Нейтральные смектит-сиаллитные изогумусовые почвы

Нейтральные смектит-сиаллитные изогумусовые почвы - обширная группа богатых темно-окрашенным гуматно-кальциевым гумусом почв с глубоким изогумусовым текстурно-недифференцированным или слабо дифференцированным профилем, включающая:

а) структурные почвы с профилем А-АВ-Вса-Сса - черноземные (черноземы, брюниземы, лугово-

черноземные почвы), сформировавшиеся под травянистой растит-тью степей, прерий и памп суббореального и субтропического поясов в широком диапазоне суммы активных t >10° С (1500 - 6500°) и в широком диапазоне увлажнения (КУ 0,4-1,2);

б) бесструктурные трещиноватые почвы с профилем А-АС-Сса - вертисоли (слитоземы), сформировавшиеся под растит-тью саванн субтропического и тропического поясов в диапазоне суммы активных t 4000 - 8000° при ярко выраженном чередовании сухих и влажных сезонов в усл-х затрудненного дренажа на глинистых наносах.

в) переходное положение между этими 2 группами типов почв занимают слитые черноземы, формирующиеся в наиболее теплых фациях черноземной зоны.

Черноземы

Докучаев: монография «Русский чернозем» (1883) - основа для создания генетического почвов-я; собрал огромный материал о строении, сво-вах, распространении и усл-х образ-я чернозема России. 1883 г. докторская «Русский чернозем»: обосновал теорию растит-наземного происх-я; необходимость профильно-генетич. изучения; закономерность сод гумуса при пересечении чернозем обл, составил карту изогумусовых полос.

Впервые как тип почвы чернозем выделен Докучаевым в классиф-и почв 1896 г.

Костычев: работа «Почвы черноземной области России» (1886) - в образ-и чернозема ведущую роль играют биологич-е процессы, основной фактор гумусонакопления и структурообразования в черноземе - разложение корней травянистых растений.

Измаильский, Высоцкий: 1ые фундаментальные исслед-я водно-физических св-в и водного режима черноземов.

Прасолов, Адерихин, Крупеников, Афанасьева, Большаков, Гаврилюк, Горшенин, Ногина, Розов - работы по глубокому изучению св-в, пр-ов, способов рационального исп-я черноземов СССР.

Распространение черноземов: на материках сев. полушария - в Евразии и Сев.Америке.

S=260 млн. га (1,7 % суши), в т.ч. 23 млн. га - горные черноземы. Почти половина S приходится на долю СССР, где образуют пояс, вытянутый островами с запада на восток на расстояние ~ 7 тыс. км, занимая 163 млн. га (7,4% S страны). 10,5 млн. га в СССР принадлежит горным черноземам.

Условия черноземообраз-я:

Климат: суббореальный слабоаридный, с хорошо выраженной сезонной контрастностью; Кувл<1.

Рельеф: платформенные равнины, встречаются островами среди др. почв в межгорных впадинах, котловинах и на слабо эродируемых склонах горных систем.

Почвообразующие породы: четвертичные лёссы и лёссовидные породы, карбонатные, пористые. Встречаются на третичных глинах. Гран состав: суглинистый или глинистый, редко - более легкий. Небольшая часть развита на элювии плотных горных пород - гранитов, базальтов, песчаников, мергелей.

Хар-р растит-го покрова: почвы травянистых формаций, приуроченных к степной и лесостепной зонам. Хар-ный гумусовый профиль обязан воздействию травянистой растит-ти с ее мощной, быстро отмирающей и легко гумифицирующейся корневой системой.

В России в черноземной зоне по хар-ру растит-ти выделяют 3 подзоны:

•лесостепь с луговой степью и остепненными лугами,

•разнотравно-дерновинно-злаковую степь,

•дерновинно-злаковую степь.

Особенности биологич-го круговорота: 1) ежегодно с отмирающими частями в почву возвращается практически то же кол-во питат-х в-в, которое было исп-но на прирост; 2) большая часть этих в-в возвращается не на пов-ть почвы, а непосредственно в почву с корнями; 3) среди хим эл-тов, вовлекаемых в биологич-й круговорот, 1ое место принадлежит Si, далее следуют N, K и Ca.

Кол-во растит-ой массы естественных травяных сообществ на черноземах: высокое

•в лесостепи Русской равнины 30-40 ц/га надземной фитомассы, 200 ц/га корней,

•в степи 8-24 ц/га надземной фитомассы, 150-300 ц/га корней.

Ежегодный прирост надземной фитомассы в 1,5-2 раза > кол-ва биомассы в период max развития.

Прирост корней - 50-60% их общей массы. Ср. опад травяных сообществ - 200 ц/(га•год).

Ср. зольность растит-й массы степей 3,5-4,5%. Ежегодное вовлечение N и зольных эл-тов в круговорот и поступление их в почву - 700-900 кг/га.

Роль биологич-го круговорота в формировании св-в черноземов определяется:

•хим составом растений степи,•высокой интенсивностью (большим кол-вом ежегодно обращающихся хим эл-тов), •поступлением основной массы опада внутрь почвы, •активным участием в разложении бактерий, актиномицетов, беспозвоночных, для которых благоприятен биохимич-й состав опада и общая биоклиматич-я обстановка.

Большую роль в формировании св-в черноземов играет мезофауна:

•дождевые черви (численность в профиле типичных черноземов - 100 и > на 1 м2). Ежегодно выбрасывают на пов-ть до 200 т почвы/1 га и в рез-те суточных и сезонных миграций проделывают большое кол-во ходов. Вместе с отмершими частями растений захватывают частицы почвы и обр-т в пр.переваривания прочные глино-гумусовые комплексы, выбрасываемые в форме копролитов.

•позвоночные: землерои (суслики, слепыши, полевки и сурки) – перемешивают и выбрасывают на пов-ть большое кол-во земли. Устраивая в почве норы, образовывают кротовины - ходы, засыпанные

массой верхнего гумусного слоя. Благодаря перемешиванию почвы грызуны постепенно обогащают гумусовые гор-ты карбонатами, замедляя пр. выщелачивания, глубокие гор-ты - гумусом, что приводило к опусканию границы гумусового гор-та.

Строение почвенного профиля

Хар-но наличие 2х генетических гор-тов:

1) гумусового прогрессивно-аккумулятивного: большая мощность, высокое сод-е гумуса при его постепенном падении с глубиной, зернистая стр-ра; 2) карбонатно-аккумулятивного. Встречаются и бескарбонатные черноземы (в Восточноазиатском и Североамериканском секторах, на элювии плотных силикатных пород, в горах) и карбонатные с пов-ти во всем профиле.

Профиль целинного чернозема: О - степной войлок; А - гумусовый однородный темноокрашенный гор-т с зернистой стр-рой; АВ - гумусовый, темноокрашенный с некоторым побурением, усиливающимся книзу, с темно-бурыми, серо-коричневыми пятнами, заклинками, затеками, кротовинами; стр-ра ореховато- или комковато-зернистая; В - переходный к породе, имеет преимущественно бурую (до палевой) окраску; с языками и затеками гумуса, призмовидную стр-ру; по степени гумусированности, признакам иллювиирования в-в, наличию и формам выделения карбонатов, хар-ру стр-ры, обилию кротовин обычно разделяется на неск. подгор-тов; в оподзоленных и выщелоченных черноземах разделяется на гор-ты - Bt в верхней части и Вса в нижней, в др. подтипах - Вса; С - материнская порода, обычно Сса.

Св-ва черноземов

Слабо развиты пр. разрушения, перемещения и превращения минералов тонких фракций. Оглинивание заметно проявляется только в черноземах теплых фаций, где оно приводит к накоплению ила в верхней и средней частях профиля (в Молдавии и Предкавказье).

Хар-р распределения в-ва по профилю почвы: ‘люв-иллюв дифференц-я почвенной толщи по гран, минералогич-му и хим составу или не проявляется, или развита слабо.

В оподзоленных, выщелоченных, осолоделых и солонцеватых верхняя часть профиля несколько обеднена, а гор-т В обогащен илом, Al, Fe. В типичных распределение ила, Si, Al,Fe равномерное или почти равномерное. Существенны различия в распределении гумуса и связанных с ним биофильных эл-тов, Ca и Mg карбонатов.

Минералог-й состав: определяется составом почвообраз-х пород. В сформированных на лёссах и лёссовидных суглинках, во фракции>1 мкм преобладают кварц (60-80%) и ПШ (10-20%). Тяжелые минералы - 2%, остальное – карбонаты Ca и Mg. В составе ила преобладают гидрослюды (50-60%), затем минералы с расширяющейся решеткой (30-40%) и каолинит (<10%). Распределение этих минералов по профилю близко к равномерному, хар-но пониженное сод-е монтмориллонита и повышенное гидрослюд в пов-ном гор-те.

Сод-е гумуса: 10-12%. Запас гумуса в1 м слое – 600-700 т/га.

Состав гумуса: преобладают гуминовые к-ты, среди них фракция, связанная с Са.

Особенности гумуса: высокая степень полимеризации и конденсированности, прочная связь с глиной. Обладает слабой способностью к миграции и устойчив к микробному разложению, что приводит к его накоплению в почве.

ЕКО: высокая, до 50 мг-экв на 100 г почвы.

Степень насыщ. основаниями: в составе поглощ. оснований преобладает Са, сод-е Mg в 5-8 раз <.

Типичные, обыкновенные и южные полностью насыщены основаниями, оподзоленные и выщелоченные сод-т небольшое кол-во обменного Н в верхнем гор-те, солонцеватые - небольшое кол-во обменного Na.

рН: близка к нейтральной. Выщелоченные и оподзоленные отличаются слабокислой р-цией верхней части профиля, обыкновенные и южные - слабощелочной р-цией всего профиля.

Физич-е св-ва: хорошие водно-физические св-ва, обусловленными прекрасной зернистой водопрочной стр-рой гумусового гор-та. => гор-т рыхл, имеет оптимальную порозность, влагоемкость и водопроницаемость. ρ верхних гор-тов типичного чернозема - 1,0-1,2 г/см³, порозность 1м толщи в среднем >50%, водопроницаемость 200 мм/ч и >, полная влагоемкость 1 м толщи в ср. ~ 50%.

Классиф-я черноземов

Сибирцев: впервые разделил черноземы, в своей общей классиф-и почв 1895 г. выделил черноземы темно-шоколадные, обыкновенные, тучные и коричнево-темные, или деградированные. На почвенной карте Европ.России в 1898 гон показал черноземы южные (шоколадные), обыкновенные, тучные и северные, или деградированные.

«Классиф-я и диагностика почв СССР» 1977 г. разделение на 5 подтипов в соответствии с природной зональностью на Русской равнине, где с севера на юг более или менее закономерно прослеживается смена подтипов чернозема: •черноземы оподзоленные и выщелоченные в северной лесостепи, •черноземы типичные в южной лесостепи, •черноземы обыкновенные в северной степи, •черноземы южные в южной степи на переходе к сухим степям. Но не дает полного представления о разнообразии их географо-генетических и морфологических хар-к, о разнообразии их потенциальной продуктивности и особенностей исп-я в земледелии. =>Введено представление о «фациальных» подтипах черноземов, выделяемых в рамках «подзональных» подтипов.

Роды черноземов: обычные, слабодифференцированные, глубоковскипающие, бескарбонатные, карбонатные (пропитанные), остаточно-карбонатные, карбонатные перерытые, солонцеватые, остаточно-солонцеватые, глубокосолонцеватые, осолоделые, проградированные (вторично-насыщенные), остаточно-луговатые (террасовые), глубинно-глееватые, щельные, слитые.

Виды черноземов по мощности гумусового гор-та A+АВ (в см):

сверхмощные >120; мощные 80-120; среднемощные 40-80; маломощные 25-40: оч маломощные <25

по степени гумусированности (в %) гор-та А:

тучные >-9; среднегумусные 6-9; малогумусные 4-6; слабогумусированные <4

На Почвенной карте мира ФАО/ЮНЕСКО выделяются 2 ед. черноземных почв: •файоземы (соответствуют советской концепции лессивированных черноземов (оподзоленные, выщелоченные и деградированные черноземы СССР, брюниземы США)); •черноземы (концепции черноземов типичных, обыкновенных и южных; делятся на 4 «подъединицы»: нормальные, карбонатные, глинисто-иллювиальные (соответствующие «остаточно-солонцеватым» черноземам СССР), языковатые).

В почвенной систематике США черноземы входят в порядок моллисолей, преимущественно в подпорядок бороллей (холодных моллисолей); среди них выделяются большие почвенные группы палебороллей, аргибороллей, вермибороллей, кальцибороллей и гаплобороллей (криоборолли и натриборолли не относятся к черноземам).

Разноплановый хар-р систематики подтипов черноземов: •деление черноземов на подзональные подтипы,•на фациальные. =>полевая диагностика черноземов весьма сложная и неоднозначная.

Подтипы черноземов