2) Щёлочность почв и способы ее регулирования.

Различают актуальную (активную) и потенциальную щёлочность почв.

Актуальная щелочность обусловлена наличием в почвенном растворе гидролитически щелочных солей (Na2CО3, NaНCО3, Са(НСО3)2), при диссоциации которых образуется гидроксильный ион. Различают общую щелочность от нормальных карбонатов и от гидрокарбонатов, по граничным значениям рН.

Потенциальная щелочность обусловлена наличием в ППК обменного натрия, который может вытесняться водородом углекислоты, а образующаяся в почвенном растворе сода подщелачивает его.

Щелочность почв принято оценивать только по значениям актуальной щелочности, которую определяют в водной вытяжке или суспензии потенциометрически, при этом она выражается в единицах рН. В водной вытяжке актуальная щелочность определяется так же титрованием кислотой с различными индикаторами: общая щёлочность по метиловому оранжевому; щёлочность от нормальных карбонатов — в присутствии фенолфталеина. Выражаются они в мг-экв/100 г почвы.

По величине рН различают слабощелочные почвы (рН 7,0-7,5), щелочные (рН 7,5-8,5) и сильнощелочные (рН 8,5 и выше). Щелочность снижает плодородие почв в большей степени, чем кислотность. Почвы со щелочной реакцией среды (солонцы и солонцеватые почвы) характеризуются неудовлетворительными водно-физическими свойствами из-за пептизации коллоидов. Они бесструктурны, после дождей на поверхности образуется плотная корка. Урожай растений на почвах со щелочной реакцией среды резко снижается. Для снижения щёлочности применяют химические мелиорации — гипсование или кислование (внесение гипса, отходов серно- и азотнокислотного производства, сульфата железа, пиритных огарков, серы и других мелиорантов). Сущностью химических мелиорации является замена обменного натрия на кальций или водород мелиорантов. Соли натрия из почвенного раствора удаляются путём промывки.

Гипсование применяется для окультуривания и повышения плодородия солонцов. Почвенный комплекс солонцов и солонцеватых почв в избытке содержит катионы натрия, который в поглощенном состоянии обусловливает плохие физические свойства почвы. Щелочная реакция солонцовых почв и солонцов губительна для растений. Солонцовые и солонцеватые почвы имеют щелочную реакцию и плохие физические свойства. В сухом состоянии они сильно уплотняются и при вспашке образуют глыбы, а во влажном состоянии вязки, липки, сильно заплывают, медленно просыхают, часто образуют плотную почвенную корку. Всходы на таких почвах запаздывают, растения развиваются неравномерно и бывают сильно изрежены. Урожаи на этих почвах очень низкие.

При внесении в почву гипса ионы кальция вытесняют из почвенного поглощающего комплекса ионы натрия, вследствие чего почва приобретает структурное состояние, улучшаются ее физические и биологические свойства. Действие гипсования проявляется в течение 10 лет. Доза вносимого гипса рассчитывается по содержанию в почве поглощенного натрия.

Известкование имеет двойное значение: известь улучшает физико - химические свойства почвы, создавая тем самым благоприятные условия для всех приемов удобрений, а также служит необходимым элементом питания растений.

Применение извести на кислых, бедных основаниями, почвах изменяет их реакцию в щелочную сторону, и в этом плане известь имеет большое значение как средство улучшения свойств почв. В системе удобрений основная задача известкования заключается в установлении оптимальных химических, физических и биологических свойств почвы на длительный срок. Внесение извести является необходимым и регулярно проводимым мероприятием, без которого не может быть достигнуто повышение плодородия кислых почв.

Условием успешного проведения известкования является знание действительного состояния данной почвы по обеспеченности известью. Одним из индикаторов реакции почвы служат некоторые растения. Хорошо растут и широко распространены на почвах с повышенной кислотностью следующие растения: фиалка трехцветная, пикульник, клевер пашенный, щавелек, хвощ полевой, сераделла маленькая. На почвах, обеспеченных известью, произрастают: люцерна серповидная, резак обыкновенный, живокость полевая, володушка круглолистная. О реакции почвы можно судить только при массовом появлении и преобладании в ценозе указанных растений. Единичное присутствие индикаторных растений не может свидетельствовать об обеспеченности почвы известью.

Наиболее распространен метод установления потребности почвы в извести, основанный на определении показателя рН солевой вытяжки из почвы (обменной кислотности) электрометрическим рН - методом. Считается, что при рН 4,5 и менее потребность в извести высокая, при рН 4,6 - 5,0 - средняя, при рН 5,1 - 5,5 - слабая, при рН выше 5,5 - в большинстве случаев отсутствует.

Для известкования можно использовать известь гашеную, известняк молотый, мергель, туфы известковые, доломитовую муку и содержащие известь промышленные отходы.

3) Каштановые почвы.

Каштановые почвы — это почвы с профилем типа А-Вса-С, формирующиеся в условиях сухих степей суббореального пояса. Гумусовый горизонт А этих почв имеет каштановую окраску, в первом метре почвенного профиля наблюдаются обильные выделения карбонатов, а во втором—(во многих случаях) гипса. Каштановые почвы на северной границе распространения по строению и свойствам близки к южным черноземам (темно-каштановые почвы), а на южной границе — к бурым полупустынным почвам (светло-каштановые почвы). Отделение их от почв соседних типов производится по совокупности биоклиматических показателей. Термин ≪каштановые почвы≫ введен В. В. Докучаевым в 1883 г. Как особый тип каштановые почвы выделены им в классификации 1900 г. вместе с бурыми полупустынными. В исследование географии, генезиса, свойств, способов рационального использования этих почв большой вклад внесли С. С. Неуструев, А. А. Роде, Е. Н. Иванова и др.

Каштановые почвы имеют щелочную реакцию, вскипание от кислоты отмечается в нижней части горизонта А, а в некоторых случаях и с самой поверхности. По механическому составу каш­тановые почвы весьма разнообразны, но преобладают суглини­стые. Разности каштановых почв с более тяжелым механическим составом и с более глубоким залеганием карбонатов кальция дают вина сравнительно низкого качества.

Почвообразующими породами являются различные мелкоземистые породы, среди которых особенно большое распространение имеют лессовидные суглинки.

Каштановые почвы расположены в зоне сухих степей. Почвооб­разование в этой зоне протекает в условиях засушливого климата и изреженного растительного покрова. Зона каштановых почв ха­рактеризуется резко выраженной комплексностью почвенного покрова. Здесь наряду с каштановыми встречаются лугово-каштановые почвы, солонцы, солончаки и солоди.

В процессе почвообразования профиль каштановых почв диф­ференцируется на ряд отчетливо выраженных генетических гори­зонтов. Ад — дернина (на целинных почвах), мощность 2—3 см. Верхний гумусовый горизонт (А) темно-каштанового, каштанового или светло-каштанового цвета с буроватым оттенком, комковатой структуры, мощностью 18—22 см. За ним идет гумусовый переходный горизонт (B1) серовато-бурой окраски, крупнокомковатый, а в солонцеватых разновидностях комковато-призмовидной или призмовидно-ореховатой структуры с буровато-коричневой лакировкой на гранях структурных отдельностей, придающей горизонту более темную окраску и коричневатый (каштановый) оттенок. Общая мощность гумусового горизонта 35—50 см. В освоенных каштановых почвах выделяется пахотный горизонт (Ап), мощность его обычно 20—22 см. После сплошного гумусового горизонта идет горизонт гумусовых затеков (В2), в нижней части к оторого нередко отмечаются скопления карбонатов. Этот горизонт неоднороден по окраске: серовато-бурый с крупнокомковатой или комковато-призмовидной структурой.

Под горизонтом гумусовых затеков залегает горизонт максимального скопления карбонатов (Вк) буровато-желтого цвета, призмовидной или призмовидно-ореховатой структуры, часто плотного сложения от наличия карбонатов и солонцеватости в нем.

Карбонаты встречаются в виде ярко-белых пятен белоглазки, примазок, потеков, лжемицелия или мучнистого налета. Мощность горизонта максимального скопления карбонатов 50—60 см. Иллювиальный карбонатный горизонт постепенно переходит в почвообразующую породу (С), более светлую и однородную по окраске, более рыхлого сложения, с очень редкими пятнами карбонатов или без них, с вкраплениями гипса в виде друз, гнезд, отдельных кристалликов или прожилок. Глубина скопления гипса и легкорастворимых солей различна и определяется подтипом каштановых почв, а в пределах одного подтипа — механическим составом, степенью солонцеватости и рельефом местности. Чаще всего легкорастворимые соли обнаруживаются на глубине 1,5—2 м.

Систематика каштановых почв:

Каштановые почвы в соответствии с традиционной советской классификацией делятся на 3 подтипа: темно-каштановые, каштановые, светло-каштановые.

Основным критерием для их разделения является степень гумусированности. Каждый подтип делится на несколько фациальных подтипов в соответствии с различиями в свойствах, обусловленных термическим режимом. Почвы различных фациальных подтипов различаются по мощности гумусовых горизонтов и глубине аккумуляции карбонатов кальция и гипса.

Внутри подтипов выделяются роды: обычные, солонцеватые, солонцевато-солончаковатые, остаточно-солонцеватые, солонцевато-осолоделые, карбонатные, карбонатно-солонцеватые с пониженным вскипанием от НС1 (глубоковскипающие) и неполноразвитые (на плотных породах).

В различных фациях признаки солонцеватости и солончаковатости проявляются неодинаково.

Светло-каштановые почвы в отличие от темно-каштановых и каштановых обладают осветленным бесструктурно-слоеватым гумусовым горизонтом А.

Разделение на виды осуществляется с учетом мощности гумусовых горизонтов(А + АВ), см:мощные ( > 5 0 ) , среднемощные (30—50), маломощные (20—30), очень маломощные (<20).

Среди каштановых почв много солонцеватых, т. е. содержащих обменный Na+ в количестве от 3 до 15% от емкости поглощения, обладающих уплотненным горизонтом АВ с комковато-призмовидной или глыбистой структурой, с лакировкой граней структурных отдельностей. По содержанию обменного Na+ (в % от ЕКО) солонцеватые почвы делятся на 3 вида: слабосолонцеватые 3—5, среднесолонцеватые 5—10, сильносолонцеватые 10—15. Солонцеватые каштановые почвы имеют профиль, несколько дифференцированный по содержанию ила, SiО2, R2Оз. Горизонт АВ обогащен этими компонентами, а глубже расположенные горизонты содержат повышенное количество гипса и легкорастворимых солей.

Темно-каштановые почвы (Кз).

Темно-каштановые почвы распространены в северной части зоны, в подзоне темно-каштановых почв. Строение их профиля дано на рисунке 12. Для этих почв характерна темно-серая с коричневатым оттенком окраска, комковатая, комковато-зернистая структура гумусового горизонта целинных угодий и пылевато-комковатая — пахотных.

Мощность гумусового горизонта A+B1 — 35—45 (50) см, вскипание от НС1 на глубине 45—50 см, гипс и легкорастворимые соли около 2 м.

Темно-каштановые обычные сохраняют признаки темно-каштановых почв.

Темно-каштановые солонцеватые почвы характеризуются более плотным сложением нижней части гумусового горизонта (B1), что обусловлено обогащением ее коллоидными частицами.

В этом горизонте отчетливо выявляется оглинение и увеличение полуторных окислов. Для солонцеватого горизонта характерна комковато-призмовидная и глыбистая структура с буровато-коричневой корочкой (лакировкой) на гранях структурных отдельностей. Чем сильнее выражена солонцеватость, тем интенсивнее лакировка. Вскипание от НС1 выше, чем в несолонцеватых почвах. На глубине 1 м и ниже заметно возрастает содержание легкорастворимых солей. Род темно-каштановых солонцеватых почв подразделяют на виды по степени выраженности солонцеватости. Различают темно-каштановые несолонцеватые, в которых поглощенного натрия менее 3% емкости поглощения; темно-каштановые слабосолонцеватые — 3—5%; темно-каштановые среднесолонцеватые — 5—10% и темно-каштановые сильносолонцеватые— 10—15%.

Темно-каштановые солонцевато-солончаковатые почвы обычно приурочены к сильнозасоленным породам. В профиле их наряду с отчет­ливо выраженными солонцеватыми свойствами отмечается повышенное содержание (>0,25%) водорастворимых солей в пределах первого метра.

Темно-каштановые остаточно-солонцеватые почвы имеют отчетливо выраженные морфологические признаки солонцеватости, но без заметного содержания обменного натрия. Солонцеватость в этих почвах рассматривается как свойство остаточного характера.

Темно-каштановые солонцевато-осолоделые почвы характеризуются признаками осолодевания в верхней или нижней части гумусового го­ризонта в виде кремнеземистой присыпки на гранях структурных отдельностей плитчатой или листоватой структуры, слоеватого или пористого сложения.

Темно-каштановые карбонатные почвы отличаются повышенным содержанием карбонатов с самой поверхности. Образуются они на тяжелых породах, обогащенных карбонатами.

Темно - каштановые карбонатно-солонцеватые почвы фор­мируются на карбонатных засоленных породах тяжелого механического состава. Эти почвы имеют повышенную плотность и трещиноватое сложение профиля. Во влажном состоянии сильно набухают, становятся вязкими.

В составе поглощенных оснований наряду с натрием много магния.

Темно-каштановые почвы с пониженным вскипанием от НС1 образовались на легких породах. Вследствие хорошей водопроницаемости карбонаты выщелочены на глубину 1 —1,5 м, гипсовый горизонт отсутствует.

Темно-каштановые почвы на плотных породах имеют неполноразвитый профиль и очень малую мощность гумусового горизонта (A + B1 меньше 20 см).

Каштановые почвы (К2).

В отличие от темно-каштановых они имеют меньшую мощность гумусовых горизонтов (А+В1 — 30— 40 см).

Вскипание от НС1 на глубине 40—45 см. Максимальное скопление карбонатов на глубине 50—55 см, гипса — 150—170 см и легкорастворимых солей — около 2 м.

Диагностические показатели родовых признаков каштановых почв аналогичны темно-каштановым.

Светло-каштановые почвы (K1).

Формируются в южной части зоны сухих степей под полынно-злаковой и полынной растительностью в условиях сильнозасушливого климата. Светло-каштановые почвы отличаются небольшой мощностью гумусовых горизонтов (A + B1—25—35 см); гумусовый горизонт (А) у них бесструктурный. Вследствие слабого промачивания карбонатный горизонт залегает ближе к поверхности, чем у каштановых. Гипсовый горизонт находится на глубине 110—120 см. Более высокое скопление легкорастворимых солей в светло-каштановых почвах по сравнению с темно-каштановыми и каштановыми способствует почти повсеместному проявлению признаков солонцеватости. Светло-каштановые несолонцеватые почвы встречаются очень редко. В светло-каштановых солонцеватых почвах наблюдается более резкая дифференциация профиля, что обусловлено обеднением илистой фракцией верхнего горизонта (А) и более высоким содержанием ее в горизонте В, который четко выделяется по более темной окраске, чем горизонт, А, более плотному сложению и более грубой структуре.

В светло-каштановых почвах с ясно выраженной солонцеватостью отмечаются признаки осолодевания в верхнем горизонте, который приобретает светлую окраску, плитчато-листоватую структуру и более рыхлое сложение.

В светло-каштановых почвах выделяют те же роды, что и в темно-каштановых и каштановых. Диагностические показатели родовых признаков аналогичны темно-каштановым почвам. Однако в светло-каштановых почвах такие признаки, как солонцеватость и солончаковатость, проявляются более отчетливо и носят черты зонального характера.

Билет 14

Химический состав почвы является комплексным отражением элементарного состава геосфер, принимающих участие в формировании поч­вы. Поэтому в состав всякой почвы входят те элементы, которые распространены или встречаются как в литосфере, так и в гидросфере, атмосфере и биосфере. Вообще, в состав почв входят почти все элементы таблицы Менделеева. Однако подавляющее их большинство встречает­ся в почвах в очень малых количествах, поэтому в практике при­ходится иметь дело всего с 15 элементами. К ним при­надлежат 4 органогенных элемента - С, N, О и Н, как входящие в состав органических веществ, затем из неме­таллов - S, Р, Si и Сl, а из металлов - Na, К, Са, Mg, AI, Fe и Мn. Также эти элементы входят в зольную часть растительных и животных остатков, которая, в свою очередь, образуется за счет элементов, рассеянных в массе почвы. Количе­ственное содержание в почве этих элементов различно: на первом месте О и Si, на второе — Аl и Fe (в виде оксидов), на третье — Са и Mg. Нормальный рост растений обусловлен содержанием в почве доступных форм зольных элементов и азота. Обычно растения усваивают из почвы N, Р, К, S, Са, Mg, Fe, Na, Si в достаточно больших количествах и эти элементы называются макроэлемента­ми. В, Mn, Mo, Сu, Zn, Со, F используются в ничтожных коли­чествах и называются микроэлементами. Микроэлементы встречаются в шпатах и апатитах. Также есть органо-минеральные соединения (агрегаты гумусовых веществ и металлов), обменные ионы (Na, Mg, Ca), почвенный раствор, почвенный воздух (метан, аммиак, сероводород и т.д) и продукты жизнедеятельности микроорганизмов (H, N, O, Ca).

Окислительно-восстановительные реакции протекают во всех почвах и являются одними из ведущих в процессах почвообразования. Большой вклад в изучение окислительно-восстановительных процессов почв внесли С.П. Ярков, И.П. Сердобольский, И.С. Кауричев, Д.С. Орлов, В.И. Савич и др. Реакции окисления всегда сопровождаются реакциями восстановления и протекают сопряженно. Окисление рассматривается как присоединение кислорода к веществу, или потеря веществом водорода, или отдача электрона. Реакции восстановления — как противоположные явления потере кислорода, присоединение водорода или электрона. Способность почвы вступать в окислительно-восстановительные реакции измеряется окислительно-восстановительным потенциалом. Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) — разность потенциалов, возникающая между почвенным раствором и электродом из инертного металла (платины). Измеряется ОВП при помощи потенциометра. ОВП по отношению к водороду обозначается символом Eh, измеряется в милливольтах. Окисленные и восстановленные формы соединений образуют окислительно-восстановительные системы, представленные набором пар элементов с переменной валентностью: Fe3+ - Fe2+ Mn4+ - Mn3+ - Mn2+; NO3- - NO43; SO42- - H2S; H2 - 2H+ и др., а также органическими системами. Преобладающие в количественном отношении окисленные и восстановленные формы носят название потенциалопределяющей системы. От неё в основном зависит величина Eh. Основным окислителем в почве является молекулярный кислород почвенного воздуха и почвенного раствора. Основными восстановителями — продукты анаэробного распада органического вещества и жизнедеятельности микроорганизмов. Микроорганизмы в процессе жизнедеятельности поглощают кислород почвенного воздуха и содержащийся в составе органических веществ и переводят минеральные соединения железа, марганца и др. в восстановленные формы. Поэтому большая часть окислительно-восстановительных реакций в почвах имеет биохимическую природу. Главными условиями, определяющими интенсивность и направленность окислительно-восстановительных процессов в почвах, является состояние увлажнения и аэрации почв, содержание кислорода в почвенном растворе, содержание легкоразлагаемого вещества и температура почвы. Величина Eh в подзолистых и дерново-подзолистых почвах нормального увлажнения составляет 450-600 мВ, в серых лесных, чернозёмах и каштановых почвах — 500-650. Наиболее низкие значения Eh (ниже 200 мВ) характерны для болотных почв. Снижение Eh ниже 350-450 мВ свидетельствует о начале смены окислительных условий на восстановительные, а до значения 200 мВ и ниже — об интенсивном развитии восстановительных процессов с типичными признаками глеевого процесса. Величина Eh зависит от рН раствора. Как правило, в кислой среде окисление идёт при более высоких значениях Eh по сравнению со щелочными условиями. Для получения сравнимых данных в средах с различной величиной рН У.М. Кларк предложил использовать показатель водородного потенциала rН2: rH2 = Eh/29 + 2pH При rН2 выше 27 преобладают окислительные процессы, при 22-25 — восстановительные и при rН2 ниже 20 происходят интенсивные восстановительные процессы. Для характеристики окислительно-восстановительных условий введены понятия окислительно-восстановительной ёмкости (максимальное количество окислителя (восстановителя), которое может быть связано почвой) и окислительно-восстановительной буферности (способность почв противостоять изменению ОВП). Более высокой окислительно-восстановительной ёмкостью и буферностью обладают чернозёмные почвы (по сравнению с дерново-подзолистыми). Окислительно-восстановительный режим почв — это соотношение окислительно-восстановительных процессов в почвенном профиле в годичном цикле. И.С. Кауричев и Д.С. Орлов предложили выделять следующие типы окислительно-восстановительного режима: - почвы с абсолютным господством окислительных процессов — автоморфные почвы семигумидных — экстрааридных областей (чернозёмы, каштановые и др. ); - почвы с преобладанием окислительных процессов — автоморфные почвы гумидных и экстрагумидных областей (подзолистые, краснозёмы и др.); - почвы с контрастным окислительно-восстановительным режимом — полугидроморфные (глееватые и глеевые) почвы различных областей; - почвы с устойчивым восстановительным режимом — болотные (гидроморфные). Агроэкологическое значение окислительно-восстановительных условий определяется большой ролью их в процессах почвообразования и в плодородии почв. В условиях восстановительной обстановки в почвах протекает глеевый процесс, при этом увеличивается подвижность многих соединений, в том числе железа, марганца, фосфора; почвы приобретают сизую (восстановленное железо) окраску с ржавыми (охристыми) пятнами (окисленное железо) по трещинам и ходам корней. Почва теряет структуру, подвижные соединения железа и марганца достигают токсичных концентраций. В почвах, обогащенных органическим веществом усиливаются процессы денитрификации и происходит образование сероводорода. В условиях промывного водного режима с восстановительной обстановкой проявляется элювиально-глеевый процесс. Господство резкоокислительной обстановки с Eh порядка 700 мВ приводит к снижению подвижности и недоступности растениям железа, марганца и, частично, азота. Оптимальные значения Eh для большинства культур находятся в области 400-600 мВ. Регулирование окислительно-восстановительных условии производится путём оптимизации водного и воздушного режимов мелиоративными и агротехническими мероприятиями.

Солончаки — это почвы, содержащие большое количество (более 0,5...1,2 % в зависимости от химизма) водно-растворимых солей по всему профилю. Содержание солей в верхней части может достигать 15...60 %. Растительность на солончаках отсутствует или представлена специфическими видами (солянки, сведа, солерос, аджерек, кермек и др.), обычно изреженными. Распространение солончаков связано с территориями, где на их образование влияют минерализованные грунтовые воды или засоленные почвообразующие породы. Солончаки занимают наибольшие площади в пустынях, полупустынях, в южной части степей— на юго-востоке России, в Средней Азии, Казахстане, в Афганистане (Сеистанская котловина), в Иране (Деште-Лут, Деште-Кевир), в пустыне Тар в Индии, в Алашане, Цайдаме, Наньшане в Китае, в Гоби и в котловинах Больших озер в Монголии, на Месопотамской низменности в Ираке и Кувейте. Меньшие площади они занимают в бессточных областях Причерноморской низменности, Забайкалья и Западной Сибири. Причина образования солончаков — большое испарение воды с поверхности почв в условиях выпотного типа водного режима. При близком расположении грунтовых вод к поверхности расход воды на испарение компенсируется за счет их притока. Если грунтовые воды минерализованы, то после испарения воды в капиллярах остаются соли, которые постепенно накапливаются. Причиной генезиса солончаков могут быть и засоленные почвообразующие породы, принос солей ветром, неправильное орошение, минерализация растений-галофитов, богатых натрием, серой, хлором. Профиль солончаков слабодифференцированный. В нем выделяют гумусовый горизонт Ас, переходный горизонт В_с и почвообразующую породу С_с, чаще тяжелосуглинистую или глинистую, содержащую в своей толще карбонаты кальция, гипс, легкорастворимые соли (хлориды, сульфаты, бикарбонаты в форме прожилок, налетов, пятен, корочек, конкреций белого цвета). Состав солей разнообразный, но преобладают сульфаты и хлориды, иногда вместе с нитратами. На поверхности наблюдаются солевые корки, содержащие до 20 % солей.

Билет 15

Классификация рыхлых континентальных пород Как уже ранее нами отмечалось, основная заслуга в изучении континентальных отложений принадлежит представителям условно называемого «генетического направления» . Поэтому разработанная ими классификация континентальных отложений представляется наиболее удачной, но она носит название классификации генетических типов континентальных осадочных отложений. Основная заслуга в ее разработке принадлежит Е. В. Шанцеру (1950,1966,1980) . Из выделенных в схеме двух классов, по мнению Шанцера, лишь второй объединяет собственно осадочные отложения, возникающие путем переотложения продуктов разрушения исходных горных пород. Однако существует мнение, что и первый класс (элювиальный) также частично представлен продуктами хемогенного осадкообразования, так как в процессе выветривания не только уничтожаются прежние химико-минеральные соотношения, но и создаются новые (Г. Ф. Крашенинников) . Дальнейшее подразделение классов включает обособление парагенетических рядов, групп и подгрупп и собственно генетических типов. Если сравнивать классификацию Шанцера со схемами, предложенными другими авторами, то основные группы в них обычно совпадают.

Осадочный материал, образующийся на поверхности суши (обломочные частицы, коллоидные и истинные р астворы), перемещается водой, ветром и льдом по ее поверхности и в конечном счете попадает в водные бассейны (конечные водоемы стока). В процессе переноса происходит его дифференциация и частичное осаждение на путях переноса. В водных бассейнах продолжается дифференциация и интеграция (смешивание) осадочного вещества и его отложение.К обломочному веществу и растворам присоединяются продукты жизнедеятельности организмов, вулканических извержений и космический материал. Осаждение частиц и образование осадков происходит под влиянием силы тяжести,в результате изменения динамики среды, гибели животных и растений, насыщения растворов природных вод теми или иными компонентами и т. п.

Билет 16

Понятие о малом круговороте веществ

Основная масса фосфора содержится в горных породах, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. В биогеохимический круговорот фосфор включается в результате процессов выветривания горных пород. 

Методы, используемые для сокращения выбросов других загрязнителей, недостаточны, когда речь идет о диоксиде углерода, образующемся в гигантских масштабах при горении минеральных топлив и биомассы. Громадное значение приобретает биогеохимический круговорот углерода. 

Биологический ( биогеохимический) круговорот ( малый круговорот веществ в биосфере) - круговорот веществ, движущей силой которого является деятельность живых организмов. В отличие от большого геологического малый биогеохимический круговорот веществ совершается в пределах биосферы. Главным источником энергии круговорота является солнечная радиация, которая порождает фотосинтез. 

Океаны играют важную климатообразующую роль, перераспределяя солнечную энергию за счет испарения воды и перемещения нагретой воды с океаническими течениями. Они участвуют в других глобальных биогеохимических круговоротах в природе и являются гигантскими резервуарами диоксида углерода. 

Основной резервный фонд серы находится в отложениях и почве, но в отличие от фосфора имеется резервный фонд и в атмосфере. Главная роль в вовлечении серы в биогеохимический круговорот принадлежит микроорганизмам. Одни из них восстановители, другие - окислители. 

Среди множества проблем, волнующих современное общество, охрана окружающей среды занимает одно из первых мест. Это связано с тем, что антропогенные факторы в биогеохимическом круговороте многих токсичных для человека веществ стали сопоставимы с природными, а порой и превосходят их. 

На начальной стадии почвообразования эти процессы могут, вероятно, протекать в какой-то мере независимо друг от друга. Они еще не связаны в единую систему процессов, составляющих биогеохимический круговорот. 

Это тем более так в свете правила усиления интеграции биологических систем И. И. Шмальгаузена: биологические системы в процессе эволюции становятся все более интегрированными, со все более развитыми регуляторными механизмами, обеспечивающими такую интеграцию. В частности, увеличивается, как констатирует правило увеличения замкнутости биогеохимического круговорота веществ в ходе сукцессии ( разд. Связь упомянутых закона и правила еще раз подтверждает системогенетический закон

Разрушительное ( деструктивное) воздействие - человеческая деятельность, ведущая к утрате природной средой своих полезных человеку качеств. Например, сведение дождевых лесов под пастбища или плантации, в результате чего нарушается биогеохимический круговорот веществ, и почва за 2 - 3 года теряет свое плодородие. 

Главную роль в образовании и функционировании почвы как компонента биосферы играют микроорганизмы. Почвенный покров Земли не только питает растения, но и выполняет ряд функций, связанных сестественным биогеохимическим круговоротом веществ. К их числу относятся: минерализация остатков органических веществ; аккумуляция и распределение энергии, прошедшей через фотосинтез растений; формирование стока речной воды и химического состава суши. Экологическое значение почвы состоит в том, что она осуществляет связь живой и неживой природы, атмосферного воздуха, вод и недр. Народнохозяйственное значение почвы заключается в том, что она является основным средством производства в сельском и лесном хозяйствах. 

Однако во второй половине XIX века начинается интенсивный рост промышленности, железнодорожного транспорта, возрастает потребление полезных ископаемых, в том числе потребление топлива и, соответственно, человек все в большей степени вмешивается в круговорот вещества в биосфере. Одним из неблагоприятных факторов является появление в большом количестве отходов промышленности, которые не разрушаются в ходе природных процессов, а нарушают естественный биогеохимический круговорот. Деструктивная деятельность микроорганизмов затрудняется ядовитыми токсическими веществами, как прямыми, так и сопутствующими продуктами промышленного производства. На окисление промышленных выбросов расходуется кислород биосферы, при этом затрудняются и нарушаются процессы естественного самоочищения гидросферы и атмосферы. 

Казалось бы, все это должно было снизить интенсивность фотосинтеза, однако на планете в целом этого не произошло. Высокопродуктивное земледелие на месте малопродуктивных лесов и болот прошлого, а также орошаемое земледелие засушливых областей, хотя и частично, но возмещает в мировом биогеохимическом круговороте потери, вызванные отчуждением и разрушением почв малопродуктивных лесов, степей и пустынь. 

2) вторичные глинистые минералы почвообразовательных пород и их роль в почвообразовании

Все вторичные минералы сложного состава имеют пластинчатое строение и содержат химически связанную воду.

Поскольку эти минералы являются важнейшей составной частью различных глин, они получили название глинистых или глинных минералов.

Число глинистых минералов довольно велико, но в почвах наиболее широкое распространение и значение для плодородия имеют в основном три группы минералов: каолинитовая, монтмориллонитовая и гидрослюдистая.

К минералам каолинитовой группы относятся каолинит [AljSiaC^OH),^ и галлуазит [Al2Si2O5(OH)4-2H2O], а также некоторые другие минералы.

Минералы этой группы довольно часто встречаются во многих типах почв.

Из минералов монтмориллонитовой группы в почвах наиболее распространены монтмориллонит [Al2Si4Oio(OH)2-nH2O], бейделлит [А125!

Среди глинистых минералов, встречающихся в почвах, большое место принадлежит минералам группы гидрослюд.

Глинистые минералы различаются по структуре.

Кристаллическая решетка различных глинистых минералов построена из одних и тех же элементарных структурных единиц, состоящих из атомов кремния и кислорода, а также из атомов алюминия, кислорода и водорода.

Кроме перечисленных выше элементов в состав глинистых минералов могут входить Fe, Mg, К, Мп и др.

В подавляющем большинстве глинистые минералы имеют слоистое строение и относятся к слоистым силикатам.

Как показали новейшие рентгенографические и электронографические исследования, слои глинистых минералов состоят из сочетания кремнекислородных и кислород-гидроксилалюминиевых соединений.

Теперь известно, что доступность для растений тех или иных питательных элементов в значительной мере зависит от вида минералов, содержащихся в почве, и от степени их дисперсности.

Глинистые минералы в основном сосредоточены в илистой (менее 1 мкм) фракции почв.

Составом и строением минералов этой фракции в значительной степени определяется поглотительная способность почвы по отношению к катионам и анионам.

Минералы группы монтмориллонита обладают не только наибольшей степенью дисперсности, но и наибольшей поглотительной способностью (1,0—1,5 мкг-экв/кг).

Так, глинистые минералы (каолинит, монтмориллонит) могут участвовать в обменной адсорбции своими Н+-ионами.

Эти минералы способны сильно набухать и содержат до 30% связанной воды, которая не может усваиваться растениями.

Практика показывает, что добавление в сильно деградированные песчаные почвы глин, содержащих минералы монтмориллонитовой группы, положительно сказывается на плодородии.

Алешину, ион водорода (протон) в отличие от других катионов может адсорбироваться многими минералами необменно, что играет большую роль в выветривании различных горных пород и образовании обменной почвенной кислотности.

Минералы каолинитовой группы по своим свойствам резко отличаются от монтмориллонита.

Почвы, в которых много этого минерала, вследствие малой емкости поглощения отличаются низким плодородием.

Минералы группы гидрослюд чрезвычайно богаты легкодоступным для растений калием (до 6—7%).

Почвы, содержащие много гидрослюдистых минералов, практически не нуждаются в калийных удобрениях.

В трудах многих ученых отмечается активное участие глинистых минералов в повышении степени доступности фосфатов почвы, калия и микроэлементов.

Наличие в почвах полуторных оксидов, а также токсичного для растений подвижного алюминия обусловлено составом и строением высокодисперсных (в том числе и глинистых) минералов.

Таким образом, качественный и количественный состав вторичных минералов имеет одно из первостепенных значений в создании основного свойства почвы — ее плодородия.

3) Почвенные карты, карты, отображающие распространение почв на земной поверхности, их особенности и свойства. В зависимости от содержания П. к. подразделяют на общие, на которых изображают географическое распространение классификационных генетических групп почв; почвенно-мелиоративные — дополнительно показывают мелиоративные особенности почв (запасы солей, фильтрационную способность, содержание камней и т.п.); почвенно-эрозионные — степень эродированности (или дефлированности) почв, их податливость эрозии, эрозионно-опасные ареалы и др. Кроме названных синтетических П. к., составляют аналитические карты (также называемые картограммами, например (картограмма агрохимическая), на которых показывают ареалы различных значений одного или нескольких свойств почвы, например кислотности, солонцеватости, засоленности, гранулометрического (механического) состава. По масштабам П. к. делят на детальные (1: 5000 и крупнее), крупномасштабные (1: 10 000 — 1: 50 000), среднемасштабные (1: 100000 — 1: 300000), мелкомасштабные (1: 500 000 — 1: 2 000 000), обзорные (1: 2 500 000 и мельче). См. образцы почвенных карт.

В СССР детальные П. к. составляют для опытных полей, сортоиспытательных участков и т.п.; крупномасштабные — используют для внутрихозяйственных организации территорий и планирования агротехнических, мелиоративных мероприятий, среднемасштабные, а иногда и крупномасштабные — для районного, областного и республиканского планирования сельского хозяйства и лесного хозяйства; мелкомасштабные и обзорные — для народно-хозяйственного планирования и учебных целей. П. к. всех масштабов применяют для учёта почвенных ресурсов, проведения бонитировки и экономической оценки почв, а следовательно, для сравнительной оценки условий деятельности с.-х. предприятий, проведения почвенного районирования в научных и прикладных целях.

Основой для составления П. к. служат почвенные съёмки, основные положения и методика которых были разработаны В. В. Докучаевым и Н. М. Сибирцевым. Почвенные съёмки включают полевые исследования (составление списка почв, образующих почвенный покров, с учётом их связей с факторами почвообразования — материнской породой, рельефом, растительностью, грунтовыми водами, климатом и др.), проведение границ почвенных контуров с использованием материалов аэрофотосъёмки, топографических карт и с контролем этих границ на местности. П. к. средних, мелких и обзорных масштабов составляют преимущественно путём генерализации карт более крупных масштабов.

Для зубрил подробно

http://www.zoodrug.ru/topic3472.html

ПОЧВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ СССР

Задачей почвенно-географического районирования является разделение территории на почвенно-географические регионы, однородные по структуре почвенного покрова, сочетанию факторов почвообразования и характеру возможного сельскохозяйственного использования.

Под структурой почвенного покрова понимается определенный тип его строения, т. е. состав и количественное соотношение входящих в него почв, характер образуемых ими сочетаний и комплексов, степень его пестроты и контрастности.

Таксономическая система почвенно-географического районирования отражает разные уровни структур почвенного покрова начиная с наиболее крупных — почвенно-биоклиматических поясов и кончая наиболее мелкими единицами районирования — почвенными районами.

Таксономическая система почвенно-географического районирования для территории СССР состоит из следующих соподчиненных единиц:

1. Почвенно-биоклиматический пояс

2. Почвенно-биоклиматическая область

Для равнинных территорий:	Для горных территорий:
3. Почвенная зона.	3. Горная почвенная провинция (вертикальная структура почвенных зон).
4. Почвенная провинция.	4. Вертикальная почвенная зона.
5. Почвенный округ.	5. Горный почвенный округ.
6. Почвенный район.	6. Горный почвенный район.

Почвенно-биоклиматический пояс представляет собой совокупность почвенных зон и вертикальных почвенных структур (горных почвенных провинций), объединенных сходством радиационных и термических условий и сходным характером влияния этих условий на почвообразование, выветривание и развитие растительности.

Почвенно-биоклиматическая область понимается как совокупность почвенных зон и вертикальных почвенных структур, объединенных в пределах пояса сходством не только радиационных и термических условий, но и условий увлажнения и континентальности и вызванных ими особенностей почвообразования, выветривания и развития растительности.

Как видно из формулировок, при выделении почвенно-биоклиматических поясов определяющими условиями формирования почвенного покрова являются термические условия, а при выделении почвенно-биоклиматических областей — условия увлажнения и континентальности.

Таксономическая система почвенно-географического районирования более низких уровней, как это видно из приведенной схемы, различна для равнинных территорий и горных областей. Для равнинных территорий выделенные таксономические единицы районирования имеют следующее значение:

Почвенная зона — ареал распространения зонального почвенного типа и сопутствующих ему интразональных почв.

Почвенная провинция — это часть почвенной зоны, отличающаяся специфическими особенностями почв и условий почвообразования, связанными либо с различиями в увлажнении и континентальности (в широтных отрезках почвенных зон), либо с температурными различиями (в меридиональных отрезках почвенных зон). Выявление провинциальных различий в пределах почвенных зон имеет большое агрономическое значение.

Почвенные округа выделяются в пределах почвенных провинций по тем особенностям почвенного покрова, которые обусловливаются характером рельефа и почвообразующих пород.

Почвенный район понимается как часть почвенного округа, характеризующаяся однотипной структурой почвенного покрова, т. е. закономерным чередованием в пределах района одних и тех же сочетаний и комплексов почв.

Почвенные области горных территорий подразделяются на вертикальные почвенные структуры.

Вертикальная почвенная структура (или горная почвенная провинция) — ареал распространения четко определенного ряда вертикальных почвенных зон, обусловленного положением горной страны или ее части в системе почвенно-биоклиматических областей и главными особенностями ее общей орографии. Почвенная структура вертикальной зональности определяется в основном положением горной страны в системе климатических поясов и областей, поэтому по своему таксономическому положению в системе районирования горная почвенная провинция (вертикальная почвенная структура) аналогична почвенной зоне на равнине.

Значение остальных таксономических единиц одинаково для равнинных и горных территорий.

Для удобства пользования определителем приводится карта-схема почвенно-географического районирования и легенда к ней, в которых дробность деления доведена до почвенных провинций (рис. 5).

В качестве условных обозначений на карте принята буквенно-цифровая индексировка.

• Почвенно-биоклиматические пояса индексов не имеют.

• Почвенно-биоклиматические области обозначаются печатными буквами русского алфавита от А до Н.

• Почвенные зоны и подзоны имеют буквенно-цифровое обозначение, состоящее из буквы области и арабской цифры такого же размера , как и буква, например А1 и А2.

• Для обозначения почвенной провинции к индексу почвенной зоны или подзоны добавляется номер провинции в виде строчной арабской цифры, например А21, А22.

• Горные почвенные провинции имеют двойное обозначение в виде строчной буквы русского алфавита и прописной арабской цифры, например a1, a1.

Билет 17