Глава 12 «О (о2/ плодородие почвы

'" I Плодородие — это способность почвы удовлетворять потребно­сти растений в элементах питания, иоде и обеспечивать корневые системы воздухом, теплом и другими факторами жизни. ' Для нормального роста и развития культурные растения нуж­даются в определенных условиях. Плодородной считается такая почва, которая содержит достаточное количество доступных для культурных растений элементов питания, обладает хорошими физическими свойствами, не содержит вредных веществ и имеет благоприятную для корней растений и микроорганизмов реак­цию почвенного раствора. Культурные растения, возделываемые на такой почве, в течение всего вегетационного периода не ис­пытывают недостатка ни в питательных веществах, ни в воде, ни в воздухе.

Свойствами режимы почв, определяющие уровень почвенного плодородйяГможно объединить в четыре группы.

1.Химический состав определяет питательный ре­жим почв и реакцию среды. От содержания в почве всех необходи­мых элементов питания и количества их доступных форм зависит обеспеченность сельскохозяйственных растений азотом, фосфо­ром, калием, микроэлементами^ Наиболее плодородными являют­ся почвы с высоким содержанием органических веществ. Гумус — это постоянный источник плодородия почвы. В процессе непре­рывного образования и минерализации гумуса растения получают азот, фосфор, калий, углерод (в виде диоксида углерода) и другие элементы питания, необходимые для формирования урожая.

Вредное влияние на растения оказывают водорастворимые соли в токсичных количествах. От содержания растворимых солей и состава поглощенных катионов зависит реакция среды. Почвы с

высоким содержанием поглощенного водорода имеют кислую ре­акцию, а почвы, насыщенные натрием, — щелочную. И то и дру­гое снижает плодородие почвы, поэтому нужно проводить соот­ветствующие мероприятия, чтобы поглощающий комплекс был насыщен преимущественно кальцием.

2. К физическим свойствам, повышающим плодо­родие почв, относятся агрономически ценная водопрочная зерни­стая или комковатая структура, достаточная пористость, обеспе­чивающая аэрацию, хорошая впитывающая и водоудерживающая способность и другие свойства. Водно-воздушный режим зависит от качества структуры, пористости и водно-физических свойств. Оптимальный водно-воздушный режим — это благоприятное со­четание содержания влаги (около 60 % ПВ) и кислорода в составе почвенного воздуха (около 20 %). ■

Физические свойства тесно связаны с содержанием в почве гу­муса, гранулометрическим составом и физико-химическими свой­ствами.

3.Тепловые условия характеризуются суммой темпе­ратур выше 10 °С в почве на глубине 0...20 см, длительностью веге­тационного периода (с температурой выше 10 °С на той же глуби­не), а также глубиной промерзания почв. По этим параметрам выделяют почвы теплые, умеренно теплые, умеренные, умеренно холодные, холодные, мерзлотные и длительно сезоннопромерзаю-щие.

4. Биологические свойства почв характеризуются уровнем биологической активности различных микроорганизмов, участвующих в процессах гумификации и мобилизации элементов питания растений в доступной для них форме.

При оценке роли отдельных свойств и режимов почв в форми­ровании плодородия необходимо иметь в виду, что плодородие проявляется как результат сложного взаимодействия всех свойств, процессов и режимов почвьг)Например, питательный режим почв формируется в результате процессов минерализации и гумифика­ции органического вещества, жизнедеятельности различных мик­роорганизмов, влияния щелочно-кислотных условий почвенной среды, динамики водно-воздушного и температурного режимов и т.д.

Формирование плодородия тесно связано с характером почво­образования, жизнедеятельностью растений и микроорганизмов, поселившихся на материнской породе. Развитие природного поч­вообразовательного процесса при ведущей роли биологического фактора приводит к увеличению почвенного плодородия. Чем ин­тенсивнее протекает биологический круговорот веществ в приро­де, тем быстрее возрастает плодородие почв. При целенаправлен­ном воздействии на все факторы жизни растений можно суще­ственно повысить плодородие почвы.

Л 12.1. ВИДЫ ПЛОДОРОДИЯ

Различают естественное (природное), искусственное, эффек­тивное (экономическое), потенциальное плодородие. С\_ Естественное плодородие обусловлено природным поч­вообразовательным процессом, происходящим без вмешательства человека. Оно характерно для целинных почв и определяется био-_логинеской™продуктивностью, -?гге> количеством растительной а„*. массы, создаваемой на единице площади за определенный период.^ «/ Природное плодородие зависит от климата,"Химических, физичео» ких, биологических свойств почвы и содержания элементов пита- у ния растений. Ч? Искусственное плодородие создается в результате зем­ледельческого освоения почв под влиянием обработки, внесения удобрений, мелиорации и других агротехнических приемов по окультуриванию почв. Вместе с тем окультуренная почва наряду с искусственным всегда обладает и естественным плодородие^ По­этому трудно определить, какая часть плодородия окультуренной почвы относится к искусственному плодородию, а какая — к при­родному.^ /„.

При земледельческом использовании почв искусственное и ес­тественное плодородие в совокупности составляют эффек­тивное (экономическое) плодородие. Оно измеряется урожай­ностью, которая зависит не столько от уровня природного плодо­родия, сколько от технологии возделывания, свойств растений, погодных условий и организационных факторов.

Потенциальное плодородие определяется запасами
элементов питания растений и взаимодействием всех других
свойств, способных в благоприятных условиях поддерживать вы­
сокий уровень эффективного плодородия. Высокое потенциаль­
ное плодородие имеют черноземы, низкое — подзолистые почвы.
К почвам с высоким уровнем потенциального плодородия можно
отнести также болотные низинные торфяные почвы, которые
имеют большой запас элементов питания и после осушительных
мелиорации способны обеспечить хорошие условия для произрас­
тания растений./ ге ид-с 4 псе к* г^Аьи.

, 12.2. ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

Ц У

Различают корневое и воздушное питание растений. Корнями растения поглощают воду и элементы питания из почвы, а листья­ми — диоксид углерода из воздуха. Растения создают органическое вещество в результате усвоения диоксида углерода, воды и мине­ральных солей. Для роста и развития растениям необходимы на­ряду с углеродом, кислородом и водородом азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо. Эти элементы растения потребля-

ют в больших количествах, поэтому их называют макроэлемента­ми. Растениям необходимы также микроэлементы: марганец, бор, молибден, медь, цинк, кобальт и др. Содержание микроэлементов в сухом веществе растений составляет тысячные и стотысячные доли процента.

|ГТ Рассмотрим значение каждого элемента в питании растений. 1^1 г* Макроэлементы. Аздт„ поступает через корни растений из по­чвы. Он необходим для роста растений, образования белков, нук­леиновых кислот, хлорофилла и других органических веществ рас­тительных клеток. При недосгэтке_азота_в_гючве растения желте-ют, становятся эти ад про канны м и и отстают в 'росте и ра звита и. Источником азотного питания растений служат нитратьР^пгояи азотной кислоты и соли аммония. Через корни азот поступает в форме аниона N0" и катиона ЫН^. В почве азот накапливается в результате усвоения атмосферного азота свободноживущими в по­чве бактериями (3...5 кг на 1 га) и клубеньковыми бактериями, жи­вущими на корнях бобовых растений (70...200 кг на 1 га). Для по­лучения высоких урожаев в почву вносят органические и мине­ральные азотные удобрения. К последним относятся аммиачная селитра, сульфат аммония, хлорид аммония, селитры (кальциевая, натриевая, калийная), мочевина и др. Органические удобрения — навоз, торф, компосты — создают хорошие условия для азотного питания растений.

_фдсфорвход}\т в состав нуклеиновых кислот (рибонуклеино-вой~^РТжПГдезоксирибонук.'1еиновой —ДНК). При недостатке фосфора листья приобретают красновато-фиолетовый оттенок. Большинство почв имеют низкое и среднее содержание подвиж­ных соединений фосфора. Это связано с тем, что анионы фосфор­ной кислоты, соединяясь с катионами кальция и особенно железа, образуют труднорастворимые соединения. Из почвы фосфор по­ступает через корни растений в виде фосфат-иона РО^" •

К наиболее распространенным фосфорным удобрениям отно­сятся суперфосфат, фосфоритная мука, преципитат и сложные фосфорсодержащие удобрения — нитрофоска, нитроаммофоска

и др.

Калий участвует в процессах превращения простейших Сахаров в сложные углеводы, а также усиливает синтез органическиХ-Ве-ществ в растениях. Пр1Гнедостатке калия, чаще всего на легких почвах, происходит оме^гветтие крайних частей листьев, котор ые вначале буреют, а затем скручиваются. Калий усваивается расте­ниями в форме катиона К⁺.

К калийным удобрениям относятся хлорид калия, сульфат ка­лия и другие калийные соли. Особенно отзывчивы на калийные удобрения картофель, гречиха, сахарная свекла, подсолнечник, виноград, табак.

Кальций необходим для роста корневых систем, регулирования

кислотно-щелочного равновесия и нейтрализации образующейся в растениях щавелевой кислоты.

Велика роль кальция в снижении кислой реакции в почве и об­разовании структуры, поэтому кислые северные почвы, бедные кальцием, улучшают путем известкования.

Магний необходим растениям для образования хлорофилла и синтеза органического вещества. Он усиливает ферментативную активность _и_ регулирует окислительно-восстановительные про- цессы в растении. При недостатке магния на листьях между жил­ками появляются желто-белесые пятна, листья постепенно отгада­ют. В магниевых удобрениях нуждаются песчаные и супесчаные подзолистые и дерново-подзолистые почвы. Применяют доломи­товую муку, содержащую магний.

2Кемзо растения потребляют в малом количестве, но оно играет
важную роль в образовании хлорофилла, ферментов и в окисли-
Лельно.-восстановительных процессах. В почвах, как правило, со­
держится достаточное количество Железа, и только в некоторых
карбонатных южных почвах оно связывается в труднораствори­
мые соединения. В таком случае растения страдают хлорозом, вы­
ражающимся в пожелтении листьев. Для того чтобы этого избе­
жать, растения опрыскивают 0,05...0,50%-ным раствором желез­
ного купороса. I

Сера входит в состав некоторых белков и растительных масел. ^ Почвы обычно лучше обеспечены серой, чем другими элемента­ми. Если же ощущается недостаток серы, то у растений желтеют __хначала верхние^ затем нижние листья.

У М Микроэлементы. Марганец, входит в состав ферментов растений * и участвует в окислительно-восстановительных процессах. От не­достатка этого микроэлемента заболевают хлорозом яблоня, виш­ня, слива, малина, а из полевых культур — свекла, картофель, овес. Недостаток марганца наблюдается в песчаных и торфяно-бо-лотных почвах. Считается, что 2...Змг марганца на 1 кг почвы вполне достаточно для нормального роста и развития всех куль­тур.

Бор участвует в образовании белков и комплексных соедине­ний с углеводами и другими растительными веществами. При не­достатке бора у растений опадают завязи, появляется пустоцвет, снижается урожай семян, сахарная свекла поражается гнилью.

Молибден необходим для образования белков в растениях, а также для поглощения азота из атмосферы азотфиксирующими бактериями. Молибденовые удобрения вносят с семенами или оп­рыскивают растения раствором солей, содержащих молибден. Применение этих удобрений значительно повышает урожайность клевера, люцерны, сахарной свеклы, томата и других культур.

Медь способствует улучшению жизнедеятельности листьев, за-^елзживает их старение. От недостатка меди растения заболевают-*" хлорозом, не образуют семян, особенно страдают злаковые и бо-

бовые, а яблоня и другие садовые деревья преждевременно сбра­сывают листья. Медные удобрения необходимо применять на бо­лотных торфяных почвах.

_Циик в небольших дозах необходим для роста и развития расте­ний. При его недостатке часто не образуются завязи, а на листьях появляются хлоротичные пятна. Почвы в основном обеспечены цинком, однако его недостаток в первую очередь ощущают плодо­вые деревья, в том числе цитрусовые, а также полевые культуры — кукуруза, соя, фасоль. Внесение в почву цинксодержащих удобре­ний или некорневая подкормка нормализуют рост и развитие на­званных растений.

Кобальт необходим для жизнедеятельности клубеньковых,бак­терий на корнях бобовых растений. Соли кобальта вносят в почву с другими удобрениями или обрабатывают их растворами семена.

12.3. МЕРОПРИЯТИЯ ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ

Под воздействием естественных факторов и целенаправленной деятельности человека развивается культурный почвообразова­тельный процесс. При развитии этого процесса изменяются ин­тенсивность и характер биологического круговорота веществ, улучшаются свойства почв и повышается их плодородие. Для од­новременного роста как эффективного, так и потенциального плодородия необходимо широкое применение таких мощных факторов интенсификации земледелия, как химизация, мелиора­ция и механизация, а также использование высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений.

Для повышения плодородия почвы и получения высоких и ус­тойчивых урожаев необходимо одновременно воздействовать на все факторы жизни растений. Ни один из факторов жизни не мо­жет быть заменен другим. Важно выявить фактор, находящийся в минимуме или в избытке. Например, в засушливых условиях ли­митирующий фактор — обеспечение растений водой. Важнейшее значение имеют мероприятия по обеспечению растения водой пу­тем накопления и продуктивного ее использования. В таежно-лес-ной зоне особое значение приобретают применение удобрений и известкование почв.

Реализация принципа одновременного воздействия на все фак­торы жизни растений требует дифференцированных приемов по­вышения плодородия почв в различных зонах. При этом необхо­димо правильно использовать материалы почвенных исследова­ний: почвенные карты, картограммы содержания доступных для растений элементов питания — фосфора, калия, азота; картограм­мы кислотности, засоленности, эродированности, заболоченности почв.

Наибольшая эффективность всякого фактора проявляется

только при полной обеспеченности растений всеми другими фак­торами.

Повышение эффективного плодородия почв достигается раци­ональным применением органических и минеральных удобрений, известкованием и гипсованием почв, системой обработки, ороше­нием и осушением, травосеянием, созданием полезащитных лес­ных полос, введением севооборотов, мероприятиями по борьбе с эрозией и возделыванием урожайных сортов растений.

Контрольные вопросы и задания. 1.Что понимают под почвенным плодороди­ем? Чем характеризуются основные виды плодородия? 2. Какие свойства, элемен­ты и условия определяют уровень плодородия почв? 3. Что понимают под корне­вым и воздушным питанием растений? 4. Каково значение важнейших макроэле­ментов в питании растений? 5. Перечислите микроэлементы и расскажите об их значении в жизни растений. 6. Какие мероприятия применяют для регулирования плодородия почв?

Раздел III

ГЕНЕЗИС, ГЕОГРАФИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ,

СВОЙСТВА ПОЧВ И ИХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

•

Глава 13

ПРОЦЕССЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОЧВ

13.1. СУЩНОСТЬ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Почвообразование — это сложный комплекс взаимосвязанных и взаимообусловленных физических, химических, физико-хими­ческих и биологических явлений и процессов превращения и пе­редвижения вещества и энергии.

Первая характерная особенность почвообразования — синтез и распад органического вещества с накоплением энергетического материала. Корни растений, проникая в горные породы, извлека­ют из них фосфор, калий, кальций, натрий, магний, серу и другие элементы зольного питания. Вследствие биохимической деятель­ности микроорганизмов в породе появляется азот, потребляемый растениями. Растения синтезируют органическое вещество. Эле­менты питания, аккумулированные в вегетативных органах расте­ний, после отмирания последних вновь попадают в верхние слои породы. Там их разлагают микроорганизмы, превращая в новые органические соединения — гумусовые. Постепенно в поверх­ностных слоях породы накапливается органическое вещество, концентрируются зольные элементы. Минеральная масса породы приобретает новые состав, свойства и строение, т. е. порода пере­ходит в новое качественное состояние — почву.

Вторая характерная особенность почвообразования — переме­щение продуктов разложения и выветривания. В зависимости от степени растворимости растворимые соединения вымываются вниз по профилю на разную глубину атмосферными осадками. Одновременно с ними перемещаются и коллоидные вещества. Нерастворимые соединения накапливаются на месте их образо­вания.

Все элементарные процессы, связанные с составом и жизне­деятельностью растительных и животных организмов, характе­ром почвообразующих пород, климатом, рельефом, фактором времени, в различных физико-географических зонах слагаются в основные почвообразовательные процессы — типы почвообразо­вания.

Типовые почвообразовательные процессы (почвообразователь­ные микропроцессы) формируют определенную гамму однотип­ных почв, т. е. определенные генетические группы или типы: подзолообразовательный (подзолистый), дерновый (гумусово-аккумулятивный), буроземообразовательный, болотный (гидро-морфный), солонцовый, солончаковый, латеритный (ферраллит-ный).

Главная особенность современного почвообразования — воз­действие человека на естественный почвообразовательный про­цесс. Сельскохозяйственное использование почв приводит к су­щественным изменениям их состава и свойств, а следовательно, и плодородия. Современное развитие пахотных почв происходит под воздействием генетически самостоятельного естественно-ант­ропогенного почвообразовательного процесса, имеющего специ­фику в каждой природной зоне в соответствии с климатическими условиями и своеобразием использования почв.

В пахотных почвах наблюдаются глубокие генетические изме­нения, что отражается на строении их профиля, содержании и качестве гумуса, питательном режиме, составе обменных катио­нов и т. д.

Закономерность естественно-антропогенного почвообразова­ния — значительное усиление микробиологической активности. В связи с этим возрастают скорость и емкость биологического кру­говорота веществ и энергии в агробиогеоценозах, интенсивность процессов минерализации и трансформации органического веще­ства, формируется более ценный гумус. Усиливаются выветрива­ние и трансформация ила почв, в результате повышается поглоти­тельная способность пахотных почв. Увеличивается насыщенность ППК основаниями, и усредняется реакция почвенного раствора. Формируется питательный режим с высокой интенсивностью биохимических процессов и биодинамичностью при постоянном участии человека.

Для того чтобы поддерживать высокую интенсивность этих процессов, обеспечивать стабильное повышение плодородия, не­обходимо постоянно вносить в почву нужное количество энерге­тического материала (свежего органического вещества, богатых в химическом отношении минералов).

13.2. РАЗВИТИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ

Происхождение почв связано с завоеванием организмами суши. Первая стадия (фаза) формирования почв начинается с по­селения на поверхности горных пород низших организмов, среди которых наиболее распространены бактерии, водоросли, грибы, лишайники, создающие условия для более сложных группировок организмов. На первой стадии питательные элементы уже кон-

центрируются в поверхностных слоях породы, т. е. возникает плодородие, однако в связи с низкой продуктивностью раститель­ных сообществ биологический круговорот веществ малоинтенси­вен. Вторая стадия формирования почв начинается с появлением высших растений, когда интенсифицируется биологический кру­говорот веществ. В результате высокой продуктивности растений в поверхностном слое накапливается все больше питательных эле­ментов. В зоне распространения корней растений и деятельности микроорганизмов формируются генетические горизонты с раз­личными морфологическими признаками, химическим составом, специфическими веществами. К концу второй стадии, продолжа­ющейся несколько сотен и даже тысяч лет, начинают стабилизи­роваться некоторые свойства и признаки почв (мощность отдель­ных горизонтов, запасы питательных веществ, гумуса и т. д.). На третьей стадии (фазе) при относительно неизменных экологичес­ких условиях почвы уже характеризуются устойчивым биологи­ческим круговоротом веществ, стабильными в течение длительно­го времени составом и свойствами, т. е. они достигают фазы зре­лости.

Развитие почв — постепенное образование из почвообразую-щих пород зрелых (полностью сформированных) почв, достигаю­щих динамического равновесия с комплексом факторов почвооб­разования. При изменении экологических условий начинается эволюционная фаза. Эволюция почв — переход сформировавшихся почв в новые типы или подтипы в результате эволюции природ­ной среды. Вследствие развития и эволюции в почвах наблюдают-

| ся остаточные (унаследованные от материнских пород), рецент-ные (приобретенные в процессе развития в неизменной экологи-

I ческой среде) и реликтовые (унаследованные от других фаз разви-

• тия) свойства.

13.3. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОЧВ

Географическое распространение почв на земной поверхности подчиняется определенным закономерностям. Основные законы географии почв: горизонтальной (широтной) почвенной зональ­ности; фациальности почв; вертикальной зональности; аналогич­ных топографических рядов.

Законы горизонтальной и вертикальной почвенной зональнос­ти были сформулированы В. В. Докучаевым в 1899 г.

Закон горизонтальной зональности. Основные типы почв рас­пространены на равнинах по континентам закономерно в виде го­ризонтальных (широтных) зон (полос), последовательно сменяю­щих одна другую при изменении широты местности в зависимос­ти от изменения всех важнейших природных факторов почвообра-106

зования от экватора к полюсам. В основе зональности лежит не­равномерное поступление солнечной энергии на разных широтах. С широтным распределением тепла связаны и распределение вла­ги, циркуляционное выпадение осадков, развитие определенных видов растительности и почв.

Широтная (горизонтальная) зональность проявляется прежде всего в наличии на земной поверхности почвенно-биоклиматичес-ких поясов, обусловленных преимущественно термическими осо­бенностями климата. В Северном полушарии Земли выделяют' следующие пояса: полярный, бореальный, суббореальный, суб­тропический и тропический. Они представляют собой совокупно­сти почвенных зон и вертикальных почвенных структур по сход­ству радиационных и термических условий. В их пределах выделя­ют почвенно-биоклиматические области, т. е. совокупности, объе­диненные не только по радиационным, термическим условиям, но и по увлажнению, континентальное™ климата.

Закон широтной зональности проявляется и в обособлении внутри поясов на внутриконтинентальных равнинах почвенных зон — территорий с преобладанием одного основного, реже двух ти­пов почв, сопряженных с определенной растительностью. Вернее, почвенная зона — ареал зональных почвенных типов и сопутствую­щих им интразональных почв. Зональные почвы формируются под зональными растительными сообществами на плакорах — равнин­ных водораздельных возвышенных территориях, где на почвообра­зование не влияют грунтовые воды, а также исключаются застаива­ние поверхностных вод и приток их со стороны.

В пределах полярного пояса выделены две зоны — арктическая (арктические пустынные почвы) и субарктическая (тундровые глеевые, тундровые иллювиально-гумусовые). Далее следуют зоны: таежно-лесная (подзолистые и дерново-подзолистые по­чвы), широколиственных лесов (бурые лесные почвы), лесо­степная (серые лесные почвы, черноземы), степная (черноземы со своеобразными подтипами для степи), сухостепная (кашта­новые почвы), полупустынная (бурые полупустынные почвы). В пустынной зоне Средней Азии и Казахстана развиты в основ­ном серо-бурые пустынные и такыровидные, а на песчаных массивах — песчаные пустынные почвы. Для зоны сухих суб­тропиков Средней Азии характерны сероземы, коричневые по­чвы, а для зоны влажных субтропиков — красноземы и жел­тоземы.

Зоны не всегда следуют параллельно широтам. Так, на океа­нических окраинах Евразии, в южной части Северной Америки, в Австралии распространение почвенных зон приближается к меридиональному направлению в связи с особенностями увлаж­нения.

Проявление закона горизонтальной зональности усложняется

из-за местных особенностей рельефа, различий в темпах биологи­ческого круговорота элементов в системе почва — растение.

Интразоналъные почвы — почвы, не типичные для данной зоны, а встречающиеся во многих зонах (болотные, пойменные, солон­цовые, на карбонатных породах). К азональным почвам относятся молодые, формирующиеся почвы, не успевшие приобрести зо­нальных особенностей (на свежем аллювии, элювии плотных по­род, примитивные щебнистые, молодые рыхлые почвы на песках и т. д.).

Закон фациальности почв. Провинциальные особенности кли­мата определяют осложнение горизонтальной зональности и способствуют возникновению специфических местных явлений, вплоть до образования своеобразных типов почв с определенны­ми закономерностями их географического распределения. Этот закон проявляется в обособлении внутри почвенных зон почвен­ных провинций в связи с биоклиматическими различиями по фа­циальности.

Закон аналогичных топографических рядов. Этот закон действует во всех почвенных зонах в связи с распределением почв по эле­ментам мезо- и микрорельефа. Суть закона: во всех зонах распре­деление почв по элементам рельефа имеет аналогичный характер, т. е. на возвышенных элементах рельефа залегают генетически са­мостоятельные (автоморфные) почвы, а на отрицательных (в по­нижениях) элементах рельефа — генетически подчиненные (полу-гидроморфные, гидроморфные). На склонах находятся переход­ные почвы.

Закон вертикальной почвенной зональности (поясности). В гор­ных системах основные типы почв распространены в виде высот­ных поясов, последовательно сменяющих друг друга с нарастани­ем абсолютной высоты от подножия гор к вершинам в связи с из­менением природных условий. Расположение почвенных типов или структур этой зональности определяется положением горной страны в системе горизонтальных почвенных зон, положением ее по отношению к преобладающему движению воздушных масс, наличием температурных инверсий (стекание масс холодного воздуха по склонам в определенные сезоны и застаивание его в депрессиях). Первые два фактора определяют общий порядок смены и число зон в горах данной почвенно-биоклиматической области (аналогично широтной зональности при движении с юга к северу).

Структура почвенного покрова. В. М. Фридланд создал особое направление в географии почв, получившее название учения о структуре почвенного покрова, т. е. о генезисе, составе, формах почвенных неоднородностей и их агрономическом значении. Структура почвенного покрова (СПП)— закономерные совокуп­ности всех однообразных неоднородностей (ареалов) почвенного

покрова, или определенный тип строения почвенного покрова (состав, конфигурация, положение относительно друг друга тер­риториальных его единиц различного таксономического уровня). Она характеризуется повторяющимися в пространстве ареалами определенных почв в соответствии со сменой мезо- и микрорелье­фа, почвообразующими породами, эрозионными процессами и т.д. В результате в каждой местности создаются определенная форма неоднородностей и своеобразный рисунок почвенного по­крова.

На почвенных картах неоднородность почвенного покрова обычно показывают в виде почвенных пятнистостей, комплексов и сочетаний.

Пятнистость — неоднородность почвенного покрова, при ко­торой на расстоянии нескольких метров или десятков метров че­редуются сравнительно близкие почвы (например, дерново-не-глубокоподзолистые и дерново-глубокоподзолистые), относящие­ся к одному подтипу. Границы между почвами выражены слабо, хозяйственные различия незначительны.

Комплексы — чередование мелких (5...30 м) пятен почв разных типов, реже подтипов (например, солонцы или солончаки среди каштановых почв, черноземов и пр.), связанных в основном с эле­ментами микрорельефа. Хозяйственное использование компонен­тов комплекса различно и определяется их свойствами.

Сочетания — неоднородность почвенного покрова, при кото­рой почвы меняются в связи с изменением мезорельефа или зако­номерной сменой почвообразующих пород. Контуры, отражаю­щие комплексность или пятнистый характер, должны содержать не более трех почвенных компонентов.

Основные уровни системы структуры почвенного покрова: эле­ментарный почвенный ареал (ЭПА), микроструктура, почвенный район, почвенный округ, страна.

Уровни системы зонально-провинциального расчленения по­чвенного покрова: провинция (фация), подзона, зона, область, пояс.

При землеустройстве необходимо учитывать структуру почвен­ного покрова, так как она существенно влияет на организацию сельскохозяйственного производства в зависимости от разных уровней ее системы. Все мероприятия по улучшению почв на­правлены на разработку мер по снижению контрастности и слож­ности СПП для выравнивания свойств почв и их плодородия, со­вершенствование организации территории, размещение сельско­хозяйственных угодий, различных типов севооборотов на более однородных по почвенному покрову территориях. Выбор севообо­ротов, размещение полей в севооборотных массивах, выбор мест под сады, создание культурных сенокосов и пастбищ, выявление территорий, на которых необходимы различные мелиорации, пра-

вильное использование удобрений, проведение дифференциро­ванной агротехники — все это возможно лишь при изучении структуры почвенного покрова, правильном учете степени его неоднородности.

13.4. КЛАССИФИКАЦИЯ, НОМЕНКЛАТУРА И ДИАГНОСТИКА ПОЧВ

Классификация (систематика) почв — объединение почв в группы по генезису, строению, важнейшим свойствам и плодородию. Она включает установление принципов классифика­ции, разработку системы таксономических единиц, номенклатуру и диагностику почв.

Таксономическая единица (таксон) — почвенная единица, ко­торая определяет последовательность учета генетических характе­ристик и точность установления места почвы в системе классифи­кации.

В России действует классификация почв, разработанная уче­ными Почвенного института им. В. В.Докучаева и обобщенная в руководстве «Классификация и диагностика почв СССР» (1977), в котором дана диагностика около 180 типов почв. Это генетическая классификация почв, отражающая морфологические, экологичес­кие и эволюционные их особенности. Она построена на логически обоснованной системе таксономических единиц. Типы почв сгруппированы по зонально-экологическим группам, каждая из которых характеризуется типом растительности, суммой темпера­тур почвы на глубине 20 см от поверхности, длительностью замер­зания почвы, коэффициентом увлажнения.

Основная таксономическая единица классификации — генети­ческий почвенный тип. В один тип объединяются почвы, развиваю­щиеся в однотипных природных условиях и характеризующиеся ярким проявлением основного почвообразовательного процесса, т. е. однотипностью поступления и трансформации органического вещества, минеральной массы, характером миграции и аккумуля­ции вещества и почвенным режимом в целом, сходством строения почвенного профиля. Примеры типов: подзолистые, бурые лес­ные, серые лесные, черноземы, каштановые, бурые полупустын­ные, красноземы, желтоземы, солончаки, солонцы, солоди.

Генетические типы почв подразделяются на подтипы, роды, виды, разновидности и разряды, а также на генетические ряды — автоморфный, полугидроморфный, гидроморфный и поименно-аллювиальный.

Подтипы — группы почв, в которых из-за смены провинциаль­ных природных условий общие признаки почвенного типа допол­няются особыми чертами в их профиле. Появление подтипов обусловлено наложением дополнительного процесса почвообра­зования (например, чернозем оподзоленный, глееподзолистая по-110

чва), спецификой положения в пределах почвенной зоны (черно­зем южный), существенной динамикой основного признака типа (светло-серые, серые и темно-серые лесные почвы). При выделе­нии подтипов учитывают не только подзональную, но и фациаль-ную смену природных условий.

Роды выделяют в пределах подтипа для выявления наиболее важных местных условий, связанных со свойствами почвообразу-ющих пород, составом и глубиной залегания грунтовых вод, нали­чием реликтовых признаков, антропогенных характеристик поч­вообразования.

В пределах рода различают виды почв как определенные груп­пы почв, различающиеся по степени развития основного почво­образовательного процесса, проявляющегося в мощности гори­зонтов, интенсивности накопления гумуса, карбонатов, легкора­створимых солей (мало-, средне- и многогумусные черноземы; слабо-, средне- и сильноподзолистые почвы и др.). Виды выде­ляют и по степени эродированности, окультуренности и другим признакам.

В пределах вида выделяют разновидности почв, отражающие различия их по гранулометрическому составу верхних почвенных горизонтов (связнопесчаные, супесчаные, легкосуглинистые, среднесуглинистые, тяжелосуглинистые, глинистые).

Разряды почв — почвы одного вида и одного гранулометричес­кого состава, но развитые на почвообразующих породах разного происхождения и петрографического состава (на граните, извест­няке, аллювии, моренных отложениях и др.).

Номенклатура почв — перечень, совокупность наиме­нований и терминов в соответствии с их классификационным по­ложением и свойствами. В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев в осно­ву номенклатуры положили народные названия по окраске почв — подзол, чернозем, краснозем и др. Затем были введены типы — сероземы, желтоземы, каштановые и коричневые почвы. Позднее из-за сходства окраски верхних горизонтов стали добав­лять к названию краткую экологическую характеристику условий формирования типа (бурые лесные, бурые полупустынные). Для арктических, тундровых, луговых и болотных почв в основу назва­ния положены экологические условия. Некоторые почвенные типы (торфяно-глеевые, перегнойно-карбонатные, солонец, со­лончак, солодь и др.) названы в связи с особенностями их верхних почвенных горизонтов.

При выделении подтипов определяют центральный подтип, который называют обыкновенным или типичным, а затем пере­ходные по дополнительным процессам (чернозем выщелоченный, оподзоленный), окраске (светло-серые, темно-серые), положению внутри зоны (чернозем южный).

Для номенклатуры родов применяют термины, определяющие характерные или реликтовые свойства почв (солонцеватые, осоло-

делые, солончаковые, остаточно-луговые, остаточно-карбонатные и др.). Номенклатура видов базируется на мощности, содержании гумуса, характере и глубине вскипания, выраженности оподзолен-ности и пр. В основу номенклатуры разновидностей положен гра­нулометрический состав, в основу названия разрядов — литология почвообразующих пород. В полном названии почвы приводится характеристика всех таксонов. Например, чернозем (тип) обыкно­венный (подтип) солонцеватый (род) среднегумусный средне-мощный (видовые термины) легкосуглинистый (разновидность) на лёссе (разряд).

Диагностика почв — совокупность признаков почв, по которым их можно выделить и отнести к определенной таксоно­мической единице. При диагностике почв используют морфоло­гические признаки почв, результаты физико-химических и хими­ческих анализов (валовой химический состав, состав гумуса, по­глощенные основания, рН, емкость поглощения и другие показа­тели по профилю почв).

Контрольные вопросы и задания. 1. Что такое почвообразование? 2. Назовите основные типы почвообразования. 3. В чем заключается особенность современно­го почвообразования? 4. Назовите таксономические единицы классификации почв и дайте их определение. 5. Перечислите широтные почвенно-климатические зоны России и дайте их краткую характеристику. 6. Назовите основные законы географического распространения почв. В чем заключается их сущность? 7. Что такое структура почвенного покрова? 8. Какие признаки положены в основу клас­сификации почв? 9. Назовите принципы построения номенклатуры и диагности­ки почв.

Лабораторная работа 6

АНАЛИЗ СТРОЕНИЯ ПРОФИЛЯ ВЕДУЩИХ ТИПОВ ПОЧВ

С АГРОХИМИЧЕСКОЙ И АГРОПРОИЗВОДСТВЕННОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ПОЧВ ПО ОБРАЗЦАМ И МОНОЛИТАМ

Задания. 1. Описать и определить почвы таежно-лесной зоны. 2. Изучить и описать серые лесные почвы и черноземы. 3. Описать каштановые и бурые полупустынные почвы. 4. Описать солонча­ки, солонцы и солоди.

Материалы и оборудование. Рабочая тетрадь, лупа, фарфоровая чашка, миллиметровая бумага, нож, пинцет, вода, капельница с 10%-ным раствором НС1, набор демонстрационных коллекций почвенных образцов, монолиты почв, почвенный атлас, таблицы результатов физических, химических и физико-химических ана­лизов почв.

Ход выполнения работы. 1. Вначале следует ознакомиться с при­родными условиями таежно-лесной зоны, географичес­ким распространением и генезисом глееподзолистых, подзолис-

тых, дерново-подзолистых и дерновых почв по учебникам, по­чвенным атласам, лабораторному практикуму.

Затем нужно определить по коробочным образцам и моноли­там морфологические признаки почв (строение почвы, мощность почвы и отдельных горизонтов, окраска, гранулометрический со­став, структура, сложение, новообразования и включения). Опи­сание нужно проводить последовательно по всем генетическим горизонтам; указывать характер границ между горизонтами, все данные записывать в тетрадь.

Необходимо зарисовать почвенный профиль цветными каран­дашами; для более полного описания морфологических признаков взять мазки почвы. Влажную почву, взятую из различных генети­ческих горизонтов на кончик ножа, нужно нанести на бланк или на страницу тетради, расположив в виде колонки. Для этого с ле­вой стороны отделить примерно треть страницы. Рядом с зарисов­кой следует указать индексы генетических горизонтов.

Изучение морфологических признаков нужно закончить со­ставлением полного морфологического описания с определением типа, подтипа, вида и разновидности почвы.

Затем следует изучить результаты физических, химических и физико-химических анализов почвы, объяснив генетический смысл анализов, и оценить их в агрономическом отношении.

В рабочей тетради нужно отметить содержание гумуса и ком­понентов алюмосиликатной части (§Ю₂ и К2О3)» рН, состав и со­держание поглощенных оснований, илистой фракции и распрос­транение их по профилю, что позволяет подтвердить название почвы.

В заключение нужно дать агрохимическую и агропроизвод-ственную характеристику, определив важные для сельского хозяй­ства свойства почв (мощность гумусового слоя и гумусирован-ность, гранулометрический состав, окультуренность, сложение почв, глубина залегания и качество грунтовых вод, рН солевой вытяжки, поглощенные основания и др.). Для подзолистых и дер­ново-подзолистых почв важны также следующие характеристики: степень оподзоленности и заболоченности, мощность подзолис­того горизонта и глубина залегания его, гидролитическая кислот­ность, каменистость.

2. Изучить и описать морфологические свойства серых лесных почв и черноземов по коробочным образ­цам и монолитам.

В рабочей тетради зарисовать в цвете профили зональных почв (светло-серых, темно-серых лесных; черноземов оподзоленных, выщелоченных, типичных, обыкновенных и южных).

Охарактеризовать свойства почв и сделать выводы об их ис­пользовании (форма 11).

Кратко описать мероприятия по рациональному использова­нию почв.

Форма 11 Характеристика типов и подтипов почв лесостепи и степи

Емкость Содержание поглощен- Степень

Йни^Ре" погло- ных оснований ^на™; Запас

_л.. жание ш«.п гумуса.

Почвы рН _а> щения _н* Са* М₈²* Ыа* "^ОСТ1' т/га

,,„„ ниями,

мгэкв/100 г почвы ^

Светло-серые лесные Серые лесные Чернозем:

оподзоленный

выщелоченный

типичный

обыкновенный

южный

3. При описании каштановых и бурых полупу­стынных почв в рабочей тетради сделать цветные зарисов­ки профилей светло-каштановых, каштановых, темно-каштано­вых сухостепных и бурых полупустынных почв по монолитам, ис­пользуя почвенный атлас. Описать морфологические свойства почв. Кратко описать мероприятия по рациональному использо­ванию почв.

4. При описании солончаков, солонцов и соло­дей провести морфологический анализ по коробочным образ­цам и монолитам. В рабочей тетради сделать соответствующие за­писи и зарисовки.

Изучить результаты анализов водных вытяжек по данным пре­подавателем таблицам.

Описать мероприятия по использованию солончаков, солонцов и солодей.

Глава 14 ПОЧВЫ АРКТИЧЕСКОЙ И ТУНДРОВОЙ ЗОН

Крайний Север Евразии представлен Евразиатской полярной почвенно-климатической областью, которая делится на две зоны: арктических почв Арктики и тундровых почв Субарктики.

Арктические почвы распространены на островах Северного Ле­довитого океана (Земля Франца-Иосифа, Северная Земля, Де-Лонга, северная часть Новосибирских островов) и на северо-вос­точной части полуострова Таймыр. Южная граница проходит при­мерно по 75...77° с. ш.

Тундровые почвы расположены к югу от арктических, прости­раются от Берингова пролива до северо-западной окраины Кольс­кого полуострова и за пределы России. Они распространены на

островах от Чукотского полуострова до Северного моря и Атлан­тического океана (острова Врангеля, Новосибирские, Медвежьи, Ляховские, Большой Бегичев, Сергея Кирова, Белый, Новая Зем­ля, Вайгач, Колгуев, Фарерские и др.), на побережье материка по южной границе от 72° с. ш. в Восточной Сибири до 66...68° с. ш. (бассейн Колымы и Чукотка), затем граница поднимается до 69,5° (Кольский полуостров). Выделяются фации — океанического и континентального климата. Значительные площади находятся под гидроморфными почвами.