Предмет, задачи и цели почвоведения

  Песчаные  территории представляют собой ценные пастбища и являются базой развития животноводства, в особенности для разведения мясошерстных и каракулевых овец, а также верблюдов. Однако пески при неправильном их использовании превращаются в подвижные и, засыпая плодородные земли, дороги, населенные пункты, могут наносить большой ущерб народному хозяйству.

  Климат  и характер растительности песчаных областей определяются прежде всего зональными условиями. Наиболее суров климат в жарких и сухих пустынях Средней Азии и более благоприятен в лесостепной и степной зонах европейской части СССР.

В песчаных областях сухостепной и полупустынной  зон при глубоком залегании грунтовых  вод и в зависимости от стадии зарастания песков произрастают кияк, кумарчик, вайда верблюдка, полынь песчаная, джузгун, тамарикс, ракитник. В пустынной зоне в состав растительного покрова входят илак, селин, кумарчик, а из древесно-кустарни-ковых пород — саксаул, песчаная акация.

Специфическое свойство песков – их подвижность  – способность песчаных частиц перемещаться под действием ветра. С поселением растительности на песках прекращается их передвижение и начинается процесс почвообразования, основными чертами которого являются обогащение верхнего горизонта гумусом, пылеватыми и илистыми частицами и постепенное его уплотнение. В результате возрастают запас питательных веществ и емкость поглощения, но заметно ухудшаются водные свойства и уменьшается содержание влаги в нижних слоях песчаной толщи. Поселение коренной растительности приводит к превращению песков в песчаные почвы. При близком залегании грунтовых вод формируются глееватые и глеевые песчаные почвы, которые в полупустыне и пустыне часто бывают засоленными.

  Пески и песчаные почвы в различной  стадии закрепления растительностью и развития почвообразования подразделяются на слабогумусированные, или полузадернованные, и глубокогумусированные, или задернованные. Развитие зональной растительности ведет уже к формированию профиля зональной почвы (каштановой, бурой пустынно-степной).

  Почвообразовательному процессу на песках также свойственны некоторые черты зональности. Так, в лесостепной и черноземной зонах в условиях более благоприятного климата задернение может происходить более интенсивно, поэтому здесь выделяют так называемые серые пески (серопески), отличающиеся более высокой гумусированностью по сравнению с песчаными почвами пустынь и полупустынь.

Весьма  специфичными образованиями являются песчаные почвы пустынь. Им свойственны следующие особенности: малогумусность (<0,5 %); заметное обогащение пылеватыми частицами; хорошая водо- и воздухопроницаемость и слабая капиллярность; интенсивная минерализация органического вещества; низкая емкость поглощения. Максимум гумуса содержится на глубине 5-15 см, т.к. самый верхний слой часто обновляется из-за наноса свежего песка. 

Черные  монтмориллонитовые почвы (слитоземы). 

  Черные  монтмориллонитовые слитые почвы (слитоземы) переменно влажных субтропических и тропических областей. Это своеобразные, темноцветные почвы тяжелого механического состава, серого, темно-серого или коричневатого цвета и очень однородной окраски, проникающей на большую глубину, низким содержанием гумуса и нейтральной или щелочной реакцией. В сухое время года они покрываются сетью глубоких (до 100 см  и более) и широких (2—3 см) трещин, заплывающих в дождливые периоды года.

    В почвах под воздействием   слабоминерализованных   гидрокарбонатных вод в условиях периодической смены окислительного и восстановительного режимов происходит периодическое восстановление железа, вхождение его в кристаллическую решетку минералов группы иллита и переходом иллита в вермикулит-монтмориллонитовые минералы серо-оливкового цвета, т. е. происходит «оливизация».

  Оливизация  сопровождается существенными изменениями  физических свойств почв. Удаление пленок гидроокислов железа с поверхности глинистых минералов (за счет вступления железа в кристаллическую решетку) понижает прочность структурных от-дельностей, облегчает их деформацию. Образование минералов, вермикулит-монтмориллонитового состава приводит к увеличению объема массы почвы и очень сильному возрастанию способности набухать при увлажнении.

  В почвах, содержащих большое количество монтмориллонито-вого материала, возникает сильное внутрипочвенное давление, вызывающее разрушение структурных отдельностей, деформацию почвенной массы, скольжение пластичных глинистых масс относительно друг друга и выпирание их к поверхности. В результате появляются глянцевитые зеркальные плоскости скольжения с наклоном по отношению к поверхности почвы 45° Давление и внутрипочвенное скольжение обусловливают очень плотную упаковку почвенных частиц и расслоение почвенной толщи на крупные чечевицеобразные отдельности.

  В сухие периоды года объем почвенной  массы уменьшается и почвы разбиваются глубокими (до 150 см) и широкими (в верхней части 2—3 см) трещинами. Сеть трещин разбивает поверхность почв на полигоны. В трещины в начале дождливого периода или периода поверхностного затопления почв смывается материал с поверхности почв. По мере увлажнения и набухания почв трещины 'закрываются, а намытый в них материал оказывается включенным в глубокие горизонты почв, где подвергается уплотнению и перемешиванию. При последующем иссушений почв трещины образуются на новом месте. В результате происходит периодическое перемешивание всей почвенной массы на глубину проникновения трещин. Этим объясняется недифференцированность верхней части профиля почв, глубокое и равномерное прокрашивание почвенной массы в темно-серый, коричневато-оливковый или черный цвета на глубину распространения трещин, наличие в бескарбонатной глинистой массе рассеянных известковых конкреций, перемещенных механически из верхней части карбонатного горизонта, начинающегося у нижней границы распространения трещин.

  Слитоземы, несмотря на их темную окраску, содержат очень мало гумуса — 0,5—1,5%, только в субтропических слитоземах — смолницах и тирсах— гумуса до 4,0 %.

  Причины темной окраски слитоземов объясняют  по-разному. Корнблюм считал ее следствием оливизации. Высказывались предположения, что темный цвет этих почв обязан магнетиту, марганцу и титану. Многие видят причину темной окраски слитоземов в особом составе гумуса и высокой степени его дисперсности. 
   Структуру профиля слитоземов в общем для всего семейства виде можно представить следующей системой горизонтов.

  Amh — гумусово-монтмориллонитовый горизонт серого, темно- серого или коричневатого цвета, комковато-зернистой структуры, в сухом состоянии разбит трещинами. Мощность горизонта. 15—20 см. 

 ^: А _m —метаморфический слитный гумусово-монтмориллонитовый горизонт с ясно выраженными зеркалами скольжения, с глыбисто-крупночешуйчатой структурой, темно-серого, серого, коричневого цвета. Карбонаты рассеяны по профилю в форме плотных конкреций, имеющих с поверхности черный цвет. Мощность горизонта 100—150 см.

  В _mСа — монтмориллонитовый метаморфический карбонатный горизонт с новообразованиями карбонатов в виде мучнистых стяжаний и плотных конкреций. Мощность горизонта 40—60 см/, цвет желтовато-бурый.

  С _m са — почвробразующая порода — монтмориллонитовая глина или монтмориллонитовая кора выветривания массивных пород.

Для слитоземов характерно:

1. Низкое содержание гумуса (0,5—3,0%) по всему профилю (до глубины 100—180 см) и слабое его убывание с глубиной; преобладание в составе гумуса в верхней части профиля гуминовых кислот, а на всем протяжении профиля — гуминов.

2. Тяжелый механический состав при содержании илистых частиц не менее 40% (обычно 60—70%) с преобладанием в составе ила минералов монтмориллонитовой группы.

3. Щелочная реакция (рН 7,5—8,0 и более)   на протяжении большей части профиля. -
4. Высокая емкость поглощения, преобладание в составе поглощенных оснований кальция при значительном количестве магния.

  5. Максимум карбонатов (если они есть) приурочен к нижней части профиля.

    6. В солонцеватых слитоземах обычно наличие щелочности от . бикарбонатов щелочей.

  Большинство тропических слитоземов, несмотря на низкое содержание гумуса, тяжелый механический состав и склонность к образованию трещин, — наиболее плодородные -почвы тропиков. Они содержат достаточное количество оснований, фосфора, многие из них богаты марганцем. Слитоземы бедны азотом, поэтому они отзывчивы на внесение азотных удобрений. Эти почвы используются в земледелии в значительно большей степени, чем остальные почвы тропиков. На них выращивают пшеницу, ячмень и другие культурные злаки, но особенно часто их используют под культуру хлопчатника.

Субтропические  слитоземы (смолницы, тирсы, почвы адоб и др.) также широко используются в сельском хозяйстве. Они содержат несколько больше гумуса (3—4%) и азота, чем тропические слитоземы. Эти различия, по-видимому, связаны не с количеством поступающих органических веществ, так как и тропические, и субтропические слитоземы приурочены к областям распространения сухих ксерофитных лесов, ксерофитных кустарников и сухих саванн, поставляющих примерно одинаковое количество органических остатков, а с различиями в водно-тепловом режиме и скорости минерализации гумуса. 

Красные, красно-желтые и желтые  почвы. 

  Распространены в тропических и экваториальных областях под влажными тропическими и экваториальными лесами. Они обладают общими чертами, позволяющими объединить их в семейство фульватно-ферралитных почв. В экваториальном поясе желтые и красно-желтые, ферраллитные почвы широко распространены в Южной Америке, Африке, на полуострове Малакка, на Новой Гвинее. В Южной Америке широтно вытянутая зона желтых и красно-желтых ферраллитных почв протягивается через весь континент: от Анд до Атлантического побережья. Она охватывает всю Амазонскую низменность, Гвианское нагорье и северную часть Бразильского нагорья. В Африке зона желтых и красно-желтых ферраллитных почв охватывает конго-гвинейскую почвенную область (впадина Конго и примыкающие с севера части плато Азанде, массив Камерун и побережье Гвинейского залива). Границы ее проходят почти симметрично по 5—8° северной и южной широты.

  Для образования фульватно-ферраллитных почв влажных субтропических, тропических  и экваториальных лесов   необходимы:

1. Влажный теплый или жаркий климат, при котором   коэффициенты увлажнения  7—8 месяцев  в году равны   1—2,0, а в остальные не опускаются ниже 0,6 и температуры почвы большую часть года или в течение всего года превышают 20° С, а в субтропиках в зимнее месяцы не опускаются ниже 8—10° С.
2. Почвообразующие породы - продукты выветривания ферраллитного состава, бедные основаниями, богатые полуторными окислами, и с глинными минералами каолинитовой группы.
3. Лесная растительность, большая емкость   биологического круговорота веществ и обильный ежегодный опад. Положение в рельефе, обеспечивающее свободный, дренаж —вынос подвижных продуктов выветривания (оснований и части кремнезема) и исключающее развитие сильной эрозии.
4. Возраст рельефа, достаточный для образования ферраллитных продуктов выветривания.

  Ферраллитизация — стадия выветривания массивных пород или наносов, сопровождающаяся распадом большей части первичных минералов (за исключением кварца), и образованием вторичных минералов группы каолинита и галуазита. Выветривание идет в условиях свободного дренажа, поэтому подвижные продукты разрушения первичных и вторичных минералов — Са, Mg, К, Na и значительная часть SiO₂ выносятся из выветривающейся толщи.

  Под пологом субтропических и тропических  влажных лесов с густой и разветвленной корневой системой, большим опадом, разнообразной почвенной мезофауной, среди которой особенно обильны различные виды термитов, почвообразованием захватывается значительная толща породы.

  В почвы поступает большое количество органических остатков, но и гумификация и минерализация их идут очень быстро, чему способствуют высокие температуры (в тропиках свыше 20° С в течение всего года) и постоянная влажность почвы, оптимальная для развития микроорганизмов. Поэтому содержание гумуса, в почвах невелико. Растворимые фракции фульвокислот в среде, бедной основаниями, глубоко проникают в почву и воздействуют на большую ее толщу. Они растворяют полуторные окислы, связывают их в органо-минеральные комплексы.

  Морфология  почв варьирует в зависимости  от характера почвообразующих пород.

  Выделяются  горизонты А_о, Af_U, B_{m b}, C_Feral.

Почвы по всему профилю имеют кислую реакцию (рН 4,0—5,5). В нераспаханных почвах содержание гумуса в самом верхнем 3— 5-сантиметровом слое часто достигает 10%. В составе гумуса преобладает фракция фульвокислот. Вся толща почв обеднена основаниями, кремнеземом и обогащена окислами железа и алюминия, составляющими в сумме около 50—60%. Содержание оснований составляет десятые доли процента. Механический состав почв по сравнению с почвообразующей породой более тяжелый, с некоторым максимумом содержания илистой фракции в горизонте В_mb. В почве также больше подвижных форм железа с максимумом в верхней части профиля.

Особенности факторов почвообразования в горах

  Основным  фактором формирования ландшафтов горных систем является высотная поясность, под которой понимается закономерная смена климата, растительности и почв с высотой местности. Определяющей чертой высотной поясности является изменение климатических условий. С увеличением высоты происходит уменьшение средней температуры воздуха в среднем на 0,5°С на каждые 100 м. С высотой уменьшается влажность воздуха, однако количество выпадающих осадков, распределение которых в пределах той или иной горной системы весьма сложно и разнообразно, в целом возрастает с увеличением высоты. Возрастает, по мере увеличения высоты, суммарная солнечная радиация, при этом доля прямой радиации возрастает, а рассеянной уменьшается. Поглощенная радиация и радиационный баланс закономерно уменьшаются с высотой.