Вопрос 68. Луговые и лугово-чернозёмные почвы.

Лугово-черноземные почвы, иначе черноземовидные почвы западин, темноцветные почвы, долинные почвы, широко распространены в лесостепной и степной полосе среди черноземных почв. Площадь их около 21 млн. га. Они приурочены к не дренированным равнинам, к пониженным элементам рельефа — склонам, депрессиям, лощинам, лиманам.

Формируются под лугово-степной растительностью и лиственными лесами при дополнительном увлажнении или за счет местного временного скопления влаги поверхностного стока с более высоких элементов рельефа, или за счет подпитывания почвенно-грунтовыми водами, или при одновременном действии этих двух факторов. С равнительно небольшие колебания в количестве атмосферных осадков и температуры могут привести к изменению типа водного режима. Многолетние засушливые периоды с умень­шением количества осадков на 100—200 мм могут привести к такому сокращению питания почвенно-грунтовых вод и пониже­нию их уровня, что капиллярно-пленочная влага не будет дости­гать даже нижних почвенных горизонтов. По характеру водного режима лугово-черноземные почвы станут такими же, как автоморфные черноземы.

Для этих почв характерно чередование периодов с промачиванием профиля на более или менее значительную глубину и периодов с подтягиванием влаги ближе к поверхности при постоянном подпитывании нижних горизонтов почвенно-грунтовыми водами почти весь период вегетации. Глубина грунтовых вод или сезонной верховодки колеблется на 3-7 м, но в сухие периоды может опускаться глубоко, поэтому в профиле почв могут исчезнуть признаки, отличающие их от автоморфных черноземов. В этом случае для выделения лугово-черноземных почв необходимо проанализировать условия их залегания, состояние культурной и естественной растительности.

По морфологии лугово-черноземные почвы очень близки к черноземам, отличаются от них более темной окраской гумусового горизонта, повышенной гумусностью, некоторой растянутостью гумусового горизонта и наличием оглеения в нижних горизонтах.

Общая характеристика. Профиль лугово-черноземных почв морфологически в основных чертах близок к профилю черноземов. Однако особые гидрологические условия придают ему и ряд специфических признаков: более интенсивная (обычно черная) окраска верхней части гумусового профиля, некоторая растянутость гумусового слоя и глееватость нижних горизонтов. Профиль лугово-черноземных почв подразделяется на следующие горизонты: А₁ (А_п), В₁, В2, С. Лугово-черноземные почвы приурочены к плоским не дренированным междуречьям (Западная Сибирь), а также к пониженным элементам рельефа: широкие лощины, шлейфы склонов, лиманы и т. п.

Тип лугово-черноземных почв делится на два подтипа - луговато - черноземные и лугово - черноземные. Каждый из подтипов делится на роды: обычные, оподзоленные, выщелоченные, солонцеватые, солончаковатые, осолоделые, карбонатные. Деление на виды в пределах рода связано, как и у черноземов, со степенью выраженности родовых признаков (слабо-, средне- и сильновыщелоченные или солонцеватые и т. п.), а также с мощностью гумусового слоя (А+В₁) и гумусностью. Лугово-черноземные почвы, за исключением солонцеватых и солончаковатых родов, высокоплодородные. Они имеют повышенное увлажнение.

Накоплению органического вещества способствует луговая растительность, при участии которой формируются эти почвы, а избыточное увлажнение способствует консервации гумуса и ослаблению процесса минерализации. Для лугово-черноземных почв характерна и значительная мощность гумусового горизонта (А+АВ = 50–60см, иногда 80см).

В типе лугово–черноземных почв выделяются подтипы: обычные (собственно лугово–черноземные почвы) и черноземно–луговые.

Лугово-черноземные почвы получили широкое распространение в зоне черноземов, постоянно сопутствуют последним, сменяя их по склонам грив. Кроме того, эти почвы встречаются в неглубоких ложбинах и западинах на водоразделах, а также озерных и речных террасах. Признаки оглеения отмечаются на глубине 1,5м.

Черноземно–луговые почвы формируются на слабодренированных плоских водораздельных пространствах в условиях сильного влияния почвенно-грунтовых вод, под богатым лугово-лесным разнотравьем, на породах тяжелого гранулометрического состава. Эти почвы, по сравнению с лугово-черноземными, характеризуются явными признаками гидроморфизма, потечности гумуса, устойчивым оглеением нижней части профиля в виде сизоватого тона, сизоватых и ржавых пятен. Эти почвы имеют высокую насыщенность основаниями (91%), слабокислую реакцию почвенного раствора, в почвенном поглощающем комплексе преобладает кальций. В составе гумуса черноземно-луговых почв, так же, как и в лугово–черноземных, преобладают гуминовые кислоты. Среди них присутствует наиболее ценная фракция, связанная с кальцием. В нижних горизонтах сумма гуминовых кислот, как и общего гумуса, заметно уменьшается, что, вероятно, связано с уменьшением массы корневой системы и ослаблением биохимических процессов (фото 5).

Благодаря повышенной гумусности верхние горизонты лугово-черноземных почв обладают повышенной емкостью катионного обмена. Характерно также повышенное содержание обменного Mg (30—50% от суммы обменных оснований). Эта особенность свя­зана с воздействием грунтовых вод. Реакция почвы близка к ней­тральной у почв, принадлежащих к разным родам, может быть отклонение в кислую или щелочную сторону.

Практически все лугово-черноземные почвы имеют карбонат­ный горизонт; выделяются роды засоленных почв, нижняя часть профиля которых обогащена легкорастворимыми солями и гипсом, и солонцеватых почв, содержащих Na+ в обменном комплексе.

Профиль почв имеет следующее морфологическое строение:

А — гумусовый горизонт, темно-серый, почти черный, рыхлый, зернистой или комковато-зернистой структуры;

АВ — нижний гумусовый горизонт, темно-серый с буроватым оттенком, грубозернистой или комковатой структуры, в нижней части горизонта возможно появление карбонатов в виде псевдомицелия.

Общая мощность гумусовых горизонтов — 35-70 см, иногда до 120 см;

В — переходный горизонт, неоднородно окрашен, бурый, с большим количеством темно-серых и буро-серых гумусовых языков; языки опускаются до глубины 100 см; структура ореховато-призматическая, возможно появление карбонатов в виде псевдомицелия и общей пропитки;

С_к — материнская порода палевого цвета со следами оглеения в виде ржаво-охристых пятен и прожилок, с выделениями карбонатов в виде общей пропитки, псевдомицелия, примазок.

Лугово-черноземные почвы в большинстве характеризуются тяжелым гранулометрическим составом. В составе илистой фрак­ции по сравнению с черноземами большая доля принадлежит смешано слойным минералам, в результате чего эти почвы обога­щены разбухающим компонентом. Содержание этих минералов в полугидроморфных почвах, развитых на лессовидных породах, мо­жет достигать 60%, тогда как в черноземах около 40%. Они обладают зернистой водопрочной структурой, высокой порозностью гумусовых горизонтов (55—65%), наилучшей водопроницаемостью, высокой водоудерживающей способностью.

Многолетние влажные периоды вызывают подъем почвенно-грунтовых вод и переход лугово-черноземных почв в луговые. Изменение водного режима влечет за собой изме­нения в солевом режиме, характере гумусонакопления и других процессах почвообразования. Эта особенность лугово-черноземных почв — их чрезвычайно высокая чувствительность к атмосферному увлажнению — обусловливает сложность, истории их развития. Можно полагать, что в связи с изменениями климатической об­становки эти почвы прошли стадию луговых почв, черноземов, несколько циклов засоления – рассоления — осолодения. Все эти этапы оставили след в свойствах лугово-черноземных почв, что позволяет считать их генезис весьма сложным и проти­воречивым.

Водный режим лугово-черноземных почв относится к типу выпотного, подтипу лугово-степного; к типу промывного гидроморфного или как попеременный промывной-десуктивно-выпотной. В последнем названии наиболее ясно отражается особенность этого режима, который характери­зуется чередованием периодов глубокого промачивания почв та­лыми снеговыми водами и иногда обильными летними осадками и возвратного капиллярного поднятия влаги. В течение значительной части вегетационного периода сохраняется связь нижней части почвенного профиля с почвенно-грунтовыми водами через капил­лярную кайму. Лугово-черноземные почвы значительно лучше ув­лажнены, чем черноземы.

В лугово-черноземных почвах большое развитие получает дер­новый процесс, активно развивается процесс миграции карбона­тов, в нижней части профиля — процессы оглеения и гидроморфной аккумуляции карбоната кальция, гипса, легкорастворимых солей. Эти почвы обладают более высоким плодородием по сравнению с черноземами из-за лучшей обеспеченности влагой. Преимущест­ва этих почв особенно резко сказываются в засушливые годы.

Сельскохозяйственное назначение. Лугово–черноземные и черноземно–луговые почвы являются потенциально плодородными и могут быть использованы для выращивания некоторых сельскохозяйственных культур. Учитывая их повышенную влагоемкость, эти почвы нуждаются в проведении мелиоративных работ и в первую очередь в улучшении их водного режима.

Рациональное использование лугово-черноземных почв включает те же мероприятия, что и использование черноземов. Однако орошение их требует особенно внимательного подхода, поскольку здесь возможен очень быстрый подъем уровня почвенно-грунто­вых вод с последующим заболачиванием и засолением.

 

Вопрос 69. Болотные почвы.

Болотные почвы наиболее распространены в тундровой и та­ежно-лесной зонах. Встречаются они также в лесостепной и дру­гих зонах. Общая площадь болотных почв в таежно-лесной и тундровой зонах составляет около 100 млн. га. Болотные почвы образуются вследствие заболачивания суши или заторфовывания водоемов. Болотный процесс почвообразова­ния характеризуется торфообразованием и оглеением минераль­ной части почвенного профиля. Развивается он только при усло­вии избыточного увлажнения. Болотные почвы образуются преимущественно в средней климатической зоне с влажным климатом — таежная зона Сибири и Дальнего Востока, северо-запад и север европейской части страны. Однако болота могут возникать и южнее средней полосы Нечерноземья в результате оторфянивания озер и других водоемов.

Торфообразование происходит при накоплении неразложившихся или полуразложившихся растительных остатков в резуль­тате плохо выраженных процессов гумификации и минерализации растительности. Следствием торфообразования является консерва­ция элементов зольного питания. Она заключается в том, что пи­тательные вещества, поглощенные растениями, по причине слабой минерализации растительных остатков не переходят в доступные для других поколений растений формы. Оглеение представляет собой биохимический процесс превра­щения окисного железа в закисное и происходит под действием анаэробных микроорганизмов, отщепляющих от окисных форм соединений часть кислорода.

Различают три вида минерального питания болот — атмосфер­ный, атмосферно-грунтовый и аллювиально-делювиальный. В зави­симости от типа питания и условий образования формируются верховые, низинные и переходные болота, различающиеся как составом растительности, так и почвами.

Верховые болота образуются из переходных болот или при непосредственном заболачивании суши атмосферными или мягки­ми грунтовыми водами. Располагаются верховые болота обычно на плоских, плохо дренированных элементах рельефа с бедными почвами. Содержание растворенных в воде верховых болот питательных веществ очень незначительно, поэтому в таких условиях развивается крайне нетребовательная к элементам питания рас­тительность.

Низинные болота образуются в пониженных элементах рель­ефа, при заболачивании суши жесткими грунтовыми водами или заторфовывании водоемов. В таких водах достаточное коли­чество питательных веществ, поэтому на низинных болотах хорошо развиваются злаки, осоки, зеленые мхи, из древесных пород — черная ольха, береза, ива и т. д. В связи с этим различают зелено-мховые, ольшаниковые, осоковые низинные болота и другие.

В процессе развития низинные болота превращаются в другие типы болот. Происходит это потому, что верхняя часть торфа при нарастании постепенно отрывается от жестких грунтовых вод и питание растений начинает осуществляться за счет мягких атмосферных осадков. В связи с этим меняется состав раститель­ности и низинное болото превращается в переходное.

Переходные болота образуются из низинных или формируются, непосредственно при заболачивании суши, когда увлажнение осу­ществляется попеременно жесткими и мягкими водами. По соста­ву растительности переходные болота занимают промежуточное положение между верховыми и низинными, приближаясь больше к верховым. Переходные болота, в свою очередь, при дальнейшем развитии еще больше отрываются от грунтовых вод и превраща­ются в верховые.

Превращение водоемов в болота происходит по стадиям. В на­чале заболачивания на дне водоема откладывается ил, который приносится с окружающих возвышенностей талыми снеговыми водами и атмосферными осадками. К этому илу примешивается ил, попадающий в воду при размывании берегов. В результате этих многолетних отложений водоем постепенно мелеет.

На второй стадии водоем заселяется планктонными (взвешен­ными в воде) организмами, преимущественно водорослями и ра­кообразными. После отмирания они смешиваются с илом на дне водоемов, увеличивают общую массу отложений и еще больше способствуют их обмелению.

Одновременно со второй происходит и третья стадия — берега и прибрежные пояса водоемов зарастают растительностью, при­крепляющейся к прибрежным и донным отложениям. После отми­рания растения опускаются на дно, разлагаются в анаэробных условиях и образуют торф.

В связи с отложением торфа происходит постепенное обмеле­ние водоема, растительность все дальше и дальше перемещается от берега к середине, что со временем приводит к полному его зарастанию и заторфовыванию. Наконец, наступает последняя, четвертая, стадия, когда водоем превращается в травяное или осоковое болото.

Заторфовывание происходит тем быстрее, чем мельче водоем и чем спокойнее в нем вода. Процесс образования болот широко распространен в зоне ледниковых отложений, где много мелких озер, ручьев и рек с медленно текущей водой.

Почвы низинных болот имеют нейтральную или слабокис­лую реакцию, содержат большое количество азота, высокозольные, с низкой влагоемкостью. Почвы верховых болот, наоборот, кислые, содержат значительно меньше азота, малозольные, но очень влагоемкие. Почвы переходных болот имеют промежуточные свойства.

Торф низинных болот обладает лучшими физико-химическими свойствами: имеет высокую степень разложения, зольность его достигает 25 % и более, содержание азота — 3—4 %, реакция слабокислая. Содержание фосфора сравнительно невелико и колеблется в широких пределах — от 0,15 до 0,45%. Все торфяные почвы, бедны калием.

Торф верховых болот характеризуется меньшей степенью раз­ложения, его зольность не превышает 5%, он беден элементами питания, реакция сильнокислая.

Торф всех видов болот имеет высокую емкость поглощения, но степень насыщенности основаниями у низинных торфов дости­гает 70—100 %, а у верховых — не превышает 15—20 %. Для тор­фа характерна очень высокая влагоемкость, но особенно она ве­лика у верхового — 600—1200 %. С увеличением разложения вла­гоемкость торфа понижается.

Болотные почвы классифицируют по двум признакам: по при­надлежности к тому или иному типу болота, а в пределах одного типа — по мощности торфяного горизонта. По первому признаку выделяют болотные верховые и болотные низинные почвы, а по второму — торфяно-глеевые и торфяные почвы. Кроме того, в типе верховых болотных почв выделяют род переходные болотные почвы, которые близки по свойствам к вер­ховым и низинным болотным почвам.

Торф и болотные почвы широко используются в сельском хо­зяйстве: торф — как источник органических удобрений, а болот­ные почвы после окультуривания — как сельскохозяйственные угодья. В чистом виде в качестве непосредственного удобрения применяется торф низинный, хорошо разложившийся. Моховой торф верховых болот используется для подстилки в скотных дво­рах. Последующее компостирование с известью, фосфоритной мукой и другими минеральными удобрениями повышает его ка­чество как удобрения. Наиболее ценны для освоения почвы низинных болот. После осушения и проведения культуртехнических и агротехнических мероприятий они становятся высокопродуктивными сельскохозяй­ственными угодьями, которые используются под пашню, сеноко­сы, пастбища.