Генезис, классификация, состав и свойства подзолистых почв

 

Подзолистые почвы формируются преимущественно под пологом таёжных моховых или мертвопокровных хвойных лесов. Образование их профиля связано с развитием процессовоподзоливания (подзолистого процесса), эллювиально-глеевого процесса и лессиважа. Подзолистые и глеевоподзолистые почвы занимают около 132 млн. га.

Генезис подзолистых почв. Название подзолистых почв происходит от народного русского слова «подзол». Этот термин ввел в научную литературу В.В. Докучаев. О происхождении подзолистых почв высказаны и разработаны различные гипотезы и теории.

1. В. В. Докучаев, П. А. Костычев и Н. М. Сибирцев считали, что эти почвы сформировались при участии лесной растительности под влиянием перегнойных кислот.

2. В основу теории К.К. Гедройца положено представление об изменении подвижности коллоидов и минералов почвы под влиянием Н₂О, диссоциирующей на ионы Н⁺ и ОН^-. Причём агрессивные действия воды в почве усиливаются под влиянием углекислоты, образующейся при разложении органических остатков. Основное участие в подзолообразовании, по К. К. Гедройцу, принимает ион Н⁺, который вытесняет из почвы другие обменные ионы. Не насыщенная основаниями часть поглощающего комплекса усиленно разрушается водой на окиси кремния, Al и Fe.

Возникшие при разрушении ППК гидрозоли перемещаются нисходящим током воды в нижние горизонты почвы. Встречаясь на некоторой глубине с электролитами, гидрозоли коагулируют и выпадают в виде гидрогелей, образуя иллювиальный горизонт.

3. По В.Р. Вильямсу, подзолистый процесс протекает под влиянием деревянистой растительной формации и связан с определённой группой специфических органических кислот (фульвокислот), вызывающих разложение почвенных минералов. Передвижение продуктов разрушения почвенных минералов осуществляется преимущественно в форме устойчивых органо-минеральных соединений.

Большое влияние на развитие современных представлений о подзолообразовательном процессе оказали работы И. В. Тюрина, Н. П. Ремезова, А. А. Роде, И. С. Кауричева и др.

Современное представление о сущности подзолообразовательного процесса состоит в следующем:

1. Подзолистый процесс, в наиболее чистом виде, протекает под пологом хвойного таёжного леса с бедной травянистой растительностью или без неё.

2. На поверхности почвы под такой растительностью образуется лесная подстилка, которая содержит мало Ca, N и много трудноразлагаемых соединений (воск, смола и т.д.). Крупнейший русский лесовод Г. Ф. Морозов писал, что лесная подстилка «играет доминирующую роль в вопросе о влиянии леса на почву; весь химизм лесных почв, насколько он обусловлен лесом, весь подзолообразовательный процесс коренится, главным образом, в свойствах этой подстилки и условиях её перегнивания…».

3. При разложении лесной подстилки образуются различные водорастворимые органические соединения, кислоты (фульвокислоты) и низкомолекулярные органические кислоты (уксусная, лимонная и др.). К кислым продуктам лесной подстилки добавляются органические кислоты, образующиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов непосредственно в самой почве, а также выделяемые корнями растений. Однако, несмотря на бесспорную прижизненную роль растений и микроорганизмов в разрушении минералов, наибольшая роль в оподзоливании принадлежит кислым продуктам, образующимся в процессе превращения органических остатков лесной подстилки.

4. В результате промывного водного режима и действия кислых соединений из верхних горизонтов лесной почвы удаляются все легкорастворимые вещества. При дальнейшем воздействии кислот разрушаются и более устойчивые соединения первичных и вторичных минералов. Прежде всего, разрушаются илистые минеральные частицы, поэтому при подзолообразовании верхний горизонт постепенно обедняется илом.

5. Продукты разрушения минералов переходят в раствор и в форме минеральных и органо-минеральных соединений перемещаются из верхних горизонтов в нижние.

6. В результате подзолистого процесса под лесной подстилкой обособляется подзолистый горизонт, обладающий следующими основными показателями и свойствами: вследствие выноса Fe и Mn и накопления остаточного кремнезёма цвет горизонта светло-серый или белёсый, напоминающий цвет печной золы; горизонт обеднен элементами питания, полуторными окислами и илистыми частицами; имеет кислую реакцию и сильную ненасыщенность основаниями, бесструктурен или пластинчато-листоватой структуры.

7. Часть веществ, вынесенных из лесной подстилки и подзолистого горизонта, закрепляется ниже подзолистого горизонта, образуя вмывной или иллювиальный горизонт, обогащённый илистыми частицами, полуторными окислами Fe⁺⁺⁺и Al⁺⁺⁺ и другими соединениями. Другая часть вымываемых веществ с нисходящим током воды достигает почвенно-грунтовых вод.

Таким образом, подзолистый процесс сопровождается разрушением минеральной части почвы и выносом некоторых продуктов разрушения за пределы почвенного профиля. Часть продуктов закрепляется в иллювиальном горизонте, образуя новые минералы. Однако элювиальному процессу, развивающемуся при оподзоливании, противостоит другой противоположный по своей сущности процесс, связанный с биологической аккумуляцией веществ. Интенсивность подзолистого процесса зависит от сочетания факторов почвообразования. Одно из условий его проявления – нисходящий ток воды. Чем меньше промачивается почва, тем слабее протекает этот процесс.

Временное избыточное увлажнение почвы под лесом усиливает подзолистый процесс. Изменения режима увлажнения почвы, происходящие под влиянием рельефа, также будут усиливать или ослаблять развитие подзолистого процесса.

Течение подзолистого процесса в большой степени зависит от материнской породы, в частности от её химсостава. На карбонатных породах этот процесс значительно ослабевает, что обусловлено нейтрализацией кислых продуктов свободным углекислым кальцием (СаСО₃) породы и кальцием опада. На выраженность подзолистого процесса большое влияние оказывает также состав древесных пород. В одних и тех же условиях оподзоливание под широколиственными лесами происходит слабее, чем под хвойными.Оподзоливание под пологом леса усиливают кукушкин лён и сфагновые мхи.

Хотя развитие подзолистого процесса и связано с лесной растительностью, однако даже в таёжно-лесной зоне не всегда формируются подзолистые почвы. Так, на карбонатных породах подзолистый процесс проявляется только в том случае, когда свободные карбонаты выщелочены из верхних горизонтов почвы на некоторую глубину.

Классификация, состав и свойства подзолистых почв. Подзолистые почвы с поверхности имеют подстилку (А₀) мощностью от 2-5 до 10см, затем слаборазвитый гумусовый горизонт, представленный слоем грубого гумуса в 1-3см (А₀А₁). Под гумусовым горизонтом залегает подзолистый (А₂), затем иллювиальный (В), который подстилается породой (С). Между подзолистым и иллювиальным горизонтами выделяется переходный горизонт (А₂В), а между иллювиальным и породой – (ВС). Мощность профиля почвы достигает 100-120см. РН-кислая (рисунок 1).

На виды подзолистые почвы делят:

1. По степени подзолистости: слабоподзолистые – горизонт А₂ выражен пятнами; среднеподзолистые – горизонт А₂ сплошной, плитчатой структуры; сильноподзолистые – гор. А₂ сплошной, рассыпчато-листоватой или чешуйчатой структуры; подзолы – гор. А₂ сплошной, мучнистый, белесый.

2. По глубине оподзоливания (от нижней границы А₀): поверхностно- подзолистые – до 5 см; мелкоподзолистые – до 20 см; неглубокоподзолистые – до 30 см; глубокоподзолистые - > 30 см.

Состав и свойства подзолистых почв. Профиль подзолистых, супесчаных и суглинистых почв отчётливо дифференцирован по содержанию ила; подзолистый горизонт обеднен, а иллювиальный по сравнению с ним заметно обогащён илистой фракцией (рисунок 1).

Рисунок 1 - Показатели состава и свойств мелкоподзолистой

средне-суглинистой почвы по профилю

 

Для минералогического состава рассматриваемых почв типично резкое преобладание первичных минералов (кварц, полевые шпаты, слюды), из вторичных минералов присутствуют гидрослюды, минералы монтмориллонитовой группы.

Подзолистый горизонт обеднен Fe, Al и обогащён кремнеземом (по сравнению с материнской породой). Отмеченная закономерность в распределении окисей Fe, Al и кремнезёма, а также ила по профилю является важным показателем развития подзолистого процесса и наиболее существенным признаком подзолистых почв.

Гумуса в почвах мало – 1,0-2-4% (в слое 2-3см), они бедны азотом и фосфором. Для подзолистых и особенно глее-подзолистых почв типично повышенное содержание подвижногоFe, Al и Mn, часто в количествах токсичных для сельскохозяйственных растений. Ёмкость обмена – невысокая и составляет от 2-4 до 12-17 м.-экв на 100 г почвы, низкая насыщенность основаниями (<50%), РН-кислая и малая буферность, повышенная обменная кислотность, обусловленная Н⁺ и Al⁺⁺⁺, бесструктурные почвы, пахотный горизонт имеет большую склонность к заплыванию и образованию корки. Эти неблагоприятные свойства могут быть устранены интенсивным окультуриванием (внесением органических удобрений, посевом многолетних трав, известкованием и др.).

 

 

Дерновые почвы. Дерновые почвы таёжно-лесной зоны образуются под чистыми ассоциациями луговой травянистой растительности на любых породах, а под травянистыми или мохово-травянистыми лесами – на карбонатных или богатых первичными минералами породах (Прибалтика, Ленинградская, Архангельская, Калининская, Московская и др. области).

Почвообразовательный процесс, протекающий под воздействием травянистой растительности, приводящий к формированию почв с хорошо развитым гумусовым горизонтом, называется дерновым процессом. Наиболее существенной его особенностью является накопление гумуса, питательных веществ и создание водопрочной структуры в верхнем горизонте почвы. С развитием дернового процесса связано образование, помимо дерновых почв таёжно-лесной зоны, широкого ряда почв и в других зонах: черноземов, каштановых, дерновых аллювиальных и др.

Выделяют три типа дерновых почв: дерново-карбонатные, дерновые литогенные и дерново – глеевые.

Дерновые почвы имеют следующие общие признаки и свойства: хорошо выраженный гумусовый горизонт комковато-зернистой структуры, отсутствие или слабую выраженность оподзоленности, высокое содержание гумуса (3-15% и более), высокую ёмкость поглощения, слабокислую, нейтральную или слабощелочную реакцию, повышенный валовой запас азота и зольных элементов питания растений.

Дерновые почвы подразделяются на виды: По содержанию гумуса –перегнойные - >12%, многогумусные – 5-12%, среднегумусные – 3-5%, малогумусные - < 3%. По мощности гумусового горизонта: маломощные - <15см и среднемощные - > 15см.

Дерново-подзолистые почвы. (подтип в типе подзолистых по чв). Дерново-подзолистые почвы преобладают в южнотаежнойподзоне, отдельные их массивы заходят в северную часть лесостепи.Целинные дерново-подзолистые почвы сверху имеют лесную подстилку А₀ обычно мощностью около 5 см или дернину А_д. Под ними находится гумусово-элювиальный (дерновый) горизонт А₁ различной мощности, иногда более 20 см, светло-серого цвета, с белесым оттенком (в сухом состоянии) или более темный; ниже залегает белесый подзолистый горизонт А₂ с типичной пластинчатой или листоватой структурой, который сменяется переходным горизонтом А₂В а далее иллювиальными (В₁ и В₂ наиболее тяжелыми по гранулометрическому составу, буровато-коричневыми, ореховатой структуры. Иллювиальный горизонт В₂ постепенно (через горизонт ВС) переходит в материнскую породу С. В результате распашки целинных почв образующийся пахотный слой состоит из гумусового слоя и частично припаханного подзолистого, а ниже генетические горизонты те же, что и в целинных почвах.

Мощность дерново-подзолистых почв 130—200 см. Легкие по гранулометрическому составу почвы имеют более растянутый общий профиль по сравнению с суглинистыми разновидностями вследствие лучшей их водопроницаемости и охвата почвообразованием более мощной толщи материнской породы.

Профиль дерново-подзолистых почв формировался под воздействием прежде всего подзолистого и дернового процессов. Определенное участие принимали процессы лессиважа, а в поверхностно-оглеенных – элювиально-глеевый процесс.

По мощности подзолистого горизонта выделяют следующие виды дерново-подзолистых суглинистых почв (почвы без признаков плоскостной водной эрозии): дерново-слабоподзолистые — горизонт А₂ отсутствует, оподзоленностьподгумусового слоя А₂В₁ выражена в виде белесых пятен, обильной кремнеземистой присыпки и т. д.;

дерново-среднеподзолистые (или дерново-мелкоподзолистые) — горизонт А₂ сплошной мощностью до 10 см;

- дерново-сильноподзолистые (или дерново-неглубокоподзолистые) — мощность сплошного подзолистого горизонта от 10 до 20см;

дерново-глубокоподзолистые — сплошной горизонт А₂ мощностью более 20 см.

Виды почв по мощности гумусового горизонта (А_пах + А₁ мелко пахотные (до 20 см), среднепахотные (20—30 см) и глубокопахотные (более 30 см).

Состав и свойства дерново-подзолистых почв зависят от развития подзолистого и дернового процессов, гранулометрического состава, степени смытости и окультуренности.

В профиле суглинистых почв наиболее тяжелым по гранулометрическому составу является иллювиальный горизонт, самым легким — подзолистый; гумусовый горизонт по этому признаку занимает промежуточное положение. По гранулометрическому составу генетические горизонты выделяются отчетливо. В результате применения в земледелии приемов глинования песчаных почв, пескования глинистых, внесения органических удобрений гранулометрический состав пахотных горизонтов может изменяться.Минералогический состав дерново-подзолистых почв зависит от состава материнских пород. Глинные минералы представлены в основном монтмориллонитом, гидрослюдами и их смешанно-слоистыми образованиями. Каолинита содержится мало.

Физические и водно-физические свойства. Структурное состояние дерново-подзолистых почв неблагоприятное. В пахотном слое содержится всего 20—З0 % водопрочных агрегатов крупнее 0,25 см; в связи с этим поверхность пахотного слоя во время дождей заплывает, а при высыхании образуется корка, нарушающая водно-воздушный режим почв и отрицательно влияющая на всходы культурных растений.

Химический состав. Валовой состав дерново-подзолистых почв отражает характерные для них изменения по профилю в содержании основных элементов, но обеднение подзолистого горизонта валовыми калием и натрием наблюдают не всегда. Валовое количество фосфора и серы невысокое. В верхних горизонтах дерново-подзолистых суглинистых почв Среднего Предуралья по сравнению с аналогичными почвами центральных областей России (Московская обл.) больше кальция и калия, а в иллювиальных горизонтах — железа; магния в 2—З раза больше по всему профилю.

Основное количество гумуса сосредоточено в дерновом слое; ниже, в подзолистом горизонте, его содержание резко уменьшается. Качественный состав гумуса фульватный и гуматно-фульватньий. Дерново-подзолистые почвы бедны валовыми запасами и подвижными формами азота. В горизонте А₁ или А_пах количество подвижного фосфора и обменного калия низкое, в подзолистом слое оно уменьшается и резко возрастает в иллювиальном. Дерново-подзолистые почвы кислые; кислотность почв западных районов южно таежной подзоны европейской территории обусловливают катионы Н и Al³⁺ а восточных — в основном Н⁺, в профиле наиболее кислыми являются иллювиальные горизонты.

Сумма обменных оснований дернового слоя суглинистых почв снижается от слабоподзолистых видов к сильноподзолистым (от 20—25 до 10 мг/экв и ниже). В подзолистом горизонте сумма обменных оснований наименьшая, а в иллювиальном — более высокая, чем в дерновом слое. Степень насыщенности основаниями дерново-подзолистых почв в целом выше, чем у подтипов подзолистых почв; однако встречается немало дерново-сильноподзолистых слабогумусных почв, у которых степень насыщенности основаниями ниже 50 %.

В результате развития плоскостной водной эрозии значительно изменяются состав и все свойства пахотного горизонта в связи с припахиванием нижележащих горизонтов с характерными для них свойствами. При любой степени смытости пахотный слой представляет собой смесь горизонтов с преобладанием массы основного распахиваемого горизонта, который, как правило, и определяет свойства обрабатываемого слоя.

Состав и свойства дерново-подзолистых почв значительно изменяются при проведении окультуривающих приемов: почвы утрачивают неблагоприятные в агрономическом отношении свойства и приобретают новые ценные качества. При этом наиболее существенно изменяется пахотный горизонт.

 

Серые лесные почвы

 

Серые лесные почвы формируются под широколиственными лесами в сухом умеренно континентальном климате. Отсутствие обильных осадков, увеличение количества солнечных дней, редколесье приводят, с одной стороны, к уменьшению процессов оподзоливания почвы, а с другой — ускоряет и усиливает процесс образования дерна.

Клен, дуб, липа и другие породы деревьев, составляющих основу широколиственных лесов, активно потребляют кальций, магний и кремнезем. При этом более сухой климат и как следствие — высохшие верхние слои почвы способствуют активному развитию аэробных бактерий, которые участвуют в процессе минерализации почвы. Образующиеся в ходе гниения травы и лиственного опада гуминовые кислоты, взаимодействуя с кальцием и магнием, дают нерастворимые в воде соединения, которые из-за отсутствия обильных осадков не вымываются из верхнего слоя почвы, а накапливаются в нем, образуя гумус.

При этом большое количество получающихся в процессе химических реакций щелочных оснований приводит к уменьшению кислотности почвы и ослабляет процесс оподзоливания. Мощный слой перегноя, в свою очередь, способствует формированию особой зернистой структуры почвы, которая остается устойчивой даже во время проливных дождей. Серый же цвет придает почве накопление кремнезема в ее верхних слоях, которое происходит в ходе вымывания и накопления соединений железа в нижних слоях.

Структура серых лесных почв в основном характерна 5 слоями. Верхний 3-сантиметровый слой представляет собой лесную подстилку из опада и неперегнивших остатков травы. Далее идет 12-сантиметровый серый зернистый слой перегноя рыхлой структуры. За ним следует почти такой же толщины слой светло-серого или орехового цвета, содержащий включения гумуса и кремнезема, после которого идет еще более бурый, нередко с глянцевыми вкраплениями слой, аккумулирующий органоминеральные соединения железа, под которым находится желто-бурый слой материнской породы.

В зависимости от характера протекания процессов оподзоливания в серых лесных почвах выделяют 3 основных типа серых лесных почв: светлосерые, в которых процесс оподзоливания проявляется в большей степени; серые, в которых подзолистого слоя практически не наблюдается; и темно-серые почвы, в которых гумус содержится не только в верхнем слое, но и в более глубоких горизонтах. Благодаря большому содержанию перегноя серые почвы окрашиваются в более темный цвет.

Для темно-серых почв также характерно наличие большего количества перегноя; благодаря процессам разложения травы и листового опада гуминовые кислоты превосходят фульвокислоты, в верхних слоях почвы происходит накопление кальция, почвы значительно больше насыщены основаниями. В зависимости от содержания в почвах гумуса можно говорить о маломощных, среднемощных и мощных серых лесных почвах.

В сельскохозяйственном отношении серые лесные почвы представляют собой наиболее важный ресурс для развития всех отраслей растениеводства. Большая часть серых и темно-серых почв лесостепной зоны засеяна пшеницей или занята картофелем, подсолнечником и сахарной свеклой. Не менее хорошо на этих почвах растут кукуруза, лен, огурцы и другие овощные культуры.

Светло-серые почвы как наиболее бедные с точки зрения содержания азота, калия и фосфора нуждаются в дополнительной подкормке соответствующими типами удобрений, а повышенную кислотность устраняют известкованием. Наиболее ценные темно-серые лесные почвы требуют проведения мероприятий по предупреждению выветривания и образования оврагов; в этом случае лучшим средством остается высадка защитных лесополос, которые дополнительно помогают решить проблему удержания зимой снега на полях. Кроме того, проводят мероприятия по удержанию дождевой влаги, для чего создают водозадерживающие валы, а на склонах распахивают земли только поперек них.

 

Каштановые почвы

 

Почвообразование каштановых почв

 

Каштановые почвы развиваются в области суббореального субаридного (семиаридного) климата, для которого характерны теплое засушливое лето и холодная зима с незначительным снежным покровом. Температура июля 20—25°С, января от -5 до -25°С. Среднегодовая температура 2—10°С. Сумма активных температур (> 10°С) — 2200—3500°С. Ежегодное количество осадков 200— 400 мм, максимум осадков приходится на лето, они часто выпадают в виде ливней. Испаряемость превышает количество осадков, коэффициент увлажнения составляет 0,25—0,45. Часты суховеи. Климатические показатели обусловливают непромывной тип водного режима, благодаря чему перемещение веществ происходит лишь в пределах почвенного профиля. Рельеф зоны каштановых почв преимущественно равнинный или слабоволнистый, связанный с древними водноаккумулятивными низменностями. Широко распространены степные западины, в которых формируются засоленные почвы, солонцы, солоди, лугово-каштановые почвы, создавая большую комплексность почвенного покрова. Почвообразующими породами являются лёссовидные карбонатные суглинки, засоленные морские породы, элювий-делювий различных коренных пород — засоленных и незаселенных, карбонатных и бескарбонатных. Каштановые почвы формируются в зоне сухих степей, под пологом низкорослого изреженного комплексного травянистого покрова. Степень покрытия 50—70%; она уменьшается по мере того, как климат зоны становится более сухим. В пределах Прикаспия и Казахстана выделяют три подзоны сухих степей: с севера на юг сменяют друг друга типчаково-ковыльные, полынно-типчаковые, типчаково-полынные степи. На засоленных и солонцеватых каштановых почвах формируются своеобразные ассоциации из полыни, прутняка, ромашника. Поверхность почвы покрыта корочками лишайников и синезеленых и диатомовых водорослей. В сухих степях биомасса растительных сообществ составляет в среднем около 200 ц/га, при этом более 90% приходится на корни. Ежегодный прирост зеленой массы около 30 ц/га, прирост корней 110 ц/га. Ежегодно в биологический круговорот вовлекается около 600 кг/га зольных элементов и около 150 кг/га азота; возврат приблизительно равен потреблению. Среди элементов, участвующих в круговороте, преобладают N, Si, К. По численности микроорганизмов каштановые почвы мало отличаются от черноземов, но суммарная за год биологическая активность здесь слабее вследствие более длительного засушливого периода.

 

Общая характеристика

 

Каштановые почвы — это почвы с профилем типа А-Вса-С, формирующиеся в условиях сухих степей суббореального пояса. Гумусовый горизонт А этих почв имеет каштановую окраску, в первом метре почвенного профиля наблюдаются обильные выделения карбонатов, а во втором—(во многих случаях) гипса. Каштановые почвы на северной границе распространения по строению и свойствам близки к южным черноземам (темно-каштановые почвы), а на южной границе — к бурым полупустынным почвам (светло-каштановые почвы). Отделение их от почв соседних типов производится по совокупности биоклиматических показателей. Термин "каштановые почвы" введен В. В. Докучаевым в 1883 г. Как особый тип каштановые почвы выделены им в классификации 1900 г. вместе с бурыми полупустынными. В исследование географии, генезиса, свойств, способов рационального использования этих почв большой вклад внесли С. С. Неуструев, А. А. Роде, Е. Н. Иванова и др. Каштановые почвы занимают на земном шаре 262,2 млн. га, располагаясь почти исключительно в северном полушарии. В Евразии они образуют полосу южнее черноземной зоны, в Северной Америке — западнее черноземной зоны на более высоких абсолютных отметках. В СССР площадь каштановых почв составляет 107 млн. га (4,8%).

 

Начиная с В. В. Докучаева и Н. М. Сибирцева, происхождение каштановых почв связывалось с засушливостью климата и ксерофильным характером растительности, активной минерализацией растительных остатков и гумуса, ослаблением гумусонакопления по сравнению с черноземами. Аридность обусловливает также слабуювыщелоченность профиля от карбонатов, гипса и легкорастворимых солей. В. А. Ковдой была высказана точка зрения о палеогидро-морфном прошлом каштановых почв, формирующихся на пониженных равнинах сухой степи. Эта точка зрения была подтверждена для ряда регионов, в частности для каштановых почв Прикаспийской низменности (И. В. Иванов и др., 1980). Так, установлено, что на протяжении последних 9 тыс. лет светло-каштановые почвы бессточной равнины Северного Прикаспия прошли в своем развитии этапы и стадии луговости, засоления, рассоления, осолонцевания, остепнения. В формировании каштановых почв участвуют те же процессы, что и в формировании черноземов. Главнейшие из них — дерновый, а также процесс миграции и аккумуляции карбонатов. В каштановой почве дерновый процесс развит слабее, чем в черноземах. Для зоны каштановых почв характерно развитие комплексности почвенного покрова. Каштановые почвы образуют комплексы с солонцами и лугово-каштановыми почвами. Причиной высокой комплексности почвенного покрова являются микрорельеф, который обусловливает различия в водно-солевом режиме почв, а также пестрота в свойствах почвообразующих пород, деятельность землероев, пятнистость растительности на фоне сухого климата и бессточности территории. Примером исключительно высокой комплексности почвенного покрова в зоне каштановых почв может служить территория Прикаспийской низменности.

 

 

Замкнутый солонцовый комплекс близ села Джаныбек:

 

1 — солонцы лугово-степные солончаковые;

 

2 — солонцы лугово-степные остепняющиеся;

 

3 — светло-каштановые луговатые солонцеватые почвы;

 

4 — лугово-каштановые почвы;

 

5 — перерытые солонцы-солончаки бутанов сусликов

 

Классификация каштановых почв

 

Каштановые почвы в соответствии с традиционной советской классификацией делятся на 3 подтипа: темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые. Основным критерием для их разделения является степень гумусированности. Каждый подтип делится на несколько фациальных подтипов в соответствии с различиями в свойствах, обусловленных термическим режимом. Почвы различных фациальных подтипов различаются по мощности гумусовых горизонтов и глубине аккумуляции карбонатов кальция и гипса. Светло-каштановые почвы в отличие от темно-каштановых и каштановых обладают осветленным бесструктурно-слоеватым гумусовым горизонтом А. В типе каштановых почв выделяются роды: обычные, глубоко-вскипающие, карбонатные, карбонатные перерытые, солончаковатые, солонцеватые, глубокосолонцеватые, остаточно-солонцеватые, неполноразвитые. Разделение на виды осуществляется с учетом мощности гумусовых горизонтов (А + АВ), см:мощные (> 5 0), среднемощные (30—50), маломощные (20—30), очень маломощные (<20). Среди каштановых почв много солонцеватых, т. е. содержащих обменныйNa+ в количестве от 3 до 15% от емкости поглощения, обладающих уплотненным горизонтом АВ с комковато-призмовидной или глыбистой структурой, с лакировкой граней структурных отдельностей. По содержанию обменного Na+ (в % от ЕКО) солонцеватые почвы делятся на 3 вида: слабосолонцеватые 3—5, среднесолонцеватые 5—10, сильносолонцеватые 10—15. Солонцеватые каштановые почвы имеют профиль, несколько дифференцированный по содержанию ила, SiО2, R2Оз. Горизонт АВ обогащен этими компонентами, а глубже расположенные горизонты содержат повышенное количество гипса и легкорастворимых солей. Классификация каштановых почв остается дискуссионной. М. А. Глазовская предлагает отделить светло-каштановые почвы от типа каштановых, полагая, что по своим свойствам они ближе к бурым полупустынным. Е. В. Лобова подразделяет каштановые почвы мира на 3 фации: субконтинентального климата (Крым, Предкавказье, Америка, Прикаспий), континентального климата (Заволжье, Казахстан) и резко континентального климата (котловины восточной Сибири, Центральная Азия). В. И. Волковинцер полагает, что почвы одной из этих фаций — резко континентального климата — настолько сильно отличаются от остальных каштановых почв, что целесообразно их выделение в качестве особого типа степных криоаридных почв. В соответствии с международной классификацией ФАО/ЮНЕСКО светло-каштановые почвы отделены от каштановых и темно-каштановых на самом высоком таксономическом уровне. Каштановые и темно-каштановые почвы объединены в группу каштаноземов, подразделяющуюся на подгруппы нормальных, известковых, лювиковых почв. По классификации США каштановые и темно-каштановые почвы отнесены к подпорядкуустоллей порядка моллисолей с большими группами гаплустоллей, кальци-устоллей и аргиустоллеи. Светло-каштановые почвы относятся к порядку аридисолей.

 

Таблица. Разделение каштановых почв на подтипы по степени гумусированности

 

Подтипы Содержание гумуса в горизонте 0-15 см (дерновом или пахотном)*, %

Глинистые, тяжело- и среднесу глинистые Легкосуглинистые и пылевато-супесчаные

Темно-каштановые

Каштановые

 

Светло-каштановые

 

3,2-4,0 (5)

2,2-3,2 (4)

 

1,5-2,2 (2,5)

 

2,5-3,0 (4)

1,5-2,5 (3)

 

1,0-1,5 (2)

 

 

Строение почвенного профиля

 

Профильная характеристика каштановой почвы

 

Профиль каштановой суглинистой почвы имеет следующее строение: А — гумусовый горизонт, каштановый с буровато-серым или коричневато-серым оттенком, пороховато-мелкозернистой структуры, нередко с поверхности слоеватый; мощность 15—30 см;

 

АВ1 — слабее прокрашенный гумусом горизонт, серовато-бурый, комковатый или призмовидно-комковатый, обычно вскипает от НС1; мощность около 10 см;

 

АВ2 — неоднородно окрашенный, с темными серовато-бурыми гумусированными языками на буровато-палевом фоне, призмовидно-крупно-комковатый; характерны ходы крупных червей, редкие кротовины; вскипает от НС1; мощность около 10 см;

 

Вса — буровато-желтый, плотный, призмовидный или призмовидноореховатый, пропитанный карбонатами; карбонаты выделяются в виде обильной белоглазки, прожилок или мучнистых скоплений в зависимости от термического режима и свойств почвообразующих пород; мощность 50—100 см;

 

Bcs — более светлый и однородный по окраске, более рыхлый, с очень редкими выделениями карбонатов и вкраплениями гипса в виде друз, гнезд, прожилок; в нижней части горизонта выделения легкорастворимых солей; в почвах некоторых фаций и провинций этот горизонт отсутствует;

 

С — материнская порода.

 

По своим свойствам каштановые почвы во многом сходны с черноземами (рис. 44). Их профиль состоит из гумусового и карбонатного (часто также гипсового и солевого) горизонтов; он не дифференцирован по содержанию SiО2 и R2О3. Содержание гумуса в пахотном горизонте составляет 3—4% в суглинистых почвах и постепенно уменьшается вниз по профилю, отношение

 

Сгк:Сфк> 1 в верхних горизонтах и менее 1 в подгумусовом горизонте. Запас гумуса 120—300 т/га. Отношение C:N = 6 — 11. Почвенный поглощающий комплекс полностью насыщен катионами Са2+ и Mg2+, реакция нейтральная или слабощелочная по всему профилю. Каштановые почвы всегда имеют карбонаты непосредственно под гумусовым горизонтом, на глубине 1 —1,5м многие из них накапливают также гипс и легкорастворимые соли. Профиль не дифференцирован по илу. В составе илистой фракции в почвах, развитых на лёссовидных породах, преобладают гидрослюды, затем смешанослойныесмектит-гидрослюдистые минералы, содержание каолинита низкое. Каштановые почвы обладают удовлетворительными водно-физическими свойствами, близкими к свойствам черноземов. Плотность их возрастает с глубиной от 1,2 до 1,5—1,6 г/см3, соответственно уменьшается и порозность от 50—55% в гумусовом горизонте до 40—45% ниже.

 

Генетические особенности каштановых почв

 

Как следует из данных химических анализов генетических горизонтов каштановых почв, состав прокаленной безгумусной и бескарбонатной массы по профилю почв существенно не меняется. Отдельные минералогические анализы показывают, что перераспределение основных минеральных компонентов по профилю темно-каштановых и каштановых почв не происходит. В ряде случаев констатируют увеличение содержания высокодисперсных минералов снизу вверх, однако это явление обычно унаследовано от почвообразующих пород и связано с изменением режима их формирования.

 

В светло-каштановых почвах иногда замечается небольшое накопление высокодисперсных частиц в горизонте В. Более отчетливо это выражено в бурых пустынно-степных почвах. Поэтому при химических анализах бурых почв в уплотненном горизонте В отмечается очень небольшое уменьшение содержания кремнезема и соответственно увеличение остальных компонентов.

 

Таким образом, если на большей, северной, части зоны сухих и пустынных степей, так же как и в черноземах, не происходит перераспределения минералов по профилю почв, то в светло-каштановых и бурых почвах намечается слабое перемещение высокодисперсных глинистых частиц из верхней части профиля в горизонт В.

 

В условиях ландшафтов сухих и пустынных степей в почву поступает значительно меньше органического вещества, чем в черноземах. Ежегодный опад растительности сухих степей равен около 40 ц/га, т. е. несколько меньше половины биомассы. В составе опада в значительном количестве содержатся зольные элементы, ежегодное поступление которых в почву, согласно Л. Е. Родину и Н. И. Базилевич (1965), составляет 161 кг/га. В северной части зоны в растительномопаде доминируют кремний, кальций и калий, а в южной приобретает большее значение натрий.

 

Содержание гумуса в почвах сухих и пустынных степей невелико — 2—5%. Принято считать, что в гумусовом горизонте темно-каштановых почв гумуса содержится от 3,5 до 5%, в каштановых почвах — 3—4, в светло-каштановых — 2—3 и в бурых —около 2%. Изменение количества гумуса по профилю происходит постепенно, как в черноземах. Однако состав гумуса каштановых почв отличается от гумуса черноземов пониженным содержанием гуминовых кислот. Уменьшение гуминовых кислот в почвах сухих и пустынных степей нарастает с севера на юг. В бурых почвах фульвокислот больше, чем гуминовых кислот. С этим обстоятельством в значительной мере связана слабо выраженная окраска гумусового горизонта светло-каштановых и бурых почв.

 

Непромывной режим и промачиваемость почвы на 50—100 см (в отдельные годы до 10—180 см) обусловливают обогащение почвенного профиля с водорастворимыми солями, в первую очередь солями натрия. Количество водорастворимых соединений, в почвах сухих и пустынных степей увеличивается с глубиной. Одновременно с увеличением содержания водорастворимых солей повышается рН водной вытяжки. Обилие солеи натрия обусловливает вхождение этого химического элемента в состав поглощенных катион