Госы ответы

Кроме того, черноземы подразделяются по мощности гумусового горизонта и по накоплению в них гумуса. По количеству гумуса в верхнем слое черноземы делятся на тучные (гумуса более 9%), среднегумусные (гумуса от 6—7 до 9%), малогумусные (гумуса от 4 до б—7% ) и слабогумусированные (гумуса менее 4%). По мощности гумусового горизонта (A + В) почвы делятся на сверхмощные (более 120 см), мощные (80—120 см), среднемощные (40—80 см), маломощные (меньше 40 см). Исключение составляют черноземы Западной Сибири, которые по мощности перегнойного слоя отличаются от черноземов европейской части СССР. Обычно маломощные черноземы здесь имеют горизонты А + В меньше 30 см, среднемощные 30—50 и мощные несколько больше 50 см. Черноземы сформировались под степной и разнотравно-степной растительностью и характеризуются большими запасами органического вещества, что выражается в наличии мощного (в среднем 50—100 см) гумусового слоя с высоким содержанием гумуса (4— 10% и более в верхнем горизонте).

Строение профиля. В профиле черноземов выделяются следующие генетические горизонты: А0, А, В1 В2, С.

А0 — степной войлок, имеется только у целинных почв и состоит из переплетенных остатков травянистых растений.

А — гумусовый (гумусово-аккумулятивный) горизонт мощностью от 20 до 50 см.

Это верхняя наиболее прокрашенная и богатая гумусом часть гумусового слоя темно-серой или черной окраски с хорошо выраженной зернистой или комковато-зернистой структурой.

На пахотных почвах значительная часть этого горизонта вовлечена в обработку и образует пахотный горизонт Ап.

B1 — переходный гумусовый горизонт. Это нижняя часть гумусового слоя, отличается от горизонта А ослаблением прокраски гумусом, появлением буроватого оттенка, усиливающегося книзу. Структура горизонта зернистокомковатая или комковатая, постепенно вниз по профилю увеличивается размер комковатых отдельностей.

У некоторых подтипов чернозема (типичные, южные) в горизонте В наблюдается выделение карбонатов. Переход в следующий горизонт языковатый (затеками).

В2 — переходный горизонт гумусовых затеков, неоднородной окраски. Имеет более грубую крупнокомковатую или комковато-призматическую структуру. Присутствуют (за исключением оподзолснных и сильновыщелоченных черноземов) карбонаты кальция в виде псевдомицелия, белоглазки, журавчи-ков и т. п.

21

С — материнская порода, содержит много карбонатов в виде псевдомицелия, белоглазки.

При описании профиля черноземов важным их диагностическим показателем является глубина вскипания от НСl. В профиле черноземов часто встречаются следы деятельности землероев (сусликов, хомяков, других животных) в виде так называемых «кротовин». В нижних негумусированных горизонтах они заполнены почвой из гумусового слоя и выделяются в виде темных округлых пятен, а в гумусированных — представлены пятнами нижних слоев.

черноземах в ППК, кроме Са2+, присутствует Na+, увеличивается содержание Mg2+. Почвы характеризуются значительным валовым содержанием питательных веществ. Так, в типичных тяжелосуглинистых черноземах количество азота достигает 0,4–0,5 % (10–15 т/га), фосфора – 0,15–0,35 %. Наиболее благоприятный пищевой режим Однородность гранулометрического состава черноземов по всему профилю

адекватна однородности валового состава и обусловлена однотипным составом как первичных, так и вторичных глинистых минералов.

Во всех подтипах, кроме выщелоченных и оподзоленного, наблюдается равномерное распределение по генетическим горизонтам Si02, Fe203, Аl203 и других элементов, повторяющее особенности материнской породы. Это особенность таксономического родового отличия черноземов. В содержании свободных карбонатов четко прослеживается различие у подтипов чернозема. Эта неоднородность карбонатного профиля выявляется как в неодинаковой глубине начала появления карбонатов, так и в общем валовом содержании СаСО3 в двухметровой толще почвы. Подсчет показывает, что в слое 0-200 см содержится СаС03 в пересчете на 1 м2 у карбонатного - 260 кг, у типичного - 130 кг, у выщелоченного - 70 кг. Общие запасы карбоната кальция на гектар исчисляются тысячами тонн, достигая максимума в карбонатных черноземах. Чернозем идеален для любого вида посадки. Он не требует дополнительной обработки и применения органических и минеральных удобрений. В условиях хорошей увлажненности чернозем очень плодороден — он может использоваться для выращивания зерновых, овощных и кормовых культур, при разведении садов и виноградников, в озеленительных работах в ландшафтном дизайне. Чаще всего чернозем используется для формирования определенного задела плодородности почвы. Внесение чернозема даже в самую истощенную почву ведет к ее оздоровлению, восстановлению всех ее характеристик, прежде всего водопроницаемости, обогащению питательными элементами. Особенно значительный эффект заметен при применении чернозема на легких песчаных и супесчаных почвах.

22

9. Генетическая и Агроэкологическая оценка черноземов

Климат зоны развития черноземов изменяется от умеренно теплого и влажного на западе до умеренно холодного и сухого на востоке. Средняя годовая температура воздуха с запада на восток колеблется от 10 до 0°С. На западе продолжительность вегетационного периода составляет 140 - 180 дней, на востоке - ЮО - 140 дней. Годовое количество осадков на европейской части равно 500 мм, на востоке - 300 мм. Основная часть осадков выпадает во второй половине теплого периода. Интенсивное испарение влаги и недостаточное количество осадков обусловливают неглубокое (до 150 - 300 см) промачивание почвы.

Почвообразующие породы этой зоны в основном карбонатные. Они представлены преимущественно лёссами, лёссовидными суглинками и глинами. Мелкозернистость большинства почвообразующих пород способствует интенсивному проявлению водной и ветровой эрозии.

Растительность лесостепной зоны характеризуется чередованием лесных участков с луговыми степями. В луговых степях произрастают различные виды злаковых, бобовых трав и другое разнотравье. Растительность степной зоны представлена разнотравно-ковыльными и типчаково-ковыльными сообществами.

Ведущим процессом почвообразования при формировании черноземов является гумусоаккумулятивный процесс, способствующий развитию мощного гумусного горизонта, накоплению элементов питания растений и оструктуриванию профиля.

23

Естественная растительность черноземных степей характеризуется значительным ежегодным опадом растительной массы (100 - 200 ц на 1 га). При этом около 40 - 60 % опада составляют корни растений.

Гидротермические условия черноземной зоны благоприятствуют процессам гумификации и аккумуляции гумуса в верхних горизонтах почвы. Разложение растительных остатков протекает при достаточном поступлении кислорода и увлажнении, исключающем вымывание продуктов разложения. Наиболее интенсивно процесс гумификации развивается весной и ранним летом, когда

впочвах складываются благоприятные температурные условия и условия увлажнения.

Богатство растительных остатков белковым азотом и кальцием, нейтральная среда и периодическое высушивание обусловливают направленность процесса гумификации по типу образования преимущественно гуминовых кислот, насыщения их кальцием и закрепления гуматов кальция в почве.

Дерновый и элювиальный процессы образования черноземов развиваются под многолетней растительностью травянистых лесостепной и степной зонах

вусловиях периодически промывного и непромывного водных режимов и формируют гумусовый и карбонатный профили этих почв, которые имеют общее строение: А-АВ-В-С.

Гумусовый слой по мощности делится на два горизонта: А - верхний гумусово-аккумулятивный, равномерно окрашенный, зернисто комковатой структуры; АВ - нижний гумусовый горизонт, однородно окрашенный, темно-серый с буроватым оттенком, ореховато-комковатой или зернистокомковатой структуры; В - переходный, бурой окраски, с постепенной или неравномерной (языковатой) затечкой гумуса и делится на горизонты В 1,В 2,Вк; накопление карбонатов наблюдается и глубже в горизонтах ВСк и Ск, или гипса Сg.

Черноземы оподзоленные в гумусовом слое имеют остаточные признаки подзолистого процесса в виде белесой (кремнеземистой) присыпки, имеющие следующее строение: А-А 1-А 1В-В 1-В 2-Вк-Ск

Черноземы выщелоченные в отличие от оподзоленных не имеют присыпки

вгумусовом слое, а их строение выражается горизонтами: А-АВ-В-Вк-ВСк- Ск

Черноземы типичные имеют типичное строение: А-АВ-Вк-ВСк-Ск Черноземы обыкновенные близки к типичным: А-АВ(АВк)-Вк-ВСк-С

24

Черноземы южные на глубине 1,5-3м имеют гипс: А-АВк-Вк-ВСк-Скg Черноземы обладают лучшими среди всех почв физическими свойствами.

Зернистая и зернисто - комковатая структура верхних горизонтов обусловливает хорошую воздухо - и водопроницаемость почв, так как пористость их достигает 55 - 60 %, хотя у нижних горизонтов она понижается до 40 - 50 % В зависимости от условий образования тип черноземных почв подразделяют на пять подтипов: оподзоленный, выщелоченный, типичный, обыкновенный и южный.

Оподзоленные и выщелоченные черноземы сформировались в лесостепной зоне под лугово-степной растительностью. Главными отличительными чертами оподзоленных черноземов являются: наличие кремнеземистой присыпки, несколько осветленный гумусовый слой и его слабокислая реакция. Выщелоченные черноземы кремнеземистой присыпки не имеют, но в них карбонаты вынесены за пределы горизонта В.

Типичные черноземы образовались под ковыльно - разнотравными степями. Они обладают наилучшими свойствами и имеют характерное строение профиля, присущее для почв черноземного типа.

Обыкновенные и южные черноземы развиваются в условиях более засушливого климата под степной типчаково-ковыльной растительностью. Имеют меньший по мощности, чем у типичных черноземов, гумусовый горизонт. Скопление карбонатов отмечается непосредственно под гумусовым слоем в виде белоглазки. Обладают слабощелочной реакцией и некоторыми признаками солонцеватости.

10.Гранулометрический состав, полевые и лабораторные методы исследования.

Гранулометрический (механический) состав почвы — 1) механический состав почвы, характеризующий относительное содержание в почве частиц различной величины; 2)весовое соотношение в почве частиц разного размера. Под частицами разного размера подразумеваются группы частиц, диаметр которых лежит в определ енных пределах. Каждая из таких групп принято называть гранулометрической (механической) фракцией почвы. Точные определения гранулометрического состава производятся на основании лабораторного анализа. В полевых условиях гранулометрический состав почвы определяют упрощенными способами: ʼʼорганолептическимʼʼ - методом скатывания между пальцами, сухим (метод ʼʼзеркалаʼʼ) и мокрым растиранием. Определ ение должна быть кратким (с учетом содержания

25

физического песка и физической глины) и подробным (с учетом дополнительной характеристики по преобладающей фракции). Упрощенные полевые методы при наличии навыка и тщательном выполнении дают результаты, близкие к полученным в лаборатории с помощью приборов.

В полевых условиях помимо сухого и мокрого растирания для определ ения гранулометрического состава применяют метод скатывания шнура, скатывания шарика, пробу ножом по стенке разреза, а на пахотных угодьях - по структурности пашни. Ниже приводится описание техники выполнения этих методов.

1. Сухое растирание (метод ʼʼзеркалаʼʼ). Небольшой комочек воздушно-сухой почвы ( размером с горошину) растирают пальцами и высыпают на сухую ладонь. Почву втирают указательным пальцем в кожу, затем ладонь переворачивают и слегка встряхивают. На ладони остается так называемое ʼʼзеркалоʼʼ за счёт оставшихся в бороздках и порах кожи наиболее мелких частиц (фракции физической глины). По ʼʼзеркалуʼʼ определяют гранулометрический состав почвы.

Рыхлые пески ʼʼзеркалаʼʼ почти не дают; у связных песков оно слабое, редкое, но вс е же ясно заметное; у супесей - ясно заметное, но прерывистое; у легких суглинков - хорошее, почти сплошное и у средних суглинков - сплошное ʼʼзеркалоʼʼ. Более тяжелые по составу почвы трудно растирать пальцем в сухом состоянии. Обычно они имеют хорошо выраженную микроструктуру и в связи с этим могут показаться опесчаненными и даже дать прерывистое ʼʼзеркалоʼʼ, что ошибочно укажет на более легкий гранулометрический состав.

Методом сухого растирания хорошо определять гранулометрический состав лишь песчаных, супесчаных и легкосуглинистых почв. Посредством его можно дать и дополнительную характеристику гранулометрического состава. Пылеватые почвы и породы при растирании дают ощущение мягкости или ʼʼбархатистостиʼʼ; песчанистые - жесткости, шероховатости; пылеватопесчанистые - мягкости, но и явного присутствия песчинок ( более трех ).

2 . Мокрое растирание. Небольшую щепотку почвы смачивают водой и растирают на ладони . Рыхлые пески не оставляют почти никакого следа, связные - слегка загрязняют ладонь; супеси загрязняют ладонь сильнее; легкие и средние суглинки почти сплошь замазывают кожу, а тяжелые - сплошь; глины дают однородную мажущуюся массу.

3. Скатывание шнура (по Н. А. Качинскому). Почву смачивают и разминают пальцами до консистенции теста. В таком состоянии вода не отжимается, а почва блестит и мажется. Хорошо размятую почву раскатывают между ладонями и шнур сворачивают в колечко (толщина шнура около 3 мм, диаметр кольца около 3 см). Пески не образуют шнура; супеси дают зачатки

26

шнура; у легких суглинков шнур образуется, но распадается на дольки; средние суглинки дают сплошной шнур, но при свертывании в кольцо он разламывается на дольки; шнур образуется сплошной, но при свертывании в кольцо трескается - тяжелый суглинок; глины дают сплошной шнур, который свертывается в кольцо, не трескаясь.

Сильнокарбонатные почвы следует смачивать не водой, а 8-10 %-ной соляной кислотой для разрушения почвенной микроструктуры.

4.Скатывание шарика. Из сырой или смоченной размятой почвы скатывают шарик диаметром 2-3 см, который затем расплющивают в тонкую лепешку. У рыхлых песков шарик не образуется; у связных песков - легко крошится; у супесей - имеет шероховатую поверхность и при расплющивании распадается на куски; у суглинков - гладкую поверхность, при расплющивании глубоко растрескивается по краям; у глинистых - блестящую поверхность, причем у легкоглинистых - при расплющивании лепешка с незначительными трещинами по краям, а у средне- и тяжелоглинистых - без трещин.

5.Проба ножом. Лезвием ножа делают черту и срез почвы. Черта осыпается, поверхность среза шероховатая, иод ножом слышен треск - песчанистая почва; черта с разорванными краями от выпавших песчинок, поверхность среза шероховатая - супесчаная; черта ровная, шире лезвия ножа, поверхность среза ровная, матовая, под ножом треска не слышно - суглинистая; черта узкая, равна по ширин е лезвию, срез гладкий, блестящий - глинистая почва.

6.Определение механического состава почвы по структурности пашни. Почвы разного гранулометрического состава обладают различной способностью образовывать структурные агрегаты. Наблюдая структурность недавно обработанных (заборонованных) участков, можно заметить, что рыхлопесчаные почвы состоят из раздельночастичной бесструктурной массы, связнопесчаные - имеют на поверхности отдельные комки, у рыхлопесчаных - комки занимают менее 1/3 поверхности, у связносупесчаных — до 1/2, у легкосуглинистых - около 3/4, у среднесуглинистых - вся поверхность покрыта комками размером от голубиного до куриного яйца, у тяжелосуглинистых и глинистых - комки покрывают всю поверхность и среди них встречаются глыбы до 10 и более сантиметров.

Перед лабораторным анализом проводят подготовку образца, которая состоит в полном раздел ении почвы на элементарные частицы. Для этого почву растирают, обрабатывают кислотой (для удаления карбонатов) и щелочами, а затем кипятят. Подготовленную суспензию переносят в мерный цилиндр для отбора фракций. Лабораторные методы основаны на различной скорости осаждения фракций разного размера в стоячей воде. Скорость осаждения частиц пропорциональна их радиусу в квадрате.

27

Сущность пипеточного метода состоит по сути в том, что с помощью специальной пипетки с определ енной глубины взмученной суспензии через определенное время берут пробы по 20...25 см3. Пробы выпаривают в заранее взвешенных стаканчиках или чашках, высушивают и взвешивают. По массе фракций в каждой пробе рассчитывают гранулометрический состав почвы. При этом учитывают содержание таких цементирующих веществ, как карбонаты кальция. Почва, в которой содержится значительное количество карбонатов, обладает низкой водопроницаемостью, большой сопротивляемостью почвообрабатывающим орудиям и является тяжелой. В случае если же такую почву промыть кислотой (чтобы удалить карбонаты), то в результате анализа мы получим данные, указывающие на высокую водопроницаемость и легкую податливость обработке, то есть эта почва будет иметь совершенно иные свойства, чем природная.

11. Засоленные почвы. Их мелиорация и использование

Засоленные почвы – почвы, содержащие в своем профиле легкорастворимые соли в токсичных для с\х растений количествах. Засоленные почвы представлены двумя типами солончаков (автоморфными и гидроморфными), а также солончаковыми и солончаковатыми родами черноземов, каштановых почв, сероземов. Особую категорию засоленных почв составляют солонцы и солонцеватые почвы, в которых солончаковый процесс сопряжен с солонцовым. Распространены преимущественно в зоне сухих и пустынных степей, пустынях, иногда – в степной, лесостепной и таежно-лесной зоне. Источники солей в почвах: солесодержащие породы; Антропогенный источник; Засоленные грунтовые воды; Перенос солей ветром (в районах распространения соленых озер, солончаков и на морском побережье); Биогенная аккумуляция (вынос растениями солей из глубоких горизонтов на поверхность), Вулканическая деятельность (излияния солевых грязей).

СОЛОНЧАКИ – очень сильно засоленные почвы с поверхности и по всему профилю. Сущность солончакового процесса – накопление солей в почве. Образуются при высоком залегании засоленных грунтовых вод в условиях выпотного режима, на засоленных породах, иногда – в результате приноса солей ветром, часто – вследствие неправильного орошения. Содержание солей: сода (Na2CO3) - > 0.5-0.6 % от массы почвы; Хлориды - > 0,7-0,8 %, Сульфаты - > 1,4 %. Профиль слабо дифференцирован: А – гумусовый, В – переходный горизонт и С – почвообразующая порода. Классификация: типы: гидроморфные, автоморфные. Гидроморфные образуются при близком залегании высокоминерализованных грунтовых вод при выпотном водном режиме. Делятся на подтипы: луговые, мерзлотные, типичные и т.д. Автоморфные солончаки формируются на засоленных почвообразующих

28

породах при глубоком залегании грунтовых вод. Материнские породы – чаще всего элювий и делювий древних отложений, морские засоленные породы четвертичного периода. Делятся на подтипы: Остаточные (реликтовые), Эолово – бугристые, Отакыренные – пустынные, Литогенные. Освоение солончаков возможно при проведении сложной мелиорации, например, промывки (часто с одновременным возделыванием риса на фоне глубокого дренажа. Поливные воды только пресные. Существует опасность подъема грунтовых вод при переливе и как следствие – вторичное засоление). Предупредить вторичное засоление – посадка древесной растительности (много воды расходуется на транспирацию, => уровень грунтовых вод понижается), либо покрыть дно оросительных каналов водонепроницаемым материалом.

СОЛОНЦЫ: содержат в поглощенном состоянии большое количество обменного натрия, а иногда и магния в иллювиальном горизонте В. Приурочены к территориям с солевыми аккумуляциями, подверженными колебательным процессам засоления/рассоления. Главный фактор и причина солонцеватости – присутствие в почве обменного натрия. Натрий вытесняет из ППК другие ионы (т.к. его много). Для образования солонцов из солончаков необходима периодическая смена процессов засоления и рассоления (рассоление: удаление растворимых солей, образование соды, диспергирование и вынос почвенных частиц вниз по профилю). Солонцы образуются только при соотношении Na/(Ca+Mg) > =4. Если источником Na является сода (выветривание магматических и осадочных пород, содержащих Na, к-рый реагирует с углекислотой почвы), солонцы возникают минуя стадию солончаков. По направленности солонцовых процессов выделяют солонцы: реликтовые с очень низким содержанием обменного Na и глубоколежащим солонцовым горизонтом; остаточные (малонатриевые), эволюционирующие в сторону рассолонцевания с ослаблением влияния солей в верхних горизонтах; с близким залеганием солей; с тенденцией к рассолонцеванию, но с близким залеганием солевых горизонтов. Классификация: типы Автоморфные (степные) – в условиях глубокого залегания грунтовых вод, вследствие выхода засоленных пород. Преобладает хлоридно-сульфатный тип засоления. Полугидроморфные (лугово-степные) – на первой и второй надпойменных террасах, в понижениях в условиях грунтового или смешанного питания. Гидроморфные (луговые, луговоболотные, луговые мерзлотные) – в поймах рек, понижениях. Луговые – при высоком залегании грунтовых вод. Лугово-болотные – высокие грунтовые воды + избыточное поверхностное увлажнение. Луговые мерзлотные – при близком залегании многолетней мерзлоты. Подтипы по зональному признаку (черноземные, каштановые и т.д.) Роды: По химизму (содовые, смешанные,

29

нейтральные и т.д.). По глубине засоления (верхняя граница солевых выделений):Солончаковые – соли на глубине 5 – 30 см, Высокосолончаковые

– 30-50 см Солончаковатые – 50-100 см, Глубокосолончаковатые – 100-150 см, Несолончаковатые (глубокозасоленные) – 150-200 см. По степени засоления: солонцы-солончаки, сильнозасоленные, среднезасоленные,Юслабозасоленные, незасоленные. По глубине залегания карбонатов и гипса: Высококарбонатные – выше 40 см, Глубококарбонатные

– ниже 40 см, Высокогипсовые – выше 40 см, Глубокогипсовые – ниже 40 см. Виды: По мощности надсолонцового горизонта: корковые (до 3 см), мелкие (3-10 см), средние (10-18 см), глубокие (более 18 см); По содержанию поглощенного Na в солонцовом горизонте; По степени осолодения; По структуре в солонцовом горизонте В: столбчатые, ореховатые, призматические, глыбистые. ПРОФИЛЬ резко дифференцирован. Гумусовый горизонт более легкий, иллювиальный – очень плотный и тяжелый. Плохие водно – физические и физико-механические свойства. В сухом состоянии очень плотные и твердые, влажные – вязкие, липкие. Водопроницаемость низкая, количество влаги, недоступной растениям высокое. Коренное улучшение возможно: Гипсование, Внесение железа, серной кислоты, Трехъярусная или плантажная вспашка., При мелких пятнах – землевание (нагребание на солонцы плодородного слоя скреперами).

СОЛОДИ. Распространены в лесостепи, степи, сухой степи, полупустыне. Повсеместно приурочены к понижениям. По Гедройцу, образуются из солонцов путем их деградации в результате замещения обменного натрия на водород. В условиях щелочной реакции, возникающей из-за взаимодействия освобожденного Na с углекислотой, происходит разрушение ППК. Характерный признак солодей – наличие аморфной кремнекислоты, образующейся в результате некоторого распада алюмосиликатов под воздействием щелочных растворов. Свободная кремнекислота может образоваться как при рассолении солонцов, так и при периодическом воздействии на незасоленную почву слабых растворов натриевых солей. Временный анаэробиозис способствует образованию активных органических кислот и подвижных форм Fe и Mn, что способствует выносу элементов из вышележащих горизонтов. Профиль резко дифференцирован: Ао – подстилка или дернина; А1 – гумусовый, А2 – осолоделый, белесый, плитчатый или слоевато-чешуйчатый с железо-марганцевыми конкрециями или ржавыми пятнами; А2В – переходный, неоднородно окрашенный бурый с белесыми пятнами, уплотненный, плитчато – ореховатый; В – иллювиальный, може6т подразделяться на 2-3 подгоризонта, темно-бурый, ореховато-призмовидный, с отчетливой лакировкой и присыпкой SiO2 на гранях, плотный, вязкий.

Классифицируются на подтипы: Лугово-степные – в понижениях с

30