1 -дәріс кіріспе: курстың мақсаты мен міндеттері, топырақтану ғылымының ҚЫСҚаша даму тарихы
жүктеу/скачать 0,89 Mb.
|
| ЧЕРНОЗЕМНЫЕ ПОЧВЫ ЛЕСОСТЕПНОЙ И СТЕПНОЙ ЗОН. КАШТАНОВЫЕ ПОЧВЫ СУХИХ И ПУСТЫННЫХ СТЕПЕЙ
Черноземы стали объектом исследования с самого зарождения науки о почве. Еще М.В.Ломоносов (1763) сформулировал положение о происхождении чернозема «от согнития животных и растительных тел со временем». После Ломоносова шло постепенное накопление фактического материала о свойствах и распространении черноземов, был высказан ряд интересных гипотез об их происхождении. Подлинно научное изучение черноземов началось с В.В.Докучаева, который собрал огромный материал о строении, свойствах, распространении и условиях образования чернозема России. Этот материал им был обобщен в монографии «Русский чернозем» (1883), которая явилась основой для создания генетического почвоведения. Как тип чернозем впервые выделен В.В.Докучаевым в классификации почв 1896 г. «Чернозём для России дороже всякой нефти, всякого каменного угля, дороже золотых и железных руд: в нём – вековечное, неистощимое русское богатство» (В.В.Докучаев). Большой вклад в изучение происхождения состава и свойств черноземов внес П.А.Костычев, показавший в своей работе «Почвы черноземной области России» (1896) что в образовании чернозема ведущую роль играют биологические процессы, что основным фактором гумусообразования и структурообразования в черноземе является разложение корней травянистых растений. Первые фундаментальные исследования водно-физических свойств и водного режима черноземов были проведены А.А.Измаильским и Г.Н.Высоцким в конце XIX и начале ХХ века. В последующее время широко развернулись работы по глубокому изучению свойств, процессов и способов рационального использования черноземов СССР. Черноземы распространены в Евразии и Северной Америке. Всего 260 млн. га (≈1,7% суши), в т.ч. 23 млн. га – горные черноземы. Почти половина приходится на долю СНГ. В Казахстане – 25,8 млн. га, из них на пашню приходится около 15 млн. га. Экология черноземообразования. Черноземы развиваются в условиях суббореального (т.е.умеренного) слабоаридного климата с хорошо выраженной сезонной контрастностью. При большой широтной протяженности черноземной зоны различные фации черноземов существенно различаются между собой по климатическим показателям. Однако по условиям летнего периода – температуре и количеству осадков, а также по наличию зимнего промерзания все черноземы близки между собой. Черноземы распространены преимущественно на платформенных равнинах, но встречаются также островами среди других почв в межгорных впадинах, котловинах и на слабо эродируемых склонах горных систем. Почвообразующей породой для черноземов служат, главным образом, четвертичные лёссы и лессовидные породы, карбонатные, пористые. Встречаются черноземы и на третичных глинах. Гранулометрический состав в большинстве случаев суглинистый или глинистый. Небольшая часть черноземов развита и на элювии плотных горных пород – гранитов, базальтов, песчаников, мергелей, однако в этих случаях они весьма специфичны. Черноземы – это почвы травянистых формаций, приуроченных к степной и лесостепной зонам. Характерный гумусовый профиль обязан воздействию травянистой растительности с ее мощной, быстро отмирающей и легко гумифицирующейся корневой системой. В СНГ в черноземной зоне по характеру растительности выделяют три подзоны: 1) лесостепь с луговой степью и остепненными лугами, 2) ранотравно-дерновинно-злаковую степь, 3) дерновинно-злаковую степь. Основные особенности биологического круговорота степных и лугово-степных травяных растительных сообществ заключаются в том, что: 1) ежегодно с отмирающими частями в почву возвращается практически то же количество питательных веществ, которое было использовано на прирост; 2) большая часть этих веществ возвращается не на поверхность почвы, а непосредственно в почву с корнями; 3) среди химичсаких элементов, вовлекаемых в биологический круговорот, первое место принадлежит кремнию, а далее следуют азот, калий и кальций. Количество растительной массы естественных травяных сообществ на черноземах высоко: в лесостепи Русской равнины 30-40 ц/га – надземной фитомассы и 200 ц/га корней; в степи 8-24 ц/га надземной фитомассы и 150-300 ц/га корней. В среднем опад травяных сообществ черноземной зоны составляет 200 ц/га в год (А.А.Титлянова, Н.И.Базилевич). Средняя зольность растительной массы степей 3,5-4,5%. Ежегодное вовлечение азота и зольных элементов в круговорот и поступление их в почву достигает 700-900 кг/га. Роль биологического круговорота в формировании свойств черноземов определяется не столько химическим составом растений степи, сколько его высокой интенсивностью (большим количеством ежегодно обращающихся химических элементов) поступлением основной массы опада внутрь почвы, активным участием в разложении бактерий, актиномицетов, беспозвоночных, для которых благоприятен биохимический состав опада и общая биоклиматическая обстановка. Богатство опада растительности черноземных степей зольными элементами (зольность опада с учетом надземной части и корней составляет в лугово-степных сообществах 7-8%) и азотом при большой общей массе ежегодного опада определяет максимальное поступление в почву азота и зольных элементов. Именно важнейшей особенностью биологического круговорота веществ при черноземообразовании является ежегодное поступление в почву с опадом больших количеств азота и зольных элементов. Работами русских и зарубежных исследователей (И.В.Тюрин, М.М.Кононова, В.В.Пономарева, Маттсон и др.) установлено, что наилучшие условия образования гумуса при разложении опада растений происходит при щелочной реакции, достаточном доступе кислорода, оптимальном увлажнении без интенсивного выщелачивания, в условиях обогащенности растительных остатков белковым азотом и основаниями. Именно близкая к этим условиям обстановка создается при минерализации органических остатков травяных формаций луговых степей и степей на черноземах. Наиболее благоприятные условия для процесса гумификации в черноземной зоне создаются в весенний и раннелетний периода. В это время в почве благоприятные температуры и ее достаточный запас влаги от осенне-зимних осадков и весеннего снеготаяния. В период летнего иссушения и прерывистого увлажнения микробиологические процессы заметно ослабевают, что способствует предохранению образующихся гумусовых веществ от их быстрой минерализации. Богатство опада растительности черноземной зоны кальцием приводит к непрерывному образованию в почвах биогенного кальция и его миграции в форме Ca(HCO3)2. Поэтому процесс гумификации идет в условиях избытка кальциевых солей и насыщения образующихся гумусовых веществ кальцием, что почти полностью исключает образование и вынос свободных водорастворимых органических продуктов. Таким образом, особенность биологического круговорота под травянистыми сообществами заключается также в том, что гидротермические условия зоны благоприятствуют разложению богатого основаниями и азотом опада по типу гуминовых кислот, закреплению которых в почве способствует непрерывное образование в среде биогенного кальция и формирование карбонатного иллювиального горизонта. Как особый состав микрофлоры (преимущественно бактериальный), так и условия гумификации (нейтральная среда, богатство растительного опада кальцием, периодическое высушивание) приводят к образованию преимущественно группы гуминовых кислот. Отношение гуминовых кислот к фульвокислотам колеблется от 1,5 до 2,0. Вместе с накоплением перегноя при черноземообразовании идет закрепление в форме сложных органно-минеральных соединений важнейших элементов питания растений – N, P, S, Ca и др. Развитие мощных корневых систем лугово-степной и степной растительности и образование гуматов кальция благоприятствуют структурированию профиля почвы. Рассмотренные общие черты черноземообразования имеют свои особенности проявления в пределах зоны, что связано с изменением состава растительности и климатических условий. Наиболее благоприятны условия черноземообразования в южной части лесостепной зоны (типичные черноземы), где создается максимальное количество растительной массы и наилучшим образом складывается гидротермический режим почв. К югу нарастает дефицит влаги, уменьшается количество поступающего в почву опада и ухудшается зольно-азотный его состав, а также уменьшается глубина проникновения корневых систем растений в почву. Все это определяет и менее интенсивный процесс гумусонакопления с продвижением к югу в черноземной зоне. К северу от типичных черноземов (в подзоне оподзоленных и выщелоченных черноземов, темно-серых почв) более влажные условия климата способствуют большему выносу оснований из опада. Это, в свою очередь, приводит к образованию более кислых органических продуктов превращения растительных остатков, нейтрализация которых частично идет уже за счет разложения почвенных минералов. В этих условиях возможно проявление некоторого оподзоливания почв. Существенное влияние на формирование черноземов, их признаки и свойства (мощность гумусового горизонта, процент гумуса, форма выделения карбонатов, глубина промывания, водный и тепловой режим) оказывают фациальные особенности почвообразования. Черноземы Южно-Европейской фации (Придунайская и Предкавказская провинции) формируются в условиях более мягкого и влажного климата. Они почти не промерзают, быстро оттаивают, получают глубокую влагозарядку. Биологический круговорот в этих условиях протекает более интенсивно, процессы почвообразования охватывают более мощный слой почвы, что приводит к формированию черноземов с большей мощностью гумусовых горизонтов при относительно невысоком содержании гумуса (3-6%). Длительный вегетационный период и хорошее увлажнение по сравнению с другими провинциями создают здесь благоприятные условия для озимых культур, плодоводства и виноградарства, повышают эффективность применения минеральных удобрений. К востоку нарастает континентальность климата, уменьшается общее обеспечение теплом, сокращается период вегетации и увеличивается период и глубина промерзания почв. Черноземы центральных провинций (Украинская, Средне-Русская, Заволжская) развиваются в условиях умеренно-континентальных и относятся к средне- и высокогумусированным (6-12%). Черноземы Западно-Сибирской и Восточно-Сибирской фаций являются глубоко промерзающими и медленно оттаивающими почвами. В восточных провинциях уменьшается глубина промачивания почв и распространения корневых систем растений, сокращается период активного и наиболее полного разложения органических веществ. Черноземные почвы Западно- и Среднесибирской фаций отличаются меньшей мощностью гумусовых горизонтов, но более высоким содержанием гумуса (5,5-14%). Для них характерна языковатость гумусового профиля, обусловленная сильным растрескиванием почвы в холодный период. Черноземы Восточно-Сибирской фации имеют еще меньшую мощность (35-45 см). Содержание гумуса в них колеблется от 4 до 9% и резко уменьшается с глубиной. С продвижением на восток в соответствии с отмеченными особенностями климата в черноземах солевые горизонты залегают постепенно на меньших глубинах. Наиболее близко к поверхности их распределение в Казахстанской провинции (1,2-1,5 м). Здесь же наиболее часто наблюдается комплексность почвенного покрова, как следствие малой промытости почв. Далее к востоку эта закономерность нарушается, поскольку черноземные почвы развиваются уже в подгорных условиях или в горных котловинах часто на легких щебнистых породах (Минусинская, Предалтайская и Забайкальская провинции), с местными особенностями климата, часто проявляющимися в наибольшем выпадении осадков в летне-осеннее время, что приводит к более глубокому вымыванию легкорастворимых солей. Восточно-Сибирские черноземы отличаются широким распространением мучнистой формы карбонатов и глубокой промытостью профиля муссонными летними дождями. жүктеу/скачать 0,89 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|