Вальков - Почвоведение

Часть III. Классиф икация, геогрАфия, свойства и использование почв

тельность значительно варьирует в различных географических зонах. С наступлением сухого сезона большинство деревьев и кустов сбра­ сывают свою листву, наземные части трав высыхают. Устанавливает­ ся жаркая погода, нередко еще более жаркая, чем во влажный сезон, так как тепло теперь не тратится на испарение воды.

С наступлением влажного сезона происходит быстрое нарастание растительной массы, накапливающейся за один сезон на гектаре до 12—30 т/га. Пробуждение трав происходит очень быстро: достаточ­ но одного обильного дождя, чтобы распустились почки, появились ростки, которые скоро достигают значительной мощности. В процессе филогенетического развития организмы приобрели такие наследствен­ ные способности, которые позволяют им быстро расти, с первых же часов интенсивно используя питательные вещества почвы, накопив­ шиеся там в удобоусвояемом виде за сухой промежуток времени. Са­ ванны — идеальная среда для травоядных животных. Чрезвычайно разнообразна фауна членистоногих.

На всех континентах тропического пояса в саваннах встречаются два типа выветривания и почвообразования:

1.Красные саванны с ферраллитным типом как зональные гео­ графические образования, формирование которых связано с меняющейся биоклиматической обстановкой.

2.Черные саванны с сиаллитным типом выветривания, с полным отсутствием ферраллитных явлений, несмотря на формирова­ ние их в тропических условиях. Особые условия геоморфоло­ гии территорий позволяет отнести эти саванны к азональным образованиям.

Основные типы саванного почвообразования показаны на рис. 15. Среди саванн с ферраллитным типом выветривания встречаются

весьма разнообразные почвы. Главные из них:

•Красные ферраллитные почвы высокотравных саванн и ли­ стопадных лесов. Сухой сезон обычно имеет продолжитель­ ность 3—4 месяца при общем годовом количестве осадков 1300—

2000 мм;

•Красно-бурые и красно-коричневые почвы сухих саванн с су­ хим сезоном около 6 месяцев при количестве выпавших осад­ ков 800—1300 мм;

•Красновато-бурые почвы опустыненных саванн с сухим сезо­ ном 8—10 месяцев и количеством осадков менее 600—800 мм.

В условиях переменного увлажнения при фераллитном типе выветривания широко распространено образование в почвах латеритов или железисто-алюминиево-кварцевых каменистых конкреций, слоев (панцирей), которые в значительной степени снижают агрономиче­ ское плодородие почв.

Сиаллитной тип выветривания без признаков фераллитизации ха­ рактерен для преимущественно сухих саванн с особыми геоморфоло­ гическими условиями. Эти условия заключаются в следующем: рав­ нинные территории с мощной толщей четвертичных, преимуществен­ но аллювиальных (древнеаллювиальных) глинистых слабопроница­ емых отложений. Почвы, формирующиеся в этих условиях, имеют черную окраску.

3.7.3. Ч ерны е сл и ты е п о ч в ы

В тропических странах с муссонным климатом, когда периоды проливных дождей сменяются месяцами изнуряющей жары и засу­ хи, азонально распространены оригинальные ландшафты — саванны на черных почвах. Это громадные площади равнин на Африкан­ ском континенте, на полуострове Индостан, на западе Австралии, на острове Куба и т. д.

Оригинальность черных саванн в их особых почвах, имеющих глобальное распространение, далеко переходящее пределы тропиче­ ского пояса. Их можно назвать космополитами, так как они встре­ чаются в разных зонах Земли. Однако повсюду они имеют сходное строение и для всех них характерно явление слитости и черный цвет профиля (рис. 16). Проявление слитости можно встретить в почвах широкого диапазона биоклиматических условий. Слитые почвы мо­ гут встречаться в суббореальном, субтропическом и тропическом по­ ясах, на всех континентах Земли, исключая, конечно, Антарктиду. Они отмечены в на Балканах, в Индии, в ряде районов Америки и Африки, а на территории СНГ — в долинах рек Дона, Волги, Куба­ ни, Урала, в Молдавии, Грузии, Азербайджане, на Северном Кавка­ зе. Их названия очень разнообразны: слитоземы, смольницы, черные хлопковые почвы, регуры, грумосоли, бадоп, тирсы, слитые черно­ земы и т. д. В разных странах эти почвы называли по-своему, хотя все они однотипны по своему строению и свойствам. Сейчас ши­ роко используется международный термин «вертисоли* (vertisols).

Основной почвообразовательный процесс, формирующий вертисоли, называют слитогенезом.

Для формирования слитоземов обязательны три условия:

1. Контрастный водный режим, резкие колебания от переувлаж­ нения к иссушению, что ведет к перестройке минеральной ча­ сти, появлению высокой способности к набуханию и усадке.

2.Слитогенез происходит в условиях равнинного рельефа, когда не обеспечивается поверхностный сток избыточной влаги, это одно из условий формирования переувлажнения, которое при склоновом рельефе возникнуть не может.

3.Почвообразование протекает на древнеаллювиальных и делю­ виальных глинистых отложениях. Существует понятие гра­ нулометрического барьера. Это содержание физической гли­ ны в количестве 62 и ила — 39%. При меньшем количестве указанных гранулометрических фракций развитие слитогенеза маловероятно. Это обеспечивает незначительную водопрони­ цаемость почвы и подпочвы и способствует переувлажнению. На водопроницаемых материнских породах в условиях тро­ пиков формируются в аналогичных климатических условиях красно-бурые саванные почвы, а в субтропиках — коричневые почвы сухих травянистых лесов и руброземы типа аргентин­

ской пампы.

Для тропических слитоземов саванн, а также для подобных почв в суббореальном и субтропическом биоклиматических пояса Земли едины процессы их формирования.

1. Образование и накопление фульватно-гуматного гумуса из остатков травянистой растительности, представленной луговыми сте­ пями или высокотравными саваннами. Богатство трав белками и золь­ ными элементами определяет однотипную экологическую специфику биологического круговорота, несмотря на широкое видовое разноо­ бразие фито- и зооценозов в различных странах Земли. Однотипные циклы развития и роста с преобладанием фитомассы корневых систем обеспечивают регулярность поступления растительных остатков в био­ логические процессы их преобразования, в т.ч. и гумификации.

2. Слитогенез минеральной массы с образованием глинистых мине­ ралов монтмориллонитовой группы. Возникающие свойства слитости: бесструктурность, сплошность (слитость) почвенной массы, интенсив­ ная сезонная динамика плотности почвы, определяемая явлениями

набухания и усадки глинистых минералов, высокое содержание не­ доступной растениям почвенной влаги. Со слитогенезом связан ин­ тенсивно черный, «антрацитовый» цвет гумусовых горизонтов. Это обусловлено прочным связыванием гуминовых кислот с гинистыми минералами в органо-минеральные комплексы. Для всех слитоземов парадоксальна черная окраска при малом содержании органическо­ го вещества (3—5%). Слитогенезу подвергается толща почвы от 30 до 120 см.

3.Дерновый процесс происходит под воздействием травянистой растительности. Если объем фитомассы трав на 80—90% состоит из корневых систем, то масса этих корней на 80—90% сосредоточена в верхнем 30-сантиметровом слое. Велика их структурообразующая и разрыхляющая роль. Структурные агрегаты зернистые, комковато­ зернистые и отчасти ореховатые. Этот же горизонт почвы является сосредоточием биологических процессов, зооценозов и микробоценозов. В сущности, плодородие слитоземов определяется именно свой­ ствами горизонта А, а слитогенетическая толща, залегающая ниже его, лишь слабо и не всегда обеспечивает функционирование агроценозов

иестественных фитоценозов.

4.Для слитых почв характерно явление педотурбации. Педотур­ бация —механический процесс внутрипрофильного перемещения по­ чвенной массы, при котором происходит перемешивание веществ в почве. В конце сухого сезона мелкоземлистая почва поверхностного горизонта по глубоким трещинам осыпается в нижнюю часть профи­ ля. При увлажнении и набухании почвы происходят горизонтальные

ивертикальные движения почвенных блоков. Чаще всего они под­ нимаются вверх под воздействием набухающего осыпавшегося мате­ риала. Ежегодные многовековые явления этих смещений приводят к формированию профиля, слабодифференцированного на горизонты.

Всвязи с этим все слитоземы от тропиков до наших умеренных ши­ рот имеют однородное и очень простое строение. Выделяется верхний перегнойно-аккумулятивный, оструктуренный горизонт А и однород­ ный слитой горизонт В.

5.Выщелачивание растворимых солей за пределы гумусовых гори­ зонтов при замедленном промывном водном режиме с формированием карбонатного горизонта ССа с новообразованиями СаСОэ.

Все слитоземы однотипны по своему плодородию. При высоких по­ казателях потенциального плодородия их эффективность для многих

сельскохозяйственных растений оставляет желать лучшего. Это свя­ зано с неблагоприятными физическими и водными свойствами. Зна чительные запасы питательных веществ не доступны растениям, так как прочно связаны с почвенными коллоидами. Из-за этого же вы сока влажность завядания растений. Корни большинства растений с трудом проникают в слитой горизонт, который к тому же являет­ ся водоупором и вызывает во влажные периоды года переувлажне­ ние корнеобитаемой толщи, что провоцирует вымочки сельскохозяй­ ственных растений. И наконец, все слитоземы неблагоприятны для многолетних растений. На них практически не культивируются сады, виноградники, цитрусовые и другие субтропические и тропические плодовые, сахарный тростник и т. д.; корневые системы этих расте­ ний не выдерживают физических перегрузок при изменении объема почвенной массы. Однако на слитоземах хорошо растут и плодоно­ сят кукуруза, табак, кормовые травы и растения с коротким вегета­ ционным периодом.

Саванны на черных слитых почвах всегда были благодатными естественными пастбищами для многочисленных травоядных живот­ ных в Евразии, Африке, Австралии, Центральной и Южной Амери­ ке. Вовлечение этих территорий в сельскохозяйственный оборот в первую очередь было связано с пастбищным скотоводством, и эта от­ расль сельского хозяйства сохранилась и сейчас. Однако соотноше­ ние между естественными природными ландшафтами, сельскохозяй­ ственными пастбищами и пахотными угодьями изменяется в широких пределах. Характерна общая тенденция: сокращение естественных и культурных пастбищ и расширение распаханных территорий. Этому способствует высокий уровень потенциального плодородия вертисолей для сельскохозяйственных растений. По индексу плодородия их можно считать лучшими в условиях тропиков: все равно, что черно­ земы в наших умеренных широтах.

Травянистый покров черных саванн практически не сохранился на территории Индостана. Все они здесь распаханы и успешно ис­ пользуются под посевы хлопчатника, клещевины и других культур. В Индии почвы этих саванн называются черными хлопковыми по­ чвами (регуры).

На Африканском континенте, наоборот, площади пашни на слито­ земах незначительны, а громадные территории черных саванн вклю­ чены в заповедники и национальные парки. В Австралии продолжает

сохраняться тенденция использования вертисолей как пастбищных угодий. На Кубе саванны с черными слитыми почвами преимуще­ ственно заняты пастбищами. Основная сельскохозяйственная куль­ тура страны — сахарный тростник — размещается, прежде всего, на красно-коричневых почвах саванн.

3.7.4 . О с о б е н н о с т и ра стен и ево д ства в т р о п и к а х

Особенности тропического растениеводства обусловливаются ин­ тенсивностью инсоляции, высокой температурой. В тропиках день длится 12 часов круглый год, с 6 утра до 6 вечера. С условиями та­ кого светового режима возникают трудности при выращивании расте­ ний умеренных широт. В первую очередь, это касается овощей. Если обыкновенный салат и редис легко приспосабливаются к новым усло­ виям, то другие овощи не всегда хорошо произрастают.

К 12-часовому световому режиму приспособились все тропические растения, но к интенсивности инсоляции большинство молодых рас­ тений не может адаптироваться и их приходится защищать путем ис­ кусственного затенения. В противном случае растения часто гибнут от ожогов. Если культивируемые сейчас кофейное дерево или дерево какао в диком состоянии произрастали в полутени великанов тропи­ ческого леса, то при устройстве плантаций этих культур для них соз­ дается искусственное затемнение быстрорастущими деревьями.

Второе ограничение для культур умеренных и даже субтропиче­ ских широт — постоянно высокие температуры периода вегета­ ции, порядка 28—33 °С. В этих условиях многие растения субтропи­ ческого пояса находят благоприятную среду в горных условиях, выше 1400—1500 м (хинное дерево, аравийское кофейное дерево, чайный куст, цитрусовые, пшеница, ячмень, кукуруза и др.).

И, наконец, ограничением является отсутствие периода холод­ ного покоя, столь необходимого для многолетних растений. Поэтому в тропиках не могут произрастать виноград, яблоня, груша, слива, вишня, черешня, алыча и др. Эти плоды для тропических стран яв­ ляются экзотическими.

Приведем группировку тропических растений по их экологиче­ ским требованиям.

1.Культуры экваториального климата, которые требуют много влаги и плохо переносят сухой сезон, длящийся более 3 меся­

цев: масличная пальма, каучуковое дерево, кофейное дерево, дерево какао, маниок, ямс и таро, дынное дерево (папайа).

2.Культуры более приспособленные к тропическому климату с хорошо выраженным сухим сезоном или же требующие таких условий для сбора урожая: хлопчатник, табак, сорго, кунжут.

3.Культуры, которые произрастают или плодоносят лучше всего в горных условиях: картофель, чай, хинное дерево.

4.Культуры, хорошо произрастающие как на экваторе, так и в условиях продолжительного сухого сезона: арахис, бананы, сладкий картофель, рис, не требующий орошения.

5.Культуры, для которых необходимо или желательно орошение: рис, требующий затопления, сахарный тростник.

Краеугольным камнем успеха земледелия в тропиках являются два фактора — вода и гумус. Тропические растения в связи с высокими температурами потребляют громадное количество влаги. Даже коли­ чество осадков около 1000 мм характеризуют климат как засушливый. Органическое вещество интенсивно минерализуется в связи с ультра высокой биологической активностью почв. Все тропические почвы по своей естественной природе малогумусные. Открытые пахотные зем­ ли в условиях интенсивной минерализации и дефиците поступления новых органических веществ энергично теряют гумус и азот.

3.8. ЗАСОЛЕННЫЕ ПОЧВЬ|

3 .8 .1. С о л о н ч а к и f t .........................

Засоленными называются почвы, содержащие в своем профиле легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных рас­ тений количествах. Они широко распространены и зонах сухих и пу­ стынных степей, в пустынной зоне, встречаются также в степной и лесостепной зонах.

Засоленные почвы с древних времен привлекали внимание. Рим­ ский поэт Вергилий писал:

Почва соленая есть, она называется «горькой». Нехороша для хлебов.

Она не смягчается вспашкой. Качество лозы теряют на ней, плоды же названье.

Легкорастворимые соли, угнетающие и вызывающие гибель рас­ тений, разделяются на группы.

Вредные легкорастворимые нейтральные соли не буферны, име­ ют pH чистых растворов 5,5—6,7. Эти соли дают легко возникающие осмотически и токсически опасные концентрации для растений. В группу нейтральных легкорастворимых солей входят хлориды: NaCI (галит), MgCl2*6H20 (бишофит), СаС12*6Н20 (гидрофилит). Бишофит и гидрофилит очень гигроскопичны и образуют мокрые солонча­ ки. К нейтральным вредным легкорастворимым солям относятся так­ же следующие сульфаты: Na2S 0 4*10H20 (мирабилит), Na2S 0 4-7H20 (тэнардрит), MgS04-7H20 (эпсамит). Сульфаты легко теряют кри­ сталлизационную воду, дают пухлые солончаки, менее токсичны, чем хлориды. Сульфаты могут образовывать двойные соли, часто встре­ чающиеся в пустынных областях: Na2S 0 4*2CaS04*2H20 (левеит), Na2S 0 4*2CaS04 (глауберит).

Вредныелегкорастворимыещелочныесоли способны повысить pH почвы до величин, угнетающих растения. Широко распространены в