Pochvovedenie_Kovda_chast_2

в достаточном количестве могут получать лишь калий. Во всех слу­ чаях получению высоких урожаев способствует внесение фосфор­ ных и азотных удобрений. Необходимы также органические удоб­ рения, без которых невозможно преодолевать снижение содержа­ ния гумуса, ухудшение водно-физических свойств и биохимиче­ ского режима.

Б.ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНЫЕ ПОЧВЫ

8.11.Общая характеристика лугово-черноземных почв

Лугово-черноземные почвы — это полугидроморфные аналоги черноземов, богатые темноокрашенным гумусом почвы с профилем А-АВ-Вса-С, с почвенно-грунтовыми водами на глубине 3— 7 м, формирующиеся под травяными ценозами лесостепи и степи суббореального пояса в относительно пониженных элементах рельефа. Как самостоятельный тип они были описаны и исследо­ ваны советскими почвоведами (Н. П. Белов, Е. В. Лобова, 1930) под названием «луговые черноземы».

В разработку представлений о географии, генезисе, режимах и свойствах этих почв большой вклад внесли почвоведы, работаю­ щие в Западной Сибири, где эти почвы распространены особенно широко (Н. В. Орловский, 1946; Н. И. Базилевич, 1953; Н. И. Бог­

Лугово-черноземные почвы распространены пятнами среди чер­ ноземов на плоских слабодренированных водоразделах и надпой­ менных террасах степных рек. Здесь благодаря слабой расчленен­ ности рельефа атмосферные осадки в меньшей степени стекают в гидрографическую сеть, что обусловливает повышенное увлажне­ ние по сравнению с почвами расчлененных пространств. На этих элементах рельефа уровень грунтовых вод повышен и влияние их на почвообразование усилено. На хорошо дренированных возвы­ шенностях лугово-черноземные почвы занимают понижения мезо­ рельефа.

Морфологическое строение лугово-черноземных почв в общих чертах сходно со строением черноземов. Отличительными призна­ ками являются: нарастание влажности сверху вниз по профилю вплоть до уровня почвенно-грунтовых вод, железомарганцевые образования и пятна оглеения в нижней части профиля, повышен­ ная гумусность верхней части гумусового горизонта. При недоста­ точно внимательном изучении морфологии, при мелкопрофильных исследованиях лугово-черноземные почвы от черноземов нередко не отделяются.

138

8.12. Свойства лугово-черноземных почв

По своим свойствам лугово-черноземные почвы также близки к черноземам. Ил, R2 O3 и SiО2 равномерно распределены по профилю лугово-черноземных почв, принадлежащих к роду обыч­ ных. По содержанию и запасам гумуса они несколько превосхо­ дят черноземы, в составе их гумуса относительное содержание гуминовых кислот выше, чем в черноземах. В типичных чернозе­ мах Среднерусской возвышенности запас гумуса в метровой тол­ ще колеблется в пределах 500—650 т/га, в лугово-черноземных

Благодаря повышенной гумусности верхние горизонты луговочерноземных почв обладают повышенной емкостью катионного обмена. Характерно также повышенное содержание обменного Mg (30—50% от суммы обменных оснований). Эта особенность свя­ зана с воздействием грунтовых вод. Реакция почвы близка к ней­ тральной; у почв, принадлежащих к разным родам, может быть отклонение в кислую или щелочную сторону.

Практически все лугово-черноземные почвы имеют карбонат­ ный горизонт; выделяются роды засоленных почв, нижняя часть профиля которых обогащена легкорастворимыми солями и гипсом, и солонцеватых почв, содержащих Na+ в обменном комплексе.

Лугово-черноземные почвы в большинстве характеризуются тяжелым гранулометрическим составом. В составе илистой фрак­ ции по сравнению с черноземами большая доля принадлежит смешанослойным минералам, в результате чего эти почвы обога­ щены разбухающим компонентом. Содержание этих минералов в полугидроморфных почвах, развитых на лессовидных породах, мо­ жет достигать 60%, тогда как в черноземах около 40%.

Они обладают зернистой водопрочной структурой, высокой порозностью гумусовых горизонтов (55—65%), наилучшей (по классификации Н. А. Качинского) водопроницаемостью, высокой водоудерживающей способностью.

Лугово-черноземные почвы формируются в таких условиях увлажнения, что сравнительно небольшие колебания в количестве атмосферных осадков и температуры могут привести к изменению типа водного режима. Многолетние засушливые периоды с умень­ шением количества осадков на 100—200 мм могут привести к такому сокращению питания почвенно-грунтовых вод и пониже­ нию их уровня, что капиллярно-пленочная влага не будет дости­ гать даже нижних почвенных горизонтов. По характеру водного режима лугово-черноземные почвы станут такими же, как автоморфные черноземы. Многолетние влажные периоды вызывают подъем почвенно-грунтовых вод и переход лугово-черноземных почв в луговые. Изменение водного режима влечет за собой изме­ нения в солевом режиме, характере гумусонакопления и других процессах почвообразования. Эта особенность лугово-черноземных

139

Рис. 34. Хроноизоплеты влажности почвы и уровень грунтовых вод в выщелочен­ ном черноземе на плакоре (а) и в лугово-черноземной почве западины (б)

(В.В.Сизов, 1981)

почв — их чрезвычайно высокая чувствительность к атмосферному увлажнению — обусловливает сложность истории их развития. Можно полагать, что в связи с изменениями климатической об­ становки в голоцене эти почвы прошли стадию луговых почв, черноземов, несколько циклов засоления-рассоления-осолодения. Все эти этапы оставили след в свойствах лугово-черноземных почв, что позволяет считать их генезис весьма сложным и проти­ воречивым.

Водный режим лугово-черноземных почв, по классификации А. А. Роде, относится к типу выпотного, подтипу лугово-степного; по классификации В. А. Ковды — к типу промывного гидроморфного. Н. И. Базилевич определяет этот режим как попеременный промывной-десуктивно-выпотной. В последнем названии наиболее ясно отражается особенность этого режима, который характери­ зуется чередованием периодов глубокого промачивания почв та­ лыми снеговыми водами и иногда обильными летними осадками и возвратного капиллярного поднятия влаги. В течение значительной части вегетационного периода сохраняется связь нижней части почвенного профиля с почвенно-грунтовыми водами через капил­ лярную кайму. Лугово-черноземные почвы значительно лучше ув­ лажнены, чем черноземы (рис. 34).

В лугово-черноземных почвах большое развитие получает дер­ новый процесс, активно развивается процесс миграции карбона­ тов, в нижней части профиля — процессы оглеения и гидроморфной аккумуляции карбоната кальция, гипса, легкорастворимых солей.

Эти почвы обладают более высоким плодородием по сравнению с черноземами из-за лучшей обеспеченности влагой. Преимущест­ ва этих почв особенно резко сказываются в засушливые годы.

140

Рациональное использование лугово-черноземных почв включает те же мероприятия, что и использование черноземов. Однако орошение их требует особенно внимательного подхода, поскольку здесь возможен очень быстрый подъем уровня почвенно-грунто- вых вод с последующим заболачиванием и засолением.

В.БРЮНИЗЕМЫ

8.13.Общая характеристика брюниземов

Брюниземы — это черноземовидные высокогумусные почвы, как правило, выщелоченные в верхней части профиля, с текстур­ ным горизонтом Bt и с признаками оглеения в нижней части профиля, с уровнем грунтовых вод 1,5—5 м. Это почвы прерий суббореального пояса и памп субтропического пояса.

шой почвенной группы.

В 1952 г. Р. У. Саймонсон с соавторами предложили назвать эти почвы брюниземами. На Почвенной карте мира 1975 г. (ред. В. А. Ковда и др.) термин «брюниземы» распространен на почвы пампы Южной Америки. К брюниземам близки по своим свойст­ вам и генезису почвы дальневосточных прерий, так называемые «маньчжурские черноземы» (Ю. А. Ливеровский, Л. П. Рубцова, 1956, 1959). В соответствии с последней классификацией в США брюниземы отходят к подпорядку удоллей порядка моллисолей. Согласно систематике ФАО они относятся к группе файоземов, которые делятся на нормальные и выщелоченные.

Брюниземы формируются в умеренно холодном и субтропиче­ ском субгумидном климате. Средняя многолетняя температура июля 20—26, января от + 4 до — 8°С. Продолжительность без­ морозного периода 120—210 дн. Среднегодовое количество осад­

ков 600—1000 мм. Более 3/4 осадков выпадает в виде ливней с апреля по сентябрь. В конце лета и осенью обычны засухи. Коэф­ фициент увлажнения по Н. Н. Иванову > 1,0. Высокое атмосфер­ ное увлажнение обусловливает периодически промывной водный режим почв и способствует поддержанию высокого уровня поч- венно-грунтовых вод на водоразделах. С точки зрения Н. Н. Розова (1961), брюниземам присуща «климатическая луговость».

Для области распространения брюниземов характерен равнин­ ный рельеф или умеренно всхолмленный. Основной почвообразую-

покров, состоящий главным образом из многолетних злаков с глубокой корневой системой. Надземная фитомасса достигает 50—60 ц/га, подземная —180 ц/га.

141

По мнению некоторых американских авторов (G. D. Smith a. oth, 1956), типичные брюниземы хорошо дренированы, имеют бурую, окисленную подпочву. Фактически же хорошо дренирован­ ные брюниземы встречаются лишь в условиях особенно благо­ приятного дренажа, например на лёссах, подстилаемых песком. Как правило, в нижней части профиля брюниземов имеются признаки оглеения: зеленоватые, оливковые тона, железисто-мар­ ганцевые конкреции.

8.14. Свойства брюниземов

По своим свойствам брюниземы близки к черноземам. Главное отличие брюниземов от черноземов заключается в большей выщело­ ченное™ профиля первых: брюниземы никогда не имеют солевого горизонта, часто отсутствует карбонатный горизонт, часто имеют кислую реакцию верхней части профиля и горизонт накопления иллювиированной глины. Однако среди брюниземов есть и почвы очень близкие к типичным черноземам: с нейтральной реакцией всего почвенного профиля, с карбонатным горизонтом, высоким содер­ жанием гумуса, лишенные горизонта иллювиированной глины.

Второе отличие брюниземов от почв черноземного типа состоит в том, что брюниземы — полугидроморфные почвы.

Валовой состав почв одной из наиболее распространенных серий Tama silt loam обнаруживает вынос из верхней части про­ филя соединений железа, алюминия, магния и максимальное на­ копление их в горизонте В. Элювиально-иллювиальный характер носит и распределение илистой фракции по профилю (рис. 35).

В поглощающем комплексе большей части брюниземов имеется обменный водород, но практически никогда степень насыщенности этих почв основаниями ни в одном из горизонтов не опускается ниже 50%. В поверхностном горизонте рН может колебаться от 4,5 до 7,0, книзу почвенный раствор подщелачивается. Среди обменных катионов всегда преобладает Са.

Брюниземы различаются по количеству и характеру распреде­ ления гумуса. На северо-востоке ареала в США они наиболее богаты гумусом. В верхнем горизонте его содержится около 10%. По направлению к юго-западу содержание его уменьшается до 3% и одновременно его распределение по профилю становится более равномерным. Фракционный и групповой состав гумуса брю­ низемов хорошо отражает их выщелоченность. Отношение Сг к :Сф к лишь в горизонте А равно единице, а на глубине 60—100 см оно опускается до 0,2. В верхних горизонтах много бурых гуминовых кислот и кислот, прочно связанных с минеральной частью почвы.

Брюниземы характеризуются интенсивным глинообразованием за счет выветривания первичных минералов, в частности полевых шпатов. Как и для черноземов, для почв прерий характерна ил- лит-монтмориллонитовая ассоциация минералов. В горизонте А

142

Рис. 35. Профильная характеристика брюнизема (аргиудолль США)

брюниземов количество иллита и монтмориллонита примерно одинаково, в горизонте В почв, развитых на лёссах, преобладает монтмориллонит, на моренных суглинках — иллит. Содержание каолинита незначительно по всему профилю.

Большинство брюниземов сформировалось в голоцене и имеет возраст не более 16—18 тыс. лет. Вследствие большей продолжи­ тельности голоцена на территории США по сравнению с террито­

являются: гумусонакопление и вынос легкорастворимых соедине­ ний (и ила), в некоторой степени скомпенсированный приносом растворимых веществ с капиллярной каймой почвенно-грунтовых вод. Именно гидроморфность этих почв в сочетании с воздейст­ вием травянистой растительности способствует сохранению высо­ кой гумусности, высокой насыщенности основаниями, а в ряде случаев и карбонатности, несмотря на высокое количество выпа­ дающих здесь атмосферных осадков. В их генезисе, по-видимому, есть общие черты с генезисом луговых черноземных и луговых почв.

Брюниземы — наиболее плодородные почвы США. Почти на всей площади они распаханы и используются в основном под посевы кукурузы и сои. Это главные почвы знаменитого «кукуруз­ ного пояса». При длительной эксплуатации брюниземы теряют более 30% гумуса и азота, распыляется их структура, уменьшает­ ся порозность аэрации, иногда наполовину. Несмотря на срав-

143

нительно слабые уклоны местности, сильное развитие приобре­ тает эрозия почв. Поэтому борьба с водной и ветровой эрозией имеет важнейшее значение для сохранения плодородия этих почв.

Г.ВЕРТИСОЛИ

8.15.Общая характеристика вертисолей

Вертисоли — темноокрашенные глинистые (преимущественно монтмориллонитовые) насыщенные слитые почвы, в сухое время покрывающиеся сетью широких и глубоких трещин, заплывающих

В качестве непременного признака вертисолей указывается резкое варьирование мощности гумусового горизонта в связи с гильгайным микрорельефом, особое сложение почвенной массы в виде параллелепипедов с осью наклона 30—60°. Почвы, не обладающие полным набором свойств, предлагают относить к вертисольным (vertisolic).

Исследование вертисолей началось в прошлом веке. По сви­ детельству А. И. Воейкова (1880), к концу XIX в. уже был накоп­ лен научный материал о свойствах и распространении темных слитых почв Индии, которые назывались «черными хлопковыми почвами» или «регурами». Позже черные слитые почвы были описаны во многих странах Европы, Африки, Азии, Северной Америки под разными названиями: черные глинистые почвы, чер­ ные тропические почвы, бадоб, влей, тирсы, смолницы, смоницы и др.

Н. Оке и Дж. Торп (1950) предложили объединить все черные слитые почвы теплых районов в одну большую классификацион­ ную группу «грумосоли». В советской литературе эти почвы на­ зывают вертисолями, слитоземами, черными слитыми или черными тропическими либо субтропическими почвами.

Вертисоли формируются в климате с высокими температурами и средним или низким количеством атмосферных осадков. Средне­ годовая температура 16—29°С. Годовое количество осадков в сред­ нем составляет 500—900 мм, но колеблется от 150 мм (Судан) до 1000 мм (Бирма). Необходимое условие для формирования этих почв — смена сухих и влажных периодов. Продолжительность сухих периодов может достигать 9 мес.

Вертисоли субтропического пояса связаны исключительно с па­ леогидроморфными и гидроморфными ландшафтами. Вертисоли тропиков также являются преимущественно палеогидроморфными и гидроморфными почвами, но могут образовываться и в элювиаль­ ных ландшафтах на материнских породах с определенными свойствами. В большинстве случаев черные слитые почвы разви-

144

ваются на плоских слаборасчлененных равнинах или в депрессиях. Они часто приурочены к долинам рек и террасам озер.

Общей чертой материнских пород вертисолей является их тя­ желый гранулометрический состав, обогащенность щелочно-зе- мельными элементами, железом, большое содержание набухающих глинистых минералов.

Вертисоли формируются главным образом под покровом саван­ ны — растительных сообществ, в которых доминируют травы в сочетании с отдельными деревьями, группами деревьев или кустар­ ников.

8.16. Свойства вертисолей

Профиль вертисолей представлен тремя генетическими гори­ зонтами: А, АС и С. У многих почв этой группы верхняя часть горизонта А (до глубины 5—8 см) черного или коричневато-се­ рого цвета и имеет своеобразную ореховатую структуру. Ниже этот горизонт, называемый самомульчирующимся или просто почвенной мульчей, не изменяя окраски и гранулометрического состава, становится слитым, очень плотным, приобретает крупную кубовидную, призмовидную, глыбистую структуру. Часто в нем рассеяны карбонаты в форме плотных конкреций, имеющих с поверхности черный цвет, а также железистые конкреции. Мощ­ ность горизонта 50—100 см и более.

Горизонт АС мощностью 50—60 см представляет темную желтовато-бурую глину, обогащенную карбонатами в виде мучнис­ тых стяжений и плотных конкреций. В этом горизонте, как пра­ вило, заметны следы оглеения в виде сизоватых и ржавых пятен, встречаются Fe- и Мn-конкреции.

В сухое время весь профиль почвы рассечен трещинами шири­ ной не менее 1 см и глубиной до 100 см и более.

Одним из существенных отличий вертисолей от черноземов является их низкая гумусность (рис. 36). Интенсивная черная окраска этих почв объясняется не количеством, а качественными особенностями гумуса. По мнению некоторых исследователей (К. Menon a. Maria Kulandai, 1957), она обусловлена сильной диспергированностью органического вещества, по мнению других (J. Singh, 1956), — прочной связью гумуса с глиной монтмориллонитового состава.

Групповой состав гумуса различных вертисолей различен: в одних преобладают гуминовые кислоты, в других — фульвокислоты (И. А. Денисов, 1971). Наиболее часты случаи, когда отноше­ ние Сг к :Сф к несколько превышает 1, падая вниз по профилю. Очень высок процент негидролизуемых соединений. Отношение C:N широкое, 12—14 вверху, но резко сужается с глубиной.

Вертисоли обладают большой (40—60 мг-экв/100 г) емкостью катионного обмена, обусловленной высоким содержанием монтмориллонитовых глин. Они насыщены основаниями. Главное место

145

Рис. 36. Профильная характеристика вертисолей

принадлежит кальцию, иногда магнию. Как правило, вертисоли содержат карбонаты.

В противоположность черноземам они обладают крайне небла­ гоприятными водно-физическими свойствами.

Их характернейшее свойство — тяжелый гранулометрический состав. По классификации США содержание частиц < 0,002 мм в вертисолях не должно быть менее 35%. Как правило, содержание фракции < 0,001 мм в вертисолях колеблется в пределах 40—90%. Для них характерны высокая набухаемость и усадка, высокая плот­ ность (до 1,7—1,9 г/см3) и твердость в сухом состоянии, вязкость, липкость, низкая водопроницаемость, большой процент недоступной влаги.

Наиболее разработанной является гипотеза об определяющей роли гидроморфизма в генезисе вертисолей. С точки зрения В. А. Ковды (1965), Т. Л. Быстрицкой и А. Н. Тюрюканова (1971), большинство черных слитых почв — это почвы переход­ ных ландшафтов, преимущественно речных и озерных террас, прошедших в своем развитии иловую (подводную), лугово-болот- ную и луговую стадию развития. В течение гидроморфного разви­ тия происходило накопление ила, интенсивное вторичное минералообразование — синтез монтмориллонита, накопление восста­ новленных соединений железа и других элементов. Наиболее важную роль играла монтмориллонитизация илистой фракции почв,

146

8.17. Классификация и использование вертисолей

Попытка классификации вертисолей сделана М. А. Глазовской (1971), которая относит эти почвы к семейству слитоземов. Се­ мейство разделяется на группы в зависимости от термического пояса, положения в ландшафте и истории развития.

В легенде Почвенной карты мира ФАО/ЮНЕСКО выделена группа вертисолей, подразделяющаяся на темные вертисоли и окрашенные вертисоли. В последней классификации почв США вертисоли представляют особый порядок, т. е. выделены на выс­ шем таксономическом уровне.

Вертисоли весьма различны по своему плодородию. Во многих тропических районах это плодородные почвы (черные хлопковые почвы Индии, Бирмы и др.), в других они уступают по плодо­ родию ферсиаллитным почвам (Куба, Гана), причем кроме неблагоприятных физических свойств обнаруживают крайнюю бедность азотом и фосфором. В основном они идут под посевы риса при затоплении в сезон дождей. В сухой сезон на вертисолях иногда возделываются и другие культуры — бобовые, кукуруза, кунжут, хлопчатник. Используются они и под сахарный тростник, бананы.

Наиболее эффективными средствами улучшения свойств верти­ солей являются внесение огранических удобрений, запашка сидератов, пескование небольших массивов почв. Все черные слитые почвы отзывчивы на минеральные удобрения, в первую очередь азотные и фосфорные. Очень важное значение имеет точное опре­ деление момента физической спелости почвы для начала ее обработки.