Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Плодородие почв экологические, социальные и почвенно-генетические особенности. Монография
.pdf
111
Присутствие в почвенном растворе ионов СОз2~ д и НСОз~~ вызывает об-
разование соды:
почва 2Nа + Н2СО3 = почва Н2 + Ка2СОз
почва – 2Nа + Са(НСО3)2 = почва - Са + 2NаНСОз.
В связи с этим солонцовый процесс часто называют щелочным гидролизом. Высокая щелочность и присутствие соды приводит к диспергации
коллоидно-илистой части почвы, коллоиды из геля переходят в золь, перемещаются из верхних горизонтов вниз, образуется уплотненный коллоидноилистыми частицами иллювиальный солонцеватый горизонт.
Осолонцевание почв происходит при рассолении безгипсовых и
глубокогипсовых солончаковатых почв в условиях орошения за счет
концентрированных хлор-натриевых, сульфатно-натриевых
и содосодержащих почвенных растворов. Кроме того, причиной солонцевания
почв могут являться ирригационные воды с повышенным содержанием катионов натрия и минерализованные грунтовые воды в случае их подъема при
орошении и внедрении в пределы почвенного профиля.
Содержащийся в солонцах и солонцеватых почвах обменный натрий определяет многие химические и водно-физические свойства почв, которые называют свойствами солонцеватости. В присутствии поглощенного натрия, обусловливающего щелочные свойства почв и образование соды, почвенные коллоиды приобретают высокую дисперсность и большую подвижность в воде. Структурные элементы под действием воды разрушаются,
размокают. Почвы, насыщенные натрием, характеризуются высокой пластичностью и липкостью. При смачивании они сильно набухают. В сухом состоянии объем их резко уменьшается, образуются плотные горизонты,
разбитые трещинами на столбовидные или глыбистые отдельности. Для
солонцов и солонцеватых почв характерны высокая гигроскопичность, низкая водопроницаемость и высокое содержание недоступной для растений
112
влаги. Солонцовые свойства возрастают по мере насыщения коллоидов натрием и достигают максимума при содержании натрия более 20% от емкости обмена. Присутствие в почвах поглощающего Мg усиливает солонцеватые свойства, вызываемые Nа.
Однако, как показали исследования Н.П. Панова и Н.А. Гончаровой,
природный процесс солонцевания нельзя сводить только к наличию в почве
обменного натрия. Изучая факты, определяющие неблагоприятные свойства
малонатриевых солонцов, они установили, что формирование иллювиальных
горизонтов в солонцах связано с накоплением легко подвижных соединений
SiO2 и потенциально подвижных полуторных окислов и магния, образующихся при разрушении минералов. Легкоподвижные соединения SiO2
участвуют в образовании иллювиального горизонта, вызывая цементацию почв при высыхании и пептизацию (высокую дисперсность) почвенной
массы под воздействием воды и другие отрицательные агрофизические
свойства почв. В.Н. Михайличенко установил, что основным фактором устойчивости дисперсного состояния почвенной массы солонцов является
гидрофильная плазма, содержащаяся в малонатриевых солонцах и играющая
роль пептизатора и стабилизатора гидрофобных систем. Автор пришел к
выводу, что образование солонцов не ограничивается обменом ионов между почвенно-поглощающим комплексом и почвенным раствором.
Физико-химические условия образования солонцов способствуют гидролизу алюмосиликатов с освобождением кремния, алюминия, железа,
магния и других элементов, что сопровождается синтезом поликремниевых
кислот, алюминатов, разнообразных коллоидно- и молекулярноподвижных
веществ, придающих почвам солонцовые свойства.
В процессах солонцоооразования большое значение, как показали
работы В.В. Егорова, имеют воднорастворимые соли натрия, залегающие в
подсолонцовом солевом горизонте и питающие при периодическом ув-
113
лажнении и высыхании солонцовый горизонт. Солевой горизонт солонцов
является постоянным резервом натрия, обеспечивая относительную устойчивость солонца в природе и возможность реставрации солонцовых
свойств.
2.13. ОСОЛОДЕНИЕ
Осолодение (щелочной гидролиз) происходит в степных депрессиях
(западинах) в условиях лесостепи, степи и сухой степи при близком стоянии
слабоминирализованных грунтовых вод или при периодическом передвижении растворов водами поверхностного стока. При осолодении происходит разрушение минеральной части почвы под воздействием слабоконденсированных дисперсных фульвокислот. Реакция растворов слабощелочная, поэтому и распад минералов определяется как щелочной
гидролиз.
Интенсивный вынос продуктов разрушения, представленных в преобладающей массе органо-минеральными коллоидами гидроокислов железа и алюминия, приводит к относительному накоплению в элювиальном горизонте А2 кремнезема и формированию уплотненного глинистого иллювиального горизонта Вi, обогащенного полуторными окислами. Низкая водопроницаемость иллювиального горизонта вызывает псевдоглеевые процессы разрушения минеральной части почвы. Продукты разрушения агрегируются в конкреции окислов Fe и Mn и усиливают элювиальность горизонта А2. Накоплению в этом горизонте SiO2 способствует интенсивное развитие
диатомовых водорослей.
Солоди и осолоделые почвы широко развиты в обширных падинах
северо-западной части Краснодарского края среди обыкновенных карбонатных черноземов и центральной части края в микрозападинах среди
выщелоченных черноземов. Осолодение — обязательный процесс при формировании солонцов и солонцеватых почв.
114
2.14. ПОДЗОЛИСТЫЙ ПРОЦЕСС
Подзолистый процесс (оподзоливание) наиболее ярко протекает под
пологом хвойного леса в условиях бореального пояса. На поверхности почвы аккумулируются грубая лесная подстилка - горизонт АО модер или моор.
Малозольные растительные остатки этого горизонта с преобладанием целлюлозы, лигнина, гемицеллюлозы, а также в присутствии ингибиторов
(воски, смолы, дубильные соединения) медленно гумифицируются под
воздействием преимущественно грибной микрофлоры. При гумификации
среди образующихся органических соединений значительна роль неусредненных фульвокислот и низкомолекулярных уксусной, муравьиной и
других кислот, т.е. веществ, обладающих агрессивностью в отношении
большинства минералов почвы. Фильтрирующиеся из лесной подстилки органические кислоты в кислой среде разрушают первичные и вторичные минералы. В связи с этим подзолистый процесс часто называют
кислотным гидролизом. Продукты разрушения могут частично накапливать-
ся в нижележащей иллювиальной толще, формируя иллювиальный горизонт Вi, а также вымываться вертикальными токами воды или горизонтальной внутрипочвенной верховодкой. Промывной водный режим является важнейшим условием развития подзолистого процесса.
Элементарный подзолистый процесс необходимо отличать от
подзолистого общего почвообразовательного процесса, формирующего тип
подзолистых почв. В генезисе подзолов подзолистый процесс - ведущий, но
не единственный в общем комплексе явлений почвообразования. Со времен
В.В. Докучаева, утвердившего понятие подзол в научной терминологии,
формирование подзолистых почв рассматривалось по-разному. В то же время
теоретические положения различных авторов дополняли друг друга, с
115
большей достоверностью раскрывали возможные пути становления этих
почв.
Настоящие подзолистые почвы, такие как в таежном биоклиматическом поясе, на Северном Кавказе не наблюдаются. Однако в редких случаях в горных условиях, на границе лесного и субальпийского поясов, можно встретить почвы, близкие к подзолам. Они приурочены к кислым массивно-кристаллическим породам. Распространение их столь редкое, что они
даже не входят в общую классификацию почв.
На Северном Кавказе широко распространены почвы с генетическими
признаками подзолистого процесса. Это лесные почвы: серые, бурые,
желтоземы. Оподзоливание отражает соответствующие номенклатурные
подразделения классификации почв. Однако до настоящего времени наличие
подзолистого процесса в почвах Северного Кавказа считается дискуссионным. Оподзоливание предполагает наличие грубой лесной подстилки (гумус типа моор или модер) со значительным участием агрессивных фульвокислот, разрушающих минеральную часть почвы. В рассматриваемых нами почвах такая лесная подстилка непостоянна и практически отсутствует, а органическое вещество носит муллевыи характер. При
гумификации растительных остатков фульвокислоты оставляют существенную часть гумусовых веществ, но они большей частью усредняются, нейтрализуются катионами Fе+3, Са+2 и др., появляющимися в почвенных растворах при минерализации растительного опада и при временных глеевых процессах. В результате подзолистого процесса формируются кислые почвы, обедненные глинистыми частицами в верхних горизонтах,
сильно промытые. При сельскохозяйственном использовании нуждаются в
интенсивном окультуривании. В естественных условиях почвы незаменимы
для хвойных биогеоценозов.
116
2.15. ЛЕССИВАЖ
Лессиваж (иллимеризация) - почвообразовательтный процесс перемещения глинистых частиц без их разрушения под действием нисходящих вертикальных и боковых токов влаги.
Явление перемещения глинистых частиц в почвах открыто А.К. Георгиевским в конце XIX в. Позднее К.Д. Глинка (1924) в статье «Деградация
и подзолистый процесс» объяснил образование подзолистого горизонта
выносом солей гумуса и «тончайших суспензий» глины и гидратов окиси Ре.
Он считал, что подзолистый белесый горизонт — это тончайший кварцевый
песок, оставшийся на поверхности глинистых комочков после отмывания с
этих поверхностей тончайших глинистых и железистых частиц.
Аналогичных взглядов придерживался С.А. Захаров (1927), указывая
на возможность передвижения при подзолообразовании полуторных оксидов и тонких суспензий, содержащих в своем составе преимущественно
R2O3. В результате происходит обогащение верхнего горизонта SiO2, и
он приобретает подзолистый характер.
Высказанные К.Д. Глинкой и С.А. Захаровым представления о генетическом механизме обеднения верхних горизонтов почв илистыми частицами не получили в то время в нашей стране широкого распространения в
связи с господствующей теорией подзолообразовательного процесса А.А.
Роде. В 1951 г. Ф. Дюшофур предложил использовать термин лессиваж
(lessivage) для обозначения процесса формирования двучленного почвенного профиля у лесных почв путем перемещения илистых частиц в почвенной толще без их разрушения. Процессом лессиважа стали объяснять формирование в Западной Европе таких почв, как лессиве, парабуроземы, фальерде.
117
В 1958 г. В.М. Фридланд предложил заменить термин лессиваж
термином «иллимеризация» (обезыливание), так как первый в переводе
обозначает выщелачивание, т.е. вынос водно-растворимых солей. В.М.
Фридланд установил, что иллимеризация преобладает в почвах, относимых обычно к бурым лесным оподзоленным, коричневым оподзоленным, а
также в серых лесных и подзолисто-желтоземных почвах.
В классическом виде лессиваж – сбалансированный элювиальноиллювиальный процесс: вынос ила из элювиальной толщи соответствует его
накоплению в иллювиальных горизонтах. В этих горизонтах фиксируется
ориентированная глина, под которой понимаются глинистые частички, расположенные по направлению вертикальных ходов, пор, трещин.
В результате лессиважа в горизонтах обезыливания на поверхности
почвенных отдельностей появляется кремеземистая присыпка. Рыхлое
структурное сложение профиля и вертикальность почвенных токов влаги
способствуют глубокому обезыливанию почв. В лесных почвах Северного
Кавказа процесс иллимеризации происходит при подавленности иллювиальных явлений. Вынос ила не компенсируется его накоплением. Практически не улавливается транспортируемый материал, который можно было
бы сравнить по свойствам с илом разных горизонтов. Неблагоприятные физические характеристики горизонта В, материнской породы и расположение почв на склонах резко ослабевают вертикальные токи влаги. Преобладает горизонтальный внутрипочвенный сток. Это способствует локализации лессиважа в верхней части профиля, без захвата иллювиированием горизонтов АВ и В.
Важный признак лессирования - однородность валового состава
илистой фракции по профилю почвы: молекулярные отношения SiO2:Fe2O3 и
SiO2:Al2O3 характеризуются близкими величинами в элювиальных горизонтах и в материнской породе.
118
Для лесных почв отмечается более легкий гранулометрический состав
верхних горизонтов А1, А1А2 в сравнении с горизонтом В и материнской
породой. Это связано с выносом илистых частиц из верхней элювиальной
толщи. Типичные лессивированные почвы характерны для широколиственных
лесов суббореального пояса. По сравнении с подзолистыми почвами лессиваж
и широколиственный лес предопределяет менее кислые условия и более высокий уровень плодородия. Вся сельскохозяйственная культура Западной Европы, исключая ее южные районы специализировались на бурых лесных почвах
большей частью лессивированных. Однако, уровень естественного плодородия
лесссивированных почв для зерновых культур почти на 50% ниже черноземных почв. Зато почвы превосходны для плодовых деревьев, картофеля, табака,
эфирномасличных культур.
2.16. ГРАВИТАЦИЯ КАК УСЛОВИЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
И АНТИГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЧВАХ
Докучаевский системный подход к рассмотрению почвообразования предопределяет неразрывную материальную связь почвы с окружающей средой, с природными системами, во взаимодействии с которыми происходит возникновение и существование почвенного покрова Земли и его отдельных компонентов, представленных закономерной иерархией от географических почвенных зон и провинций до отдельной почвенной разновидности в конкретном биогеоценозе. Это принималось и
принимается всеми как парадигма. Однако, некоторые нюансы в трактовании системных взаимосвязей существуют до настоящего времени.
Все почвообразователи обычно называют факторами и условиями
почвообразования. Ни одна публикация о почвах географического плана
не обходится без их анализа, а схема «факторы почвообразвоания стрелка
119
процессы почвообразования стрелка почва» по Герасимову и Глазовской
стала классической.
Однако, до настоящего времени нет четкого подразделения на факторы и условия, и в публикациях разного уровня, и в почвенной номенклатуре. Даже в «Толковом словаре по почвоведению» (1975) факторы и
условия почвообразования рассматриваются как синонимы.
А.А. Роде (1977, 1984), анализируя концепцию В.В. Докучаева о
формировании почвенного покрова, подчеркивает разделение почвообразователей на факторы и условия почвообразования. Природные тела, с которыми почва взаимосвязана обменным веществом и энергией, предлагается называть факторами почвообразваония (материнская горная порода,
атмосфера, солнце и живое вещество). Условия же почвообразования - это
земное тяготение и рельеф.
Здесь необходимо отметить два положения:
разделение почвообразователей на факторы и условия
почвообразования;
выделение земного тяготения как одного из условий
почвообразования.
Концепция А.А. Роде должна стать основополагающей в генетическом почвоведении. Почва и окружающие ее факторы и условия воспринимаются как биогеоценологическое системное единство, целостность.
Необходимо четко воспринимать факторы как реальности, участвующие
вещественно и энергетически в процессах почвообразования. Условия же
предполагают ту или иную количественную неравноценность факторов
почвообразования в разных рельефных условиях при почти однозначности условий земного тяготения. К условиям почвообразования необходимо отнести и время почвообразования, возраст страны, региона, выра-
120
жаемый в абсолютных единицах на всех стадиях эволюции природных
систем.
Время и пространство - формы существования почв как материальных объектов в их развитии. Однако, время или возраст конкретных
почв - условие становления почвы до квазиравновесного состояния и в
зависимости от сочетания факторов почвообразования - условие длительности системного равновесия биогеоценоза и ландшафта.
А.А. Роде (1974) впервые констатирует: «Гравитационное поле
Земли создает постоянно действующее стремление всех составных частей
почвы к нисходящему передвижению». К сожалению, последующего анализа этого явления не последовало, кроме очень редких упоминаний, например, в учебнике «Почвоведение» (1988). Гравитационные силы в области почвоведения однозначно зафиксированы только при классификации форм воды, а именно - гравитационная влага. В тоже время физическая география изучает гравитационные процессы изменения земной поверхности под действием силы тяжести в связи со структурной организацией элигеосферы (биосферы) (Исаченко, 2004).
Вынос, перераспределение, дифференциация и скопление продуктов выветривания и почвообразования в ландшафтах и почвенных массах
обуславливают динамичную, но устойчиво-длительную форму существования почвенного покрова, что отмечалось В.А. Ковдой (1973) при анализе геохимии почвообразовательных процессов. И все это, несомненно,
происходит в условиях неизменчивого и постоянно действующего во
времени и пространстве земного тяготения.
Элювиирование и выщелачивание в их генетическом многообразии
(Вальков, 2005) - важнейшие и всеобщие явления почвообразования, обуславливаемые земным тяготением. Их глобальный характер подчеркивал
В.И. Вернадский (1983), указывая на почву как начальное звено миграции
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]