Лекции Почвоведение

изводственные особенности почв и способствовать рациональному их применению.

Основные типы почв представлены в руководстве «Классификация диагностика почв СССР»( 1977г). Основной таксонометрической единицей классификации почвенный тип. Тип почвы – это группа почв, сходными внутренними свойствами и внешним строением, сформировавшимися в однотипносопряженных биологических, климотических и гидрогиологических условиях и характеризуется ярким проявлением основного процесса почвообразования при возможном сочетании с другими процессами. Характерные черты почвенного типа определяется:

1.Однотипностью поступления органических веществ и процессов их разложения.

3.Однотипным характером миграции и аккумуляции.

4.Однотипным строением почвенного профиля.

5.Однотипной направленностью мероприятий на повышение плодородия.

В пределах типа выделяют более мелкие таксонометрические единицы подтип, род, вид разновидность, и разряд. Нисходящяя ветвь почвенной классификации называется систематикой почв.

Подтип почв выделяют в пределах типа по проявлению основного и налагающего процессов почвообразования.

Род определятся в пределах подтипа под влиянием комплекса местных условий.

Вид выделяют в пределах рода по степени развития почвообразовательных процессов.

Разновидность определяется по гранулометрическому составу. Разряд обуславливается генетическими свойствами почвообразующих пород.

Номенклатура почв в почвоведения это название почвы в соответствии с еѐ свойствами и классификационным положением. Закономерности географического распределения почв определяется определѐнным природных условий на земной поверхности.

Зоны выделяются с севера на юг в соответствии с биоклиматическими зонами.

Почвенная зонаэто территория одного или 2-х зональных почвенных типов и сопутствующих им интразональных и внутризональных почв. В пределах страны выделяются следующие почвенные зоны:

1.Зона тундр: арктические и тундровые почвы. 2.Таѐжнаялесная зона: подзолы болотные почвы.

3.Лесостепная зона: серые лесные почвы и оподзоленный чернозѐм. 4.Степь: чернозѐмы, обыкновенных и южных почв.

5.Сухостепная зона: каштановые почвы.

Почвенная подзола – это часть почвенной золы, характеризующаяся с преобладание определѐнного подтипа зональной почвы.

Внутри почвенной золы при движении с запада на восток изменяется биоклиматические условия, глубина промерзания, количество осадков, температура и влажность почв, поэтому выделяют почвенные фации и провинции.

31

Почвенная фация – это часть почвенной зоны существенно отличающаяся от других еѐ частей по тем кому режиму почвы и сезонному ходу увлажнения.

Почвенная провинция – та часть фации выделяемая по тем же признакам что фация, но при более дробном подходе.

При высоте над уровнем моря более 500м проявляется закон вертикальной зональности: зоны в горных районах более короткие. В пределах почвенной провинции неоднородность почвенного покрова определяется рельефом и почвообразующими породами на возвышенных формах рельефа залегают автоморфные почвы, в пониженных элементах рельефа полугидроморфные и гидроморфные.

Закономерная совокупность распределения почв на поверхности называется структурой почвенного покрова.

Группа почв, связанная между собой близостью расположения и общими генетическими признаками называется комплексами. Пятнистость – это неконтрастные почвенные покрытия.

Почвы таежно-лесной зоны.

1.Границы площади зоны.

2.Условия почвообразования.

По термоэнергитическому признаку почвы подразделяются на почвоклиматические пояса. К ним относятся: 1. Полярный пояс 2. Бореальный пояс 3. Арбореальный пояс 4. Субтропический пояс.

Таежные лесные зоны занимают большую часть бореального пояса. Она расположена в следующих почвенноклиматических зонах 1. Ев- ропейско-Западносибирская таежно-лесная континентальная 2. Вос- точно-Сибирская таежномерзлотная континентальная. 3. Дальневосточная таежно-лесная.

На севере Т.Л.З. соприкасается с тундрой, на юге с лесостепной зоной на западе по границе России. На востоке до Охотского и Японского морей. Площадь зоны 1150 млн. га. 64%-равнины 36%- горные районы.

Условия почвообразования.

1. Климат - умеренохолодный, в Восточной Сибири – резко континентальный, в Европейской умеренно холодный, на Дальнем

в Восточной Сибири, до +7.5 градусов на Дальнем Востоке. Осадки в год 350-700мм – в Европейской части, 350-600мм – в Восточной Сибири, 380-1000мм – на Дальнем Востоке. Водный режим – промывной, в Восточной Сибири – мерзлотный. Кувл.=1,1-1,3. В Восточной Сибири распространена сплошная и островная многолетняя мерзлота. В таких создаѐтся ТЛЗ.

2.Рельеф. В европейской части зона расположена в пределах русской равнины. Западно-Сибирская часть расположена в пределах западно-сибирской низменности. На Востоке от реки Енисей среднесибирское плоскогорье, центральноякутская низиенность, горные системы Восточной Сибири и Дальнего Востока. На Дальнем Востоке амурская низменность.

3.Почвообразующие породы. В Европейской части представлена ледниковыми и водноледниковыми отложениями. Основные породы: моренные отложения, покровные суглинки, лѐсовидные карбонатные суглинки. В Западной Сибири почвообразование породы и ледникового и водноледникового отложения. В северных

32

равнинах встречаются моренные пески, суглинки, супеси, лессовидные суглинки. В южных пылеватые – средние и тяжѐлые суглинки. В горных районах почвообразующие породы представлены элювием и делювием и на Дальнем Востоке древнеэллювиальными отложениями.

4.Растительность. Преобладающий тип растительности - таѐжные моховые и травянисто-кустарниковые леса, которые сменяются на юге лиственными и широколиственными лесами. Распространена луговая растительность, большие площади заняты болотами.

Ссевера на юг ТЛЗ подразделяются на 3 подзоны:

1.Подзона северной тайги. Почвенный покров образует зона глееподзолистых и подзолистых элювиально гумусовых почв.

2.Подзона средней тайги. Почвенный покров образует подзону подзолисты почв.

3.Подзона южной тайги. Почвенный покров образует подзону дерновоподзолисты почв.

Почвенные фракции ТЛЗ: 1. Теплая. 2. Умеренная. 3. Холодная. 4. Длительнолерзлотная. 5. Холодная влажная.

Основные процессы под воздействием которых возникает почвенный покров зоныэто дерновый подзолистый и болотный. Главныепочвозоны: Подзолистые, дерновые, болотные, мерзлотнотаежные.

Подзолистые почвы: Образуется в результате подзолистого процесса, который протекает под пологом хвойного таежного леса с моховым покрытием, отсутствие травянистой растительности и при промывном типе водного режима. Оподвойных растений поступает на поверхность почвы и разлагается под действием грибной микрофлоры с образованием большого количества фульвокислот и низкомолекулярных органических кислот. Оснований образуется очень мало, по этому кислоты нейтрализовать нечем и большая и часть растворяется в воде, взаимодействуя с минеральной частью почвы. Это приводит к разрушению минеральной части, а продукты разрушения при промывном водном режиме вымываются в нижние горизонты или за пределы почвенного профиля т.о. подзолистый процесс сопровождается разрушением за пределы почвенного профиля. Часть продуктов закрепляется в элювиальном горизонте, образуя новые минералы. В результате подзольного процесса поры песков подстилкой образуется подзольный горизонт, который обладает следующими признаками и свойствами: 1. Вследствие выноса железа и марганца и накопление остаточного кремнезема цвет от желто-бурого становится светлосерым, напоминающий цвет песной золы.

2.Горизонт обиден элементами питания. 3. Имеет кислую реакцию

исильную ненасыщенность основаниями. 4. Глинистых и суглинистых разновидностях он приобретает пластичную лестоватую структуру или становится бесструктурной.

Часть веществ, вынесенных из лесной подстилки и подзолистого горизонта закрепляется ниже его, образуя горизонт вмывания или иллювиальный горизонт. Он обогащен полуторфными окислами железа и марганца.

Суть подзолообразовательного процесса – это разрушение и вынос минеральных и органических соединений из верхней части почвенного профиля в нижний. В образовании подзолистых почв большую

33

роль играет процесс лессеважа. Почвенный профиль подзолистых почв резкодиференцирован на горизонты.

Профиль подзолистых почв.

А0 SiO2

А0А1 А2 А2В

ВAl2O3

СFe2O3

Ао – лесная подстилка АоА1 – слаборазвитый гумусовый горизонт.

А2 - подзолистый горизонт. А2В - переходный горизонт. В - элювиальный горизонт.

С – материнская порода.

Свойство почв: 1. Для механического состава характерна перераспределение по профилю глинистых частиц и полуторных окислах. 2. Слаборазвит или полностью отсутствует гумусовый горизонт. 3. Почвы бедны азотом и фосфором, типично повышенное содержание подвижного алюминия, железо, марганца. 4. Почвы характеризуются сильной кислотностью. 5. Среди обменных катионов мало кальция, магния, много водорода и алюминия, поэтому почвы не насыщены основаниями. 6. С низким естественным плодородием. 7. Для почв характерна не высокая емкость обмена, почвы в песчаных. 8. Почвы бесструктурно, их плотность увеличивается при переходе от верхних горизонтов к низним.

Дерновые почвы Образуется под луговой травянистой растительностью, на

горных породах. Дерновый процесс. Почвообразующий процесс, протекающий под воздействием травянистой растительности и приводящей к формированию почв с хорошо развитым гумусовым слоем называется дерновым процессом.

Особенность: накопление гумуса, питательных веществ и образование водопрочной структуры.

Суть дернового процесса: Травянистые растения и опад листьев богат основаниями, содержит много азота и разлагается бактериями. При разложении образуются гуминовые компоненты, которые при взаимодействии с минеральной частью почвы образуют гуматы кальция, которые в свою очередь склеивают механические элементы

вагрегате, но образуют водопрочные структуры.

Впрофиле дерновые почвы образуют следующие горизонты.

34

1.Хорошо выраженный гумусовый горизонт комковатозернистой структуры.

2.Высокое содержание гумуса (от 6 до 12 %)

3.Слабая выраженность оподзоленности

4.Преобладают гуминовые компоненты

7.Высокая емкость поглощения

8.Повышенный запас азота и зольных элементов питания.

Выделяют дерново-карбонатные почвы, дерновопочвы (много железа), дерново-клеевые почвы.

Дерново-подзолистые почвы.

Образуются при положении дернового процесса на подзолистый или при одновременном их протекании.

Образуется в хвойных лесах.

Суть процесса: при разложении травянистой растительности образуются гуминовые к-ты, выделяются основания, которые вместе образуют гуматы кальция. Они закрепляются в верхнем горизонте и вместе с дерновой растительностью образуют фульвок-ты. Фульвокты, проходя через почвенную толщу с атмосферными осадками способствуют разрушению и перемещению по профилю оснований простых солей, оксидов железа и алюминия, в результате чего профиль дер- ново-подзолистых почв резко дифференцирован на горизонты.

В дерново-подзолистых почвах выделяют следующие горизонты:

Свойства и признаки почв:

1.Содержание гумуса от 2 до 4,5 %

2.В составе гумуса преобладают фульвок-ты

35

3. В состав обменных катионов 4. Степень насыщенности оснований в горизонте А1- 70 %, А2

– меньше 50 %

5.Почва имеет кислую реакцию рН ≤ 3,5 – 5,5

6. Содержание азота от 0,03 до 0,2 % ; фосфора – 0 ,03 – 0,5 %; кальция – 1-2 %.

7.Почвы бесструктурные , легко подвержены эрозии.

8.Почва обладает плохими вводно-физическими свойствами.

Дерново – подзолистые почвы подразделяются:

1.На слабоподзолистые (горизонт А2 – выражен метками)

2.Средне подзолистые (горизонт А2 сплошной, белесый, комковатой структуры)

3.Сильноподзолистые (горизонт А2 интенсивно развит, сплошной, бесструктурный.

По глубине оподзоливания:

1.Поверхностно-подзолистые (от А0 до А2 < 5 см)

2.Мелкоподзолистые (от А0 до А2 5 – 20 см)

3.Среднеподзолистые (от А0 до А2 20 – 30 см

4.Глубокоподзолистые (от А0 до А2 > 30 см)

К мероприятиям по повышению плодородия дерново-подзолистых почв относятся:

1.Известкование

2.Создание мощного слоя (внесение органического удобре-

ния)

3.Посев многолетних трав, особенно бобовых

4.Очистка почв от камней

5.Осушение избыточно увлажненных почв

Болотные почвы

Площадь около 100 млн. га. В Западной Сибири более 21 млн. га формирования болотных почв связано с избыточным увлажнением, которое может быть вызвано поверхностными или грунтовыми водами. Болотные почвы формируются под воздействием двух процессов: торфообразования и оглиение, их часто объединяют в одно название болотный процесс.

Торфообразование – это накопление на поверхности почвы полуразложившихся растительных остатков, в результате замедленной их гумификации и минерализации в условиях избыточного увлажнения. Наиболее распространенные торфообразователи, из травянистых растений: осоха, хвощ и. т. д; из полукустарниковых: багульник, клюква, вереск, ива и.т.д. Особая роль принадлежит мхам и разнообразным почвенным микроорганизмам.

Торфообразные – биохимический процесс, в котором участвуют многочисленные микроорганизмы, выполняющие сложные функции по разложению и синтезу органического вещества, приводящие в конечном свете к образованию торфа болотных почв.

Оглиение – сложный биохимический восстановительный процесс, протекающий при переувлажнении почвы в условиях при непременном наличии органического вещества и при участии анаэробных микроорганизмов.

36

Под глеем понимают более плотную суглинистую породу серого цвета с зеленоватым оттенком, формирующуюся в условиях переувлажнения. В процессе оглиения главную роль играет превращение окиси железа в закись с последующим выщелачиванием. Переход окиси железа в закись происходит под влиянием разлагающихся органических веществ в условиях затрудненного доступа кислорода при участии анаэробных микроорганизмов. Это суть процесса оглиения.

Почвенные горизонты, в которых накапливаются минералы сизоватой или голубоватой окраски называются глеевыми. При непродолжительном увлажнении почвы сплошной горизонт может не образовываться, а в профиле могут накапливаться отдельные сизоватые или голубоватые пятна. Такие горизонты называются глееватыми. Процесс оглиения приводит к объединению почв азотом, фосфором и серой. Обычно глеевые горизонты содержат много токсических веществ для вредных (метан, сероводород, углерод).

Основные типы заболачивания:

1.Поверхностное заболачивание атмосферными водами;

2.Заболачивание пресными грунтовыми водами;

3.Заболачивание жесткими грунтовыми водами.

Строение почвенного профиля болотных почв

В зависимости от происхождения, условий залегания и характера растительности, болотные почвы подразделяются на два типа:

1.Болотные верховые почвы (Бвт)

2.Болотные низинные почвы

Болотные почвы по мощности торфяного слоя делятся на следующие виды: при торф. слое < 30 см – почвы называются торяни- сто-глеевыми, при Т от 30 – 50 см; почвы торфяно-глеевые, при Т > 50 см, почвы торфяники.

По степени разложения торфа почвы бывают торфяные, или степень разложения < 25 %, торфяные степень разложения 25-45 %

Состав и свойства болотных почв:

1. Содержание гумуса. Основная часть торфа представлена органическими соединениями, которые отличаются высоким содержанием целлюлозы, воска и смолы. Больше этих соединений в верховых почвах. Бтн – хорошо гумифицированы 40 – 50 %, гуминовые к-ты

3.Содержание азота Бтн – 3 – 4 %, Бтв – 1-2 %

4.Химический состав. Реакция рН в Бтн – 6 – 7,5; рН в Бтв – 3 – 4. Емкость поглощения 100-130 м-экв. 1100г. (ЕКО). Степень насыщенности (v) Бтн - v – 80-100 %; Бтв – 10 – 30 %

5.Физические и водные свойства

37

Торфы обладают слабой теплопроводностью, имеют не глубокое промерзание и очень медленно оттаивают. Сухой торф хорошо отсорбирует газы.

Использование торфов: после осушения болотные почвы используют под сельскохозяйственные угодия. В Европейской части под пашни, в Западной Сибири под сенокосы и пастбища. Торф используют как органическое удобрение (компостные ямы, в овощном хозяйстве – горшочки).

Серые лесные почвы лесостепной зоны.

Площадь 50 млн. га, протянулись сплошной полосой от западных границ России до Енисея. Восточнее Енисея встречается отдельными массивами.

Условия почвообразования.

1. Климат. Особенность климата – примерно равное соотношение осадков и испаряемости. Кув = 1. Водный режим периодически промывной. Среднегодовое количество осадков в Европейской части

– 500 мм в год. В Забайкалье – 300 мм в год. Среднегодовая температура в Европейской части + 70С, в Восточной Сибири – 4,50С. Продолжительность периода с температурой +50С в Европейской части 250 дней, в Забайкалье – 180 дней.

2. Рельеф и почвообразование породы. В Европейской части рельеф волнистый, сильно и глубоко расчленен эрозией. Почвообра-

Восточная часть более расчлена и дрепирована. Почвообразование породы – четвертичные лессавидные суглинки и глины.

3. Растительность. Представлена травянистыми лесами, чередующимися с луговыми степями. В Европейской части дубовый лес с примесью липы, клена, ясеня. Западная Сибирь – березовые леса с примесью осины. восточная Сибирь - березы и осины с примесью ели. Для зоны характерен сложный почвенный покров: дерновоподзолистые почвы, подзолистые, луговые черноземы, встречаются болотные почвы. В Западной Сибири солонцы, солопчаки и солоди. По морфологическим признакам и средствам серые лесные почвы занимают промежуточное положение между дерново-подзолистыми почвами и черноземами. Они характеризуются большой гумифицированностью.

4. Генезис серых лесных почв сформировался под богатой растительностью широколиственных лесов с подлесками и кустарниками.

В формировании почв участвуют два процесса: дерновый и подзолистый, ежедневно в почву поступает от 70 – 80 ц/га опара, богатого азотом и основаниями благоприятный водный и тепловой режим, богатая растительность способствует образованию сложных

38

гумусовых веществ с большим содержанием гуминовых кислот. Значительная часть этих кислот нейтрализуется основаниями опара, поэтому процесс разрушения почвенных минералов выражен слабо. Это способствует накоплению значительного количества гумуса в серых лесных почвах.

Строение почвенного профиля.

Сбелесыми присыпками и примазками)

С– материнская порода содержит карбонаты кальция.

В зависимости от интенсивности гумусирования и развития признаков оподзоливания тип серых лесных почв подразделяется на

3подтипа:

1.Светло – серые С1

2.Серые С2

3.Темно - серые С3

1.С1 Светло-серые лесные почвы. Характеризуются наибольшей оподзоленностью и малой мощностью гумусового горизонта. По морфологическим признакам близки к дерново – подзолистым почвам.

А1 – небольшой мощности (15 – 20 см, в Сибири 7 – 12 см.),светло – серый, неравномерноокрашенный, комковато ореховой структуры, иногда комковато-пластиковой структуры.

А1А2 – имеет белесоватый оттенок, чешуйчатую пластинчатую или плитчато-ореховатую структуру с обильной присыпкой кромпезина.

А2В – характеризуется плитчато – ореховатая или ореховатой структурой с белесой присыпкой

В – с заметной присыпкой и буровато коричневыми признаками по граням структуры.

С – встречаются карбонаты в виде журавчиков или известковых трубочек и прожилок.

2.С2 Серые лесные почвы. Характеризуются развитием гумусовым горизонтом

А1 – мощность 25 – 30 см имеет ореховатую структуру и рав- номерно-серую окраску

А1 А2 – интенсивно окрашен гумусом, структура ореховатая, белесых пересыпок нет

А2В – может отсутствовать, если присутствует , то коричневато – серого цвета с хорошо выраженной ореховатой структурой и присыпкой

39

В – то же, что А2В

3.Темно – серые лесные почвы. Это самые лучшие почвы. По морфологическим признакам очень близки к черноземам, хорошо развит гумусовый слой.

А1 – более мощный, больше 35 см, хорошо покрашен гумусом, структура комковатая или орехово – комковатая

А1 А2 – часто отсутствует А2В – интенсивно прокрашен гумусом, имеет комковато – оре-

ховатую структуру В – темно бурой окраски, с ореховато призматической струк-

турой и белесой присыпкой. На глубине 130 – 150 см. встречаются карбонаты кальция.

Серые лесные почвы делятся на следующие лоды:

1.Обычные

2.Остаточно – карбонатные

3.Со вторым гумусовым горизонтом

4.Аглеенные

5.Осолоделые

На виды серые лесные почвы делятся по мощности гумусового слоя (А1 + А1А2)

1.Мощные (больше 40 см)

2.Средне мощные (20 – 40 см)

3.Маломощные (меньше 20 см) По глубине вскипания:

1.Высоко вскипающие (выше 100 см)

2.Глубоко вскипающие (глубже 100 см)

Свойства серых лесных почв Гранулометрический состав. Характерно не равномерное рас-

пределение по профилю, много в горизонте В, там же больше полуторных оксидов (Al2 O3 Fe2 O3 ). В горизонте отмечается развитие процесса очищения.

Минеральный состав. Представлен соединениями, глинистыми минералами, гидрослюдой и.т.д.

Химический состав и физико-химические свойства.

Содержание гумуса С1 – 1,5 – 4 %, С2 – 3,5 – 8 %, С3 – 4 –

9 %

Качество гумуса

Физические и вводно-физические свойства. Плотность твердой фазы увеличивается по профилю вниз. Общая поверхность в верхних горизонтах – 40 – 60 %. С1 – плохая водопроницаемость С2, С3 – большая влагоемкость и большое содержание доступной вгаги. Все почвы слабооструктурены, поэтому образуют корку после полива.

Тепловой режим. В Европейской части благоприятный: почвы с апреля – декабрь имеют положительную температуру, замерзают на глубину 70 см. В Западной и Средней Сибири почвы промерзают на 1,5 – 2 м. В Забайкалье – 3,5 – 4 м.

Использование серых лесных почв.

40