рус | укр

Главная

Контакты

Навигация:
Арсенал
Болезни
Витамины
Вода
Вредители
Декор
Другое
Животные
Защита
Комнатные растения
Кулинария
Мода
Народная медицина
Огород
Полесадник
Почва
Растения
Садоводство
Строительство
Теплицы
Термины
Участок
Фото и дизайн
Хранение урожая









Билет 5.

1.1.1. Почвообразующие породы обусловливают физические, физико-химические свойства почв, их минералогический, гранулометрический и химический составы, горизонтальное и вертикальное строение. Именно множественность петрографического состава пород является одной из причин почвенного разнообразия.

 

Схема 1. Место почвоведения в системе наук.

 

 

Материнские породы представлены тремя группами: массивно-кристаллические магматического и метаморфического происхож-дения; плотные осадочные; рыхлые осадочные.

Массивно-кристаллические породы образуются в глубоких недрах Земли при очень большом давлении и высоких температурах. При выходе на земную поверхность они подвергаются выветриванию и претерпевают глубокие изменения: распадаются на механические отдельности различных величины и формы, меняются их минералогический и химический составы. По общим особенностям химического состава эти породы подразделяются на кислые, основные и переходные.

Различия между ними основываются на соотношении устойчивых и неустойчивых минералов. Кислые породы (гранит, дацид и др.) содержат больше устойчивых минералов, богатых кремнеземом, (кварц и кислые полевые шпаты) и обедненных оксидами железа и алюминия. Основные породы (базальт, габбро и др.), напротив, обогащены минералами с повышенным количеством железа и алюминия.

Плотные осадочные породы (ПОП) – это сцементированные продукты измельчения и преобразования массивно-кристаллических пород, химические и биологические осадки, а также образования вулканического происхождения. Они могут быть как континентального, так и морского происхождения. По химическому составу ПОП делятся на углистые, глиноземные, железистые, силикатные, карбонатные и засоленные. Из первичных минералов в них сохраняются, как правило, наиболее устойчивые – кварц и кислые полевые шпаты. Бóльшую массу этих пород составляют глинистые образования, которые часто не подвергаются коренному преобразованию и могут ассимилироваться почвой. В некоторых ПОП (известняки, мергели, доломиты) содержится значительное количество минералов простых солей, легко подвер-гающихся разрушению, растворению и миграции в процессе почвообразования.

Наиболее широко распространены на поверхности Земли рыхлые осадочные породы (РОП). Это молодые отложения (четвертичного возраста), образованы преимущественно в континентальных условиях. Их генезис связан с процессами накопления и переотложения продуктов дезинтеграции и выветривания массивно-кристаллических и плот-ных осадочных пород. По своему происхождению РОП делятся на гравитационные (отложения осыпей, оползней, обвалов), водные (аллювиальные, водно-ледниковые, озерные и др.), моренные, эоловые и др. Все они характеризуются определенным набором свойств (размером частиц, степенью их окатанности, уровнем выветрелости мине-ралов, небольшой долей первичных минералов и, напротив, высоким содержанием вторичных, обилием новообразованных соединений.

1.1.5. Время. Процесс почвообразования протекает во времени. Каждый новый цикл почвообразования (сезонный, годичный, многолетний) вносит определенные изменения в превращение органических и минеральных веществ в почвенном профиле. Поэтому фактор времени имеет огромное значение в формировании и развитии почв.

Время, в отличие от других факторов почвообразования, не влияет непосредственно на этот процесс, так как не является источником вещества и энергии, необходимых для образования почв. Его воздействие носит более общий характер по сравнению с конкретным влия-нием геологического, биологического, климатического и других факторов.

Различают абсолютный и относительный возраст почв.

Абсолютный возраст – время, прошедшее с начала формирования почвы до настоящего момента. Он колеблется от нескольких до миллионов лет. Наибольший возраст имеют почвы тропиков, не под-вергнутые эрозии. Возраст почв Северо-Запада России 12–14 тыс. лет (столько времени прошло после последнего оледенения). Самые молодые почвы – в современных поймах рек.

Относительный возраст характеризует скорость почвообразовательного процесса, быстроту смены одной стадии развития почв другой. Он связан с влиянием состава и свойств пород, форм рельефа на скорость и направленность почвообразования. Об относительном возрасте почв можно судить по степени развития их профиля: больших по мощности, гумусированности и дифференцированности, по степени аккумуляции или, наоборот, обедненности теми или иными соединениями по сравнению с почвообразующей породой.

Изменение почв во времени называется развитием. В этом процессе выделяют несколько фаз. Начальная фаза соответствует первому этапу почвообразования на обнаженной материнской породе: формируются примитивные почвы, в которых еще нельзя выделить отдель-ные горизонты, ее результатами являются образование и накопление мелкозема, обогащение его органическим веществом. Затем под влиянием различных элементарных почвенных процессов формируются неполно развитые почвы. В дальнейшем развитии почвообразования при неизменных условиях окружающей среды почва достигает зрелой фазы, становится полно развитой, с определенным набором генетических горизонтов. В этой фазе почвы находятся в равновесии с факторами почвообразования, морфологически мало меняются во времени и достигают климаксного состояния.

Из всех компонентов ландшафта почва обладает наиболее выраженной способностью к отражению факторов географической среды, она записывает, хранит в своем генетическом профиле огромное количество информации. Эта способность, по мнению В. О. Таргульяна и И. А. Соколова (1976), связана с двуединой природой почвы, согласно которой почвенное тело состоит из почвы-памяти – комплекса устойчивых свойств и признаков, возникающих в ходе всей истории ее развития, и почвы-момента – совокупности наиболее изменчивых процессов и свойств почвы в момент наблюдения. При этом различные свойства и компоненты почвы отражают факторы и процессы почвообразования с разной скоростью. Для правильного понимания этого факта было введено понятие «характерное время» (Арманд, Таргульян, 1974), под которым понимается время, необходимое для того, чтобы данный объект и его составляющие, развивающиеся под влиянием определенных факторов среды, пришли в равновесие с этими факторами. Характерное время почвенного профиля в целом иное, чем у отдельных его компонентов. Так, на образование зрелого почвенного профиля требуются сотни, тысячи и десятки тысяч лет, в то время для отдельных составляющих почвы оно оказывается намного меньше. Например, характерное время влажности, температуры может составлять часы, сутки; почвенных растворов – сутки, месяцы; почвенно-поглощающего комплекса – месяцы, годы; формирование отдельных генетических горизонтов А1 и солевых горизонтов (S) – годы, десятки лет и т.д.

С изменением условий почвообразования почва переходит в фазу эволюционного развития, сопровождающуюся перестройкой профиля, изменением свойств и уровня ее плодородия.

Под термином «эволюция почв» понимается изменение уже сформированных (зрелых) почв, связанное с эволюцией всей природной среды. В профиле почвы постепенно ослабляются признаки, отвечающие прежней фазе почвообразования, и возникают новые, обусловленные последующей фазой почвообразования. При этом почвы могут переходить из одного генетического типа (подтипа) в другой. Например, в лесной зоне в результате поднятия суши, изменения уровня залегания грунтовых вод, водного режима, появления другой растительности, изменения биологического круговорота веществ произойдет переход почв из типа болотных в тип подзолистых через ряд промежуточных стадий.

Все вышеназванные факторы почвообразования равнозначны и действуют в совокупности. Невозможно представить формирование почвы хотя бы без одного из них. Кроме них, иногда выделяют ряд весьма мощных, но локально действующих факторов. Среди них называют почвенно-грунтовые и грунтовые воды, поверхностные воды половодий и паводков, морские воды, вулканический фактор.

 

 

Билет 6.

 

В результате процесса почвообразования в верхнем слое коры вы-ветривания формируется почва. Она приобретает ряд важных свойств и признаков, в ней возникают новые вещества, которых не было в почвообразующей породе. Почва расчленяется на генетические горизонты и приобретает только ей присущие внешние, или морфологические, признаки. Таким образом, она отличается от почвообразуюшей породы не только плодородием, но и морфологическими признаками, по которым можно также различить почвы.

Почва представляет собой иерархически построенную природную систему, состоящую из морфологических элементов, морфологических признаков разного уровня.

Морфологические элементы почвы – это ее генетические горизонты, структурные отдельности, новообразования, включения и поры (пустоты, заполненные водой или воздухом). К морфологическим признакам почвы, отличающим морфологические элементы один от другого, относятся форма элементов, особенности их границ, окраска при определенной влажности, гранулометрический состав, сложение, характер поверхности, плотность и твердость.

Вертикальная последовательность горизонтов называется почвенным профилем. Он представляет первый уровень морфологической организации почвы как природного тела, а почвенный горизонт – второй. Последний, в свою очередь, также не является однородным и состоит из морфологических элементов третьего уровня – морфонов, под которыми понимаются внутригоризонтные морфологические элементы, исключая структурные отдельности. На четвертом уровне морфологической организации выделяются почвенные агрегаты (структурные отдельности, комки, педы), на которые естественно распадается почва в пределах генетических горизонтов либо их морфонов. Почвенные структурные отдельности могут быть разных порядков. Например, большие тумбовидные глыбы могут состоять из крупных призм, а последние – из мелких ореховатых отдельностей. Почвенные агрегаты, в свою очередь, также имеют сложное строение. Они состоят из микроагрегатов (минеральных, органоминеральных, органических). Следующий пятый уровень морфологической организации почвы можно обнаружить только с помощью микроскопа. Такое изучение получило название микроморфологии почв

 

Солоди – это гидроморфные или полугидроморфные почвы, формируются в понижениях рельефа, днищах подов.

Профиль солоди резко дифференцирован на горизонты: кроме верхнего гумусово-аккумулятивного горизонта А1, имеющего серый цвет, комковатую структуру, в верхней части профиля выделяется осолоделый горизонт А2 (Е), осветленный, белесый, плитчатый, слоистого сложения, с обилием Fe-Mn конкреций; далее следует горизонт А2В (ЕВ), темно-бурого цвета с белесыми пятнами, плитчато-ореховатой структуры; ниже располагается иллювиальный горизонт Вt,g с признаками оглеения, буроватого цвета с гумусовой лакировкой и кремнеземистой присыпкой.

Профиль солоди имеет следующее строение:

А1 – А2 (Е) – А2В (ЕВ) – Вt,g – ВСа – ВCS – Сg.

Морфологически солоди похожи на подзолистые почвы, однако их генезис другой.

Солоди образуются из солонцов при их дальнейшем рассолении и замещении в ППК иона натрия на ион водорода. Появляющийся в почвенном растворе натрий резко подщелачивает среду, гумус приобрета-ет подвижность, в результате верхняя часть профиля осветляется, разрушается структура, накапливается кремнезем в осолоделом горизон-те, верхняя часть профиля обедняется илистыми частицами. В щелочной среде интенсивно протекает гидролиз алюмосиликатов, высвобож-даюшиеся Al и Fe передвигаются вниз по профилю (рис. 8).

В зависимости от условий образования тип солодей разделяется на три подтипа: солоди лесные (типичные); солоди луговые (дерновые); солоди лугово-болотные (торфянистые).

Солоди лесные (типичные) развиваются под березовыми насаждениями или в понижениях типа подов и лиманов с хорошо развитым травянистым покровом. В их профиле под лесной подстилкой отчетливо выделяется осолоделый горизонт. Дерновый горизонт отсутст-вует или очень слабо выражен, мощность его не превышает 5 см.

Солоди луговые формируются под осветленными колками или в понижениях (поды, лиманы) с хорошо развитым травянистым покровом. В профиле отчетливо выделяется горизонт биогенной аккумуля-ции (А), ниже которого лежит осолоделый горизонт А2 (Е).

Солоди лугово-болотные (торфянистые) приурочены к различным понижениям и развиваются под лугово-болотной растительностью с примесью кустарников (ивы) при близком уровне грунтовых вод (около

). В профиле выделяются оторфованная дернина Ад (АТ), торфя-ный горизонт Ат (Т), горизонт биогенной аккумуляции А1 и осолоделый горизонт А2 (Е). По всему профилю развито оглеение.

Профиль солоди дифференцирован по содержанию ила, SiO2, Al, Fe, аналогично профилю подзолистой почвы. Содержание гумуса 1,5–3,0%, в его составе преобладают ФК. ЕКО в осолоделом горизонте низкая и составляет 10–15 мг-экв/100 г почвы, в иллювиальном – до-тигает 40 мг-экв/100 г почвы. В составе обменных катионов преобладают Са2+ и Mg2+, содержится Н+ и в небольших количествах Na+. Реакция среды в А2 (Е) – слабокислая, рН = 5–6, в нижних горизонтах – близкая к нейтральной. Анализ водной вытяжки из солодей типичных показывает незначительное содержание в них легкорастворимых солей.

Солоди, характеризуются низким естественным плодородием. Для них свойственны невысокие содержания гумуса и питательных элементов, неблагоприятные водно-физические и физико-механичес-кие свойства. Так как они располагаются в понижениях рельефа, то длительное время остаются переувлажненными, обработка их затруднена. Чаще всего солоди используют в естественном состоянии под пастбища и сенокосы.

 

Билет 7

1.3.2. Минералогический состав почв.Основную долю вещественного состава рыхлых почвообразующих пород и почв, за исключе-нием торфяных, составляют минеральные частицы. В зависимости от происхождения они могут включать первичные минералы, перешедшие в мелкозем из разрушенных плотных изверженных, метаморфи-ческих или осадочных пород; вторичные, главным образом глинистые минералы, представляющие собой продукты трансформации первичных минералов или новообразованные в ходе выветривания и почво-образования; акцессорные минералы, характерные только для какого-либо определенного типа пород.

К главным породообразующим минералам относятся кварц, полевые шпаты, нефелин, пироксены, амфиболы, слюды и оливин. В среднем их соотношение в породах, выраженное в процентах от массы, таково: полевые шпаты – 60, кварц – 12, амфиболы и пироксены – 13, слюды – 8, прочие силикаты – 6, остальные минералы – 1.

Важным свойством минералов служит их устойчивость к физическому и химическому выветриванию. В порядке возрастания устойчи-вости к выветриванию первичные минералы образуют следующий ряд: оливин, апатит, авгит, роговая обманка, биотит, гранат, эпидот, плагиоклазы, ортоклаз, микроклин, кварц, мусковит, циркон, турмалин, рутил.

Первичные минералы почти полностью сосредоточены в гранулометрических фракциях размером более 0,001 мм, в так называемой крупной фракции. Участие первичных минералов в формировании почвообразующих пород различно: в песчаных породах и сформированных на них почвах они составляют 90–98% от массы; в суглинис-тых – 50–80% и в глинистых – 10–12%.

По сравнению с подстилающими рыхлые почвообразующие породы и почвы на 40–60% состоят из кварца. Кварц – один из самых устойчивых к выветриванию минералов, а поскольку почвообразующие породы представляют собой продукт многократного переотложе-ния и длительного изменения под действием физических (температура, влага) и биохимических (СО2, вода, живые организмы) агентов, то естественно относительное накопление в них кварца. Второе место в составе почвообразующих пород занимают полевые шпаты – до 20%. Они также обладают большой механической прочностью, но менее устойчивы к химическому выветриванию. Несколько процентов в составе почвообразующих пород занимают амфиболы (роговая обманка), пироксены и слюды, так как они легко поддаются выветриванию.

Минералы – кристаллические образования. В основе каждого почвенного минерала лежит кристаллическая решетка. Для любого минерала характерны свои кристаллическая решетка и определенная форма кристаллов. Большинство минералов магматических и метаморфических пород – кислородные соединения. Главные из них – это оксиды, силикаты и алюмосиликаты.

Кварц (SiO2) – один из самых распространенных минералов-оксидов. Основой его кристаллохимической структуры являются кремнекислородные тетраэдры, представляющие собой четыре иона кислорода, расположенные по углам тетраэдра, в центре которого заключен ион кремния [SiO4] более малого радиуса, чем кислород. Эти тетраэдры образуют сплошную каркасную структуру, что обусловливает устойчивость кварца к процессам выветривания.

Кремнекислородные тетраэдры обладают четырьмя ненасыщенными валентными связями, которые могут быть компенсированы как присоединением катионов (Ca, Mg, K, Na, NH4), так и соединением с другими кремнекислородными тетраэдрами. Таким образом формируются силикаты. В основе их кристаллохимической структуры лежат кремнекислородные тетраэдры, представляющие изолированные группы или цепочки (простые и сдвоенные), соединенные между собой преимущественно двухвалентными катионами. К породообразующим силикатам принадлежат пироксены, амфиболы, оливин.

Атом кремния в кремнекислородном тетраэдре может быть замещен на атом Al, в этом случае образуются алюмосиликаты, и большинство минералов, слагающих почвы, относятся к ним.

Кремнекислородные тетраэдры, соединяясь между собой через атомы кислорода, образуют различные типы структур: островные (оливин), цепочечные (пироксены), ленточные (амфиболы), каркасные (полевые шпаты и кварц), слоистые (слюды и глинистые минералы).

Слюды – минералы, имеющие сложную кристаллохимическую структуру, в которой кремнекислородные тетраэдры создают плоские сетки, вершины тетраэдров обращены друг к другу и связаны ионами алюминия с гидроксильными группами (ОН), образуя таким образом трехслойные пакеты. Пакеты соединены между собой ионами калия или кальция, магния и железа.

Значение первичных минералов разностороннее: от их количества (особенно крупнозернистых фракций) зависят агрофизические свойства почв, они являются резервным источником зольных элементов питания растений, а также служат источником образования вторичных минералов.

Вторичные минералы сосредоточены в тонкодисперсных гранулометрических фракциях размером менее 0,001 мм и представлены глинистыми минералами групп: каолинита, гидрослюд, вермикулита, монтмориллонита и смешанослойными образованиями, а также минералами оксидов железа и алюминия, аллофанами и минералами-солями.

 
 

 


Глинистые минералы Минералы-оксиды Минералы-соли

 

Глинистые минералы, как правило, составляют основную часть вторичных. Важнейшая роль их состоит в том, что, благодаря высокой поверхностной энергии, они обусловливают поглотительную способ-

ность почв, во многом определяют их химический состав и наряду с гумусом служат основным источником поступления минеральных элементов в растения.

Минералы группы каолинита относятся к диоктаэдрическим слоистым алюмосиликатам, обладающим жесткой кристаллической решеткой, не набухают. Почвы, содержащие каолинит, характеризуются низкой емкостью поглощения (не более 25 мг-экв/100 г почвы) и липкостью, но хорошо водопроницаемы. Каолинит преобладает в почвах субтропической и тропической зон (красноземы, желтоземы).

Минералы группы гидрослюд являются трехслойными алюмосиликатами с не расширяющейся решеткой. Емкость поглощения гидрослюд составляет 45–50 мг-экв/100 г почвы. Эти минералы содержат значительное количество калия (до 6–8% К2О), частично усвоя-емого растениями. Минералы этой группы широко распространены в осадочных породах и в различных количествах присутствуют почти во всех почвах, особенно часто в подзолистых и сероземах.

Минералы монтмориллонитовой группы (или группы смектита) характеризуются трехслойным строением с сильно расширяющейся при увлажнении кристаллической решеткой, в связи с чем они способны к поглощению воды и значительному набуханию. Высокая гидрофильность минералов обусловлена также их дисперсностью. Емкость поглощения у этих минералов составляет 80–120 мг-экв/100 г почвы. Данные минералы чаще свойственны почвам, имеющим нейтральную и слабощелочную реакцию (черноземы, каштановые, солонцы).

Группа смешанослойных минералов наиболее распространена в почвах умеренного и холодного гумидного, а также арктического поясов. Их содержание достигает 30–80%. Они состоят из слоев различ-ных индивидуальных минералов (например, гидрослюда‑монтморил-лонит, хлорит‑вермикулит). В зависимости от характера переслаивания и доли участия индивидуальных минералов смешанослойные образования могут иметь различные характеристики химических, физических свойств, емкости поглощения.

К вторичным минералам относятся также оксиды и гидроксиды Al, Fe. Наибольшее значение имеют гематит и гетит – из минералов группы Fe и гиббсит – из минералов группы Al. Они распространены в иллювиальных горизонтах подзолистых почв, а также в красноземах и желтоземах.

Соли встречаются в виде примесей к глинистым минералам в почвах аридных зон. Наиболее широко распространены в почвах

карбонаты: кальцит (CaCO3), доломит (CaCO3·MgCO3), сода (Na2CO3·10Н2O); сульфаты – гипс (CaSO4·2H2O), тенардит (Na2SO4); хлориты – галит (NaCl). Большое количество солей характерно для почвообразующих пород, являющихся древними морскими отложениями, и для засоленных почв.

Вторичные минералы по происхождению делятся на две группы: 1) связанные с постмагматическими и метаморфическими, преимущественно гидротермальными процессами (серицитизация, хлоритиза-ция, каолинизация и др.); 2) обусловленные гипергенными процессами (выветриванием и химической седиментацией), это разнообразные глинистые минералы, оксиды и гидроксиды, карбонаты, фосфаты, сульфаты, хлориды и др.

Все первичные и гипергенные вторичные минералы по отношению к почве являются остаточными, унаследованными от почвообра-зующей породы. Гипергенные вторичные минералы могут быть остаточными, т.е. унаследованными от почвообразующей породы, а также новообразованными в процессе внутрипочвенного выветривания и трансформации унаследованных от почвообразующих пород минералов.

Что касается роли минералогического состава почв в определении их свойств, то она чрезвычайно велика. От него зависят химический состав, практически все свойства почвы, особенно специфические, определяющие плодородие: общие запасы и доступные формы питатель-ных элементов (азота, фосфора, калия, кальция, магния, серы и железа), водно-физические (водоудерживающая способность, влагоемкость, водопроницаемость, водоподъемная способность, запасы доступной влаги, аэрация и др.), поглотительная способность во всех видах.

 

 

Наибольшее количество легкорастворимых солей накапливается в солончаках. Соли появляются уже с поверхности, в верхних горизонтах содержится от 0,6 до 3% и более легкорастворимых солей.

Выделяют гидроморфные и автоморфные солончаки. Гидроморфные солончаки возникают при близком залегании засоленных грунтовых вод, которые в условиях выпотного типа водного режима подтягиваются к поверхности. После испарения воды легкорастворимые соли аккумулируются в почвенном профиле. Автоморфные солончаки образуются на засоленных почвообразующих породах при глубоком залегании грунтовых вод (третичные древние отложения, морские засоленные породы четвертичного периода, так называемые шоколадные глины).

Кроме этого, солончаки могут появиться при неправильном орошении вследствие вторичного засоления. Чаще всего это явление имеет место в тех случаях, когда: 1) в севообороте преобладают культуры, требующие для получения высоких урожаев больших норм воды (рис, овощные, сахарная свекла); 2) значительно превышены установленные нормы орошения; 3) наблюдаются значительные потери воды из оросительной системы из-за инфильтрации; 4) для орошения используются воды с высоким уровнем минерализации.

Большую роль в аккумуляции солей играет растительность. На солончаках растительность сильно изрежена и представлена различными видами солянок, солеросом, сарсазаном, кермеком и др. Эти растения отличаются высокой зольностью (до 50%), в то время как злаки и бобовые имеют зольность не более 10%. Среди зольных элементов преобладают Cl, S, Nа.

Профиль солончаков слабо дифференцирован на генетические горизонты. Под прерывистым Адерн. выделяют горизонт А1 небольшой мощности. Далее следуют переходный горизонт В и почвообразующая порода С или G (для гидроморфных солончаков). По всему профилю видны выцветы, прожилки, корочки солей. Вскипают от HCl с поверхности.

Профили солончаков:

Адерн – А1 – В – С – автоморфных;

АS – Ag – Bg – G – гидроморфных.

В зависимости от качественного состава солей, вызывающих засоление, выделяют: корковые (NaCl), пухлые (Na2SO4), мокрые (CaCl2, MgCl2 – сильно гигроскопичны) и черные или содовые (Na2CO3) солончаки (рис. 7).

По степени засоления (содержанию легкорастворимых солей, %) почвы делятся на: незасоленные – менее 0,25; слабозасоленные – 0,25–0,30; среднезасоленные – 0,3–0,4; сильнозасоленные – 0,4–0,6; солончаки – более 0,6%.

По глубине залегания солевого горизонта солончаки подразделяются: 0–30 см – солончаковые, 30–80 см – солончаковатые, 80–150 см – глубоко солончаковатые, более 150 см – незасоленные.

Кроме легкорастворимых солей, солончаки содержат гипс и карбонаты Са и Mg. Профиль солончаков не дифференцирован по валовому содержанию R2O3, SiO2. Как правило, это малогумусные почвы. Содержание гумуса в верхнем горизонте менее 1%. Однако иногда солончаки образуются путем засоления высокогумусных луговых почв, и тогда количество гумуса доходит до 5% и более. Возмож-но также повышенное содержание гумуса за счет его привноса в солесборную впадину поверхностным стоком. В составе гумуса преоб-ладают ФК. Величина ЕКО зависит от минералогического состава ила и чаще всего составляет по всему профилю 10–20 мг-экв/100 г почвы. В составе обменных оснований преобладают натрий, магний. Реакция среды хлоридных и сульфатных солончаков – нейтральная, а содовых – щелочная (рН = 9–10). Встречаются и кислые солончаки, содержащие квасцы, образующиеся после окисления сульфидов.

 

 

Билет 8

Солонцы содержат в поглощенном состоянии в ППК большое количество обменного натрия. Они относятся к засоленным почвам, но, в отличие от солончаков, накапливают водорастворимые соли не с поверхности, а на некоторой глубине.

Профиль солонца резко дифференцирован на горизонты.

Под горизонтом Адерн выделяют аккумулятивно-гумусовый горизонт А1 – называемый надсолонцовый – серого цвета, несколько осветленный (особенно в нижней части горизонта), комковатой или плитчатой структуры, слоеватого сложения, более легкого гранулометрического состава, чем нижележащий горизонт, мощность его колеблется от 2–3 до 20–25 см.

Ниже располагается иллювиальный (солонцовый) горизонт В1 (BSN) – самый темный горизонт в профиле, бурый с коричневатым оттенком, столбчатой структуры, очень плотный, по граням структурных отдельностей обильная гумусовая лакировка, самый тяжелый по гранулометрическому составу в профиле, мощность – от 7–12 до 25 см.

Подсолонцовый горизонт В2 – палевого цвета, ореховато-призма-тической структуры. Он содержит карбонаты в виде белоглазки, поэтому его иногда обозначают ВСа.

Далее следует горизонт ВCS (гипсоносный). Гипс встречается в виде друз, кристаллов.

За ним располагаются горизонт (ВС), содержащий легкорастворимые соли, гипс и карбонаты, а внизу почвообразующая порода (С).

Профиль солонца будет иметь следующее строение:

Адерн – А1 (АЕ) – В1 (BSN) – ВСа – ВCS – BС – С.

Высокая дисперсность иллювиальных горизонтов и связанные с ней неблагоприятные водно-физические свойства солонцов составляют одну из характерных особенностей солонцового процесса почво-образования. Под солонцовым процессом понимается внедрение в поглощающий комплекс иона натрия и, как следствие, резкое повышение дисперсности органической и минеральной частей твердой фазы почвы, снижение устойчивости коллоидов по отношению к воде и возник-новение щелочной реакции среды.

Существует несколько теорий происхождения солонцов. Общим для них является признание ведущей роли иона Na+ в развитии солонцового процесса.

Первая коллоидно-химическая теория генезиса солонцов была разработана К. К. Гедройцем (1955). Согласно ей, солонцы образовались путем рассоления солончаков, засоленных нейтральными солями. В почвах, содержащих большое количество нейтральных солей, создаются условия для насыщения ППК ионами Na+ путем вытеснения из него других катионов. Ион Na+ характеризуется высокой способностью к гидратации, образуя мощные гидратные оболочки. Коллоидные частицы, содержащие натрий, сильно набухают, расстояния между ними увеличиваются и частицы теряют способность к коагуляции. В результате они диспергируются, разрушается почвенная структура:

 

(ППК2–) 2Na+ + Ca(HCO3)2 (ППК2–) Са2+ + 2 NaHCO3.

(сода, рН = 9)

Солонцы обычно формируются на склонах, где промыв водой несколько больше, происходит частичное рассоление профиля. Натрий, появляющийся в растворе, подщелачивает среду, способствуя растворимости минеральных соединений и почвенного гумуса. Гумус приобретает подвижность и начинает вымываться из верхнего горизонта А1, что вызывает его осветление. Минеральные и органические коллоиды, передвигаясь по профилю, встречаются на некоторой глубине с минерализованными почвенными растворами (это те соли, которые вымыты из верхних горизонтов при рассолении солончаков). Концентрация электролитов повышается, происходит коагуляция коллоидов, что приводит к формированию иллювиального солонцового горизонта В1 (BSN).

Солонцы могут образовываться при воздействии на незасоленную почву слабоминерализованных растворов, содержащих соду, которая возникает при выветривании минералов, взаимодействии нейтральных солей, содержащихся в грунтовых водах, с гидрокарбонатами почвообразующей породы, может иметь биогенное происхождение (ее много в золе растений сухих степей).

Солонцы делятся на: 1) автоморфные (степные) – формируются в условиях глубокого залегания грунтовых вод (более 6 м) на засоленных почвообразующих или подстилающих породах, в растительности преобладают злаково-полынные группировки; 2) полугидроморфные (лугово-степные) – формируются на 1-й и 2-й надпойменных террасах, в приозерных понижениях, в условиях дополнительного грунтового увлажнения, грунтовые воды залегают на глубине 3–6 м, в растительном покрове распространены полынь, кермек; 3) гидроморфные (лугово-болотные) – формируются в поймах рек, в приозерных понижениях и других депрессиях, грунтовые воды залегают на глубине менее 3 м и постоянно или периодически воздействуют на почву.

Для солонцов свойственно невысокое содержание питательных элементов, особенно азота и фосфора. Содержание гумуса 2–6%, в его составе преобладают ФК. ЕКО составляет 30–40 мг-экв/100 г почвы, до 60% от ЕКО занимает обменный натрий, реакция среды слабощелочная, в содовых солонцах рН = 8–10.

Солонцы имеют низкое естественное плодородие. Для их освоения необходимо проведение мелиоративных мероприятий – промывка, плантажная вспашка (вспашка специальными плугами на глубину 45–60 см), гипсование с последующей промывкой, посев солеустойчивых культур (сорго, суданская трава, люцерна).

 

 

Билет 9

1.1.4. Рельеф выступает как фактор перераспределения тепла, влаги и твердых частиц на поверхности Земли. Благодаря ему имеет место дифференциация почв в ландшафте.

Рельеф земной поверхности, т.е. ее строение (форма), образован участками различных наклона и гипсометрического уровня. Благодаря рельефу происходит перераспределение энергии солнечной радиации на земной поверхности. Склоны различной экспозиции аккумулируют разное количество тепла и влаги, что влияет на густоту и состав растительного покрова, длительность вегетационного периода, активность почвенной биоты и в целом на направленность и интенсивность процессов почвообразования. Рельеф выступает также как перераспреде-литель влаги и растворенных в ней веществ. Следствием топогенного перераспределения влаги является специфический баланс химических веществ в почвах, расположенных на разнообразных элементах рельефа. На относительно возвышенных участках приток веществ осущест-вляется только из атмосферы, а почвы, формирующиеся в этих условиях, называются автономными. На более низких ступенях рельефа поступление веществ происходит как из атмосферы, так и за счет бокового притока, и такие почвы называются гетерономными или геохимически подчиненными. Вещества перемещаются в водных молекулярных или коллоидальных растворах, в форме твердых взвесей и солифлюкционных масс. Боковое перемещение веществ в водных растворах идет по поверхности почвы, внутри почвенной толщи, по границе слоев с различной водопроницаемостью, с почвенно-грунто-выми и грунтовыми водами.

Геохимическая связь ландшафтов и почв была сформулирована в учении Б. Б. Полынова (1953 г.) об элементарном ландшафте, за который принят конкретный одновозрастный элемент рельефа, сложенный одной и той же материнской породой и покрытый в каждый отдельный момент своего существования определенным растительным сообществом. Одинаковые условия создают единое направление почвообразования на всем пространстве данного элементарного ландшафта. Элементарные ландшафты и приуроченные к ним почвы по условиям миграции химических элементов делятся на элювиальные, супераквальные и субаквальные.

Элювиальные ландшафты и расположенные на них почвы формируются на повышенных элементах рельефа при глубоком залегании уровня грунтовых вод, не оказывающих влияния на почвы и растительность. Генезис почв происходит в результате двух противополож-но направленных процессов: вертикального вымывания и возврата органических и минеральных веществ за счет растительного опада и атмосферных выпадений.

Супераквальные, или надводные, ландшафты и свойственные им почвы образуются на пониженных элементах рельефа, где воды подходят близко к поверхности и влияют на почвы и растения. В данные почвы осуществляется дополнительный приток химических веществ с боковым (латеральным) стоком и грунтовыми водами.

Субаквальные ландшафты – это местные водоемы с их растительностью, донными отложениями и субаквальными (маршевыми) почвами. Привнос извне веществ с твердым и жидким стоком в этих почвах является основным.

Кроме названных элементарных ландшафтов, существуют транзитные ландшафты склонов, почвы которых могут сочетать в себе признаки геохимической подчиненности.

Расчлененность рельефа определяет развитие денудационно-аккумулятивных явлений, выражающихся в эрозии почв (водной и ветровой). Эрозия может полностью смывать (развевать) верхние горизонты, лишая почвы главного свойства – плодородия. Особенно сильно она развивается при распашке склоновых почв. В практике полевых почвенных исследований установилась следующая систематика типов рельефа: макро-, мезо-, микро- и нанорельеф. Каждый из них играет определенную роль в процессах почвообразования, т.е. в генезисе и географии почв, в формировании структуры почвенного покрова (рис. 1).

Макрорельеф, характеризующий строение земной поверхности на больших территориях, определяет и отражает, в соответствии с биоклиматическими условиями, зональность почвенного покрова, его структуру и характер макрокомбинаций почв, типичных для данной зоны. Под ним понимают самые крупные формы рельефа: плато, равнины, горные системы. Его возникновение связано главным образом с тектоническими явлениями в земной коре.

Мезорельеф определяет структуру почвенного покрова в пределах конкретного ландшафта и характер мезокомбинаций почв, их сочетаний. Это формы рельефа средних размеров: увалы, холмы, лощины, долины, террасы, склоны разной крутизны. Возникновение мезорельефа вызвано в основном экзогенными геологическими процессами (денудационные процессы, образование континентальных отложений в результате медленного поднятия и опускания отдельных участков суши).

Микро- и нанорельеф влияют на пятнистость и комплексность почвенного покрова и обусловливают характер микрокомбинаций, микрокомплексность. Под микро- и нанорельефом понимают мелкие формы рельефа, занимающие незначительные площади, с колебанием относительных высот в пределах 1 м. Сюда относят бугорки, понижения, западины, кочки и др.

По положению в рельефе и определяемому им перераспределению осадков различают следующие группы почв, называемые рядами увлажнения: автоморфные, формирующиеся на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 м); полугидроморфные, образующиеся при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3–6 м (капиллярная кайма может достигать корней растений); гидроморфные, развивающиеся в условиях длительного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м (капиллярная кайма может доходить до поверхности почвы).

 

Горные системы расположены в различных широтных зонах, имеют неодинаковые протяженность и экспозицию склонов, поэтому вертикальная поясность в каждом конкретном случае подчиняется своим закономерностям. Вертикальная зональность почв начинается с того широтного зонального типа, который примыкает к данной горной стране. Наиболее полно вертикальные пояса представлены на северном склоне Кавказа. Здесь, по мере подъема к вершинам гор, чередуются почти все зоны, встречающиеся в равнинной части России. Прилегающий со стороны Каспийского моря пустынно-степной пояс с

сероземами сменяется в предгорной части Кавказа горно-степным поя-

 

Рис. 9. Схема вертикальных почвенных зон северного и южного склонов Большого Кавказа (Захаров, 1927).

 

сом с характерными для него горными каштановыми почвами и черноземами. На высоте 300 м начинается горно-лесной пояс, разделяю-щийся по составу древесных пород на полосы. От 300 до 800 м распространены лиственные леса, под которыми формируются серые лесные почвы; от 800 до 1200 м – буковые леса с бурыми лесными почвами. На высоте 1200–1800 м расположены хвойные леса, под которыми развиваются горно-лесные подзолистые почвы. На высоте 1800–2800 м находится пояс субальпийских лугов, а на 2800–3500 м – пояс альпийских лугов с горно-луговыми почвами. Выше 3500 м идет зона вечных снегов и ледников.

В причерноморском поясе вертикальная зональность начинается с красноземов и желтоземно-подзолистых почв, развивающихся под субтропической растительностью. С высотой местности красноземы сменяются бурыми горно-лесными почвами.

 

 

Билет 11

1.3.1. Фазовый состав почв. Почва – это многофазное природное тело, вещество которого представлено следующими физическими фазами: твердая, жидкая, газовая и живое вещество населяющих почву организмов.

Твердая фаза почвы является ее основой, матрицей и представляет собой полидисперсную, многокомпонентную органоминеральную систему. Формируется она из материнской горной породы под влиянием процесса почвообразования. Состоит из минералов или обломков горной породы и вторичных продуктов почвообразования – растительных остатков, продуктов их частичного разложения, гумуса, глинис-тых вторичных минералов, простых солей и оксидов химических элементов, освобождаемых при выветривании горной или материнской породы на месте или принесенных со стороны агентами геохимической миграции, а также различных почвенных новообразований. Твердая фаза характеризуется гранулометрическим, минералогическим и химическим составами, с одной стороны, и сложением, структурой и порозностью – с другой. С твердой фазой и ее минеральной частью связаны многие физические, физико-химические и химические свойства почв. Твердая фаза занимает 45–60% от общего объема почвы в ее естественном сложении. По массе в твердой фазе почвы преобладают минеральные компоненты. Даже в верхнем, обогащенном органическим веществом горизонте почв они составляют не менее 90–95%, а с глубиной их доля увеличивается до 99% и более от общей массы твердых частиц.

Жидкая фазапочввключает воду и почвенный раствор, которые заполняют ее поровое пространство. При участии воды совершаются процессы выветривания, гумификации и минерализации органических остатков. Благодаря вертикальному и латеральному передвижению влаги, происходит перемещение веществ внутри почвенного профиля, в результате чего отмечаются его дифференциация на генетические горизонты, а также вынос части вещества за его пределы. В почвах атмосферного увлажнения вода, удерживаемая в подвешенном состоянии в порах, имеющих капиллярные размеры, занимает около 25% от общего объема почвы. Порции почвенной воды, обладающие одинаковыми свойствами, получили название категорий или форм. Согласно классификации, разработанной А. А. Роде (1965), различают пять категорий (форм) почвенной влаги: твердая вода – лед; химически связан-ная (конституционная, кристаллизационная); парообразная; физически связанная, или сорбированная; свободная.

 

Просмотров: 664

Вернуться в категорию: Витамины

© 2013-2019 cozyhomestead.ru - При использовании материала "Удобная усадьба", должна быть "живая" ссылка на cozyhomestead.ru.