Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Плодородие почв экологические, социальные и почвенно-генетические особенности. Монография
.pdf
101
и коры выветривания подобного типа относят к сиалиталлитным: молекулярные отношения SiO2 : R2О3 хотя и приближаются к 2, но остаются
больше этой величины. Приурочены эти коры выветривания к желтоземам
г. Сочи.
Аллитизация как тропическое и субтропическое гумидное явление –
яркий пример утраты почвами и корами выветривания практически всех
компонентов почвенной массы, составляющей потенциальное плодородие
корнеобитаемой среды. Часто ферраллитные почвы демонстрируются как
окончательная и практически бесплодная завершающая стадия почвообразования. Формально это так. В почве остаются тольок оксиды алюминия,
железо, кварц и последний минерал алюмосиликатного оглинивания – каолин. Все летальное выносится обильными осадками за пределы кор выветривания. Следует признать, что тропические аллитные почвы (красные и
желтые) самые бедные природные образования, похожие на наши пески с
преобладанием кварца. Гумуса практически нет, поглотительная способность крайне низкая, элементы питания не аккумулируются. Но не следует
забывать, аллитные почвыь – компонент, фундамент самых биологически
плодородных в мире биоценозов, тропических гилей и джунглей. В почвах
этих лесов нет препятствий для свободного и мощного развития корневых
систем тропического леса и поглощения корневыми системами элементов
питания накапливаемых и поставляемых биоценозами в почвенную массу.
Это идеальная модель замкнутого биологического круговорота веществ.
Все, что нужно деревьям не выходит за пределы круговорота, а это не
нужно, сразу же удаляются нисходящими водами обильных атмосферных
осадков. Нельзя исключать и внешнее пополнение питания тмосферной
пылью.
102
2.9. ЛАТЕРИТИЗАЦИЯ
Латеритизация — почвенно-гидрогеологический процесс формирования железистых и железисто-кварцевых каменных конкреций, слоев
(панцирей) в мелкоземистой толще почв под воздействием притока соединений железа и алюминия с кислыми водами, чаще всего горизонтального
и реже вертикального направления. Латеритизация обусловливает вывод из
круговорота значительных количеств соединений железа. Наиболее ярко
латеритизация проявляется в условиях сезонно-влажных тропиков.
При латеритообразовании значительную роль играют малопроницаемые подпочвы, являющиеся своеобразным водоупором, под которым во
влажные периоды года возникают текущие по уклону местности почвенные
воды типа верховодки. Этому может способствовать различный литологический состав наносов, например, глинистые породы, перекрытые легкими
отложениями, что имеет место на Черноморском побережье.
Выпадение соединений железа в осадок, образование конкреций, цементация конкреций из окружающего их силикатного материала в железистые панцири происходит при смене реакции среды на нейтральную или
щелочную, что возможно при контакте кислых железистых вод с грунтовыми водами иного, не почвенно-поверхностного происхождения. Большое
значение в образовании латеритов принадлежит периодическому высыханию почвенных растворов и слоев. Особенно крупные скопления латеритов
встречаются в замкнутых депрессиях рельефа. В зависимости от условий
образования и стадий развития процесса встречаются пизолитовые (гороховидные) и альвеолярные (ячеистые) конкреции и латериты, а также ла-
териты цементации крупнообломочных пород.
На Северном Кавказе процесс латеритообразования можно наблюдать в субтропических подзолисто-желтоземных почвах на выровненных
морских и речных террасах Черноморского побережья, в районах Туап-
103
се-Сочи-Адлер. Большие площади этих почв сосредоточены в долинах
рек Мзымты и Псоу. Их конкреционный горизонт В имеет латеритную
природу.
Латеритизация экологически – возрастание каменистых почв.
уменьшение объема корнеобитаемой толщи и, безусловно, плодородия
как эффективного так и потенциального. Это явление тропических почв.
В России уникально можно наблюдать на вторых террасах рек краснодарских субтропиков.
2.10. ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ ПРОСТЫХ СОЛЕЙ КАК ГЛОБАЛЬНОЕ ЯВЛЕНИЕ
Упоминание о процессе выщелачивания проводится впервые в книге
С.С. Неуструева «Элементы географии почв» в 1931 г., где это явление было названо «элементарным процессом почвообразования» и ассоциировались с растворением и переносом веществ. Приводимые затем в разные годы и в разных источниках, в том числе в учебниках по почвоведению, определение ЭПП «выщелачивание» не претендуют на полнозначность. Даже
в «Толковом словаре по почвоведению» (1975) выщелачивание понимается
как «вымывание из почвы разных растворимых веществ в процессе почвообразования нисходящими или боковыми потоками почвенного раствора».
Сейчас все больше уточняется качественная сторона миграции веществ, а
именно — вынос из почвы солей щелочноземельных и щелочных металлов,
что отражено практически во всех учебниках в разных интонациях сущности этого явления. В наиболее распространенной и упрощенной форме:
выщелачивание — это вынос карбонатов и легкорастворимых солей.
Таким образом, процесс выщелачивания представляет растворение и
нисходящую миграцию простых солей щелочных и щелочноземельных металлов почвенными растворами гравитационной влаги. При этом необхо-
димо учитывать следующее (Вальков, 2005):
104
В процессе выщелачивания участвуют растворы гравитационной
влаги, но они на начальных стадиях процесса непосредственно связаны с другими формами почвенных растворов и в первую очередь
с почвенными растворами продуктивной влаги;
Нисходящая миграция, имеющая гравитационную природу, может
быть вертикальной или боковой в зависимости от сложения почвенного профиля, материнских и подстилающих пород;
Выщелачивание в подавляющей части имеет ионную форму, т.е.
мигрируют ионы солей или, по М.Б. Минкину, ассоциации ионов;
Выщелачивание пространственно крайне неоднозначно. Это и на-
чальное звено, по В.И. Вернадскому, всеобщей биосферной миграции химических элементов, от почв через грунтовые воды, родники,
реки и в конечном итоге в океан, это и ландшафтное распределение
химические элементов, оставляющее следы в различных геохимических барьерах, это и крайне локальное передвижение веществ в
пределах почвенного профиля, например, в пустынных и полупустынных почвах;
Выщелачивание следует рассматривать как часть более сложного и
многогранного явления как элювиирование, которое связано с процессами оподзоливания, осолодения, ферраллитизации, лессиважа и
т.д.
В процессах выщелачивания реализуется энергия гравитационных
сил, а гравитационные формы почвенных растворов составляют
единственную основу миграционного потока веществ. В этом проявляется природная экологическая целесообразность в процессах
выщелачивания: за пределы корнеобитаемой толщи мигрируют не
продуктивные формы почвенных растворов, а избыточная гравита-
105
ционная вода, хотя взаимосвязь всех форм почвенных растворов несомненна.
Вещественно-количественные типы выщелачивания. По геохи-
мической и экологической значимости компоненты выщелачивания можно
разделить на пять главных групп: карбонаты (в основном СаСОз), гипс,
легкорастворимые соли, нитраты и микроэлементы.
1. Карбонаты. Трудно растворимая карбонатно-кальциевая миграция
(СаСОз + 2Н+ Н2СОз + Са2+) — наиболее изученный во всех отношениях
процесс выщелачивания. Декарбонизация (декальцификация) почв и кор
выветривания во многих случаях выделяется как самостоятельный процесс
почвообразования или геохимического проявления миграции веществ.
2. Гипс (СаSO4 * 2Н2О) - среднерастворимый компонент миграционных процессов выщелачивания. Как и кальцит, морфологически может
фиксировать миграционные явления солей, начиная с условий сухих степей, и тем явнее, чем меньше осадков. Как и кальцит, физиологическибезвреден для большинства растений из-за неспособности создавать осмотические опасные экологические ситуации.
3. Легкорастворимые соли: Nа2СОз, NаНСОз, Na2SO4, МgSO4, NаСl,
СаСl, МgС12. Именно эти соли являются свободными мигрантами от почвенных растворов до океанических вод, а разностороннее их изучение составляет важнейшие разделы генетического и мелиоративного почвоведения.
4. Нитраты. Нитратное выщелачивание представляет особую экологическую проблему, ибо сейчас нитриты фиксируются во всех водах. Нитратное загрязнение окружающей среды связано с неуправляемым применением минеральных удобрений и обусловлено выщелачиванием нитратов за
пределы почвенного профиля, в грунтовые, а затем речные воды. В Краснодарском крае при исследовании чернозема обыкновенного (Павловская)
106
и чернозема типичного (Кореновск) нитратное выщелачивание прослеживается до глубины грунтовых вод (10 м). Типичны такие величины: пахотный горизонт 10-12 мг/кг МОз, образцы грунта на глубине контакта с грунтовыми водами содержат 2,5-3,5 мг/кг. Это типично для почв с периодически промывным водным режимом. В более влажных условиях с промывным водным режимом нитратное выщелачивание, даже без применения
удобрений, является типичным.
5. Микроэлементная составляющая процессов выщелачивания обще-
известна, если судить о содержании в грунтовых и далее, в речных водах,
Тi, Мn, Ni, Сu, Zn, V, Sr, Ва, Zr и др., хотя эти воды суммируют химический
состав не только гравитационных почвенных растворов, но и всей толщи
пород до глубины грунтовых вод. В современных условиях микроэлементная составляющая процессов выщелачивания по всем звеньям ландшафтных систем большей частью обусловлена техногенным загрязнением почв.
Степень проявления процесса выщелачивания. Процесс выщелачивания типичен для всех автоморфных почв. Его проявление в различных
почвах многозначно и, безусловно, зависит от биоклиматических условий,
в комплексе которых главная составляющая — количество выпадающих
осадков. Однако нельзя пренебрегать и температурными условиями в плане
растворимости веществ и мерзлотных явлений как временных, так и постоянных.
Выщелачивание может сопровождаться иллювиальной аккумуляцией
продуктов процесса, поэтому при определении степени выщелачивания
была использована классическая идея М.А. Глазовской о разделении всех
автоморфных почв на глубоко элювиальные, элювиальные, элювиальноаккумулятивные и аккумулятивные, понимая под элювиальностью более
широкое явление, чем выщелачивание.
107
Таким образом, по степени развития процесс выщелачивания можно
разделить на следующие типы для автоморфных почв климаксного состояния.
1. Тотальное выщелачивание, типичное для всех биоклиматических
поясов, кроме полярного и бореального в условиях вечной мерзлоты. Главные условия тотального выщелачивания - промывной водный режим. Характерно для подзолистых почв, бурых лесных, красноземов и желтоземов
и др. Почвы и коры выветривания полностью освобождаются до грунтовых
вод от всех карбонатов и легкорастворимых солей. Обычна кислая и слабокислая реакция среды. Отсутствие токсических барьеров дает возможность
неограниченного развития корневых систем растений. Характерен также
безбарьерность практически для всех веществ загрязнителей техногенеза.
2. Глубокое выщелачивание при периодически промывном водном
режиме характерно для большинства черноземов и коричневых почв. Типичен вынос легкорастворимых солей и формирование карбонатного элювиально-иллювиального горизонта. Это определенный геохимический
барьер до некоторой степени ограничивающий экологический оптимум окружающей среды.
3. Глубокое выщелачивание не промывного типа водного режима
проявляется в черноземах южных и обыкновенных. Растворимые соли
формируют карбонатный иллювиальный горизонт и глубоколежащий,
за пределами 2-х метровой толщи горизонт гипса и легкорастворимых
солей.
4. Слабое выщелачивание непромывного типа водного режима.
Характерно для полупустынных и пустынных территорий. Карбонатнокальциевая и солевая аккумуляции приближены к поверхности почвы и
находятся в пределах 0,5-1,5 м почвенного профиля. Характерна
слабощелочная реакция среды, тяготеющая к щелочной.
108
Выщелачивание как составная часть комплекса элювиальных явлений по
своей экологической результативности весьма противоречивое явление. С
одной стороны, положительная жизненно-необходимая ценотическая
функция выщелачивания заключается в удалении за пределы экосистемы
продуктов функционирования биоценозов, что является объективной эко-
логической необходимостью. В тоже время выщелачивание становится
причиной удаления из биоценотического пространства биофильных
элементов в виде конечных продуктов всех трофических связей, а именно,
минеральных веществ, включая соединения азота и фосфора. Однако в
природе сформировались два великих растительных царства, травянистое
и лесное, с противоположно направленной антиэлювиальной адаптацией
аккумулятивно сохранять биофильно необходимые вещества в эко-
логических системах. Биогеоценозы травянистой растительности акку-
мулируют элементы плодородия в почвенной массе, в гумусовых компо-
нентах этой массы, а лесные сообщества - в биомассе самих биоцено-
зов, как наиболее надежном хранилище при интенсивно выщелачивае-
мых почвах атмосферными осадками.
2.11. СОЛОНЧАКОВЫЙ ПРОЦЕСС
Солончаковый процесс в классическом виде - это накопление легкорастворимых в воде солей в верхней части профиля почвы. Он проявляется в гумидно-аридных условиях с коэффициентом увлажнения менее 1Д
Характерным для солончакового процесса является выпотной водный режим, когда количество выпадающих осадков меньше способности почвы и
растений расходовать влагу. Избыток влаги возникает за счет близкого
уровня грунтовых вод, капиллярная кайма которых, испаряя влагу, приводит
к формированию засоленных почв. Обычно уровень грунтовых вод располагается на глубине 0,5-3,0 м.
109
Растительность на солончаках либо отсутствует, либо представлена
специфическими видами (солянка, сведа, петросимония, солерос, аджерек,
кермек и др.), не образующими сомкнутого покрова.
К засоленным относятся почвы с повышенным (более 0,1-0,8%) содержанием в пределах двухметровой толщи легкорастворимых солей, угнетающих и вызывающих гибель растений.
Количество легкорастворимых солей, превышающее порог токсичности для средних солеустойчивых культур (зерновые, хлопчатник), по данным анализов водных вытяжек, составляет в м.-экв на 100 г почвы: Cl– > 0,3;
SО4 (связанный с Na и Mg) > 1,7 м.-экв; НСОз– (связанный с Nа и Мg) > 1
м.-экв или общий НСОз– > 1.4 м.-экв (Егоров, Базилевич, Панкова).
Наряду с природно-засоленными почвами в районах орошаемого
земледелия значительные площади заняты вторично засоленными почвами.
Основными причинами вторичного засоления почв являются бездренажное орошение, большие потери воды на фильтрацию на полях, строительство оросительных каналов без гидроизоляции, применение для орошения минерализованной воды. Вторичное засоление почв возникает не только при
орошении, но и при осушении земель. Процессы вторичного засоления
развиты при осушении избыточно увлажненных почв обвалованием в
плавнях и дельтах Кубани, Днепра, Буга, Дуная, в дельтах и поймах рек Волги и Дон.
2.12. СОЛОНЦОВЫЙ ПРОЦЕСС
Солонцовый процесс (осолонцевание) связан с внедрением в почвенный поглощающий комплекс обменного натрия:
почва - Са + 2Nа почва 2Nа +Са
Это происходит при повышении концентрации солей натрия в
почвенных растворах.
110
Поглощенный коллоидами натрий играет различную роль в генезисе
и плодородии почв:
- присутствие обменного Ма в количестве менее 5 % от суммы всех
поглощенных катионов положительно сказывается на питании растений, так как способствует переходу многих соединений в доступные подвижные формы;
- обменный Ка в количестве от 5 до 15 (20) % вызывает развитие в
почвах явлений солонцеватости, негативно отражающихся на плодородии. В классификациях отражаются солонцеватые черноземы, каштановые, луговые и др. почвы;
- при количестве обменного Ма в более 15 (20)% от емкости обмена образуются своеобразные почвы - солонцы, выделяющиеся в
классификациях как особые интразональные типы почв среди черноземов, каштановых почв степей, сухих степей и полупустынь.
По К.К. Гедройцу солонцы образуются в процессе расселения
солончаков. При хлоридно-натриевом и сульфато-натриевом засолении в
поглощающий комплекс внедряется катион Nа, вытесняя кальций и магний. При
рассолении солончаков, после выщелачивания из верхних горизонтов воднорастворимых почвенных солей, коллоиды, насыщенные натрием, пептизируются и вымываясь на определенную глубину, выпадают под действием электролитов (солей) в осадок, образуя солонцовый горизонт. Наиболее энергично
вступает в поглощающий коллоидальный комплекс почв Nа из соды. Образование солонцов и солонцеватых почв может происходить при перемежающемся
засолении и рассолении почв, в процессе которых обменные катионы Са и Мg
замещаются катионом натрия.
При насыщении поглощающего комплекса натрием почва приобретает
щелочную реакцию:
почва - Nа + Н2О = почва - Н + NаОН.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]