.: Сельхозгиз, 1937.
Федоров М. В. Почвенная микробиология. — М.: Советская наука, 1964.
Физико-химические методы исследования почв. Адсорбционные и изотопные
методы. --М.: Наука, 1966.
Ч у х р о в Ф. В. Коллоиды в земной коре. — М.: АН СССР, 1955.
Шульгин А. М. Климат почвы и его регулирование. — Л.: Гидрометеорологическое
изд-во, 1967.
485
К части второй
Агрохимическая характеристика почв СССР, кн. 1—14.— М.: АП СССР, 1962—
1973.
Агрохимия/Под ред. проф. Смирнова П. М. и проф. Петербургского А. В. — М.:
Колос, 1975.
Атлас иочв СССР. — М.: Колос, 1974.
Атлас ночв Украинской ССР. — Киев, Урожай, 1974.
Афанасьева К. А. Черноземы Средне-Русской возвышенности. — At.: Наука, 1960.
Бал ибо II. К. Повышение плодородия почв орошаемой хлопковой зоны СССР —М.:
Сельхозгиз, 1954.
Виленский Д. Г. Русская картографическая школа.— М.: АН СССР, 1945.
В и л с и с к п й Д. Г. География почв. — М.: Советская наука, 1961.
Волобуев В. Р. Система почв мира. — Изд. Элм, Баку, 1973.
Г а в р и л ю к Ф. Я. Бонитировка почв. М.: Высшая школа, 1974.
Глазовская М. А. Почвы мира, т. I и II. М: МГУ, 1972—73.
Горшенин К. П. Почвы южной части Сибири (от Урала до Байкала). — М.: АП
СССР, 1955.
Добровольский Г. В. Почвы речных пойм центра Русской равнины. — М.: МГУ,
1968.
Докучаев В. В. Русский чернозем. Соч., т. III. — М.--Л.: АН СССР, 1949.
Докучаев В. В. К учению о зонах природы. Горизонтальные и вертикальные поч¬
венные зоны. Соч., т. VI. —М. — Л.: АН СССР, 1951.
Докучаев В. В. Наши степи прежде и теперь. Соч., т. VI. —М.— Л.: АН СССР,
1951.
Зайдельман Ф. Р. Особенности режима и мелиорации заболоченных почв. — М.:
Колос, 1969.
Заславский М. II. Эрозия почв. — М.: Мысль, 1979.
Зоин С. В. Почвообразование и почвы субтропиков и тропиков. — М.: Изд. Универ¬
ситета дружбы народов имени Патриса Лумумбы, 1974.
Классификация и диагностика почв. СССР. — М.: Колос, 1977.
Ков да В. А. Происхождение и режим засоленных почв, ч. I и II. — М. — Л.: АП
СССР, 1946, 1947.
Л и в е р с к и й Ю. А. Почвы СССР, вып. I. — М.: МГУ, 1965.
Лобова Е. В. Почвы пустынной зоны СССР. - - М.: АН СССР, 1960.
Мелиорация солонцов в СССР/Под ред. проф. И. Н. Антипова-Каратаева. — М.:
АН СССР, 1953.
Мерзлотные почвы и их режим. — М.: Наука, 1964.
Неуструев С. С. Элементы географии почв. — М.: АН СССР, 1931.
Об у л у ч ш с и и и сельскохозяйственного использования земель нечерноземной по¬
лосы европейской части СССР. — М.: АН СССР, 1952.
Петров М. П. Подвижные пески и борьба с ними.* М.: Госизд. геогр. лит., 1950.
Пономарева В. В. Теория подзолообразовательного процесса. — М. — Л.: Наука,
1964.
Почвенно-географическое районирование СССР (в связи с сельскохозяйст¬
венным использованием земель). — М.: АН СССР, 1962.
Почвенная съемка. — М.: АН СССР, 1959.
Почвы БССР/Под ред. И. С. Лупиновича и П. П. Рогового. — Минск, АН БССР,
1952.
Почвы Узбекской ССР. — Ташкент, 1964.
Практикум по почвоведению/Под ред. проф. И. С. Кауричева. — М.: Колос, 1980.
Роза и о в А. Н. Сероземы Средней Азии. — М.: АН СССР, 1951.
Розов Н. Н. и Строганова М. Н. Почвенный покров мира.--М.: МГУ, 1979.
Ромашкевич А. И. Почвы и коры выветривания влажных субтропиков Западной
Грузии. — М.: 11аука, 1974.
С у х е н к о С. Д. Выбор участка под сад. —■ М.: Сельхозгиз, 1962.
Таргульян В. О. Почвообразование и выветривание в холодных гумидных обла¬
стях. -• М.: Наука, 1971.
Ф р и д л а н д В. М. Структура почвенного покрова. — М.: Мысль. 1972.
Ф и з и к о-географический атлас мира. — М.: ГУГК и АН СССР, 1964.
Черноземы СССР, т. I. М.: Колос, 1974.
L1I р а г В. И. Пойменные почвы и их сельскохозяйственное использование. — М.: АП
СССР, 1954.
Я к у 0 о в Т. Ф. Ветровая эрозия почвы и борьба с нею. — М.: Сельхозгиз, 1946.
Я р к о в С. П. Почвы лесолуговой зоны СССР. — М.: АН СССР, 196L
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Автоморфные почвы 185, 187
Агрогсологическая классификация почв 8
Агроклиматические группы почв 433
Агропроизводственная группировка почв
445
Адгезация 106, 113
Аллювиальные почвы 407
Аллювиальный процесс 404
Аллювий 22, 404, 405
Альбедо 163
Альвеолярный латеритный горизонт 462
Алюмогумосовые соединения 78, 79
Алюмо-кислородпо-гидрокснльный окта¬
эдр 28
Алюмосиликаты вторичные 28
Аммонификация 58
Аморфные соединения 28
Амфолитоиды 100, 103
Анаэробнозис 69, 258
Анаэробные условия 68, 257
Аридно-теневая система зональности 203
Арктическая зона 211, 476
Арктические почвы 476
Ацидонды 100, 103
Аэрация 154, 157, 161
Аэробные уел о г» * "1 72
Ба зонды 100, 103
Бактерии 57
Барханы 24, 415
Бемит 28, 103
Биогеохимические провинции 91
Биологический круговорот веществ 14,
37, 38
Болотные верховые почвы 263
— почвы 257—268
— низинные почвы 264
Болотно-подзолистые почвы 244
Болотный процесс 257
Бонитировка почв 445—448
Брунизем 473
Бурозем 270, 273
Бурые лесные глеевые почвы 272—274
почвы 270, 472
— полупустынные почвы 354—360, 475
— рендзины 473
Буферность почвы 118—119
Вариации иочв 204
Вермикулит 30—31
Вертикальная зональность 202, 394
— инверсия почв 394
— интерференция зон 394
— миграция зон 394
— почвенная зона 205
Вивианит 48, 89, 259
Виды почвы 198
Включения 52
Влагоемкость почвы 144
Влажность устойчивого завядания 143
Водный баланс почв
— выпотной 150
— мерзлотный 151
Водный непромывной 149
— периодически промывной 150
— промывной 149
—■ режим почв 146—152
Водоподъемная способность почв 146
Водные свойства почв 142—146
Водопроницаемость почв 145
Водоросли почвенные 60
Воздухоемкость 154
Воздухопроницаемость 154
Воздух почвенный 154, 155
— состав 155
Воздушный режим 154, 161
Воздушные свойства 154
Возраст почв 188
Восстановительные процессы 176, 258
Выветривание 17—19
— аллитное 20
— биологическое 19
— сиалитное 20
— физическое 17
— химическое 17, 18
Газообмен 157
Гальмиролиз 342
Гематит 18, 28
Генезис почв 5, 184
Генетическая классификация почв 191
Генетический горизонт 45
— глеевый 47, 265
— гумусовой 46
— дернила 236
Гематит 18, 28
Генезис иочв 5, 184
Генетическая классификация почв 191
Генетический горизонт 45
глеевый 47, 265
гумусовый 46
— дернина 236
— иллювиальный 47, 230
— лесная подстилка 46, 226
— пахотный 46
— элювиальный 46
Генетический тип почвенный 195
География почв 184
Геологический круговорот веществ 37
Гетерополярные слои 78
Гетит 28
Гиббсит 28
Гидраргилит 28
Гидратация 18
Гидрогетит 28
Гидролиз 18
Гидроокись кремния 28
487
Гидрослюды 30
Гидроморфные почвы 187, 195
Гидротермический режим ночи 185
Гидрофильные коллоиды 100
Гидрофобные коллоиды 100
Глее-подзолистые почвы 230
Глей 258
Глинистые минералы 28
Годовой ход температуры почвы 165
Горная почвенная провинция 205
Горные породы 17—20
Горные почвы 394
горно-луговые 396
горно-лугово-степные 396
Горный почвенный округ 204
район 204
Гравитационные силы 137, 140
Грибы почвенные 60
Гуматы 78
Гумины 74
Гуминовые кислоты 74—77
Гумификация 67
Гумус 65, 73
Гумусо-аккумулятивный горизонт 46,
293
— процесс 293
Гумусовые вещества 71
— кислоты 67, 74
Гумусообразование 67
Двойной электрический слой 98
Деградация черноземов 278
Делювий 22
Денитрификация 58
Деревянисто-травянистые формации 55
Деревянистые формации 55
Дерново-глеевые почвы 238
Дерново-карбонатные почвы 236—237
Дерново-подзолистые почвы 239—244
Дерновые почвы 224, 234
Дерновые литогенные почвы 237
Дерновый горизонт 236
— процесс 234
Десульфофикация 58
Дефляция 421, 426
Диффузия газов 157
«Дождевые» леса 55
Емкость поглощения 108
Железо 84, 88
Железобактерии 59
Железогумусовые соединения 78
Железомарганцевые конкреции 61
Желтоземноглеевыс почвы 391,
Желтоземы 391, 466
Журавчики 277, 280, 299
Заболачивание 261
Завалуненные почвы 254
Закон об охране природы 441
«Закон» убывающего плодородия почв
183
Запас воды в почве 148
Зарастание песков 418
Засоление почв 330
вторичное 339
Засоление почвы 330
Заторфовыванис водоемов 262
Земельный кадастр 445
Избирательная поглотительная способ¬
ность растений 38
Избыточное увлажнение почв 253
Известкование почв 251, 252
Изоэлектрическая точка 99
488
Иловато-торфяные почвы 409
Интразональные почвы 192
Историко-генетнческан классификация
почв 193
Испаряемость 185
Каолинит 103
Капиллярная кайма 144
Капиллярное поднятие жидкости 146
Капролиты 52, 124
Картограмма 478
Картография почв 7
Карты почвенные 478—483
— детальные 478
— крупномасштабные 478
— среднемасштабные 478
Категории почвенной влаги 141
Каштановые почвы 316, 474
Кварц 25, 27, 28, 33
Кислород почвенного воздуха 155
— динамика 158
— потребление 155—156
— роль в почвенных процессах 159
— содержание 155
Кислотность почвы 114 •
— актуальная 114
— гидролитическая 116
Кислотность обменная 116
— потенциальная 115
Кислые дерново-перегнойно-глеевые поч¬
вы 476
Кирассы 462
Кларки почв 84
Классификация почв 7, 10, 15, 196, 197
— механических элементов 31, 32
— почв и пород по механическому со¬
ставу 34—35
по каменистости 33
Коагуляция 100
Коллоидная мицелла 98—99
Коллоиды почвенные 98
Комплексность почвенного покрова 204,
318
Комплексы почв 204, 314
Координационное число 26
Кора выветривания 20, 21, 85, 86
Коричнево-красные почвы 463
Коричневые почвы 385, 468
Коэффициент дыхания 156
— увлажнения 185
Красно-бурые почвы 463, 464
Красновато-бурые почвы 465
Красновато-черные почвы 467
Красно-желтые ферралитные почвы 459
Красноземы 387
Красные ферралитные почвы 464
Кремнекислородный тетраэдр 26
Крилиумы 127
Кристаллическая решетка 25
Латерит 461
Латеритизация 461
Лесотундра 213
Лессиваж (лессивирование) 228, 229
Лессивированные почвы 229
Лесс 23—24
Лессовые суглинки 23—24
Лигнино-протеиновый комплекс 66
Лимонит 18
Липкость почвы 131
Лишайниково-моховые формации 55
Лугово-каштановые почвы 325, 474
Лугово-коричневые почвы 470
Лу.гово-сероземные почвы 377
Лугово-серо-коричневые почвы 470
Лугово-степные бурые почвы 356
Лугово-черноземные почвы 209, 306, 474
Луговые почвы саванн 464
Магматические породы 20
Маквис 55, 469
Макропроцессы 42
Макрорельеф 204
Мангровые засоленные почвы 462
Маргалитовые почвы 462
Материнская порода 20
Мезопроцессы 42
Мезорельеф 204
Мелкозем 32
Мерзлота многолетняя 245
Мерзлотно-таежные почвы 245, 476
Меридиональные спектры 202
Методика бонитировки почв 449
Механические элементы 31—34
Механический состав почв 31, 34, 36
Микроагрегаты почвы 122
Микроморфологические методы 53
Микроорганизмы 54, 56—62
Микропроцессы 41
Микрорельеф 204
Микроэлементы почв 91—94
Минерализация 67—69
Минералогический состав почв 25—31
Минералы почв 25, 28—31
— вторичные 28
— гидроокисей и окисей 28
— глинистые 28
— каолинитовой группы 30
— монтмориллонитовой группы 29
— первичные 25
— смешанно-слоистые 31
«Мозаики» почв 205
Молекулярная сорбция 101, 106» 112
Морфологические признаки почв 45
Мощность почв 46
Мхи гипновые 258
— сфагновые 258
Набухание почв 132
Нитрификация 52
Новообразования почв 46
Номенклатура почв 199
Обменные катионы 106—110
Оглеение 21
Оглинение 41
Окисление 18, 175
Окислительно-восстановительные про¬
цессы 175
Окислительно-восстановительный режим
181
— потенциал 176
Окраска почв 47
Октаэдр алюмогпдроксильный 27, 28
Окультуривание почв 250
Оподзоливание 21, 224
Органо-минеральные производные гуму¬
совых кислот 78
Органо-минеральные соединения 78
Ориентированные глины 229 4
Осадочные породы 20, 21
Осолодение 41
Осолонцеваьие 41
Пахотный горизонт 46
Пептизация коллоидных частиц 100
Пески 414—420
Песчаные почвы 414, 419
Пластичность почвы 131
Плодородие почвы 5, 180, 183
— естественное 180
— искусствешюе 181
— эффективное 180-181
Плотность почвы 128, 129
— твердой фазы почвы 128, 129
Поглотительная способность почв 98, 105
Поглощение анионов 110—112
— газов 112
— катионов 106
— обменное 106
— необменное 107
— паров 112
Подбелы 260
Подбуры 248
Подзолистые почвы 224—234
Подзолистый процесс 224
Подстилающие породы 47
Подтипы почв 198
Поемность 404
Поемные процессы 404
Позвоночные животные 64
Пойменные почвы 404
Полугидроморфные почвы 187, 195
Пористость почв 130
— капиллярная 130
— некапиллярная 130
— общая 130
Породы почвообразующие 20—24
— аллювиальные 22
— водно-ледниковые 23
— делювиальные 22
— ледниковые 22
— метаморфические 20
— морские четвертичные 24
— озерно-ледниковые 22
— озерные 22
— осадочные 20, 21
— покровные суглинки 23
— пролювиальиые 22
— элювиальные 21
— эоловые 24
Почва 5
— значение 5
— определение понятия 5
— природное тело 6
— развитие 190
— средство производства 6, 180
Почвенная зона 201
Почвенно-биоклиматическая область 201,
207
Почвенно-гидрологические константы 141
Почвенно-климатические пояса 15, 201
Почвенные коллоиды 100—105
— провинции 202
— серии 193
— фации 202
Почвенный округ 202
— поглощающий комплекс 106
— район 204
— раствор 172
— методы выделения 172
— концентрация 173
— осмотическое давление 174
— состав 173, 174
— реакция 174
— скелет 32
Почвоведение 5
— агрономическое 7
— генетическое 9
489
— история развития 8
— содержание 5
Почвообразовательный процесс 39
— общая схема 37
— первичный 44
— слагаемые 39
— сущность 41
— цикличность 41
Предгорно-гумидная система зонально¬
сти 203
Природно-сельскохозяйственное райони¬
рование 209
Природно-сельскохозяйственные зоны 210
Простейшие 63
Противоэрозионные мероприятия 429—
432
Псаммофиты 418
Псевдоглей 260
Псевдоподзолистые (неевдооподзолен-
ные) почвы 230
Пустынные формации 55
Пыльные бури 426
Пятнистости почв 205
Радиоактивность почв 94--96
Радиоактивные элементы 94—-90
Развитие почвы 190
Разложение и минерализация раститель¬
ных остатков 69
Разновидность почв 198
Разряды почв 198
Растения-нескоукрепители 420
Растения-торфообразователн 256
Режимы почвообразования 42
Рекультивация земель 441
Роды почв 198
Саванна 55, 463, 464
Сапропель 262
Связность почв 133
Селевые потоки 421
Серо-бурые пустынные почвы 361, 362,
475
Сероземы 373—381
Серо-коричневые почвы 383
Серые лесные почвы 275 288
Серые лесные глеевые почвы 281
Сидерит 259
Сложение почв 51
Слюды 25, 26
Снегозадержание 311
Солоди 350, 474
Солонцовый процесс 41. 340
Солонцы 339, 470. 474
Солонцы бурые пустынно-степные 344,
345
Солнчаковый процесс 41, 332
Солончаки 332, 472, 475
Солончаки автоморфные 333
Сополимеры 127
Сорбция воды 112
Сосущая сила почвы 139
Сочетания почв 204
Спелость почв 132
Строение почв 46
Структура почвенного покрова 249, 284,
307, 378
Структура почв 46, 49, 120
— водопрочность 120
— восстановление 125, 120
— классификация 49
— макроструктура Г>!
— микроструктура 51, 122
490
— разрушение 125
— • факторы етрукгурообразонапня 122
Структурные почвы 51, 121
Субоореальный пояс 472
Субтропический пояс 446
Сумма поглощенных основании По
Сульфофикация 59
Суточный ход температуры почвы 165
Таежно-лесная зона 211
— климат 211
— почвообразующие породы 212
— растительность 223
— рельеф 211
— структура почвенного покрова 249
Такыры и такыровпдные почвы 3Mi, 475
Такыры водорослевые 363
Ташеты 205
Твердость почвы 135
Темно-красные тропические почвы 462
Темно-лесные тропические почвы 462
Тепловой баланс воды 165—171
Тепловой режим почвы 165
Тепловые свойства ночв 162-165
Теплоемкость почв 163. 164
Теплопоглотительная способность почв
163
Теплопроводность 164, 165
Термодинамический потенциал почвен¬
ной влаги 139
Терра негра 470
Терра росса 099
Тнксотрогшость 100, 210, 210
Типы водного режима М'6
Типы структуры почв 49
«Тирсы» 470
Торф 46, 257, 265 267
Торфообразованне 257
Тугайные леса 374, 407
Тундра 476
Тундровые почвы 476
Тундровые глеевые почвы 214
— оподзоленные 216
Удельное сопротивление почвы 133, 134
Углекислый газ почвенного воздуха 155,
156, 158-100
Усадка почвы 132
Факторы почвообразования 5, 9, 184
— возраст 188
— деятельность человека 189
-- климат 184
-- почвообразующие породы 188
— растительный и животный мир 188
-- рельеф местности 186
Фации 15, 202
Ферраллитизацпя 460
Ферраллитнаи кора выветривания 85
Ферраллитные глеевые почвы 400, 401
Физико-механические свойств» почвы
130 136
Физическая глина 34
Физические свойства почв 128—136
Физический песок 34
Фиксация 107, 108
Фульваты 78
Фульвокислоты 77
Химический состав организмов 66
Химические элемент!,! почв 84, 87--90
— - возврат с опадом 3')
— среднее содержание Н»
— форма соединений 37- 90
— азота 88
— алюминия 88
— железа 88
— калия 90
— кальция 90
— кислорода 87
— кремния 87
— магния 90
— серы 90
— фосфора 89
Хлориды 330
Хлориты 31, 243
Цикл саморазвития 191
Черви дождевые 191
Черноземовидные почвы прерий 473
Черноземные почвы 289 9,0
Черноземы выщелоченные 299
— карбонатные 297
— обыкновенные 230, 297
— оподзоленные 299
— северные 296
— слитые 297
— смолницы 470
— солонцеватые 297
— типичные 297
— юные 297» 301
Черные субтропические почвы 468, 470
Черные тропические почвы 464
Шибляк 55
Широтная зональность 201
Широтные зональные спектры 202
Щелочность почв 117—118
Эволюция почв 15, 190
Эволюционно-генетическая классифика¬
ция почв 193
Эколого-генетическая классификация
почв 192
Экономическая оценка земель 455, 484
Элементарный почвенный ареал 204
Элювиально-глеевый процесс 260
Элювиальный горизонт 46
Элювий 21
Энергетика почвообразования 42
Эродированные почвы 427
Эрозия почв 421—432
— ветровая 421
— виды 421
— линейная (овражная) 421
— нормальная 421
— поверхностная 421
— противоэрозионные мероприятия
428—432
— ускоренная 422
— условия развития 423—426
ОГЛАВЛЕНИЕ
От авторов '*
Введение £
История развития почвоведения °
Часть первая
СОСТАВ И СВОЙСТВА ПОЧВЫ
Глава I. Выветривание горных пород и минералов. Почвообразующис породы 17
Выветривание Д
Почвообразующие породы 20
Глава II. Мнералогический и механический состав почв и почвообразуюших
пород 25
Механический состав почв и почвообразующих пород 31
Механические элементы, их классификация и свойства *31
Классификация иочв и пород по механическому составу 34
Значение механического состава 35
Глав а III. Общая схема почвообразовательного процесса и формирование поч¬
венного профиля “7
Общая схема почвообразовательного процесса 37
Энергетика почвообразования 42
Морфологические признаки почвенного профиля 4;>
Глава IV. Организмы и их роль в почвообразовании и плодородии почв 51
Зеленые растения ^
Микроорганизмы
Животные, населяющие почву, и их роль в процессах почвообразования . . 02
Глава V. Органическая часть почвы 05
Краткий исторический обзор развития учения о гумусе почвы 66
Процессы превращения органических остатков в почве и современные представ¬
ления о гумусообразовании 6G
Влияние условий почвообразования на характер и скорость гумусообразос.'шия 72
Состав гумуса 73
Органо-минеральные производные гумусовых кислот 78
Формы гумусовых веществ в почве 79
Разложение гумусовых веществ микроорганизмами SI
Роль гумуса в почвообразовании, плодородии и питании растений .... с*2
Глава VI. Химический состав почв и почвообразующих пород .... 84
Содержание химических элементов в породах и почвах ^4
Формы соединений химических элементов в почвах и их доступность растениям ^7
Микроэлементы почв 91
Радиоактивность почв 91
Глава VII. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почвы . 98
Почвенные коллоиды, их строение, свойства и состав 98
Поглотительная способность почвы 105
Поглощение почвой катионов 100
Поглощение анионов 110
Молекулярная сорбция 112
Процессы адгезии ИЗ
Значение поглотительной способности 113
Кислотность и щелочность почвы 114
Глава VIII. Структура почвы 120
Агрономическое значение структуры 120
Образование структуры 122
Утрата и восстановление структуры почвы 125
492
Глава IX. Физические свойства почвы 128
Общие физические свойства почвы 128
Физико-мсханические свойства почвы 130
Глава X. Водные свойства и водный режим почв 137
Свойства и формы почвенной влаги 137
Водные свойства почв 142
Водный режим почв 146
Глава XI. Воздушные свойства и воздушный режмм почв 154
Воздушные свойства почв и состав почвенного воздуха 154
Потребление Ог и продуцирование СОг в почве 155
Газообмен почвенного воздуха с атмосферным 157
Динамика 02 и С02 почвенного воздуха 158
Роль Ог и С02 в почвеных процессах и продуктивности растений .... 159
Глава XII. Тепловые свойства и тепловой режим почв 162
Тепловые свойства почв 162
Тепловой режим почв 165
Глава XIII. Почвенный раствор и окислительно-восстановительные процессы
в почве 172
Методы выделения почвенного раствора 172
Состав н концентрация почвенного раствора 173
Окислительно-восстановительные процессы и почтах 175
Глава XIV. Плодородие почвы 180
Часть вторая. ГЕНЕЗИС, КЛАССИФИКАЦИЯ, ГЕОГРАФИЯ И СЕЛЬ¬
СКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЧВ
Глава XV. Учение о генезисе почв и их классификация 184
Факторы почвообразования 184
Климат как фактор почвообразования 184
Рельеф как фактор почвообразования 136
Почвообразующие породы как фактор почвообразования 188
Биологический фактор почвообразования 188
Возраст почв 188
Производственная деятельность человека 189
Взаимосвязь факторов почвообразования 189
Развитие и эволюция почв 190
Классификация почв 191
Краткий исторический обзор 191
Принципы построения современной классификации ночи 194
Номенклатура и диагностика почв 199
Глава XVI. Главные закономерности географического распределения почв.
Почвенно-географическое и природно-сельскохозяйственное районирование СССР 201
Почвенно-географическое районирование СССР 205
Природно-сельскохозяйственное районирование СССР 209
Глава XVII. Почвы арктической и тундровой зон 211
Условия почвообразования и почвы арктической зоны 211
Условия почвообразования и почвы тундровой зоны 212
Классификация и свойства тундровых почв 214
Сельскохояйственное использование тундровых исчв 219
Глава XVIII. Почвы таежно-лесной зоны 221
Условия почвообразования 221
Подзолистые почвы 224
Генезис подзолистых почв 225
Классификация подзолистых почв 230
Состав и свойства подзолистых почв 231
Дерновые почвы 234
Генезис дерновых почв 234
Классификация, состав и свойства дерновых пот 236
Дерново-подзолистые почвы 238
Генезис дерново-подзолистых почв 238
Классификация дерново-подзолистых почв 239
Состав и свойства дерново-подзолистых почв 241
493
Болотно-подзол истые почвы . . 244
Классификация болотно-подзолистых почв 244
Мерзлотно-таежные почвы ^45
Происхождение и свойства мерзлотно-таежных гочл
Структура почвенного покрова
Сельскохозяйственное использование почв таежно-лесно"; :о;:и 2оо
Глава XIX. Болотные почвы 257
Генезис болотных почв 2^7
Основные типы ::аболачнвания
Заболачивание
Заторфовывание водоемов <-”2
Классификация болотных почв °”2
Строение профиля, состав и свойства болотных иочв 2«п
Сельскохозяйственное использование болотных пемз п торфа 207
Глава XX. Бурые лесные почвы широколиственных лесов 270
Условия почвообразования 270
Генезис и классификация бурых лесных почв 270
Состав и свойства бурых лесных почв 272
Строение профиля и генезис серых лесны\ почв 274
Глава XXI. Серые лесные почвы лесостепной зоны 275
Условия почвообразования . 275
Строение профиля и генезис серых леспынх иочв 277
Классификация серых лесных почв . 279
Состав и свойства серых лесных аочв 281
Структура почвенного покрова 284
Тепловой, водный и пнтатспьпый режну.ы 285
Сельскохозяйственное использование серых лесных по-ч* 280
Глава XXII. Черноземные почвы лесостепной :» стег.ноп • ::: 289 .
Условия почвообразования 289
Генезис черноземов 291
Классификация черноземов 290
Черноземные почвы лесостепи 299
Черноземы степной зоны *>00
Состав и свойства черноземов 301
Лугово-черноземные почвы 300
Структура почвенного покрова 307
Тепловой, водный и питательный рсл»-.ш . 30/
Сельскохозяйственное использование- чериозомгых почв 310
Глава XXIII. Почвы зоны сухих степей 314
Условия почвообразования 314
Генезис каштановых почв 316
Классификация каштановых ночв 318
Состав и свойства каштановых чочв ^2|
Лугово-каштановые почвы 325
Структура почвенного покрова 3?6
Сельскохозяйственное использование почв сухих степей 327
Глава XXIV. Засоленные почвы и соло ли 330
Образование и условия накопления сол(-П в почвах 330
Солончаки 332
Генезис солончаков 332
Классификация и диагностика солончаков ... 333
Состав и свойства солончаков 336
Сельскохозяйственное использование солончаков 338
Солонцы 339
Строение профиля и основные признаки солонцов 339
Генезис солонцов 340
Классификация п диагностика солонцов 343
Свойства солонцов 340
Сельскохозяйственное использование солонцов 348
Солоди 350
Основные признаки, генезис и свойства сололей 350
Классификация и диагностика солодей 352
Сельскохозяйственное использование солодей 353
494
Глава XXV. Почвы полупустынной зоны 354
Условия почвообразования 354
Генезис бурых полупустынных почв ....... 355
Классификация бурых полупустынных почв и лугово-степных бурых почв . . 356
Состав и свойства бурых полупустынных почв 358
Структура почвенного покрова 360
Сельскохозяйственное использование почв полупустынной зоны 360
Глава XXVI. Почвы пустынной зоны . 301
Условия почвообразования 361
Серо-бурые пустынные почвы 362
Генезис серо-бурых пустынных почв 363
Классификация серо-бурых почв 364
Состав и свойства серо-бурых почв 361
Такыры и такыровидные почвы 366
Основные признаки такыров 367
Геиезис такыров 367
Классификация такыров 368
Состав и свойства такыров 369
Сельскохозяйственное использование пустынных почв 370
Глава XXVII. Почвы предгорно-пустынных степей сухих субтропиков . . 373
Сероземы 373
Условия почвообразования 373
Генезис сероземов 374
Классификация и диагностика сероземов 376
Структура почвенного покрова 37S
Состав и свойства сероземов 378
Сельскохозяйственное использование сероземов 380
Глава XXVIII. Почвы сухих субтропических степей, ксерофитных лесов и ку¬
старников 383
Серо-коричневые почвы . 383
Условия образования и генетические особенности серо коричневых почв . 383
Классификация и основные свойства серо-коричневых ночи* 383
Сельскохозяйственное использование серо-коричневых почв 384
Коричневые почвы 385
Глава XXIX. Почвы влажных субтропиков 387
Условия почвообразования 387
Красноземы 388
Генезис красноземов 388
Классификация красноземов 389
Свойства красноземов 390
Желтоземы 391
Классификация желтоземов 391
Свойства желтоземов . 39°
Сельскохозяйственное использование красноземных и желтоземных почв . . ЗГ2
Глава XXX. Почвы горных областей 391
Условия почвообразования 394
Генетические особенности, классификация, диагностика и основт,:о свойств
горных почв 395
Основные закономерности вертикальной поясности и иочвы отдельных горных
областей 397
Сельскохозяйственное использование горных почв 402
Глава XXXI. Почвы пойм 101
Условия почвообразования
Почвенный покров пойм *07
Классификация пойменных почв
Сельскохозяйственное использование пойменных почв 112
Глава XXXII. Пески и песчаные почвы 411
Происхождение, состав и свойства песков
Почвообразование па песках
Сельскохозяйственное использование песков н песчаных почв 4 1 •'
4(J5
Глава XXXIIL Эрозия почв и меры борьбы с нею 421
Виды эрозии 421
Вред, причиняемый водной эрозией и ее распространение 422
Условия, определяющие развитие эрозии 423
Дефляция 426
Классификация и диагностика эродированных почв 427
Мероприятия ио защите почв от эрозии 428
Глава XXXIV. Земельные ресурсы СССР, их использование в земледелии и
охрана почв 433
Охрана почв 438
Рекультивация земель 44!
Закон об охране природы и почв 444
Глава XXXV. Агропроизводственная группировка и бонитировка почв . , . 445
Принципы агропроизводственной группировки почв 445
Бонитировка почв и экономичная оценка земель 44 1
Принципы и методика бонитировки почв 449
Глава XXXVI. Почвенный покров мира • 457
Почвенный покров тропического пояса 459
Почвенный покров субтропического пояса 466
Почвенный покров суббореального (умеренного) пояса 472
Почвенный покров бореального (холодно-умеренного) пояса 475
Почвенный покров полярного (холодного) пояса 476
Глава XXXVII. Почвенные карты. Использование материалов почвенных
исследований 478
Почвенные карты, их назначение 478
Использование почвенных карт и картограмм в сельскохозяйственном произ¬
водстве 479
Использование материалов почвенных исследований при землеустройстве . 480
Использование почвенных карт и картограмм при применении удобрений и
известковании почв 481
Использование почвенных карт при разработке приемов обработки почв 483
Использование материалов почвенных исследований при выборе участков
под сады 483
Литература . „ 485
Предметный указатель 487