Основы агрономии Евтефеев Ю.В., Казанцев Г.М.

Глава 2 ПРОИСХОЖДЕНИЕ МИНЕРАЛОВ И ГОРНЫХ ПОРОД

Планета Земля состоит из минералов и горных пород, которые служат основой формирования почв и определяют их свойства.

Минералы являются природными химическими соединениями различных элементов, могут быть твердыми — кварц (Si0₂); доломит [Са, Mg(C0₃)₂]; гематит (Fe₂0₃); микроклин [(K₃Na)(AlSi₃0₈)]; галит (NaCl); кальцит (СаС0₃); магнезит (MgC0₃) и др.; жидкими — вода (Н₂0); газообразными — диоксид углерода (С0₂); аммиак (NH₃); метан (СН₄); водород (Н₂) и др. Известно более двух тысяч минералов. Минералы, часто встречающиеся и образующие основу горных пород, называют породообразующими. Содержание минералов в земной коре представлено в табл. 2.

По данным американского геохимика Ф. У. Кларка, среди породообразующих минералов преобладают полевые шпаты, пи-роксены, кварц, в которых содержание кислорода (49 %), кремния (26 %), алюминия (7,45 %) составляет по массе 82,5 %. Остальных элементов значительно меньше. Например, калия — 2,35 %, фосфора — 0,12, азота — 0,04 %.

Горные породы — природные агрегаты минералов, образующие геологические тела более или менее постоянного химического состава. Форма, размеры и взаимное расположение минералов обусловливают структуру и текстуру горных пород.

Минералы, образовавшиеся в недрах земной коры из компонентов магмы, называют первичными: лабрадор — Ca[Al₂Si_l20₈], микроклин — [(K₃Na)(AlSi₃0₈)], ортоклаз — K₂[Al₂Si₆0₁₆],

кварц — Si0₂, слюда — KAl₂[AlSi₃O_I0][OH]₂, флюорит — CaF₂, кальцит — СаС0₃, сидерит — FeC0₃, пирит — FeS₂ и др.

Первичные минералы, попадая на дневную поверхность в результате вулканических процессов, подвергаются выветриванию. Величина частиц первичных минералов крупнее 0,001 мм.

В результате сложных физических, химических и биологических процессов образуются новые минералы, которые называют вторичными. По происхождению такие минералы делятся на две группы:

а) связанные с постмагматическими и метаморфическими, главным образом гидротермальными процессами (образовавшиеся в результате серитизации, хлоритизации, каолинизации и др.);

б) связанные с гипергенными процессаим (выветриванием и химической седиментацией) — это различные глинистые минералы, оксиды и гидроксиды, карбонаты, хлориды, сульфаты и др.

Вторичные минералы преобладают в виде частиц менее 0,001 мм.

Под выветриванием понимают изменение физического состояния и химического состава минералов и горных пород под

воздействием воды, воздуха, температурных колебаний, живых организмов, делювиальных потоков (талых и дождевых вод), деятельности моря, рек и ледников. Различают физический, химический и биологический типы выветривания, которые происходят, как правило, одновременно, с различной интенсивностью. В разных природных зонах, в зависимости от создавшихся условий, преобладает, как правило, одно из них.

Физическое выветривание — механическое разрушение горных пород и минералов без изменения их химического и минералогического составов. Физическое выветривание усиливается при больших амплитудах температур, проникновении воды в трещины горных пород. Разрушение увеличивается при замерзании воды.

В жарком климате действие, аналогичное замерзающей воде, производят соли. Они проникают в трещины горных пород в растворенном виде вместе с влагой, а при ее высыхании кристаллизуются. При росте кристаллов их объем увеличивается, и они оказывают существенное давление на стенки трещин. Например, CaS0₄, присоединяя воду, превращается в гипс (CaS0₄ • 2Н₂0), увеличиваясь в объеме на 33 %.

Раздробленные физическим выветриванием горные породы приобретают водопроницаемость и частичную влагоемкость, увеличивают общую поверхность, что благоприятствует химическому выветриванию. Усиление трещиноватости горных пород способствует также более легкому проникновению в них корней, таким образом активируя и биологическое выветривание.

Яркими примерами подавляющего господства процессов физического выветривания могут служить выровненные поверхности гольцов на Северном Урале, в горах Среденей и Восточной Сибири, где среди каменных россыпей высятся лишь отдельные скалы причудливой формы — свидетельства былого состояния вершинной поверхности.

Физическое выветривание горных пород и минералов замедляется по мере уменьшения размеров образующихся в результате него частиц и практически сходит на нет по достижении ими состояния крупной пыли — т. е. частиц диаметром 0,05—0,01 мм.

Химическое выветривание — процессы разрушения первичных минералов и горных пород с изменением их минералогического и химического составов. Это химические реакции под влиянием воды, диоксида углерода и кислорода, приводящие к образова-

нию вторичных минералов в гидросфере и в зоне осадочных пород, особенно в поверхностных слоях. Повышение температуры воды и насыщение ее углекислым газом, который создает кислую реакцию, увеличивает разрушающее действие на минералы, повышает их растворимость. Например, растворимость кальцита значительно возрастает при содержании в воде С0₂, он превращается в гидрокарбонат:

СаС0₃ + С0₂ + Н₂0 <-> Са(НС0₃)₂

Наиболее распространенными реакциями при химическом выветривании являются окисление, гидролиз, гидратация, кар-бонатизация и оглинивание (образование глинистых минералов).

При химическом выветривании первичных минералов образуются вторичные в виде простых солей, гидроксидов, оксидов и глинных минералов. Образование вторичных минералов и их более высокая растворимость в воде создают условия для вовлечения химических элементов в биологический круговорот веществ. Замещение катионов или анионов в одних минералах приводит к образованию новых минералов (метасоматический процесс). Особое значение имеет образование глинных минералов, которые придают почвам агрономическое свойство — поглотительную способность, обеспечивающую важные для плодородия почвы режимы.

К скрытокристаллическим относят глинные минералы группы каолинита, монтмориллонита и гидрослюд. К группе каолинита относится каолинит — Al₄[Si₄O,₀](OH)₈ — это двухслойный по кристаллической решетке минерал. Галлуазит — Al₄[Si₄O|₀](OH)₈ • 4Н₂0, образующийся при разрушении каолинита.

К группе монтмориллонита относится трехслойный по кристаллической решетке минерал монтмориллонит, структура которого отвечает формуле [Al₄(OH)₄Si₈O₂₀] • лН₂0.

К группе гидрослюд относят продукты химического выветривания слюд и полевых шпатов: иллит (К, Н₂0)А1₂(0Н)₂ [(А1, Si)₄O_l0] • лН₂0, вермикулит (Mg, Fe²⁺, Fe³⁺)₃(OH)₂[(Si,Al)₄O_l0] • 4Н₂0 и др. В почвах содержатся минералы, не относящиеся к глинным, но обладающие сходными свойствами — это цеолиты — группа алюмосиликатов кальция, натрия, калия, обладающие высокими адсорбционными свойствами по отношению к катионам.

Под биологическим выветриванием понимают механическое разрушение и изменение химического состава горных пород и минералов под влиянием живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Корни растений и микроорганизмы выделяют диоксид углерода и органические кислоты, разрушающие минералы.

Нитрификаторы образуют азотную кислоту, серобактерии — серную кислоту. Под действием этих кислот на минералы образуются легкорастворимые в воде соединения, катионы или анионы которых легко поглощаются растениями и микроорганизмами:

2K₂[Al₂Si₆0₁₆] + 4HN0₃ + 2Н₂0 = [Al₄(OH)₈Si₄O₁₀] + 8Si0₂ + 4KN0₃

ортоклаз

Калийная селитра — KN0₃ легкорастворимая соль, катион К⁺ легко поглощается растениями из раствора.

2Са₅[Р0₄]₃0Н + 14HN0₃ = ЗСа[Н₂Р0₄]₂ + 7Ca(N0₃)₂ + 2Н₂0 апатит

Образующийся монофосфат кальция растворяется в воде, и анион фосфорной кислоты становится доступным для растений.

Значительное влияние на минеральную и органическую часть почвы оказывают черви, личинки различных насекомых и другие животные. Диатомовые водоросли способны разлагать алюмосиликаты, силикатные бактерии разрушают полевые шпаты; грибы рода Penicillium способны разрушать первичные минералы; лишайники разрушают породы механически и изменяют их химический состав. Минералы, образующиеся при участии живых организмов, называют биолитами: диатомиты, кораллы, известняк, каменный и бурый угли и др.

В слое земной коры от поверхности до грунтовых вод, создаются благоприятные условия для выветривания минералов и горных пород, где происходит периодическое смачивание фильтрующимися дождевыми и талыми водами, содержится достаточно воздуха, изменяются температура и атмосферное давление, поэтому этот слой земной коры называют корой выветривания.

Процессы выветривания в большой степени обусловлены климатом. В условиях засушливого климата растворимые продукты выветривания остаются и накапливаются, а в условиях влажного климата выщелачиваются, вымываются в нижележащие слои и в грунтовые воды.

Различают два основных типа коры выветривания: сиаллит-ную и аллитную. Сиаллитная кора формируется в регионах с умеренно влажным климатом, для нее характерно содержание в составе пород 65—75 % Si0₂ и 10—15 % А1₂0₃, образование глинных минералов монтмориллонитовой группы и гидрослюд. Ал-литная кора выветривания формируется в условиях влажного субтропического и тропического климата. Для нее характерно повышенное содержание алюминия в породах (до 35 % А1₂0₃)при снижении до 50 % содержания Si0₂, преобладание минералов группы гидроокисей железа и алюминия, разрушение первичных минералов, вынос оснований и кремнезема. В составе глинных минералов преобладают каолинит или галлуазит.

Горные породы — природные агрегаты минералов более или менее постоянного состава, образующие самостоятельные геологические тела. Термин «Горная порода» впервые в современном смысле употребил в 1798 г. русский минералог и химик В. М. Се-вергин. По происхождению, строению и свойствам горные породы подразделяют на магматические, метаморфические и осадочные.

Магматические породы образовались при остывании и кристаллизации магмы. Магма (от греч. magma — густая мазь) — расплавленная масса преимущественно силикатного состава, образующаяся в глубинных зонах Земли. При внедрении магмы в земную кору или при ее излиянии на поверхность Земли формируются магматические горные породы. Различают эффузивные и интрузивные магматические породы. Эффузивные породы образовались при излиянии магмы из глубины Земли на ее поверхность во время глубинной активности по вулканическим каналам или трещинам в земной коре. К таким породам относятся андезиты, базальты, диабазы, пемза, вулканическое стекло и др. Интрузивные породы образовались при остывании магмы в толще земной коры: в таких условиях постепенного остывания образуются граниты, диориты, габбро и др. В состав гранитов входят 65—75 % кварца, полевые шпаты (ортоклаз, микроклин), роговая обманка, слюды. В составе габбро 40—52 % Si0₂, плагиоклазы, пироксены, оливин (MgFe)₂[Si0₄]. Все породы магматического происхождения называют первичными.

Метаморфические горные породы образовались из магматических или осадочных пород в недрах Земли в результате сложных превращений, изменения (метаморфизма) их минералогического состава, структуры и текстуры. К таким породам относят гнейсы, кварциты, сланцы и др.

Все осадочные горные породы, образовавшиеся в результате осаждения химических солевых минералов в гидросфере, землистых масс из суспензии текучих вод или органического материала в виде остатков растений, называют вторичными.

В земной коре магматические породы составляют 95 %, а на долю осадочных пород приходится около 5 %. Если рассматривать только так называемую зону гипергенеза, т. е. слои, выходящие на дневную поверхность или залегающие близко к ней, и гидросферу, то в ней осадочных пород окажется около 70—75 %, магматических — 20—25 %.

Большая группа осадочных пород образовалась в результате физического выветривания магматических и метаморфических горных пород и переотложения минеральных частиц ветром, реками, морем, ледниками и водой. Такие породы стали рыхлыми, воздухо- и водопроницаемыми, в них усилились реакции химического выветривания.

Выделяют три группы осадочных пород: обломочные, химические и органогенные. К обломочным относят грубообломочные (валуны, галька, гравий), песчаные (0,05—2,0 мм), пылеватые (0,05—0,005 мм), глинистые (<0,005 мм) и смешанные (почвообразующие): моренные, озерно-ледниковые отложения, суглинки и глины, лессовидные суглинки, лессы.

К химическим осадочным породам относятся известковые туфы (кальцит — СаС0₃), калийные соли: карналлит — КС1 • MgCl₂ • 6Н₂0, сильвинит — mKCl + wNaCl, гипс — CaS0₄ • 2Н₂0, глинные минералы.

К органогенным осадочным породам относятся известняки (ракушечные, коралловые), диатомиты, состоящие из панцирей Диатомовых водорослей, трепелы, опоки — легкие, тонкопористые породы, состоящие из аморфного кремнезема с примесью песка и глинистых частиц. Горючие осадочные породы (торф, сапропель, ископаемые угли), жидкие породы (нефть), газообразные — горючие газы.

Глава 3 ОБЩАЯ СХЕМА ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА. ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

3.1. Общая схема почвообразовательного процесса

Под почвообразовательным процессом понимают зарождение и эволюцию почвы под влиянием факторов почвообразования (материнская порода, климат, растительный и животный мир, геологический возраст территории, хозяйственная деятельность человека). Это совокупность биофизико-химических процессов, наиболее важными из них являются следующие:

1) превращения минералов горной породы, из которой образуется почва;

2) накопление в ней органических остатков и их постепенная трансформация;

3) взаимодействие минеральных и органических веществ с образованием сложных органо-минеральных соединений;

4) накопление в верхней части почвы биофильных элементов, прежде всего элементов питания для живых организмов;

5) перемещение продуктов почвообразования с током воды в профиле формирующейся почвы.

Почва как природное образование представляет собой поверхностный, относительно маломощный по сравнению с отложениями горных пород горизонт земной коры, обладающий плодородием. В этом горизонте земной коры создаются условия для активного взаимодействия атмосферы, литосферы, растительных и животных организмов и других факторов почвообразования. Этот слой земной коры участвует во всех процессах превращения и перемещения веществ, происходящих в биосфере, связанных с обменом веществ в живых организмах и экосистемах. Биотические и абиотические процессы, происходящие

при образовании почвы, тесно взаимосвязаны с геологическим, биологическим и биогеохимическим круговоротами веществ и энергии на Земле.

Под геологическим круговоротом веществ понимают последовательность формирования горных пород, их первичные пространственные взаимоотношения, химический и минералогический составы, изменение в земной коре и на поверхности Земли, закономерности и условия образования и изменения осадочных пород, их вещественный состав и строение. Происходят сложные физико-химические процессы разрушения горных пород и минералов, их денудация. Денудация (от лат. denudation — обнажение) — совокупность процессов сноса и удаления с возвышенностей продуктов разрушения горных пород с последующим их накоплением в понижениях рельефа. Очень подробное определение геологического круговорота веществ дал известный отечественный геохимик и почвовед В. А. Ковда: «Геологическим круговоротом веществ с точки зрения почвоведения называется вся совокупность процессов образования земной коры, магматических и осадочных горных пород и минералов, обособления ее стратиграфических горизонтов, коры выветривания и форм рельефа, денудации и формирования водного, твердого и химического стока, седиментации и аккумуляции веществ, принесенных наземными и подземными водами и эоловым путем».

Геологический круговорот веществ является первичным условием в почвообразовательном процессе. С его помощью формируется материнская порода, которая является необходимым условием в почвообразовании и оказывает огромное влияние на химический, минералогический и гранулометрический составы и свойства почвы. В начале почвообразовательного процесса преобладают абиотические процессы: физические, физико-химические, химические, происходящие на атомно-ионном, молекулярном и коллоидном уровнях: растворение, осаждение, испарение, конденсация, сорбция, диффузия и др. Эти процессы небиологической природы И. П. Герасимов назвал элементарными почвенными процессами первого порядка, которые еще не объединены в биогеохимический круговорот веществ, это подготовительная предпочвенная стадия.

Геологический круговорот веществ может происходить без Участия биосферы. Появление биосферы и образование почв значительно изменяют поверхностный и грунтовый стоки, образование осадочных, поверхностных и донных отложений. Мик-

роорганизмы, растения и почвенная фауна значительно влияют на интенсивность и направленность процессов трансформации и перемещения веществ в ходе геологического круговорота. К абиотическим процессам добавляется биологический круговорот веществ. Биота поглощает минеральные элементы в почвообразующей породе, перемещает их в поверхностные горизонты и накапливает в верхних горизонтах органические вещества, что способствует образованию органо-минеральных соединений.

Вещества, образующиеся в процессе жизнедеятельности и отмирания биоты, окисляются, минерализуются, гумифицируются и накапливаются в почве. Образующиеся вещества снова поглощаются биотой и мигрируют по профилю почвы под влиянием не только биоты, но и абиотических процессов: климата, водно-физических, сорбционных и других свойств почвы. При этом биота противостоит миграции веществ под влиянием сил гравитации и поверхностного стока воды, способствует накоплению веществ в верхних горизонтах почвы.

В процессах биологического поглощения и трансформации веществ элементы возвращаются в почву в других соединениях, которых не было в горных породах, как правило, в растворимых формах, доступных для усвоения биотой. Это приводит к возрастанию биопродуктивности наземных экосистем и объема биологического круговорота веществ. На этой стадии почвообразовательного процесса содержание лабильных (доступных) веществ превышает их возможное поглощение биотой за один цикл, т. е. создается резервный фонд питательных веществ.

При развитии биосферы и почв сформировались биологический и биогеохимический круговороты. Биологический круговорот, по определению В. А. Ковды, включает «сумму циклических процессов обмена веществ и энергии между средой и совокупностью растительных и животных организмов».

Биологический круговорот веществ при образовании почвы с участием высших растений способствует профильной дифференциации почв. Растения перекачивают биофильные элементы из различных почвенных горизонтов на поверхность. Это перемещение имеет антигравитационную направленность, величина его зависит от размещения и поглощения корневой системы в почве и мест аккумуляции мортмассы. Масштабы такого перемещения больше в лесных экосистемах.

С возрастанием масштабов биологического круговорота элементарные почвенные процессы первого порядка достигают оп-

ределенного уровня и упорядоченности в пространстве и во времени, начинается формирование признаков почв, таких как оподзоливание, гумусонакопление, торфообразование, агрегатообразование, изменяются состав и физические свойства почвы.

Биотические и абиотические процессы трансформации и перемещения веществ в почвах включаются в сложный биогеохимический круговорот. В этом едином круговороте все вещества, дифференцированно распределенные в почвенном профиле, подвергаются абиотической миграции и биологическому поглощению. Поглощенные и синтезированные биотой вещества освобождаются при отмирании и разложении биоты, а возвращаясь в почву, дифференцируются по почвенному профилю, при этом биофильные элементы накапливаются в верхних горизонтах почвы. Происходит взаимодействие органических веществ с минеральной частью почвы и накопление органо-минеральных соединений.

Под воздействием физических процессов образующиеся вещества мигрируют по профилю почвы. Поверхностный и грунтовый стоки частично перемещают вещества за пределы почвы в почвообразующие породы, в грунтовые воды, в Мировой океан, таким образом вещества включаются в большой геологический круговорот.

По определению почвоведов, биогеохимический круговорот представляет собой систему согласованных в пространстве и во времени трансформационных и миграционных потоков вещества, протекающих последовательно или в фазе биоты, или в неживых фазах почвы. Для биологического и биохимического круговоротов свойственны избирательность поглощения организмами необходимых элементов из почвы и цикличность, связанная с поступлением солнечной радиации на поверхность Земли и с циклами развития растительных организмов.

Почвообразовательные процессы в условиях биогеохимического круговорота веществ приводят к формированию конкретных почвенных типов с индивидуальным строением почвенного профиля.

Таково влияние геологического, биологического и биогеохимического круговоротов веществ на почвообразовательный процесс.

Главными агентами в почвообразовательном процессе выступают живые организмы и продукты их жизнедеятельности. Образование почв началось с появлением жизни на Земле. Физиче-

ское и химическое выветривание плотных горных пород подготавливали условия для поселения первых живых организмов: бактерий, лишайников, водорослей. На поверхности горных пород стали накапливаться органические соединения, образуемые простейшими. Часть органических соединений вступала в реакцию с минеральными веществами с образованием органо-минеральных комплексов. Так начинался первичный почвообразовательный процесс.

Постепенно доступность минеральных элементов для биоты повышалась. Благодаря продолжающимся процессам выветривания горных пород увеличилась их поглотительная способность, улучшилось обеспечение живых организмов водой. Создавались условия для поселения и размножения более требовательных к условиям жизни низших организмов — лишайников, а затем и высших растений.

На участках земной поверхности с характерными особенностями микроклимата, геологического строения рельефа, почвы, водного режима формируются соответствующие биогеоценозы. По определению В. Н. Сукачева (1940): «Биогеоценоз — однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (приземный слой атмосферы, солнечная энергия, почва (строго говоря, являющаяся биокосным образованием) и др.) компонентов и динамическим взаимодействием между ними (обменом веществ и энергии)».

При биологическом поглощении и трансформации веществ в живых организмах элементы возвращаются в почву в составе качественно иных соединений, которые становятся легко доступными для последующих поколений живых организмов. Происходит накопление азотосодержащих органических соединений гумусовой природы и минеральных форм азота.

При биологическом выветривании фосфатов горных пород в почве накапливаются доступные для растений минеральные и минерально-органические соединения фосфатов.

В результате трансформации минеральной части в почве формируется состав обменно-сорбированных катионов калия, кальция, алюминия, магния и других макро- и микроэлементов.

Высшие растения, поглощая элементы питания в глубоких слоях почвы, перемещают их ближе к поверхности. Кроме того, большое количество органического вещества и минеральных элементов попадает на поверхность почвы с растительным опа-

rjoM. Все эти процессы способствуют формированию почв, которое продолжается неопределенно долго.

В сформированном биогеоценозе совершается биологический круговорот веществ в системе почва — растения — животные организмы — почва. Каждый цикл этого малого круговорота повторяет предыдущий, но полной замкнутости не существует, часть элементов просачивается с водой в грунтовые воды, вымывается за пределы ценоза и вовлекается в большой геологический круговорот веществ в природе. Но одновременно происходит и поступление в почву новых элементов из минералов почвообразующей породы, в результате жизнедеятельности азотофиксирующих, нитрифицирующих и аммонифицирующих микроорганизмов накапливаются соединения азота.

В зависимости от сложившихся климатических, геологических и геоморфологических факторов формируется большое разнообразие почв. Почвы, их свойства и режимы постоянно изменяются под воздействием природных факторов. На большей части территории России в результате материкового оледенения почвообразовательный процесс был прерван, почти весь дочетвертичный почвенный покров был разрушен. На пути распространения ледников почвенный покров был снесен. На прилегающих к ледникам пространствах почвы были или эродированы флювиогляциальными потоками, или перекрыты флювиогляци-альными и аллювиальными отложениями.

После окончания действия ледников на четвертичных осадочных смешанных горных породах ледникового и водно-ледникового происхождения начался современный почвообразовательный процесс. В современный геологический период почвообразовательный процесс отличается от первичного. Четвертичные осадочные горные породы передают образующимся на них почвам свои свойства и признаки, которыми стали обладать в процессе трансформации из первичных горных пород в рыхлые осадочные. Меняется и последовательность поселения живых организмов на этих породах: на них сразу могут поселяться высшие растения.

Таким образом, почва претерпевает во времени разнообразные изменения, связанные с ее природным генезисом, особенно ^ПРИ изменении факторов почвообразования. Совокупность всех изменений в почве от начала ее образования до сегодняшнего Дня называют эволюцией почвы.

Такова общая схема почвообразовательного процесса. Конкретные особенности образования и развития почв зависят от сложившихся природных условий и антропогенных факторов. Факторы почвообразования, конкретное их проявление в формировании основных типов почв изложено в последующих главах.

В различных природных зонах, в зависимости от конкретных условий, сформировались разные по внешнему виду и уровню плодородия почвы. Минералогический состав и свойства материнской породы, климат, состав произрастающей растительности, рельеф и другие условия по-разному влияют на почвообразовательный процесс в зависимости от их конкретного сочетания. Экологические условия, способствующие почвообразованию, влияющие на его скорость и результативность, В. В. Докучаев назвал факторами почвообразования. К ним относятся материнская порода, климат, растительные и животные организмы, рельеф местности и возраст страны (время). Наряду с этими пятью природными факторами почвообразования сегодня принято выделять шестой фактор — производственную деятельность человека, которая может коренным образом изменить направленность почвообразовательного процесса.

3.2.1. Почвообразующие породы

Почвообразующими или материнскими называют горные породы, которые явились материальной основой, средой, на которой образовались почвы. Формируясь на почвообразующих породах под влиянием различных экологических условий, почвы перенимают от них гранулометрический, минералогический и химический составы, а также физические и физико-химические свойства.

На магматических горных породах происходит первичный почвообразовательный процесс при отсутствии ясно выраженных почвенных признаков в твердой фазе, так как они являются массивно-кристаллическими, имеют плотное сложение. На них нет благоприятных условий для развития биоты. После сложных

процессов разрушения, превращений и денудации магматические породы обусловливают состав и свойства осадочных горных пород.

Значение метаморфических пород в образовании почв также невелико, так как на них условия для развития биоты, как правило, неблагоприятны и они занимают относительно небольшие территории, а большая часть поверхности Земли (>75 %) покрыта осадочными породами.

Осадочные смешанные породы сформировались в последний геологический период эры кайнозоя — четвертичный, поэтому их называют четвертичными. Породы, залегающие под четвертичными, относят к коренным. При выходе коренных пород на поверхность они постепенно превращаются в почвообразующие.

В зависимости от условий формирования осадочные породы имеют различный состав, строение, сложение и свойства, которые отражаются на процессе почвообразования и плодородии почв.

Элювиальные породы, или элювий, образуются при выветривании коренных пород и промывании продуктов выветривания на месте их образования на равнинных плато и на выровненных водоразделах. Свойства элювиальных пород зависят от свойств исходной породы, климата и рельефа. На элювии карбонатных пород формируются плодородные дерновые почвы.

Делювиальными породами или, делювием, называют наносы, отложенные на склонах дождевыми и талыми водами. Поверхностный склоновый сток образует делювиальные наносы с большей мощностью у основания склона. Для делювия характерны сортированность и хорошо выраженная слоистость.

Пролювий образуется у подножия гор в результате деятельности временных водных и селевых потоков. Для пролювия характерна плохая сортированность и включения крупнообломочного материала.

Аллювиальные породы, или аллювий, представляют собой осадки, оседающие при разливе рек (пойменный аллювий). Аллювий пойм богат органическим веществом, служит материнской породой для пойменных почв, которые отличаются высоким плодородием.

Ледниковые (моренные) отложения — продукты выветривания горных пород, перемещенные, переработанные и отложенные Дедником. Для морен характерны несортированность, неоднородный гранулометрический состав, наличие валунов, часто обо-

гащенность песчаными фракциями. По химическому составу морены бывают карбонатными и бескарбонатными. Карбонатные морены по составу и свойствам более благоприятны для растений, на них формируются плодородные дерново-карбонатные почвы. Бескарбонатные морены способствуют преобладанию подзолистого процесса почвообразования.

Лессы — неслоистые однородные тонко-зернистые известкови-стые осадочные породы светло-желтого или палевого цвета. Для лессов характерны карбонатность, пылевато-суглинистый гранулометрический состав с преобладанием частиц 0,01—0,05 мм, хорошая водопроницаемость. Более крупные частицы состоят чаще из кварца и полевого шпата, пористость 40—45 %. Залегают в виде покровов мощностью от нескольких до 100 метров на водоразделах и склонах, имеют различный генезис, до сих пор остающийся предметом научных дискуссий: по разным теориям в различных условиях лессы могли образоваться под влиянием поверхностного стока, водно-ледниковых потоков, эоловым путем и др.

Лессовидные суглинки — осадочные породы, напоминающие лессы, от которых отличаются меньшей карбонатностью, крупной зернистостью, слоистостью с прослойками галечника.

По своим свойствам лессы и лессовидные суглинки являются благоприятными для развития растительных формаций. При благоприятных экологических условиях на этих породах образуются плодородные черноземные, каштановые, серые лесные почвы.

Флювиогляциальные, или водно-ледниковые отложения, сформировались под влиянием водно-ледниковых (флювиогляциаль-ных) потоков, вытекающих из-под ледника при его таянии. Для этих отложений характерны сортированность, слоистость, они не содержат валунов, бескарбонатны. По гранулометрическому составу такие отложения являются песчаными или песчано-га-лечниковыми. На флювиогляциальных отложениях формируются малоплодородные почвы, бедные гумусом, питательными веществами, обладающие малой влагоемкостью.

Озерные и морские отложения формируются при изменении береговой линии озер или морей в результате их регрессии. При высыхании озер и отступлении морей донные отложения оказываются на дневной поверхности. Эти отложения отличаются слоистостью и большой аккумуляцией солей. Такие породы обусловливают образование засоленных почв.

Эоловые отложения формируются под влиянием ветра, образующего песчаные наносы — бугры, дюны, барханы.

3.2.2. Климат как фактор почвообразования

Климат — многолетний статистический режим погоды, это одна из основных географических характеристик местности. Название произошло от греческого слова klima, означающего «наклон», в данном случае наклон земной поверхности к солнечным лучам. Из географических факторов, влияющих на климат, наиболее существенны широта и высота местности, близость к морскому побережью, особенности рельефа и растительного покрова.

Климат играет огромную роль в процессах почвообразования, его влияние очень многообразно. Основными метеорологическими элементами, определяющими характер и особенности климатических условий, являются температура и осадки. Годовое количество поступающего тепла и влаги, особенности их суточного и сезонного распределения обусловливают совершенно определенные процессы почвообразования. Климат влияет на характер выветривания горных пород, воздействует на тепловой и водный режимы почвы. Движение воздушных масс (ветер) влияет на газообмен почвы и захватывает мелкие частички почвы в виде пыли. Но климат оказывает влияние на почву не только непосредственно, но и косвенно, поскольку существование той или иной растительности, обитание тех или иных животных, а также интенсивность микробиологической деятельности обусловлена именно климатическими условиями.

В почвоведении используют следующие показатели климата: годовое количество осадков, коэффициент увлажнения почв, среднегодовую температуру воздуха, сумму среднесуточных температур воздуха за период с температурой выше 10 °С, продолжительность периода вегетации растений.

Например, по сумме среднесуточных температур выше 10 °С за период вегетации растений климат принято делить на следующие группы (табл. 3).

Климаты термических групп формируются по широтным поясам земного шара. Эти пояса характерны не только температурными условиями, но и определенными растительными формациями и почвами. Пояса называют почвенно-биоклиматическими или почвенно-биотермическими. От климата зависит тепловой режим, скорость химических и биохимических процессов, биологическая активность почвы.

Отношение годового количества осадков к испаряемости с открытой водной поверхности в миллиметрах (мм) Г. Н. Высоцкий предложил называть коэффициентом увлажнения (КУ). По коэффициенту увлажнения различают следующие группы климатов (табл. 4).

Кроме названных групп климатов применяют гидротермический коэффициент (ГТК) по Г. Т. Селянинову, отражающий отношение количества осадков за определенный период к сумме среднесуточных температур выше 10 °С за этот период.

От влажности климата зависит водный режим, окислительно-восстановительный потенциал и степень выщелоченности почв при идентичных термических условиях. Большое влияние на почвообразовательный процесс оказывает континентальность

климата, выражающаяся в том числе в очень низких зимних температурах, которые характерны для полярной, бореальной и суббореальной групп климата. Глубина зимнего промерзания почв и характер их оттаивания обусловливают термический ре_жим нижних горизонтов почв.

Сочетание температурных условий и увлажнения обусловливает тип растительности, темпы накопления и минерализации органического вещества, состав и интенсивность деятельности почвенной флоры и фауны.

От климата зависит процесс трансформации минеральных соединений в почве, аккумуляция продуктов почвообразования, развитие ветровой и водной эрозии почв.

3.2.3. Биота как фактор почвообразования

Основными группами живых организмов биологического фактора почвообразования считаются бактерии, водоросли, лишайники, простейшие, высшие растения, беспозвоночные и позвоночные животные. Каждой группе живых организмов свойственны особые функции в процессе почвообразования.

Микроорганизмы. Известно, что первичный почвообразовательный процесс начинался с поселения микроорганизмов на горных породах. Выделяемые микроорганизмами диоксид углерода, органические и минеральные кислоты и физиологически активные вещества разлагали трудно растворимые минералы, способствовали образованию легкорастворимых в воде соединений, катионы и анионы которых легко поглощаются живыми организмами.

В образовавшихся почвах находится огромное количество микроорганизмов. По данным Е. Н. Мишустина (1987), количество микроорганизмов колеблется от нескольких сотен в 1 г дерново-подзолистых почв до 3 миллиардов в черноземах. Масса микроорганизмов в черноземных почвах может составлять от 3 До 8 т/га.

Среди микроорганизмов преобладают гетеротрофные и автотрофные бактерии. Среди них есть аэробные, нуждающиеся в свободном кислороде, и анаэробные, осуществляющие жизнедеятельность без доступа свободного кислорода за счет разложения окисленных соединений. Бактерии участвуют в процессах превращения органических и минеральных соединений в почвах.

Минерализация органического вещества в почве осуществляется гетеротрофными микроорганизмами в аэробных и анаэробных условиях. Аэробные микроорганизмы с помощью выделяемых ферментов разлагают белки, жиры, углеводы и другие органические вещества растительного и животного происхождения до диоксида углерода, воды и аммиака.

Анаэробные бактерии разлагают органические вещества с образованием недооксиленных органических соединений в несколько этапов с постепенным медленным разрушением и образованием продуктов медленной минерализации.

Очень большое значение для накопления в почве доступного для растений азота имеют процессы аммонификации и нитрификации — разложение белковых соединений до аммиака и окисление аммиака до азотистой и азотной кислот. Эти процессы осуществляются аммонифицирующими и нитрифицирующими бактериями.

Велика роль микроорганизмов в процессах гумификации при разложении органических веществ. Они образуют соединения для синтеза гумусовых веществ, из которых при участии микробных тел образуются гумусовые вещества.

Некоторые группы бактерий способны усваивать молекулярный азот из атмосферы, обогащать почву соединениями азота. К ним относятся свободноживущие аэробные (Azotobacter) и анаэробные (Clostridium pasteurianum) азотфиксаторы и живущие в симбиозе с бобовыми растениями клубеньковые бактерии. Молекулярный азот способны усваивать цианобактерии.

Микроорганизмы участвуют в формировании биохимического, окислительно-восстановительного, питательного, воздушного режимов и щелочно-кислотных условий почвы. Все сказанное свидетельствует о важной роли микроорганизмов в почвообразовании и создании почвенного плодородия.

Грибы — царство гетеротрофных примитивных организмов, разнообразных по строению и образу жизни, лишенных хлорофилла и питающихся готовыми органическими веществами. Переваривание внеклеточное с помощью выделяемых ферментов и осмотического поглощения питательных веществ всей поверхностью тела гриба. Грибы минерализуют растительные остатки в почве. Их количество достигает 1 млн в 1 г почвы. Грибы выделяют органические кислоты (лимонную, щавелевую, уксусную), которые разрушают минералы, способствуют разложению органических веществ и формированию фульвокислотного гумуса.

Плесневые грибы переносят очень кислую реакцию среды до pH = 1 (Мишустин Е. Н., Емцев В. П., 1987).

Грибы играют большую роль в круговороте веществ в природе. Они разлагают органические вещества, делая их доступными для автотрофных растений, способствуют повышению почвенного плодородия. Некоторые виды грибов в симбиозе с низшими и высшими растениями способствуют снабжению их водой и минеральными элементами, получая взамен органические вещества.

Водоросли — отдел низших растений, содержащих хлорофилл и синтезирующих органические вещества. Таллом водорослей без корней и листьев от долей микрона до 60 м и более. Особое значение в почвообразовательном процессе имеют водоросли, живущие в почве (диатомовые, зеленые и др.). Количество их в 1 г окультуренной почвы может достигать до 1 млн клеток. При благоприятных условиях увлажнения и достаточном содержании минеральных веществ почвенные водоросли могут образовать до 1 т/га органического вещества в основном в поверхностном слое почвы — 10 см. Водоросли оказывают большое влияние на почвообразовательный процесс, являясь источником органического вещества. Они участвуют в круговороте кальция и кремния. Диатомовые, зеленые водоросли способствуют образованию ила, осадочных пород (диатомиты, известняки). Одноклеточные водоросли в симбиозе с грибами образуют лишайники.

Лишайники — отдел царства грибов — симбиотические организмы грибов с водорослями или цианобактериями. Грибы снабжают лишайники водой и минеральными элементами, а используют органические вещества, синтезируемые водорослями и цианобактериями. Цианобактерии способны к азотфиксации. Лишайники могут жить в неблагоприятных условиях, первыми поселяются на материнских породах, создают органическое вещество. Выделения лишайников растворяют минеральные вещества, способствуя биологическому выветриванию горных пород. Первыми поселяются накипные лишайники, они являются необходимыми предшественниками появлению листоватых и кустистых лишайников. Лишайники способствуют почвообразованию, их жизнедеятельность обеспечивает образование гумуса, создает условия для поселения высших растений.

Растительность. Значение растительности в почвообразовании чрезвычайно велико и многообразно. Пронизывая корнями верхний слой почвообразующей породы, растения извлекают из

ее нижних горизонтов питательные вещества и закрепляют их ] синтезированном органическом веществе. После минерализаций отмерших частей растений заключенные в них зольные элементы отлагаются в верхнем горизонте почвообразующей породы создавая этим благоприятные условия для питания следующий поколений растений. Так, в результате постоянного создания j разрушения органического вещества в верхних горизонтах поч< вы, приобретается наиболее важное для нее свойство — накопление, или концентрация элементов зольной и азотной пицц для растений. Это явление называется биологической поглоти-^ тельной способностью почвы. >

Вследствие разложения растительных остатков в почве накаЛ пливается перегной, имеющий огромное значение в плодородии! почвы. Растительные остатки в почве являются необходимым! питательным субстратом и важнейшим условием развития мно-| гих почвенных микроорганизмов.

В процессе распада органического вещества почвы выделяются кислоты, которые, воздействуя на материнскую горную породу, усиливают ее выветривание.

Сами растения в процессе своей жизнедеятельности выделяют своими корнями различные слабые кислоты, под влиянием которых труднорастворимые минеральные соединения частично переходят в растворимую, а следовательно, в усвояемую растениями форму.

Кроме того, растительный покров существенно изменяет микроклиматические условия. Например, в лесу, по сравнению с безлесными территориями, понижена летняя температура, увеличена влажность воздуха и почв, уменьшена сила ветра и испарение воды над почвой, накапливается больше снега, талых и дождевых вод — все это неизбежно отражается на почвообразовательном процессе.

В каждой природной зоне сформировались определенные биоценозы, в которых главную роль в накоплении органических веществ играют высшие растения. По предложению В. Р. Вильямса природные биоценозы называют растительными формациями. Он выделил следующие формации: деревянистые (таежные хвойные, широколиственные и влажные субтропические леса), деревянисто-травянистые (ксерофитные леса, кустарниковые ценозы, саванны), травянистые (суходольные и заболоченные луга, степи умеренного пояса, травянистые прерии), пустынные и лишайниково-моховые (тундры, верховые болота).

Перечисленные растительные формации отличаются по составу и количеству синтезируемого вещества, скорости и количеству его поступления в почву, процессам разложения органического вещества и взаимодействию продуктов разложения с минеральной частью почвы. При определении роли растительных формаций в почвообразовании учитывают следующие показатели биологического круговорота веществ: общую массу органических веществ, образованных растениями к моменту наблюдений, с разделением на корневую и надземную части; годичный прирост; годичный опад; зольный состав и содержание азота в составе всей массы растений; количество химических элементов в ежегодном приросте массы растений; отношение общего количества зольных элементов и азота в массе растений к их количеству в опаде.

Соотношение ежегодного прироста биомассы и опада в различных растительных формациях значительно различается по почвенно-климатическим зонам (табл. 5).

Травянистая формация степной зоны синтезирует меньше биомассы, но ежегодный опад в 2 раза больше, чем в деревянистой и деревянисто-травянистой формациях.

В различных растительных формациях трансформация опада на поверхности почвы происходит по-разному. В лесу из опада листьев, хвои, веток, плодов, коры образуется лесная подстилка. Разложение лесной подстилки зависит от состава лесного ценоза, почвенной фауны и микрофлоры, климата, почвы и почвообразующей породы.

2-7126 Евтефеев

Травянистые формации синтезируют меньше органическим веществ, но за счет укороченного жизненного цикла ежегоднЦ возвращают в почву почти всю сформированную массу, богатун* азотом и зольными элементами. При этом большую часть в опаЯ де составляет корневая система. В верхней части почвы накацж ливается гумус, формируются гумусовые горизонты. ,1

Скорость разложения органических остатков и образование гумуса зависят от состава травянистой растительности и ее продуктивности, климата, рельефа местности, почвообразующей по^ роды, близости грунтовых вод. Все эти условия обусловливают образование различных типов почв под травянистыми формациями.

Важное значение для почвообразования имеют животные организмы, которых в почве очень много. Наибольшее значение имеют беспозвоночные животные, живущие в верхних почвенных горизонтах и в растительных остатках на поверхности. В процессе своей жизнедеятельности они значительно ускоряют разложение органических веществ и часто производят весьма глубокие изменения в химических и физических свойствах почвы. Большую роль играют и норные животные, такие как кроты, мыши, суслики, сурки и пр. Многократно перерывая почву, они способствуют смешиванию органических веществ с минеральными, а также повышению водо- и воздухопроницаемости почвы, что усиливает и ускоряет процессы разложения в почве органических остатков. Также они обогащают почвенную массу продуктами своей жизнедеятельности.

Растительность служит пищей для различных травоядных животных, поэтому, прежде чем попасть в почву, значительная часть органических остатков подвергается существенной переработке в пищеварительных органах животных.

3.2.4. Рельеф как фактор почвообразования

Рельеф оказывает косвенное влияние на формирование почвенного покрова. Его роль сводится в основном к перераспределению тепла и увлажнения. Значительное изменение высоты местности влечет за собой существенные изменения температурных условий (с высотой становится холоднее). С этим связано явление вертикальной зональности в горах. Сравнительно небольшие изменения высоты сказываются на перераспределении

атмосферных осадков: пониженные участки, котловины и западины всегда в большей мере увлажняются, чем склоны и повышения. Экспозиция склона определяет количество поступающей _на поверхность солнечной энергии: южные склоны получают больше света и тепла, чем северные. Таким образом, особенности рельефа изменяют характер воздействия климата на процесс почвообразования. Очевидно, что в различных микроклиматических условиях процессы почвообразования будут идти по-разному. Большое значение в формировании почвенного покрова имеет и систематический смыв и перераспределение атмосферными осадками и талыми водами мелкоземельных частичек по элементам рельефа. Велико значение рельефа в условиях обильного выпадения осадков: участки, лишенные естественного стока излишней влаги, очень часто подвергаются заболачиванию.

По положению на рельефе, характеру перераспределения осадков, глубине нахождения грунтовых вод выделяют следующие группы почв, которые называют рядами увлажнения.

1. Почвы автоморфного ряда формируются на ровных поверхностях и склонах со свободным стоком поверхностных вод при глубоком нахождении грунтовых вод (глубже 4—6 м).

2. Почвы полугидроморфного ряда формируются при кратковременном застое поверхностных вод или возможном подпитывании корней растений грунтовыми водами, находящимися на глубине 3—4 м.

3. Почвы гидроморфного ряда формируются в условиях длительного поверхностного застоя вод или при нахождении грунтовых вод на глубине менее 3 м, которые могут подниматься по капиллярам до поверхности почвы.

Рельеф оказывает большое влияние на развитие эрозионных процессов. На склоновых формах рельефа возможно проявление водной эрозии почвы, на равнинах с засушливым климатом — ветровой эрозии.

3.2.5. Возраст почв

Почва — природное тело, находящееся в постоянном развитии, и тот вид, который сегодня имеют все существующие на Земле почвы, представляет собой лишь одну из стадий в длительной и непрерывной цепи их развития, а отдельные теперешние почвенные образования в прошлом представляли другие

формы и в будущем могут подвергнуться существенным превра* щениям даже без резких изменений внешних условий. щ

Различают абсолютный и относительный возраст почв. Абсо4 лютным возрастом почв называют промежуток времени, прошедшей с момента возникновения почвы до нынешней стадии ее развития. Почва возникла тогда, когда материнская порода вышла на дневную поверхность и стала подвергаться процессам почвообразования. Например, в Северной Европе процесс современного почвообразования стал развиваться после окончания последнего ледникового периода.

Однако в пределах разных частей суши, которые одновременно освободились от водного или ледникового покрова, почвы далеко не всегда будут проходить в каждый данный момент одну и ту же стадию своего развития. Причиной этого могут быть различия в составе почвообразующих пород, в рельефе, растительности и других местных условиях. Различие в стадиях развития почв на одной общей территории, имеющей одинаковый абсолютный возраст, называют относительным возрастом почв.

Время развития зрелого почвенного профиля для разных условий — от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Возраст территории вообще и почвы в частности, а также изменения условий почвообразования в процессе их развития оказывают существенное влияние на строение, свойства и состав почвы. При сходных географических условиях почвообразования почвы, имеющие неодинаковые возраст и историю развития, могут существенно различаться и принадлежать к разным классификационным группам.

Возраст почв, следовательно, является одним из важнейших факторов, которые нужно учитывать при изучении той или иной почвы.

3.2.6. Производственная деятельность человека

В результате использования почв в производственной деятельности человек оказывает очень большое влияние на почву, которое приводит к изменению сложившегося почвообразовательного процесса. Происходит изменение состава и свойств почвы под влиянием внешних условий в отличие от изменений в процессе саморазвития.

Под влиянием антропогенного фактора плодородие почвы может увеличиваться или снижаться вплоть до полного уничтожения почвы в зависимости от грамотности ее использования, _т с. культуры земледелия.

В производственной деятельности земледельцы осваивают целинные почвы, обрабатывают их, вносят удобрения, создают новые агробиоценозы, проводят различные мелиорации, изменяют водный, пищевой, воздушный, окислительно-восстановительный режимы и щелочно-кислотную реакцию почвы. Таким образом, человеческий фактор становится решающим в почвообразовании и изменении плодородия почвы. Степень и направленность изменения плодородия почвы зависят от социально-экономических производственных отношений, уровня развития науки и техники.

Неграмотное использование почв без учета их свойств, с нарушением научно обоснованных рекомендаций по рациональному применению различных приемов приводит к снижению плодородия и даже разрушению почвы (ветровая и водная эрозия, вторичное засоление, заболачивание, загрязнение).

В промышленном и гражданском строительстве, при разработке и добыче полезных ископаемых происходит отчуждение почв из сельскохозяйственного использования или даже полное их уничтожение.

Все перечисленные факторы почвообразования тесно взаимосвязаны, они сочетаются в природе в экологические комплексы, обусловленные сопряженным развитием их компонентов.

Глава 4 МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ПОЧВ

В процессе образования почвы приобретают определенные морфологические признаки, которых не было в почвообразующей породе. К морфологическим признакам относят: строение почвенного профиля, мощность почвы и отдельных ее горизонтов, окраску, новообразования и включения.

Почвы состоят из слоев или генетических горизонтов, характерных для каждой из них. Определенная последовательность расположения этих горизонтов, их мощность образуют почвенный профиль. Строение почвенного профиля — это его внешний вид, обусловленный определенной сменой горизонтов на вертикальном разрезе почвы. Горизонты различаются по цвету, структуре, сложению и другим признакам. Различное строение почвы приобретают под влиянием различных природных условий почвообразования и производственной деятельности человека.

В зависимости от строения почвенного профиля почвы получили свое название (черноземы, каштановые, дерново-подзолистые и др.). На почвенных картах названия почв обозначают индексами, например: Ч — черноземы; П^д — дерново-подзолистые и т. д.

Названия горизонтов тоже имеют свои индексы. Выделяют следующие генетические горизонты разных почв: лесная подстилка или степной войлок — Ао; гумусово-аккумулятивный — А; пахотный — Ап; гумусово-элювиальный — А,; элювиальный — А₂; иллювиальный или переходный — В; торфяной — Т; глеевый — G; материнская порода — С; подстилающая порода — D. Переходные горизонты с морфологическими признаками выше- и нижележащих слоев обозначают двумя буквами, напри-

мер А₂В, ВС, где первая буква — индекс вышележащего, вторая — нижележащего горизонта. Для обозначения особенностей иллювиального горизонта (В) в зависимости от накопления в нем продуктов вмывания применяют следующие обозначения: В_к — вмы-вание карбонатов; B_Fc B_g — соединений окисного и закисного железа; В„ — гумусовых веществ; В, — илистых частиц почвы.

Гумусово-аккумулятивный горизонт (А) формируется в верхней части профиля при трансформации органического вещества растений. В нем не выражены процессы выщелачивания минеральных веществ, он более темной окраски. Выделяют гумусово-элювиальный горизонт (А,), в котором выражены процессы разрушения и выщелачивания минеральных веществ в нижележащие слои.

Элювиальный горизонт (А₂) формируется при промывном водном режиме в процессе разрушения минеральной части почвы и вымывания продуктов разрушения в нижележащие горизонты. Окраска этого горизонта светлых тонов. В различных почвах он получил свои названия (подзолистый — в подзолистых почвах, осолоделый — в солодях).

Иллювиальный или переходный горизонт (В) формируется под элювиальным или гумусовым горизонтами, является переходным к материнской породе. В почвах с элювиальным горизонтом А₂ под ним формируется иллювиальный горизонт, в который вмыва-ются и аккумулируются различные продукты почвообразования (карбонаты, сульфаты, хлориды, гумусовые вещества, соединения железа, марганца). Это характерно для подзолистых и серых лесных почв. В черноземных и каштановых почвах, в которых не выражено выщелачивание минеральной части, горизонт В является переходным от гумусово-аккумулятивного горизонта к материнской породе. Если на черноземах и каштановых почвах элювиальный процесс обусловливает выщелачивание карбонатов из гумусового горизонта, то в иллювиальном горизонте может быть накопление карбонатов, формируется горизонт В_к.

Глеевый горизонт (G) формируется в почвах гидроморфного Ряда. В условиях постоянного избыточного увлажнения и недостатка кислорода в почве совершаются анаэробно-восстановительные процессы, образуются закисные соединения железа и марганца, подвижные соединения алюминия, формируется глее-ьый горизонт сизоватой или голубоватой окраски.

Горизонт С представляет материнскую породу, мало затронутую почвообразовательным процессом.

Каждому почвенному типу характерно свое сочетание горизонтов. В почвенном профиле разных типов почв некоторые горизонты не формируются и отсутствуют. Мощность перечисленных горизонтов в различных типах почв весьма различная, от нескольких до 60—80 см. Под мощностью почвы понимают ее толщину от поверхности до материнской породы, мало затронутой почвообразованием. У различных почв мощность колеблется от 40—50 до 100—150 см.

Окраска почвы — ее наиболее заметный морфологический признак. Названия многих типов почв получили по своей окраске — черноземы, каштановые, подзолистые. Окраска почвы формируется из комбинации окрасок тех веществ, которые входят в ее состав, и физическим ее состоянием. Определяющее влияние на окраску почв оказывают следующие вещества: гумус, соединения железа, кремнезем, углекислый кальций, каолинит.

Гумусовые вещества придают почве черную, темно-серую, бурую окраски. Соединения оксидов железа придают почве красный, оранжевый и желтый оттенки; закисное железо (FeO) — окрашивает горизонты или отдельные участки в сизые и голубоватые тона. Вивианит Fe₃(P0₄)₂ • 8Н₂0 придает болотным почвам зеленовато-голубой оттенок.

Кремнезем (Si0₂), углекислый кальций (СаСО_э), гипс — CaS0₄-2H₂0, каолинит — Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈, мирабилит — Na₂SO₄10H₂O придают почве белую и белесоватую окраски. Сочетание перечисленных веществ в почвах обусловливает большое разнообразие цвета и оттенков различных почв.

Новообразованиями называют скопления веществ различной формы и химического состава, образующиеся и накапливающиеся в почве в течение почвообразовательного процесса. Различают новообразования химического и биологического происхождения.

Химическими новообразованиями в почве называют соединения, образующиеся в процессе химических реакций. Эти со-

единения могут осаждаться на месте образования или перемещаться с почвенным раствором в различных направлениях и накапливаться на значительном расстоянии от места образования.

Химические новообразования представляют легкорастворимые соли, гипс, углекислый кальций, оксиды железа, алюминия и марганца, закиси железа, кремнезем и другие вещества. По форме химические новообразования разделяют на выцветы и налеты, корочки, примазки и потеки, прожилки и трубочки, конкреции. Прожилки, журавчики и дутики, белоглазка — это разнообразные новообразования карбонатов. Журавчики — скопления карбонатов, чаще овальной формы, размером в поперечнике от 0,5 до 1,5 см в иллювиальных горизонтах на карбонатных породах. Журавчики с пустотами внутри называют дутиками.

Новообразования биологического происхождения представлены капролитами (экскрементами дождевых червей), корневи-пами (сгнившие крупные корни растений), червоточины (извилистые ходы червей) и др.

Под включениями следует понимать предметы, не имеющие отношения к почвообразовательному процессу, случайно попавшие в почву: обломки кирпича, стекла, клочки резины, полиэтиленовой пленки, шлак и др.

Глава 5 СОСТАВ ПОЧВ

Почва — природное образование, состоящее из генетически связанных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха и живых организмов. В почвоведении сложилось такое определение: «Почва — сложное, многофазное, многокомпонентное, полидисперсное природное тело, состоящее из твердой, жидкой, газообразной и живой фаз». Все фазы почвы находятся во взаимодействии между собой и с другими системами биосферы.

Твердую фазу почвы представляет комплекс первичных и вторичных минералов и органические вещества.

Первичные минералы находятся в виде частиц больше 0,001 мм, вторичные — менее 0,001 мм. Масса первичных минералов в большинстве почв превышает массу вторичных минералов.

По происхождению различают минеральные, органические и органо-минеральные частицы, представляющие обломки горных пород, первичные и вторичные минералы, гумусовые вещества, продукты взаимодействия органических и минеральных веществ. Эти частицы в почвоведении называют механическими элементами.

Механические элементы могут находиться в почве в свободном состоянии (например, в песке) и соединенные в структурные агрегаты различных форм, размеров и прочности. Разделение механических элементов по размерам называют механическим анализом. Процентное содержание фракций более 1 мм определяют просеиванием через почвенные сита, а менее 1 мм — по скорости

_иХ осаждения в воде. От размеров частиц зависит суммарная их поверхность, меняются и свойства. Близкие по размеру и свойствам частицы объединяются во фракции (табл. 7). Группировка частиц по размерам во фракции называется классификацией механических элементов.

Камни (>3 мм) представляют собой обломки горных пород. Каменистые почвы увеличивают износ рабочих поверхностей орудий обработки почвы, неблагоприятны для сельскохозяйственного использования.

По типу каменистости почвы бывают валунные, галечнико-вые, щебенчатые. На сильнокаменистых почвах (>10 % камней) необходимо проводить удаление камней.

Гравий (3—1 мм) представляет собой обломки первичных минералов, придает почвам провальную водопроницаемость, низкую влагоемкость, неудовлетворительную для роста растений.

Песчаная фракция (1—0,05 мм) состоит преимущественно из °бломков кварца и полевых шпатов, обладает небольшой капиллярностью и влагоемкостью. Мелкозернистые пески пригодны Лля выращивания сельскохозяйственных культур.

Пыль крупная (0,05—0,01 мм) по составу и свойствам сходна с песчаной фракцией. Пыль средняя (0,01—0,005 мм) содержит; больше слюд (>20 %), пластична, обладает повышенной связно-; стью, удерживает воду. К отрицательным свойствам средней пыли относятся малая водопроницаемость, неспособность к коагуляции. Почвы с повышенным содержанием крупной и средней пыли легко распыляются.

Пыль мелкая (0,005—0,001 мм) состоит из частиц первичных и вторичных минералов, содержит >60 % слюд, способна к коагуляции и формированию структурных агрегатов, обладает хорошей поглотительной способностью, содержит большое количество гумусовых веществ. Частицы пыли мелкой в свободном, несклеенном в структурные агрегаты состоянии создают низкую водопроницаемость, сильно набухают при увлажнении, имеют повышенную липкость, плотное сложение при высыхании.

Ил (<0,001 мм) состоит в основном из частиц вторичных минералов. Илистая фракция имеет высокую поглотительную способность, содержит много гумуса и элементов питания растений. Ил и коллоиды имеют большое значение в структурообразовании, обладают способностью коагулировать и склеивать механические элементы в агрегаты. Структурные почвы даже при высоком содержании ила обладают благоприятными физическими свойствами.

Илистая фракция в дисперсном, несклеенном в структурные агрегаты состоянии придает почвам неблагоприятные физические свойства.

Свойства фракций механических элементов зависят от их размеров. Особенно резко свойства изменяются при уменьшении размера механических частиц на рубеже 0,01 мм. Это послужило поводом для разделения всех фракций на две группы: физический песок (>0,01 мм) и физическую глину (<0,01 мм).

В зависимости от содержания тех или иных фракций механических элементов изменяются и свойства почвы. В основу классификации почв по гранулометрическому составу взято процентное соотношение массы физического песка и физической глины.

Относительное, выраженное в процентах соотношение содержания в почвах физического песка и физической глины называют механическим или гранулометрическим составом.

Все многообразие почв по гранулометрическому составу объединяют в группы с характерными для них физическими, физико-химическими и химическими свойствами. В настоящее время пользуются классификацией почв по гранулометрическому составу, разработанной Н. А. Качинским (табл. 8).

Данная классификация учитывает генезис почв, способность ^Их глинистой фракции к образованию структурных агрегатов, ко-^г°рая зависит от содержания гумуса в почвах, состава обменных

катионов в почвенном поглощающем комплексе и минералогического состава механических элементов. Чем выше способность глинистой фракции к формированию агрегатов, тем меньше проявляются отрицательные свойства в почве при равном содержании физической глины. Например, черноземы приобретают тяжелоглинистые свойства с содержанием физической глины >85 %, тогда как солонцы даже при >65 %. В почвенном поглощающем комплексе солонцового горизонта преобладают катионы натрия, которые из-за сильной гидратированности обусловливают диспергирование илистой фракции и придают солонцам неблагоприятные физические свойства.

Влияние гранулометрического или механического состава начинается с почвообразующей породы. От состава почвообразующей породы зависят процессы превращения, перемещения и аккумуляции органических и минеральных соединений в почве. Даже в одних и тех же природных условиях формируются почвы с неодинаковыми свойствами на породах разного гранулометрического состава.

Гранулометрический состав оказывает большое влияние на водно-физические, физико-механические, воздушные и тепловые свойства, окислительно-восстановительные условия, поглотительную способность почвы, накопление в ней гумуса, зольных элементов и азота.

В зависимости от гранулометрического состава почв в земледелии применяются различные способы и сроки их обработки, нормы внесения удобрений, гербицидов, дифференцируется размещение сельскохозяйственных культур.

Почвы песчаные и супесчаные обладают хорошей водопроницаемостью, благоприятным воздушным режимом, быстрее прогреваются, но они имеют низкую влагоемкость, бедны гумусом и элементами питания растений, имеют малую поглотительную способность, более подвержены ветровой эрозии.

Тяжелоглинистые почвы имеют большую влагоемкость, богаты гумусом и элементами питания для растений, но они имеют слабую водопроницаемость, образуют корку при высыхании,

отличаются большой плотностью, липкостью, неблагоприятны_мИ воздушным и тепловым режимами.

Влияние гранулометрического состава на рост растений зависит от конкретных условий: типа почвы, климата, требований сельскохозяйственных культур к почвенным условиям. В степной зоне на черноземах с благоприятной структурой более ценны глинистые почвы, накапливающие больший запас влаги. В условиях избыточного увлажнения предпочтительны суглинистые и супесчаные почвы.

Сельскохозяйственные культуры по-разному реагируют на гранулометрический состав почв. Так, например, картофель, корнеплоды, томат нуждаются в рыхлых, супесчаных и суглинистых почвах

Продуцентами органических веществ в почве являются автотрофные организмы, способные к синтезу органического вещества из воды, диоксида углерода и минеральных элементов. Это бактерии, водоросли, лишайники и высшие растения.

В почву поступают не только органическое вещество отмерших растений, но и останки животных (вторичное органическое вещество). Основную часть органического вещества в почве производят высшие зеленые растения.

Первичная продуктивность различных наземных экосистем колеблется от 1—2 т/га в год сухого вещества в тундре, пустыне до 30—35 т во влажных тропических лесах. В агроэкосистемах в почву поступает растительных остатков от 2—3 т/га при возделывании однолетних культур до 7—9 т/га в год от многолетних трав.

Характер распределения по профилю поступающих в почву органических остатков неодинаковый в различных экосистемах, в лесах преобладающая часть органического вещества поступает ^с опадом на поверхность почвы. В травянистых ценозах, как ^пРавило, больше половины органического вещества поступает в почвенный профиль с корнями.

Химический состав органических веществ, поступающих в почву, зависит от состава биоценозов и видов отмерших организмов (табл. 9).

В высших растениях, особенно в древесной растительности, синтезируется большое количество веществ, не поддающихся разрушительному действию микроорганизмов. К таким соединениям относятся лигнин (С₅₇Н₆₀О_|0), смолы, дубильные вещества. Лигнин накапливается в оболочках клеток между пучками целлюлозы и вызывает одревеснение. Лигнин с более высоким содержанием углерода, чем в других углеводах, очень стойкое соединение, не поддается разложению бактериями. Особенно много его образуется в древесине хвойных деревьев, до 30 % и более.

В растениях накапливается значительное количество продуктов распада (катаболитов), к которым относятся эфирные масла,

алкалоиды, гликозиды, смолы, органические кислоты и их соли, дубильные вещества, хиноны, каучук и др. Большинство из них обладают бактерицидными, антисептическими свойствами, а многие из них являются ядовитыми. Например, алкалоиды ци-_кутин, гиосциамин (C_I7H₂₆0₄N), аконитин, никотин и др. Гликозиды — амигдалин, кумарин (С₉Н₆0₂), который при плесневении превращается в дикумарин (С₁₉Н_|20₈), — ядовитое соединение.

Поступившие в почву органические вещества отмерших растений и почвенной фауны подвергаются сложным биохимическим и физико-химическим превращениям. Большая часть органических остатков разлагается микрофлорой почвы до исходных веществ фотосинтеза: диоксида углерода, воды, аммиака, минеральных элементов. Этот процесс называют минерализацией. Процессу минерализации прежде всего подвергаются легкорастворимые, поддающиеся микробиологическому разрушению соединения: сахара, крахмал, белки, органические кислоты, пектиновые вещества, гемицеллюлоза и др. Оставшаяся часть труднорастворимых и не поддающихся разложению микрофлорой соединений подвергается длительным сложным превращениям в почве. Этот сложный процесс назвали гумификацией. Это понятие определяется как совокупность биохимических и физико-химических процессов, итогом которых является превращение органических веществ индивидуальной природы (лигнин, белки, смолы и др.) в специфические, более сложные гумусовые вещества.

Гумусовые вещества не являются химически индивидуальными соединениями, они представляют собой смесь различных по составу и свойствам высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений, объединенных общностью происхождения, некоторых свойств и строения.

Периферические фрагменты молекул гумусовых веществ обогащены различными функциональными группами, к наибо-^лсе важным из которых относятся карбоксильные (R—СООН); аминогруппы (R—NH₂); спиртовые и фенольные гидроксилы (R—ОН); карбонильные [R—C(0)H], (R—СО—R) и др. Наличие отих групп определяет многие химические свойства и взаимо-

действия гумусовых веществ между собой, с минеральными ве ществами почвы, удобрениями, пестицидами, другими химика тами и загрязнителями почвы.

Наличие карбоксильных групп объясняет кислотную прирс ду гумусовых веществ.

Окраска гумусовых веществ варьирует от темно-бурой, почт черной, до красновато-бурой и оранжевой. Содержание углерод! колеблется от 36 до 62 %, азота — от 2,5 до 5 %. Молекулярный массы колеблются от 700—800 до сотен тысяч.

Гумусовые вещества по растворимости делят на группы! фульвокислоты (ФК), гуминовые кислоты (ГК) и гумин.

Фульвокислоты — более растворимая группа гумусовых соединений, обладающих более выраженными кислотными свойствами. Содержат в своем составе 45—47 % углерода и примерно ^; столько же кислорода. Фульвокислоты имеют более светлую окраску по сравнению с другими группами, преобладают в почвах подзолистого типа, сероземах.

Гуминовые кислоты имеют высокие молекулярные массы, повышенное содержание углерода (до 62 %), больший, чем у ФК, pH. Преобладают в черноземах, каштановых почвах.

Гумин — неэкстрагируемая часть гумуса. Предполагается, что это соединения гумусовых веществ с глинистыми минералами, это растительные остатки, обогащенные устойчивыми компонентами (лигнином). По мнению микробиолога С. Ваксмана, масса гумуса представлена лигнинопротеиновым комплексом. Слово «гумус» произошло от латинского «humus» — почва, перегной.

Процесс гумификации и накопление гумуса в почвах зависят от факторов почвообразования. Благоприятными условиями для образования гумуса и закрепления его в горизонтах почвы являются следующие: поступление в почву большого количества органических веществ, насыщенных основаниями и азотом; слабокислая или слабощелочная реакция; оптимальные водный, температурный и воздушный режимы; достаточное содержание карбонатов; умеренные окислительная среда и биологическая активность почвы.

Благоприятные условия для гумусообразования складываются в лесостепной и степной зонах под травянистой растительностью. Поэтому преобладающие в этих зонах черноземы содержат большой процент гумуса и имеют хорошо выраженный гумусовый Профиль.

Неблагоприятными условиями для гумусообразования и аккумуляции гумуса в почвенных горизонтах являются следующие: малое количество поступающих органических веществ с высоким содержанием в них трудноминерализуемых веществ (лигнина, смол, воска, дубильных веществ, целлюлозы); кислая или сильнощелочная среда; низкая степень насыщенности основаниями; низкие температуры; избыточная влажность; плохая аэрация и подавленная биологическая активность почвы.

Такие неблагоприятные условия создаются в таежной зоне под лесной растительностью. Органические вещества лесного опада бедны азотом и основаниями, содержат высокий процент трудно минерализуемых безазотистых веществ, которые разлагаются в основном грибами в условиях кислой среды, слабой биологической активности и недостаточной аэрации.

В таких условиях образуются преимущественно фульвокис-лоты и водорастворимые органические вещества, которые при промывном водном режиме вымываются в нижние горизонты почвенного профиля или в грунтовые воды.

В неблагоприятных условиях для минерализации органических веществ микроорганизмами в почвах накапливаются полуразложившиеся органические вещества. Например, при избыточном увлажнении в анаэробных условиях ослабляется интенсивность окислительных процессов, резко затормаживается разложение органических веществ, они до конца не минерализуются. Разложение в анаэробных условиях приводит к накоплению низкомолекулярных органических кислот (масляной, молочной, уксусной), которые подавляют деятельность гнилостных микроорганизмов. При таком разложении органических веществ в условиях анаэробиозиса накапливаются полуразложившиеся органические остатки в виде торфа, мощность которого может Достигать нескольких метров.

В сухой степи и полупустыне уменьшается продуктивность природной растительности, в почву поступает меньше органических остатков, ухудшается водный режим. Поэтому в почвах сухих степей и полупустынь уменьшается содержание гумуса и мощность гумусовых горизонтов.

В каждом типе почв содержание гумуса зависит от химичё! ского, гранулометрического и минералогического составов. На* пример, чем больше в почве физической глины, особенно илистой фракции, тем выше процент гумуса.

Сложившиеся географические сочетания факторов почвооб* разования определяют гумусное состояние природных почв.

Под гумусным состоянием почв понимают совокупность показателей, характеризующих запасы гумуса, его распределение по профилю почвы и качественный состав. Для оценки количества гумуса определяют его содержание в верхнем горизонте (в %), изменение по профилю почв и запасы в т/га. Качественный состав характеризуется следующими показателями: отношением содержания гуминовых кислот к фульвокислотам (С_гк/С_фк), содержанием отдельных групп гумуса, содержанием азота (в %).

По отношению С^/С^ различают следующие типы гумуса: гуматный (>1,5), фульватно-гуматный (1 — 1,5), гуматно-фульват-ный (1—0,5) и фульватный (<0,5).

Органическое вещество имеет большое значение в формировании свойств почв в ходе различных процессов трансформации, в перемещении и аккумуляции веществ, питании растений. Наличие в периферических фрагментах гумусовых веществ многочисленных функциональных групп обусловливает разнообразные взаимодействия их со всеми компонентами почв. Гумусовые вещества активно взаимодействуют с минеральными соединениями почвы, что способствует аккумуляции гумуса, макро- и микроэлементов минерального питания растений, приводит к образованию структурных агрегатов, органо-минеральных соединений.

Во-первых, это сорбция гумусовых веществ минеральными соединениями твердой фазы почвы. В процессе сорбции возможен ионный обмен, хемосорбция, образование различных комплексных соединений и поглощение органических веществ глинистыми минералами в межплоскостных пространствах кристаллической решетки.

Сорбционные процессы играют большую роль в образовании органо-минеральных соединений, формировании гумусово-ак-

мулятивных горизонтов, стабилизации гумусового профиля, образовании водопрочных структурных агрегатов.

При взаимодействии гумусовых кислот с поливалентными металлами (Al³\ Fe²⁺, Zn²⁺ и др.) происходит соединение металла _с анионной частью молекул гумусовых кислот и неспособность его к реакциям ионного обмена. Такой тип взаимодействия имеет большое значение в закреплении загрязняющих почву элементов, снижении их поступления в растения.

При взаимодействии гумусовых кислот с ионами щелочных и щелочноземельных металлов, а также с ионами аммония образуются гуматы и фульваты щелочных металлов и аммония. Ионы этих металлов и аммония легко диссоциируют и обмениваются с другими катионами почвенного раствора. Гуматы кальция и магния плохо растворимы в воде и способствуют аккумуляции гумуса в почвах, насыщенных основаниями.

Органическое вещество почвы является источником питания для микроорганизмов и растений, в нем содержится почти весь почвенный азот и до 50 % фосфора. Образование водорастворимых органо-минеральных соединений, содержащих в своем составе необходимые для растений макро- и микроэлементы, имеет огромное значение в формировании режима питания растений в почвах.

Большое влияние органическое вещество оказывает на формирование физических и физико-механических свойств почв: плотность, пористость, липкость, связность, удельное сопротивление и др. Особенно велика роль гуминовых кислот в образовании водопрочных агрегатов.

Содержание и состав органического вещества определяют биологическую активность почвы, численность, состав и активность почвенных микроорганизмов, особенно при поступлении и почву свежих органических веществ, богатых азотом и зольными элементами.

Гумусовые вещества, прочно закрепленные минеральными соединениями (гумин, гуматы кальция, гуминово-глинистые комплексы), определяют физико-химические свойства почвы (емкость поглощения, буферность и др., санитарно-защитные функции и противоэрозионную устойчивость почвы.

Огромное и разностороннее значение органического вещества в формировании почвенного плодородия определяет необходимость постоянной заботы о регулировании содержания орга-

нического вещества и его воспроизводстве при сельскохозяйст^ венном использовании почв. ,

Воспроизводство органического вещества, повышение содержания гумуса и улучшение его качественного состава должно быть направлено на улучшение свойств и режимов конкретных почв в соответствии с требованиями выращиваемых культур. При| воспроизводстве гумуса необходимо добиваться бездефицитного! баланса его в почве, который принято выражать следующим! уравнением: J

Э" — вынос органического вещества в результате развития ветровой эрозии;

Эй — вынос органического вещества при водной эрозии;

Мр — вымывание растворимых форм органо-минеральных ’ соединений за пределы почвенного профиля, в грунтовые воды и включение их в геологический круговорот.

Главные статьи расходной части гумуса — это минерализация и потери от эрозии. Различные сельскохозяйственные культуры , по-разному влияют на содержание гумуса в почве. Культуры, которые поглощают большое количество элементов питания, осо- ; бенно азота, и требующие интенсивных обработок почвы, значительно снижают содержание стабильных форм гумуса. К таким ; культурам относятся овощные, кукуруза, картофель, подсолнечник, корнеплоды. Особенно резко это проявляется в почвах с низким содержанием легкодоступных для растений элементов питания. Поэтому при организации адаптивно-ландшафтного , земледелия нужно дифференцированно применять систему обра-

ботки почвы и удобрения для снижения потерь стабильных форм

гумуса.

Большое значение имеет создание благоприятных условий для гумификации и закрепления в почве вновь образующихся гумусовых веществ. Например, известкование кислых почв, гипсование засоленных почв.

Главная статья приходной части баланса — новообразования гумусовых веществ при гумификации растительных остатков в почве и вносимых органических удобрений. Меньше органических веществ остается в почве после льна, овощных и пропашных культур. Больше остается органического вещества, богатого азотом и зольными элементами, после многолетних трав, особенно бобовых и зерновых бобовых культур.

Большое значение имеют вносимые в почву органические удобрения: навоз, торф, зеленые растения (сидеральные культуры) и др. Дозы и периодичность их внесения зависят от конкретных условий и типов почв.

При генетическом подходе количественной оценки содержания гумуса в почвах выделяют следующие уровни в горизонте А или А_пах: очень высокий — >10 %; высокий — 10—6 %; средний — 6—4 %; низкий — 4—2 %; очень низкий — <2 %. Эти уровни основаны на сравнительной оценке содержания гумуса в верхнем горизонте почвы в результате природного почвообразовательного процесса.

Минеральная часть почвы в значительной степени обуслов-^Лсна химическим составом почвообразующих горных пород и в большинстве почв составляет 80—90 % от их массы. Органиче-^Скис вещества накапливаются в почве в результате жизнедеятельности растительных и животных организмов. При взаимодействии минеральных и органических веществ в почвах формируется сложный комплекс органо-минеральных соединений.

Элементы питания растений находятся в составе минералов, °Рганических и органо-минеральных соединений твердой фазы, почвенных растворах и газообразной фазе. В составе почв найдены почти все известные химические элементы, которые погло-^ак)тся и растениями. Но для питания растений установлена не-

обходимость усвоения следующих элементов: С, Н, О, N, Р, S, | Са, Mg, Fe, Mn, Си, Na, Zn, Mo, В, Cl, Si, Co, J. Кроме трех (( H, О), их относят к минеральным элементам. В составе растени углерод составляет в среднем 45 %, кислород — 42, водород , 6,5, азот — 1,5 % от массы сухого вещества. В сумме они соста1 ляют в среднем до 95 % массы сухих растений, на долю остал! ных приходится 5 %, их называют зольными элементами, потоц что при сжигании растений они остаются в золе. j

Хотя химический состав почв и определяется составом гор ных пород литосферы, имеются большие различия в содержани] химических элементов (табл. 10). В почве больше углерода \ 20 раз, азота в 10 раз по сравнению с литосферой. Эти элементь усваиваются живыми организмами из атмосферы и накапливав ются в почве. Химический состав природных почв зависит от изменений продуктов выветривания при отложении и процессу почвообразования в конкретных условиях.

По содержанию щелочных и щелочноземельных оснований почвообразующие породы делят на засоленные, карбонатные и выщелоченные. В выщелоченных породах содержание окисей кальция, калия, магния, натрия в пределах 1—3 % каждого. Карбонатные породы содержат до 15—20% карбоната кальция (СаСО_э). В засоленных породах много сульфатов и хлоридов кальция, магния и натрия.

В зависимости от сочетания факторов почвообразования тип почвы приобретает характерную дифференциацию на горизонты

, определенным химическим составом. Например, в дерново-подзолистых почвах верхние горизонты обогащены кремнеземном, который трудно поддается разрушению и вымыванию, а окиси алюминия и железа в кислой среде более лабильны и вымываются в нижние горизонты почвенного профиля. Для всех почв характерно накопление органических веществ в верхних горизонтах и накопление в них важных элементов питания микроорганизмов и растений.

Запасы химических элементов питания растений в почвах значительны, они исчисляются для некоторых типов почв десятками и сотнями тонн на 1 га. Но большинство из них находятся в труднодоступной форме. Например, оксиды и гидроксиды железа, гидроксилапатит кальция, трехзамещенный фосфат кальция — Са₃(Р0₄)₂. Основная часть калия в почве входит в состав кристаллической решетки первичных и вторичных минералов в малодоступной для растений форме. Химические элементы, входящие в состав органических веществ почвы, становятся доступными для растений после минерализации. Азот и зольные элементы поглощаются растениями из почвенного раствора и твердой фазы почвы в основном в ионной форме (Са²⁺, К\ NH₄, Fe²\ NOj, NP0₄~, H₂P0₄ и др.). Элементы питания из почвенного раствора растения усваивают избирательно в процессе физико-химической адсорбции на поверхности корневой системы в зоне всасывания и в результате контактного обмена ионами с твердой фазой почвы.

Необходимое для жизни растений железо находится в почвах в составе первичных и вторичных минералов, в виде окисей и гидроокисей, простых солей, в поглощенном состоянии, в соста-^Вс органо-минеральных комплексов, и запасы его составляют ^сотни тонн на 1 га. Однако большая часть этого элемента находится в малодоступных для растений формах: оксиды железа ^^е20₃> природные смеси гидроокисей трехвалентного железа ^^с20₃ • яН₂0 и др. На почвах с нейтральной реакцией и щелочных ^с преобладанием окислительных процессов растения могут испытывать недостаток железа, и в них нарушается образование хлорофилла, листья желтеют и становятся белыми.

В сильнокислой среде (pH < 3) подвижность гидроокисей же-Дсза увеличивается, ионы железа Fe³⁺ появляются в почвенном ^Раств°ре. В условиях анаэробиозиса окисное железо превращает-^{Си в} закисное с образованием растворимых соединений — FeC0₃,

FeS0₄. Повышенная растворимость соединений железа становищ ся токсичной для растений. Гидроокиси железа образуют с орггц. ническими кислотами в почвах подвижные комплексные соедц^ нения, которые могут вымываться в нижние горизонты почвен^ ного профиля и в грунтовые воды. '

Азот в почвах содержится в основном в органическом веще^ стве. Чем больше в почве органических веществ, особенно гуму_т са, тем больше азота. В составе гумуса содержание азота от 2,5 до 5 %. Накопление азота в почве происходит в основном при биологическом усвоении его из атмосферы, в которой он составляет 78,08 %. В почвообразующих породах азот содержится в незначительных количествах.

Азот становится доступным для растений после минерализации органических веществ микроорганизмами. Интенсивность минерализации зависит от количества и состава органических веществ, водного режима, аэрации, температуры и реакции среды в почве.

Азот доступен растениям главным образом в минеральной форме: окисленной (NO3) и восстановленной (NH₄). Нитратный и аммонийный азот легко поглощается растениями.

Аммонийный азот накапливается в почве в результате жизнедеятельности аммонифицирующих микроорганизмов, которые разлагают органические остатки и гумус. Ион NH₄ фиксируется почвенно-поглощающим комплексом, частично находится в почвенном растворе.

Нитратный азот образуется в почве в результате окисления аммонийного азота двумя группами автотрофных бактерий. Бактерии группы Nitrosomonas окисляют аммонийный азот до азотистой кислоты, группа Nitrobakter — азотистую кислоту до азотной. Ион NOJ находится в основном в почвенном растворе, он мало адсорбируется твердой фазой почвы. В условиях промыв-^ ного водного режима нитратный азот вымывается из почвенного профиля в грунтовые воды.

Уровень возможной обеспеченности растений почвенным азотом в конкретных условиях определяют различными способами. Иногда такую оценку дают по легкогидролизуемому азоту, который может образоваться при минерализации легкоразлагаемой части органических веществ в почве (аминокислот, амидов) в начале вегетационного периода. Эта часть азота определяется в вытяжках из почвы слабыми кислотами (0,5_hH₂SO₄) по методу И. В. Тюрина и М. М. Кононовой. Для расчета доз азотных

удобрений и получения планируемого урожая сельскохозяйственных культур Г. П. Гамзиков (1981) предложил метод опреде-_лСния нитратного и аммонийного азота в пахотном горизонте _п0чвы перед посевом (табл. 11).

Эта шкала обеспеченности растений нитратным азотом (N—N0₃) рекомендована для дерново-подзолистых, серых лесных и черноземных почв; аммонийного азота — для серых лесных почв и черноземов; кислотно-гидролизуемого азота — для дерново-подзолистых почв.

Фосфор в почвах содержится в значительно меньшем количестве по сравнению с азотом и калием. Содержание валового фосфора (Р₂0₅) в почвах невелико — 0,05—0,30 % (от 1 до 5 т/га в пахотном горизонте 0—20 см). Пополнение запасов фосфора в почве биологическим путем не происходит.

Органические соединения фосфора в почвах представлены Фитином, нуклеиновыми кислотами, сахаро-фосфатами и др., минеральные — солями кальция, железа, алюминия, магния °Ртофосфорной кислоты. Фосфор входит в состав осадочных ^г°рных пород фосфоритов с содержанием Р₂0₅ — 5—34 %, минералов: апатита — ЗСа₃(Р0₄)₂ • Ca(F, Cl, ОН)₂ с примесью Мп,

Sr и др. с содержанием Р₂0₅ — 41—42 %; вивианита — ^^сз(Р0₄)₂ • 8Н₂0 с примесью Са, Mn, Mg.

Фосфор в почвах находится в труднодоступных для растений нормах. В почвах с сильно кислой реакцией фосфор находится в ровном в виде фосфатов железа и алюминия. В слабокислых, ^Игральных и щелочных почвах преобладают фосфаты кальция. ^асть Фосфора адсорбируется твердой фазой почвы, частично

находится в почвенном растворе в виде фосфат ионов (Н₂РС НРО4"), которые легко поглощаются растениями.

Содержание подвижного фосфора в кг/га в пахотном гор зонте почв определяют по формуле

?₂O_s = ad_vh_m%,

где а — количество подвижного фосфора Р₂0₅ в мг/100г, onperi ленного по методу Кирсанова или Ф. В. Чирикова; d_v — пла ность пахотного горизонта, г/см³; И_шх — мощность пахотного ] ризонта, см.

Для определения подвижных фосфатов в почве (непосредй венно усвояемого фосфора растениями) применяют различи^ методы извлечения в зависимости от типа почв и их свойств.

Для характеристики обеспеченности растений фосфором^ расчета норм фосфорных удобрений проведена группиров почв по количеству подвижного фосфора (табл. 12).

Для культур повышенного потребления и выноса фосфора из! почвы эта группировка несколько иная: для корнеплодов и кар-| тофеля третья группа будет считаться как с низким содержанием, а для культур большого выноса фосфора (овощные, чай, виноград) четвертая группа относится к низкому содержанию.

Для улучшения питания растений фосфором целесообразно применение фосфорных удобрений на всех типах почв. Наибо-

благоприятная реакция почвенного раствора для поглощения ^тениями ионов фосфатов слабокислая (pH = 6,0—6,5).

Р^аС к^алия в почвах значительно больше, чем азота и фосфора, месте взятых, — 1,5—2,5 % (до 50 т/га в пахотном горизонте). Основная часть калия в почвах входит в состав кристаллической решетки первичных и вторичных минералов в малодоступной для растений форме. Калий некоторых минералов может быть доступным для растений, например, из мусковита — КА1₂ [AlSi₃O_I0](OH)₂, биотита - K(Mg,Fe)₃[AlSi₃O_l0](OH,F)₂.

Калий, содержащийся в поглощенном состоянии и в форме простых солей в почве, легкодоступен для растений. Основным источником для растений является обменный калий. При поглощении обменного калия растениями происходит его пополнение за счет необменного из твердой фазы почвы.

Хотя валового калия (К₂0) в почвах много и растения редко испытывают недостаток в питании легкодоступным калием, все же внесение легкорастворимых солей калия в почву значительно повышает урожайность сельскохозяйственных культур.

Для характеристики уровня питания растений калием и расчета доз калийных удобрений разработана группировка почв по содержанию обменного калия (табл. 13).

^казанные ^в табл. 13 методы извлечения обменного калия ‘Рименимы для разных почв. Методы Кирсанова и И. Я. Масло-^и применимы для подзолистых, дерново-подзолистых, серых

лесных почв, метод Ф. В. Чирикова — для некарбонатных поч] а метод Б. П. Мачигина — для карбонатных черноземов, кашт! новых, бурых почв и сероземов.

Для культур повышенного выноса калия третья группа поч относится к низкому содержанию, для культур высокого вынос калия (картофель, корнеплоды, подсолнечник) с низким содер жанием считается четвертая группа почв. i

Некоторые минеральные элементы усваиваются растениям] в очень малых количествах, составляющих тысячные доли про! цента. Их объединяют в группу микроэлементов: бор (В), марта! нец (Мп), молибден (Мо), медь (Си), Цинк (Zn), кобальт (Со) йод (J), хлор (О), фтор (F) и др. !

Хотя эти элементы поглощаются растениями в малых коли* чествах, они играют важную роль в жизни растений, животных { человека, входят в состав ферментов, витаминов, гормонов, без которых не могут совершаться биохимические и физиологические процессы. Установлена зависимость урожайности растений и их качества от содержания микроэлементов в почвах. Недостач точное или избыточное содержание микроэлементов в кормах и| продуктах питания вызывает нарушения обмена веществ в орга4 низмах животных и человека, развитие различных заболеваний.

Например, йод входит в состав гормона щитовидной желе-' зы — тироксина, который влияет на процессы усвоения пита-1 тельных веществ, на функции нервной системы. Недостаток! йода вызывает заболевание щитовидной железы — зоб у челове-1 ка и животных. Недостаток меди в кормах приводит к наруше- ] нию координации движений у животных, избыток бора вызыва-J ет пневмонию у овец. ]

Специалисты по кормлению сельскохозяйственных живот- ] ных считают необходимым следующее содержание микроэле- j ментов в сухом веществе кормов: марганца — 50—60 мг/кг; ] меди — 8—10; цинка — 60—80; кобальта — 0,6—1,0; йода — ! 0,3—0,8 мг/кг. ■

Количество микроэлементов в почвах зависит от химическо- ■ го состава почвообразующей породы и влияния почвообразова- ] тельного процесса на их перераспределение по профилю почвы.' При активном процессе накопления гумуса, например, в черноземах они накапливаются в верхних горизонтах профиля, при развитии элювиальных процессов в подзолистых почвах верхние горизонты обедняются микроэлементами.

Микроэлементы в почвах содержатся в кристаллической ре-_сТкс минералов в виде примесей, в форме солей и окисей, в составе органических веществ, в ионообменном состоянии и растворимой форме в почвенном растворе. На формы их соединений н почвах большое влияние оказывают окислительно-восстановительные процессы, реакция среды, концентрация С0₂ и содержание органического вещества. Например, в кислой среде увеличивается подвижность меди, цинка, марганца, кобальта, а подвижность молибдена уменьшается.

Количество микроэлементов в почве увеличивается при систематическом внесении минеральных макро- и микроудобрений и органических веществ. Их повышенное содержание возможно около рудных месторождений, в зоне деятельности вулканов, в результате техногенного загрязнения территории.

Для оценки обеспеченности растений микроэлементами проведена группировка почв по содержанию в них подвижных форм микроэлементов (табл. 14).

Группировка почв составлена для трех групп растени К первой группе культур относятся зерновые хлеба, кукуру картофель, зерновые бобовые. Ко второй — корнеплоды, овог многолетние травы, подсолнечник, плодовые. К третьей отн сятся культуры первой и второй групп, возделываемые с при» нением высоких доз минеральных удобрений и при орошении.

Самыми эффективными приемами регулирования режи питания растений в почвах являются внесение органических •* минеральных макро- и микроудобрений, регулирование реакц с помощью известкования кислых и гипсования щелочных поч применение рациональных приемов обработки почвы. Нужно только улучшать режим питания растений, но и регулировав факторы, ограничивающие рост и развитие растений. Необход^-мо формировать определенный комплекс свойств и режим почв, обеспечивающий получение максимально возможного уро жая в конкретных условиях. Такой комплекс называют модель плодородия.

Глава б СВОЙСТВА ПОЧВ

Под поглотительной способностью почв следует понимать способность поглощать пары, газы, растворенные вещества, задерживать взмученные в почвенном растворе коллоидальные частицы минеральных и органических веществ, грубые суспензии и живые микроорганизмы.

Поглотительную способность почв обусловливают процессы адсорбции (поглощение вещества из газовой и жидкой сред поверхностным слоем твердого тела); абсорбции (поглощение веществ почвенным раствором); хемосорбции (поглощение веществ сорбентом в результате образования химической связи между молекулами сорбента и сорбируемого вещества); биологического поглощения веществ корнями растений и микроорганизмами и др.

В почве находятся грубые дисперсии минеральных, органических и органо-минеральных частиц с диаметром более 0,02 нм, образующие в почвенной воде суспензии; более мелкие частицы ^с диаметром 0,02—0,0001 нм — почвенные коллоиды и частицы менее 0,0001 нм, которые образуют молекулярные растворы (1 нанометр = 10~⁹ м). Дисперсные системы почвы, обладающие большой поверхностной энергией, электрокинетическими свой-етвами, обусловливают поглотительную способность почв.

Совокупность различных компонентов почвы, участвующих ^1! процессах поглощения, академик К. К. Гедройц назвал почвенным поглощающим комплексом, сокращенно ППК. Он выделил б видов поглотительной способности почв: механическую, физическую, физико-химическую или обменную, химическую и биологическую.

7126 Евтефеев

Механическая поглотительная способность — это свойст почвы, как любого пористого тела, задерживать в своей тол| твердые частицы, взмученные в фильтрующейся воде, разме|| которых превышают размеры почвенных пор. Это свойство зав* сит от размеров и форм почвенных пор, обусловленных грануле метрическим и агрегатным составами, плотностью почвы. Песч! ные почвы обладают слабой механической поглотительной cit| собностью, а глинистые поглощают почти все частицы размере более 0,001 мм.

Физическая поглотительная способность — это свойство чай тиц твердой фазы почв поглощать молекулы газов и растворе1| ных в воде веществ. Это свойство называют молекулярной адсорбцией. Она обусловлена большой поверхностной энергие!| Вещества, молекулы которых поглощаются физически на по верхности соприкосновения двух фаз (твердой и жидкой, твер дой и газообразной), накапливаются на поверхности тверды] частиц почвы и понижают свободную энергию (поверхностне натяжение), называют поверхностно-активными. Эти веществ испытывают положительную физическую адсорбцию. К ним от носятся органические кислоты, спирты, водорастворимые высо] комолекулярные органические соединения, молекулы которыГ состоят из гидрофильной и гидрофобной частей.

Физически поглощаются почвой пары и газы из газообразЗ ной фазы. По энергии поглощения пары воды и газы располага! ются в следующий ряд:

Н₂0 > NH₃ > С0₂ > N0₂ > Н₂ = 0₂

Легко поглощаются твердой фазой почвы пары воды с выде| лением теплоты смачивания. Сухими участками твердой фазь почвы поглощаются газы. Наиболее высокой энергией поглоще-] ния обладает аммиак, что имеет большое значение в закрепле-^ нии в почве аммиачных форм азотных удобрений.

Вещества, повышающие поверхностную энергию, отталкива-1 ются от почвенных частиц, испытывают отрицательную физиче-J скую адсорбцию. К ним относятся неорганические кислоты,! соли, основания. Например, нитраты, хлориды почти не погло-1 щаются почвой и могут при промывном водном режиме вымы-| ваться из почвенного профиля. Это необходимо учитывать при! расчете норм и сроков внесения нитратных форм азотных удоб-J рений в конкретных условиях.

Почва хорошо поглощает дымные и газообразные отравляю-_ие вещества, что имеет природоохранное значение.

физико-химическая, или обменная, поглотительная способность, по определению К. К. Гедройца, — свойство почвы обменивать некоторую часть катионов, содержащихся в твердой фазе, _на эквивалентное количество катионов почвенного раствора. Этот обмен происходит по схеме:

Са²⁺

[ППК]^_г. + 5КС1 [ППК]5К⁺ + СаС1₂ + MgCl₂ + НС1

Обменное поглощение катионов имеет следующие закономерности.

1. Обмен происходит в эквивалентных количествах по законам обменных химических реакций.

2. Поглощенный катион может быть вытеснен и замещен другим катионом почвенного раствора, имеющим большую энергию поглощения.

3. Энергия поглощения и вытеснения катионов зависит от их валентности, массы атома и радиуса иона. С увеличением валентности, т. е. силы атома катиона образовывать химические связи с другими атомами, возрастает энергия поглощения:

м⁺ < м²⁺ < м³⁺

Среди катионов с одинаковой валентностью энергия поглощения возрастает с увеличением массы атома. Энергия поглощения зависит от гидратированности катиона. Определен следующий ряд катионов по возрастанию энергии поглощения:

Li⁺ < Na⁺ < NH; < К⁺ < Mg²⁺ < Са²⁺ < Н⁺ < А1³⁺

Исключение составляет ион водорода, у которого энергия поглощения выше, чем у двухвалентных катионов. В водном растворе ион водорода образует гидроксоний (Н₃0⁺), который обладает высокой энергией поглощения.

Большое значение в поглощении катионов имеет их концентрация в почвенном растворе. Катионы с меньшей энергией по-Т-'Ющения могут поглощаться только при более высокой их концентрации в почвенном растворе по сравнению с другими катионами, обладающими большей энергией поглощения.

V =-

ЕКО

• 100.

4. Обменное поглощение имеет обратимость, поглощен! катионы могут обратно вытесняться в почвенный раствор зам щенными катионами при повышении их концентрации в пс венном растворе.

5. Скорость обмена катионов в почвенном растворе на вне!! них поверхностях почвенного поглощающего комплекса мгь венная. Но обмен катионами может продолжаться и более тельное время, если поглощение происходит внутри кристалл ческих решеток минералов, что зависит от периодическо| увлажнения, высушивания и температуры почвы. Кроме тог при поглощении почвой какого-либо катиона, например натр! может увеличиваться диспергирование структурных агрегато| что увеличит емкость поглощения катионов.

Максимальное количество катионов, удерживаемое почвой! обменном состоянии, К. К. Гедройц назвал емкостью катионнГ го обмена (ЕКО), которую выражают в мг • экв на 100 г почвы.|

Количество всех обменных катионов, за исключением ионе водорода и алюминия, называют суммой обменных оснований (5), которую тоже выражают в мг • экв на 100 г почвы.

Отношение суммы обменных оснований к емкости катиог ного обмена, выраженное в процентах, называют степенью на§ сыщенности почв основаниями (V):

В различных почвах количество и состав обменных катионов! степень насыщенности основаниями различные, они отражаю! особенности почвообразования. В черноземах типичных высоко| гумусных в составе обменных катионов преобладают основан! Са²⁺, Mg²⁺, степень насыщенности основаниями до 100 %.

В дерново-подзолистых почвах с малым содержанием гумуса емкость поглощения низкая, в составе обменных катионов кро4| ме оснований находятся ионы водорода (Н⁺) и алюминия (А1³⁺)1 Такие почвы имеют низкую степень насыщенности основания^ ми (10—50 %).

В иллювиальных горизонтах солонцов преобладают погло-| щенные натрий и магний, солонцы полностью насыщены осно-| ваниями, имеют щелочную реакцию. Состав поглощенных ка^| тионов определяет многие свойства почв.

13 почвах с кислой реакцией среды, богатых полутораоксида-

алюминия, железа и органическими амфолитоидами, при наличии положительно заряженных коллоидов возможно обменное _поГлошение и анионов: NOj, S0₄~ и др. Обменное поглощение анионов подчиняется такой же закономерности, что и поглоще_ние катионов. По энергии поглощения в порядке возрастания анионы располагаются в следующий ряд:

Cl- = NOJ < S0²₄- < Р0³₄- (НР0²₄-, Н₂Р0₄) < ОН-

Анионы гидроксила и фосфат-ионы имеют более высокую энергию поглощения.

Химическая поглотительная способность или хемосорбция, по определению К. К. Гедройца, состоит в образовании труднорастворимых соединений при взаимодействии замещенных ионов с компонентами почвенного раствора. Образующиеся труднорастворимые соединения закрепляются в почве в виде осадков:

А1(ОН)₃ + Н₃Р0₄ -> А1Р0₄4 + ЗН₂0

Анионы ортофосфорной кислоты активно поглощаются почвой, анионы NOj, СГ очень мало поглощаются почвой химически, так как не образуют с катионами труднорастворимые соединения.

Биологическая поглотительная способность — поглощение различных веществ из почвы в ионной форме корнями растений и микроорганизмами. Ежегодно растения поглощают из почвы Десятки и сотни килограммов различных элементов с 1 га. В природных условиях эти элементы возвращаются в почву с растительным опадом. В земледелии большая часть поглощенных элементов отчуждается из почвы с урожаем.

Благодаря избирательному поглощению элементов растениями осуществляются перемещение и аккумуляция веществ в верх^Них горизонтах почвенного профиля. Емкость катионного поглощения корневой системы растений колеблется от 10 до 80 мг • экв ^Ь|а 100 г. Бобовые растения обладают большей емкостью поглоще^НИя по сравнению со злаковыми.

Биологическое поглощение изменяет концентрацию и состав Почвенного раствора, его равновесие и влияет на состояние почтенного поглощающего комплекса, удерживает в почве от вымы-^1,111151 элементы питания растений.

Кислотность почв — это способность подкислять почвенн раствор при наличии в почве различных кислот, а также обме! ных ионов водорода и катионов, образующих гидролитичес? кислые соли. Различают актуальную кислотность, определяем^ значением pH почвенного раствора или водной вытяжки и ц тенциальную кислотность, обусловленную находящимися в noi венном поглощающем комплексе в обменно-поглощенном с( стоянии катионами Н⁺ и А1³⁺. |

Актуальная кислотность обусловливается наличием в по? венном растворе свободных кислот, гидролитически кислых d лей и степенью их диссоциации. В большинстве почв она об] словлена угольной кислотой и ее солями. Величина актуальна кислотности выражается в мг • экв • Н⁺ на 100 г почвы или в р! Для обозначения величины актуальной кислотности к показ телю pH добавляют индекс (рН_в или рН_Нг0). Величина актуал: ной кислотности (рН_в) в почвах колеблется в пределах от¹ до 10. Низкие значения рН_в характерны для подзолистых поч: В дерново-подзолистых и красноземах рН_в = 4,5—5,6, черноз^ мах, каштановых почвах — 6,5—7,5, в карбонатных почвах, о лонцах рН_в > 8,5.

Для большинства сельскохозяйственных культур благопри ная реакция водной вытяжки при рН_в = 6,4—7.

Интересные данные о зависимости урожайности яров пшеницы от величины рН„ получены профессором Л. М. Бурл; ковой (1984). На основании многолетних стационарных опыто] и маршрутных исследований на черноземах Алтайского Приоб] был установлен высокий коэффициент зависимости урожайн сти яровой пшеницы от величины рН_в в слое почвы 0—20 с] (табл. 15).

Потенциальную кислотность делят на две части по способу определения: обменную и гидролитическую.

Обменная кислотность определяется количеством титруемых _ионов Н⁺ и А1³⁺ в вытяжке в нейтральной соли (1н. КС1) или ветчиной рН_с солевой вытяжки в 1н. КС1, где индекс «с» — означает, что реакция определяется в солевой вытяжке из почвы:

к⁺

[ППК]^ + 4НС1 «-> [ППК] £ + А1С1₃ + НС1

АГ*

А1С1₃ + ЗН₂0 А1(ОН)₃ + ЗНС1

Образующаяся соляная кислота характеризует обменную кислотность почвы. Для кислых почв значение рН_с может снижаться до 3 и даже ниже.

Гидролитическая кислотность определяется количеством вытесняемых ионов водорода и алюминия гидролитически щелочной солью (CHjCOONa — уксусно-кислый натрий):

[ППК]"⁵* + 4CH₃COONa + ЗН₂0

-► [ППК]4Иа⁺ + 4СН₃СООН + А1(ОН)₃4-

Образующаяся уксусная кислота характеризует величину гидролитической кислотности, которую выражают в мг • экв • Н⁺ на 100 г почвы и обозначают Н_г. Гидролитическая кислотность включает в себя актуальную и потенциальную кислотности.

Сильно кислые почвы необходимо известковать. Вносимая в почву известь насыщает ППК ионом Са²⁺ и нейтрализует кислотность.

Щелочность обусловливается наличием в почвенном растворе гидролитически щелочных солей: карбонатов и гидрокарбонатов Щелочных и щелочноземельных металлов: Na₂C0₃; NaHC0₃; Са(НС0₃)₂ и содержанием обменного Na⁺ в почвенном поглощающем комплексе.

Различают актуальную и потенциальную щелочность почвы.

Актуальная щелочность обусловливается содержанием в ^п°чвенном растворе гидролитически щелочных солей, которые ^Ри Диссоциации создают повышенную концентрацию гидро-

ксил-цонов:

Na₂C0₃ + 2Н₂0 Н₂С0₃ + 2Na⁺ + 20Н‘

Актуальную щелочность определяют титрованием водн0,01н раствором серной кислоты в присутс! вии метилоранжа и выражают в мг • экв на 100 г почвы. При о\ ределении актуальной щелочности потенциометром в водн^ вытяжке ее выражают значением рН_в.

Потенциальная щелочность почв обусловливается содержа^ ем обменного Na⁺, который может вытесняться другими кати* нами и подщелачивать почвенный раствор: ,

[ППК]^; + Н₂С0₃ [ППК]”; + Na₂C0₃

з

з

Na₂C0₃ + 2Н₂0 Н₂С0₃ + 2Na⁺ + 20Н'

Повышенная концентрация гидроксил-ионов в почвенной растворе оказывает отрицательное влияние на усвоение элемем тов питания растениями и микроорганизмами и на свойства пом вы. Катионы натрия усиливают пептизацию почвенных коллом дов, ухудшают водные и физические свойства почвы. Щелочноста почв нейтрализуют внесением гипса (CaS0₄) • 2Н₂0, которья нейтрализует физиологически-щелочные соли почвенного раса твора и насыщает ППК ионами Са²⁺ с вытеснением иона Na⁺1 почвенный раствор с образованием нейтральной соли (Na₂S0₄). I Буферность почв — способность сохранять определенную концентрацию ионов водорода (pH), противостоять изменению концентрации почвенного раствора, кислотно-щелочного 1 окислительно-восстановительного состояния. Буферность поч| обусловливается содержанием в почвенном растворе слабых ш слот, оснований и их солей, а также процессами ионного обмен! почвенного раствора с почвенным поглощающим комплексом (ППК). I

Буферность имеет большое значение в поддержании свойств почв, благоприятных для роста и развития растений. Например! при внесении в почву высоких доз минеральных удобрений воЗ| можно изменение концентрации почвенного раствора и реакции среды до критического состояния для растений. Но благодаря буферное™ почвы концентрация почвенного раствора поддер! живается в благоприятном состоянии. |

Буферность почв зависит от их минералогического и грану| лометрического составов, содержания гумуса, емкости поглоще| ния и состава обменных катионов. |

Почвы, насыщенные основаниями, обладают высокой бл ферностью против подкисления, а почвы, в ППК которых нахо|

_тся катионы водорода и алюминия, устойчивы против подще_лачивания:

[ППК]Са⁺ + 2НС1 = [ППК]£ + СаС1₂ [ППК]«: + Са(ОН)₂ = [ППК]Са²⁺ + 2Н_гО

Глинистые почвы с большим содержанием гумуса, имеющие высокую емкость катионного обмена, обладают высокой буфер-

ностью.

Легкие, малогумусовые почвы, обладающие низкой емкостью поглощения, имеют низкую буферность. Такие почвы могут резко изменять концентрацию почвенного раствора и его реакцию при внесении физиологически кислых или физиологически щелочных удобрений.

Высокая буферность может отрицательно влиять на эффективность приемов мелиорации почв. Например, буферность оказывает сопротивление приемам по регулированию реакции почвенного раствора и состава обменных катионов твердой фазы подзолистых почв и солонцов, так как для преодоления буферное™ требуется внесение повышенных доз химических мелиорантов. Например, при известковании кислых почв в зависимости от гидролитической кислотности и гранулометрического состава дозы извести составляют от 2 до 8 т/га.

В твердой фазе почвы находятся обломки горных пород, частицы первичных и вторичных минералов, гумусовых веществ и органо-минеральных соединений, которые называют механическими элементами. Эти частицы размером от 0,0001 до 10 мм и оолес, могут находиться в почве в свободном состоянии или соединенные в структурные агрегаты различной формы, величины и прочности.

По форме различают три типа структуры: кубовидная — структурные отдельности равномерно развиты по трем взаимно ерпендикулярным осям; призмовидная — отдельности развиты ⁰ вертикальной оси; плитовидная — отдельности развиты пре-lyiHecTBeHHo по двум горизонтальным осям и укорочены в вертельном направлении.

Каждый из этих типов по характеру ребер, граней и размеМ I подразделяется на более мелкие единицы. Например, кубовиднщ I структура подразделяется на глыбистую, комковатую, ореховМ тую, зернистую, которые по размерам поперечника делят щ виды. Комковатая — неправильной округлой формы с шероховя той поверхностью, подразделяется на виды: крупнокомковатуюЯ поперечнике 3—10, комковатую — 1—3 и мелкокомковатую -Ж 0,25—1,0 мм. Я

Зернистая — более или менее правильной формы, острограни ная, подразделяется на виды: крупнозернистую (гороховатую) я поперечнике 3—5, зернистую (крупитчатую) — 1—3 и мелкозер» нистую — 0,25—1 мм. ■

6.3.1. Агрономическое значение структуры ■

Значение структуры определяется размерами структурных аг-Я регатов, их пористостью, сложением, связностью и водопрочное стью. Структурной считается почва, содержащая больше полови-]! ны водопрочных макроагрегатов размером 0,25—10 мм, обла-Ц дающих высокой пористостью (>45 %). Ц

Микроагрегаты размером 0,25—0,01 мм тоже считаются цен-* ными при условии их пористости и водопрочности. Микроагре-1 гаты менее 0,01 мм ухудшают водопроницаемость и воздухообмен в почвах.

Чтобы почва удовлетворяла потребности растений в воде и ] составе почвенного воздуха, эти структурные агрегаты должны ! быть пористыми, водопрочными и иметь благоприятное сложе- | ние. Имеются в виду не отдельные механические частицы мине- ] ралов и органических веществ, а склеенные, «сцементирован- ] ные» в комочки различной величины и формы под влиянием различных факторов. ¹

В агрономическом отношении лучшими считаются комковатая и зернистая мезо- и микроструктура с размерами агрегатов от 0,01 до 10 мм, которые устойчивы к механическому воздействию, способны не разрушаться при увлажнении, обладают высокой порозностью и имеют рыхлое сложение.

При низкой связности и водопрочности структурные агрегаты разрушаются при обработке почвы и выпадении осадков. При сильном увлажнении такая почва заплывает, а при высыхании образует корку, плохо проницаемую для воздуха.

дгрономическое значение структуры состоит в том, что она _[3ывает большое влияние на пористость, плотность сложения, °одный, воздушный, тепловой, оксилительно-восстановитель-V микробиологический, питательный режимы и физико-механические свойства почвы.

6.3.2. Образование структуры

Формирование структуры почвы происходит в процессе почвообразования. На образование структуры оказывают влияние следующие факторы: физико-механические, физико-химические, химические и биологические.

К физико-механическим факторам относят переменное высушивание и увлажнение почвы, замерзание и оттаивание почвенного раствора, давление корней растений, влияние роющих животных и воздействие почвообрабатывающих орудий. Эти факторы наряду с положительным влиянием могут оказывать и разрушающее действие на структуру почвы.

Более важная роль в формировании структуры принадлежит физико-химическим факторам — коагуляции и цементирующему воздействию почвенных коллоидов. Органические и минеральные коллоидные вещества скрепляют механические элементы, коагулируют их необратимо. Коагуляторами в почвах являются двух- и трехвалентные катионы Са²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Al³⁺.

Если почвенные коллоиды (частицы <0,0001 мм) насыщаются двух- и трехвалентными катионами, то они формируют структурные агрегаты, неразмываемые водой. Более прочно склеиваются почвенные частицы органическими коллоидами, насыщенными катионами кальция и железа.

Коллоиды, насыщенные одновалентными катионами, особенно Na⁺, обусловливают пептизацию структурных агрегатов, ^т- е. распад на более мелкие, вплоть до первичных, частицы.

К химическим факторам, оказывающим склеивающее и цементирующее воздействие на почвенные частицы, относится образование труднорастворимых химических соединений (карбоната кальция, гидроокиси железа, силикатов магния и др.). Эти химические соединения способствуют агрегации почвенных частиц и пропитывают структурные агрегаты почвы, цементируют их, делают водопрочными.

Среди биологических факторов структурообразования главе ная роль принадлежит растительности, особенно травянистой* которая не только разделяет почву на комочки, но и является основным источником органических веществ для образования! гумуса. Под травянистой растительностью формируются хорошей оструктуренные почвы (лугово-черноземные, черноземы). Ком-Я ковато-зернистая мезо- и микроструктура этих почв состоит иэ| агрегатов, пропитанных гуматами кальция, противостоящих раз^ мывающему действию воды, так как гуматы кальция являются главными клеящими и цементирующими веществами при фор-^ мировании агрегатов. !

На формирование структуры положительное влияние оказы-, вают дождевые черви и микроорганизмы. Частички почвы, про- j двигающиеся по кишечному тракту червей, уплотняются и выде-^ ляются в виде маленьких водопрочных комочков, называемыхJ капролитами.

Продукты жизнедеятельности микроорганизмов и разложения их тел после отмирания обладают цементирующими свойствами и способствуют структрообразованию в почвах. 1

6.3.3. Причины разрушения и приемы восстановления структуры почвы

Структура почвы может ухудшаться и утрачиваться под влиянием следующих факторов: механических, физико-химических и биологических.

В земледелии механическое разрушение структуры происходит при воздействии машин и орудий, передвижении животных, выпадении обильных дождей и града.

Физико-химические причины разрушения структуры появляются при насыщении почвенного поглощающего комплекса (ППК) одновалентными катионами (Na\ NH/, Н⁺), которые вытесняют катионы Са²⁺, Mg²⁺.

В этом случае происходит пептизация почвенных коллоидов и разрушение структурных агрегатов при увлажнении почвы. При высыхании таких почв они уплотняются в монолиты, почвы становятся бесструктурными.

К биологическим причинам разрушения структуры относятся процессы минерализации гумуса почвы микроорганизмами. В условиях экстенсивного землепользования часто получается

отрицательный баланс гумуса в почвах, не вносятся органические и минеральные удобрения. В таких условиях происходят большие минерализационные потери почвенного гумуса. А гумус является главным склеивающим веществом при образовании структуры почвы.

Разрушение структуры почв зависит от условий почвообразования. Например, при формировании подзолистых почв под пологом хвойных лесов в результате промывного водного режима и действия кислых соединений происходит разрушение легкорастворимых веществ, первичных и вторичных минералов в верхних горизонтах, вынос илистых частиц в нижние иллювиальные горизонты или за пределы почвенного профиля, в грунтовые воды. Подзолистый горизонт обедняется полуторными оксидами, илистыми частицами, имеет сильную ненасыщенность основаниями, кислую реакцию, приобретает плитчатую структуру или становится бесструктурным.

Восстановление и улучшение структуры почв при сельскохозяйственном использовании осуществляется в основном агротехническими методами.

Прежде всего, необходимо улучшать свойства почв, которые оказывают решающее отрицательное влияние на структуру. В кислых почвах необходимо насыщать ППК основаниями путем внесения расчетных норм извести. Обогащение ППК обменным кальцием приводит к нейтрализации излишней кислотности и улучшению структуры почвы.

В солонцовых почвах и солонцах необходимо замещать в ППК обменный натрий на кальций внесением расчетных доз гипса.

Большое влияние на улучшение структуры почвы оказывают органические удобрения: навоз, торф, зеленые растения (сидера-ты). Органические вещества являются источником для образования гумуса, который положительно влияет на образование водопрочной структуры. В сельскохозяйственном использовании почв системы земледелия должны предусматривать бездефицитный или положительный баланс гумуса. Воспроизводство гумуса в условиях интенсивного земледелия должно осуществляться за счет ежегодно создаваемого органического вещества, внесения органических и минеральных удобрений.

В структуре посевных площадей необходимо планировать возделывание многолетних трав, особенно бобовых, которые оказывают большое положительное влияние на образование во-

допрочной структуры по сравнению с однолетними культурами Многолетние травы оставляют в почве больше органических вн ществ, благоприятных для деятельности микроорганизмов и от разования гумусовых веществ. щ

Для сохранения структуры почвы большое значение имев

рациональная система обработки почвы, проведение агротехник ческих приемов в состоянии физической спелости почвы. Я

Для ослабления разрушения структуры почвы орудиями об! работки и воздействием тяжелой техники применяют рацио] нальные технологии выращивания культур. Такие технологии предусматривают минимализацию обработки почвы, сокраще! ние проходов агрегатов по полю за счет использования широко! захватных и комбинированных агрегатов с многоцелевыми рабо| чими органами и тракторов на широких гусеницах и шинах низ! кого давления. |

6.4. Общие физические свойства почв 1

К общим физическим свойствам относят плотность почвы,! плотность твердой фазы и пористость почвы. 1

Плотностью почвы называют массу единицы объема абсо-| лютно сухой почвы в естественном сложении. При определении | плотности взвешивают абсолютно сухую почву в единице объе- 1 ма со всеми порами. Плотность характеризует степень уплотнения почвенных частиц и агрегатов. Ее выражают в граммах на 1 см³ и обозначают буквой d_v. Плотность почвы зависит от гранулометрического состава, содержания органического вещества и структурного состояния. Плотность минеральных почв составляет от 1,0 до 1,8 г/см³, верхних горизонтов черноземных почв — 1,0—1,2, нижних горизонтов — 1,3—1,6 г/см³. Оптимальная плотность почвы для большинства культурных растений — 1,0—1,2 г/см³.

От плотности почвы зависят водный, воздушный, тепловой режимы и биологическая активность. С увеличением плотности уменьшается общая пористость почвы и особенно объем пор аэрации, ухудшается воздухообмен, снижается водопроницаемость.

Измерение плотности почвы необходимо для расчета пористости, запасов воды и питательных веществ.

Плотностью твердой фазы почвы называют отношение массы _твсрД°й фазы почвы без всяких пор в абсолютно сухом состоя-_ии к массе равного объема воды при 4 °С. Плотность твердой фазы почвы определяют пикнометрическим методом путем вытеснения воды из пикнометра навеской абсолютно сухой почвы, выражают плотность твердой фазы почвы в г/см³ и обозначают буквой d. Ее величина зависит от минералогического состава и содержания органических веществ в почвах. В среднем она составляет 2,4—2,65 г/см³.

Определение плотности твердой фазы почвы необходимо для расчета пористости почвы, кроме того, по ее величине можно судить о соотношении минеральных и органических веществ в

почве.

Пористость почвы — отношение объема всех пор в единице объема почвы в естественном состоянии ко всему объему вместе с твердой фазой и порами, выраженное в процентах. Обозначается буквой Р_обш.

Общую пористость (или скважность) почвы рассчитывают по показателям плотности почвы и плотности ее твердой фазы по формуле

•100,

р -

общ

^где Л.бщ ^— общая пористость почвы, % объема почвы;

d_v — плотность почвы;

d — плотность твердой фазы почвы.

Для общей пористости суглинистых и глинистых почв Н. А. Качинский предложил следующую шкалу:

• >70 % — избыточно пористая;

• 55—65 % — отличная в пахотном слое;

• 50—55 % — удовлетворительная для пахотного слоя;

• <50 % — неудовлетворительная для пахотного слоя;

• 40—25 % — очень низкая, характерная для уплотненных и иллювиальных горизонтов.

Количество пор в почве и их соотношение по размерам определяет, прежде всего, водные свойства и воздухообмен, от ко^ТоРых зависят окислительно-восстановительные процессы и питание растений.

Общая пористость подразделяется на капиллярную и нека^пиллярную. Капиллярная пористость создает водоудерживающую

способность почвы, обусловленную явлением смачивания и Л верхностным натяжением воды (менисковыми силами). КапЛ лярные силы начинают проявляться в порах диаметром <8 Л но значительно возрастают в порах диаметром <0,01 мм. Неш пиллярные поры между структурными агрегатами чаще всего Я полнены воздухом, поэтому их называют порами аэрации. Вол из этих пор в основном просачивается по профилю почвы пЛ действием сил гравитации. 1

В агрономическом отношении нужно, чтобы при общей пя ристости 55—60 % большая часть приходилась на капиллярну! и 20—25 % — на некапиллярную. Ч

Если при влажности почвы, близкой к НВ, объем пор аэра ции будет меньше 20 % от общей пористости, то нужно улучи шать структуру почвы агротехническими приемами. Пористосп аэрации — это часть общей пористости почвы, заполненная воя духом. Определив общую пористость почвы в любом слое и объ ем воды в этом слое, рассчитывают пористость аэрации по фор) муле ]

общ

аэр ¹ общ ^г

К физико-механическим свойствам почв относят пластичность, липкость, набухание, усадку, связность, твердость и удельное сопротивление при обработке. Количественная оценка этих свойств необходима для выбора оптимальной технологии ее культивации.

Пластичность почвы — это ее способность к деформации без крошения под действием внешней силы и без расплывания при увлажнении и сохранению приданной формы после устранения этой силы. Пластичность проявляется в определенном для каждого типа почвы диапазоне влажности, имеющем нижний и верхний пределы (границы пластичности). Сухие и переувлажненные почвы не обладают пластичностью.

Высокое качество обработки почвы достигается до начала проявления пластичности. Показатель верхней границы апатичности почвы нужен для определения устойчивости к водной эрозии, так как при влажности выше верхнего предела пластичности почва начинает расплываться по склонам.

Пластичность возрастает при увеличении в ППК обменного натрия, а при насыщении ППК катионами кальция, магния и увеличении содержания гумуса — снижается. Поэтому для улучшения технологических свойств высокопластичных почв нужно проводить гипсование засоленных и известкование кислых почв, вносить высокие дозы органических удобрений.

Липкость — свойство влажной почвы прилипать к поверхности прикасающихся к ней предметов. Она увеличивает сопротивление почвы при обработке, ухудшает качество работ, затрудняет движение транспорта.

Липкость определяется величиной силы, необходимой для отрыва металлической пластинки от поверхности почвы, и выражается в г/см². Она начинает проявляться при определенной для каждого типа почв влажности, зависит от состава обменных катионов и гумусности почвы.

Липкость почвы >5 г/см² при капиллярной влагоемкости считается очень высокой. Хорошее качество обработки почвы достигается при влажности, не превышающей начала проявления прилипания, когда почва находится в состоянии физической спелости, хорошо крошится на комочки. Среднесуглинистые почвы находятся в состоянии физической спелости при следующей влажности: дерново-подзолистые — 12—21 %, серые лесные — 15—23, черноземы — 15—24, каштановые — 13—25 %.

Для снижения липкости почвы нужно улучшать состав обменных катионов, насыщать ППК кальцием и повышать гумус-ность почв.

Набухание почв — их свойство увеличивать свой объем при Увлажнении воздушно-сухой почвы. Большой набухаемостью отличаются глинистые почвы с преобладанием в составе минералов монтмориллонита и вермикулита. Наибольшую набухае-мость имеют солонцы, ППК которых насыщен катионами натрия.

Набухание — отрицательное свойство почв, приводящее к выпиранию почвы и разрушению ее структуры. Для снижения набухаемости почв необходимо проводить гипсование солонцовых почв и вносить органические удобрения.

Усадка почв — свойство уменьшать свой объем при высуцц вании. Зависит от тех же причин, что и набухание. Это тоже о| рицательное свойство почв, приводящее к сильному уплотнени| почв при высыхании, образованию трещин, разрыву корней ра<| тений и потере влаги.

Связность почв — способность противостоять разъединений частиц почвы внешними силами. Почвы, обладающие свойствой большой усадки, имеют и высокую связность. Пептизация поч| венных коллоидов увеличивает удельную поверхность почвы силы сцепления между частицами, что повышает ее связность.

Для уменьшения связности солонцовых почв нужно улуч| шать состав обменных катионов путем гипсования и внесения органических удобрений. В глинистых почвах нужно улучшат структуру внесением органических удобрений.

Удельное сопротивление почвы — сопротивление, оказываемое! почвой, приходящееся на 1 см² поперечного сечения пласта, подрезаемого и оборачиваемого плугом, выражаемое в килограммах! на 1 см². Оно зависит от гранулометрического состава, физи-| ко-химических свойств почвы, ее влажности и колеблется от 0,2| до 1,2 кг/см².

Эту важную физико-механическую характеристику нужно учитывать, например, при составлении норм выработки и расхода топлива для тракторов, при конструировании почвообрабатывающих орудий.

Известкование кислых почв, гипсование щелочных изменяют состав поглощенных оснований, улучшают физические и физико-механические свойства, в том числе уменьшают и удельное сопротивление почвы. Выращивание многолетних трав, внесение органических удобрений, возделываниие сидеральных культур — все эти мероприятия улучшают физические и физико-механические свойства почв.

Большое значение для улучшения физико-механических свойств почв и снижения их отрицательного влияния на качество полевых работ имеет выбор сроков и приемов обработки почвы в зависимости от ее влажности, внедрение минимизации обработок.

Глава 7 РЕЖИМЫ ПОЧВ

Почва способна впитывать, пропускать через себя и удерживать в своем составе воду. В почве всегда находится влага. Главным источником почвенной влаги являются атмосферные осадки. Кроме осадков вода поступает в почву из грунтовых вод, а также путем сорбции твердой фазой почвы водяных паров из атмосферы. В орошаемом земледелии воду подают в почву при поливах из различных источников.

Вода является одним из основных факторов плодородия почвы. Она определяет процесс почвообразования, физико-химические и биологические процессы. Из почвенного раствора в ионной форме поглощаются элементы питания, вода предохраняет растения от перегрева солнечной радиацией. От содержания воды зависят воздушный, питательный и тепловой режимы почвы, ее физико-механические свойства. Рост и развитие растений нормально происходят только при постоянном и оптимальном содержании воды в почве. Недостаток или избыток воды в почве отрицательно сказываются на продуктивности растений или лаже вызывают их гибель.

Вода в почве удерживается различными силами: сорбционными, капиллярными, осмотическими. Под действием этих сил изменяются свойства почвенной воды, ее подвижность и доступность растениям.

Находясь в почве в различных состояниях, вода обладает Различными физическими свойствами: плотностью, вязкостью, теплоемкостью, осмотическим давлением и др. Эти свойства обусловливаются взаимодействием молекул воды между собой и твердой, жидкой и газообразной фазами почвы.

По классификации А. А. Роде (1965) в почвах выделяют пя категорий или форм воды: твердую, химически связанную, пар образную, сорбированную и свободную. [|

Твердая вода — лед, образующийся в почве при сезоннс промерзании или многолетний в условиях «вечной мерзлоты! При испарении и таянии льда при положительной температ он может служить источником доступной для растений воды.

Химически связанная вода входит в состав химических сс единений в виде гидроксильной группы — конституционна вода [Fe(OH)₃, А1(ОН)₃], или целыми молекулами (кристаллиз ционная вода), например, в составе гипса — CaS0₄ • 2Н₂0, мира билита — Na₂S0₄ • 10Н₂О. Химически связанная вода не обладав свойствами растворителя и недоступна растениям.

Парообразная вода содержится в почвенном воздухе, кото| рый находится в порах почвы, свободных от воды. Почвснны| воздух почти всегда полностью насыщен парами воды. Парь воды перемещаются с почвенным воздухом от теплых слоев поч| вы к холодным, из мест с большим давлением водяного пара места с меньшим давлением. Поэтому в почве происходят восход дящие и нисходящие суточные и сезонные перемещения водя-| ного пара. В процессе конденсации пар превращается в жидк> воду, которая может поглощаться растениями.

Физически связанная, или сорбированная, вода удерживается поверхностной энергией твердых частиц почвы. Процессом'! сорбции воды называют притяжение твердыми частицами почвы| дипольных молекул парообразной и жидкой воды.

Прочносвязанная вода образуется в результате адсорбции паров | воды из воздуха на поверхности твердых частиц в 2—4 слоя ориентированных молекул воды. Свойство почвы сорбировать паро-¹ образную воду называют гигроскопичностью, а саму такую воду — гигроскопической. Она недоступна для растений. Гигроскопическая вода имеет повышенную плотность (1,5—1,8 г/см³), повышенную вязкость, замерзает при температуре от -4 до -78 °С.

Максимальное количество воды, которое может быть сорбировано почвой из парообразного состояния в воздухе при его относительной влажности, равной 100 %, называют максимальной гигроскопической водой (МГ). В малогумусных песчаных почвах максимальная гигроскопическая вода составляет 0,5—1 %, в глинистых высокогумусных — 15—16 %, в торфяных — до 30—50 % от массы сухой почвы.

рыхлосвязанная вода сорбируется твердыми частицами поч-, при соприкосновении с жидкой водой. Поверхностная энер-^B'hi твердых частиц почвы неполностью компенсируется молеку-_мИ парообразной воды, поэтому при соприкосновении с жид-_к0Й водой формируется дополнительный слой, толщиной до нескольких десятков молекул воды. Эта дополнительно сорбированная вода называется рыхлосвязанной, она удерживается менее прочно и может быть частично доступной для растений. Она имеет плотность выше, чем плотность у свободной воды, замерзает при температуре — 1,5^—4 °С.

Помимо рыхлосвязанной, в почве содержится свободная вода. Она не связана силами сорбции с твердой фазой почвы, легко доступна для растений. Ее подразделяют на капиллярную и гравитационную воду.

Капиллярная вода удерживается в почве капиллярными силами. Они возникают в порах почвы диаметром от 8 до 0,003 мм за счет разности капиллярного давления при различной кривизне менисков воды. Вода, смачивая стенки капилляров, образует вогнутые поверхности, что приводит к снижению давления, подъему воды по капиллярам и удержанию ее в почве. При увлажнении почвы сверху, без подпора грунтовыми водами, вода в капиллярах удерживается в подвешенном состоянии и называется капиллярно-подвешенной. При увлажнении почвы снизу грунтовыми водами, вода в капиллярах поднимается под давлением грунтовых вод и называется капиллярно-подпертой водой. Зону капиллярного подъема воды под давлением грунтовых вод выше их основного уровня называют капиллярной каймой (КК).

Гравитационная вода находится в крупных порах, свободно просачивается вниз по профилю почвы под действием сил притяжения Земли.

К основным водным свойствам почв относятся водоудерживающая способность, водопроницаемость и водоподъемная способность.

Водоудерживающая способность — способность почвы удерживать воду сорбционными и капиллярными силами. Макси-^млпьное количество воды, которое почва способна удерживать

различными силами, называется влагоемкостью. Различают вл| гоемкость полную, наименьшую, капиллярную и максималъ но-молекулярную, которые для каждой почвы являются почвег но-гидрологическими константами.

Полная влагоемкость (ПВ) или водовместимость — это кол* чество воды в почве после полного насыщения, когда все пор| (капиллярные и некапиллярные) заполнены водой. Длительнс насыщение почв водой до полной влагоемкости, например, гидроморфных почвах приводит к развитию анаэробных процес: сов, снижающих плодородие и продуктивность растений.

Если гравитационная вода не подпирается грунтовыми вода! ми, то она стекает в более глубокие горизонты. Максимально! количество воды, которое удерживается в почве после просачи| вания гравитационной воды в глубокие горизонты при отсутст! вии подпора грунтовыми водами, называют наименьшей влагоем\ костью почвы (НВ).

Наименьшая влагоемкость (НВ) является важным свойством почвы, она обусловливает максимальное количество воды, кото| рое почва способна удерживать длительное время. I

При влажности почвы, соответствующей наименьшей влагО'1 емкости, до 75 % пор заполнены водой, в этом случае создаются оптимальные условия для влаго- и воздухообеспеченности расте|| ний. Наибольшие значения НВ свойственны для высокогумус-1 ных почв тяжелого гранулометрического состава с водопрочной! структурой.

В процессе испарения и потребления воды растениями] уменьшается количество воды в капиллярах. Появляются разрьь вы в заполнении капилляров водой, уменьшается подвижность! воды и ее доступность растениям.

Влажность почвы, соответствующая разрыву сплошного за-^ полнения капилляров водой, называют влажностью разрыва ка-L пилляров (ВРК). Эта константа почвы характеризует нижний^ предел оптимальной влагообеспеченности растений. Для суглинистых и глинистых почв ВРК составляет 65—70 % НВ.

Максимальное количество капиллярно-подпертой воды, ко-| торое может содержаться в почве над уровнем грунтовых вод, называют капиллярной влагоемкостью (КВ).

Максимальная молекулярная влагоемкость (ММВ) — макси- ] мальное количество рыхлосвязанной воды, удерживаемой сорб- ! ционными силами на поверхности твердой фазы почвы. При влажности почвы, соответствующей ММВ, растения начинают!

увядать, поэтому ее называют влажностью завядания (ВЗ) или «мертвым», недоступным для растений запасом воды в почве.

Для разных типов почв, для различных растений и периодов _иХ роста влажность завядания неодинакова. Особенно трудно переносят критическое содержание воды в почве проростки растений.

Влажность завядания растений определяют методом проростков по С. И. Долгову или используя величину максимальной гигроскопичности почвы (МГ).

По рекомендации гидрометслужбы влажность завядания (п %) равна максимальной гигроскопичности (в %), умноженной на коэффициент 1,34, а по рекомендации Н. А. Качинского — на коэффициент 1,5: (ВЗ = МГ • 1,34 или ВЗ = МГ • 1,5).

Общий запас воды в почве рассчитывают для каждого генетического горизонта, потому что влажность и плотность почвы значительно изменяются по почвенному профилю. Общий запас воды на заданную глубину почвы можно рассчитать по формуле

ОЗВ м³/га = (W_x ■ dv_x • А,) + (W₂ -dv₂ ■ h₂) + ... + (W_n • dv_n • h„),

где ОЗВ — общий запас воды на изучаемую глубину почвы,

м³/га;

W_x, dv,, A, — соответственно полевая влажность, плотность и мощность первого слоя или генетического горизонта, см;

W₂, dv₂, h₂ — значения показателей второго слоя или генетического горизонта и т. д.

Для пересчета запасов воды, рассчитанных в м³/га, в мм водного слоя нужно разделить на 10, так как слой воды в 1 мм на площади 1 га занимает объем 10 м³.

Запасы недоступной воды в почве, которые соответствуют влажности завядания растений, определяют тоже по генетиче^ским горизонтам на заданную глубину, аналогично расчету общего запаса воды. Но вместо полевой влажности по тем же слоим или генетическим горизонтам почвы берут влажность устойчивого завядания растений — ВЗ:

НВЗ = (ВЗ, -dv_x ■ h_x) + (В3₂ -dv₂ • h₂) + ... + (B3„ • dv„ ■ A„), ^r'^lc НВЗ — запасы недоступной воды в почве на изучаемую глубину в м³/га;

ВЗ,, dv_x, А, — влажность завядания, плотность и мощность ‘Щрвого слоя или генетического горизонта и т. д.

Разность между общим запасом воды в почве и запасом н| доступной воды составляет продуктивную воду для растений, кщ торая может быть использована на формирование урожая.

Количество продуктивной воды в почве соответствует вла ности в интервале от влажности завядания (ВЗ) до наименьше влагоемкости (НВ). Но наиболее доступная для растений вод| соответствует влажности почвы от ВРК до НВ.

Запасы продуктивной воды в слое почвы мощность!

0—100 см, равные 130—180 мм, являются хорошими, от 130 мц до 100 мм — удовлетворительными, меньше 100 мм считаютс^ неудовлетворительными.

Полевую влажность почвы определяют чаще всего весовьп| методом. В поле пробы для определения влажности почвы беру как правило, буром из скважин или ножом со стенки разреза Пробы берут из горизонтов почвы через 10 или 20 см. Если нуж! но взять пробу из слоя почвы 50 см, то ее отбирают по несколь! ку граммов из верхней, средней и нижней частей. Отобранный образцы в алюминиевых стаканчиках взвешивают с точностьн до 0,01 г, затем высушивают в сушильных шкафах при темпера^ туре 105 °С до постоянной массы. Такую почву называют абсолютно сухой.

Полевую влажность почвы рассчитывают по формуле

W =

100а

где W — полевая влажность, %;

а — масса испарившейся воды, г;

в — масса абсолютно сухой почвы, г.

Таким образом, под влажностью почвы понимают отношение массы воды в почве к массе абсолютно сухой почвы, выраженное в процентах.

Водопроницаемость почвы — это ее способность впитывать и пропускать через себя воду. Различают две стадии водопроницаемости. Первая стадия — впитывание, когда все поры почвы постепенно заполняются водой, т. е. почва достигает полной влагоемкости.

Вторая стадия водопроницаемости — фильтрация — просачивание, передвижение воды в почве под действием силы тяжести и величины напора слоя воды над поверхностью почвы после полного насыщения ее водой.

Водопроницаемость определяется объемом воды, просачивающейся через единицу площади поверхности почвы в единицу времени, и выражается в мм слоя воды в единицу времени по

формуле

v =

10 Q

St ’ где v — скорость водопроницаемости, мм/ч;

Q — расходы воды, см³;

10 — коэффициент перевода см³ воды в мм слоя воды на площади 1 см²;

S — площадь фильтрующей поверхности почвы, см²; t — время опыта, ч.

Н. А. Качинский (1970) предложил шкалу оценки водопроницаемости почв:

В песчаных почвах водопроницаемость излишне высока, в суглинистых и глинистых с водопрочной комковато-зернистой структурой — наилучшая и хорошая, в тяжелоглинистых бесструктурных — неудовлетворительная.

При неудовлетворительной водопроницаемости почвы происходит скопление и застаивание воды на поверхности в бессточных понижениях, что вызывает гибель большинства куль^тУрных растений. На склонах таких почв происходит слишком значительный поверхностный сток, вызывающий эрозию.

При излишне высокой водопроницаемости очень низка вла-^г°емкость почвы, соответственно недостаточен и запас воды для Растений. При орошении таких почв возможна потеря поливной

воды в грунтовые воды и подъем уровня грунтовых вод. Ее. грунтовые воды окажутся высокоминерализованные, то возмо: но засоление почв, особенно в аридном климате.

Водоподъемная способность почвы — свойство вызывав восходящее передвижение содержащейся в ней воды при дейс вии менисковых сил в капиллярах твердой фазы почвы.

Менисковые силы начинают действовать в порах почвы диа| метром 8 мм, и особенно большая разница в давлении проявлю ется в капиллярах диаметром 0,1—0,003 мм. Капилляры диаме' ром <0,003 мм полностью заполнены прочносвязанной (гигр< скопической) водой, которая малоподвижна и недоступна растений.

В связи с этим водоподъемная способность возрастает в ря, от песчаных почв к суглинистым и снижается в тяжелоглинисты: Высота подъема воды в капиллярах под действием менисковы сил в песчаных почвах 0,5—0,7 м, в суглинистых — до 5—6 м на, уровнем грунтовых вод. Благодаря этой способности почв грунто| вые воды могут подпитывать растения, а при значительном подъ еме их уровня оказывать отрицательное влияние на растения, вы зывая восстановительные процессы или засоление почв.

За счет действия менисковых сил до момента разры: сплошного заполнения капилляров передвигается и капилляр* но-подвешенная вода.

В бесструктурных почвах с тонкими капиллярами при восходящем передвижении воды к испаряющей поверхности мной воды теряется на испарение. В хорошо оструктуренных почв: капиллярные поры разобщены межагрегатными порами, поэто му испарение воды с поверхности почвы значительно меньше.

Водный режим почвы — это совокупность всех явлений, оп-| ределяющих поступление, передвижение, расход и использова-| ние растениями почвенной влаги. Водный режим почвы — важ-| нейший фактор почвообразования и почвенного плодородия.

Основным источником почвенной воды являются атмосфер-1 ные осадки. Некоторое количество воды поступает в почву в ре-1 зультате конденсации пара из воздуха, иногда значительную! роль играют близко расположенные грунтовые воды. В районах';] орошаемого земледелия большое значение имеют поливы.

Расход воды происходит следующим образом. Часть воды, поступающей на поверхность почвы, стекает в виде поверхностного стока. Наибольшее количество поступившей в почву влаги поглощается растениями, которые затем частично ее испаряют. Некоторое количество воды расходуется на испарение, причем часть этой влаги задерживается растительным покровом и с его поверхности испаряется в атмосферу, а часть испаряется непосредственно с поверхности почвы. Почвенная вода может расходоваться и в виде внутрипочвенного стока — временно существующего явления, которое возникает в периоды сезонного увлажнения почвы. В это время по наиболее водопроницаемому почвенному горизонту начинает перемещаться гравитационная вода, водоупором для которой является менее водопроницаемый горизонт. Такие сезонно существующие воды получили название верховодок. Наконец, значительная часть почвенной воды может достигать поверхности грунтовых вод, отток которых происходит по водонепроницаемому ложу-водоупору, и уходить в составе грунтового стока.

Атмосферные осадки, талые и поливные воды проникают в почву вследствие ее водопроницаемости (способности пропускать воду). Чем больше в почве крупных (некапиллярных) промежутков, тем выше ее водопроницаемость. Особое значение имеет водопроницаемость для впитывания талых вод. Если осенью почва замерзла в сильно увлажненном состоянии, то обычно ее водопроницаемость крайне незначительна. Под лесной растительностью, предохраняющей почву от сильного промерзания, или на полях с рано проведенным снегозадержанием талая вода впитывается хорошо.

От содержания воды в почве зависят технологические процессы при обработке почвы, снабжение растений водой, физико-химические и микробиологические процессы, обусловливающие превращение питательных веществ в почве и поступление их с водой в растение. Поэтому одной из основных задач земледелия является создание в почве водного режима, благоприятно^Го для культурных растений, что достигается накоплением, сомнением, рациональным расходованием почвенной влаги, а в Необходимых случаях орошением или осушением земель.

Водный режим почвы зависит от свойств самой почвы, условий климата и погоды, характера природных растительных фор-^Маиий, на обрабатываемых почвах — от особенностей выращи-^асмых культурных растений и техники их возделывания.

Практически тип водного режима определяют по coothol нию среднего многолетнего количества атмосферных осадков! мм к испаряемости за год. Под испаряемостью понимают макс|Г мальное количество воды, которое испаряется с открытой воднс поверхности или с поверхности постоянно переувлажнение почвы в конкретных климатических условиях за определеннь промежуток времени и выражается в мм. Отношение годовс суммы осадков к годовой испаряемости назвали коэффициенте увлажнения (КУ).

В зависимости от коэффициента увлажнения для различив почвенно-климатических зон Г. Н. Высоцкий выделил 4 тиг водного режима почв: промывной, периодически промывно^ непромывной и выпотной. Также выделяют застойный и крис генный режимы. щ

При коэффициенте увлажнения >1 складывается промывной тип водного режима. Он характерен для зон, где сумма годовыз осадков значительно превышает величину испаряемости. Поч| венный профиль ежегодно промывается водой до грунтовых вой! элювиальный процесс приводит к выщелачиванию продуктов почвообразования в иллювиальные горизонты и грунтовые водь Это характерно для подзолистых почв таежно-лесной зоны! красноземов и желтоземов зоны влажных субтропических лесов! Если при КУ > 1 близко залегают грунтовые воды или слабая во| допроницаемость почв и почвообразующих пород, то развивает*! ся болотный подтип водного режима.

При коэффициенте увлажнения, равном 1 (КУ = 1), склады-| вается периодически промывной тип водного режима. В засуш^ ливые годы с колебанием КУ от 1 до 0,8 преобладает непромыв^ ной водный режим, а во влажные годы при КУ от 1 до 1,2 скла-1 дывается промывной тип водного режима, который повторяете^ 2—4 года из 10 лет. Периодически промывной тип водного perl жима характерен для серых лесных почв, черноземов оподзолен^| ных и выщелоченных лесостепной зоны.

При снижении коэффициента увлажнения менее 11 (до 0,6—0,1) формируется непромывной тип водного режима.

В таких условиях вся вода, поступающая в почву, удерживается в| верхних горизонтах и никогда не просачивается до грунтовых;] вод. Запасы воды, накопленные от осенних и зимних осадков,! быстро расходуются летом на транспирацию и физическое испарение с поверхности почвы. Такой тип водного режима характе-

,_и для черноземов и каштановых почв степной зоны, бурых ^очв полупустынной зоны и серо-бурых почв пустынной зоны. 13 полупустынной и пустынной зонах запасы влаги в почвах бы-нают незначительными и быстро расходуются на испарение, поэтому земледелие в этих зонах невозможно без орошения.

Выпотной тип водного режима формируется в степной, полупустынной и пустынной зонах при уровне грунтовых вод менее 3 м, когда капиллярно-подпертая вода может подниматься до самой поверхности почвы и расходоваться на транспирацию и физическое испарение. В засушливых зонах при малом количестве осадков преобладает восходящее передвижение воды в почве при подъеме по капиллярам из грунтовых вод. Если грунтовые воды сильно минерализованы, то в почву поступает много солей, происходит образование засоленных почв — солонцов, солончаков.

Дополнительно к основным типам водного режима почв А. А. Роде выделил еще два: мерзлотный и ирригационный. Мерзлотный тип характерен для зон с холодным климатом при наличии многолетнего мерзлого слоя почвогрунта под оттаивающим профилем почвы. Ирригационный тип водного режима складывается при орошении. При орошении нужно стремиться создавать водный режим периодически промывного типа (КУ=1). Увеличение норм поливов выше расчетных может привести к подъему грунтовых вод и к засолению почв.

Застойный тип водного режима формируется под влиянием близкого залегания грунтовых вод в условиях влажного климата, при котором количество атмосферных осадков превышает сумму испарения и поглощения воды растениями. Из-за избыточного увлажнения образуется верховодка, в результате чего происходит заболачивание почвы. Этот тип водного режима типичен для понижений в рельефе.

Оптимальные условия для почвообразования, роста и развития растений создаются при коэффициенте увлажнения, близ-к°м к 1, когда количество поступающей в почву воды равно ее Расходу на транспирацию и физическое испарение при опти^мальных значениях других факторов жизни растений.

Улучшения водного режима почв в земледелии добиваются ^0сУш,сствлением комплекса приемов, которые изменяют количе^Ство поступающей воды в почву и расход ее, увеличивают полезные запасы воды в почве, способствуют получению высоких Урожаев сельскохозяйственных культур.

К приемам регулирования водного режима в зонах избыточного увлажнения относятся нивелировка и планировка поверхности почвы, устройство открытого и закрытого дренажа для отвода избыточной воды, окультуривание почвы (улучшение структуры почвы, рыхление подпахотного горизонта и др.).

В зонах неустойчивого увлажнения приемы регулирования должны быть направлены на накопление воды в почве и ее рациональное использование. К таким приемам относятся: задержание снега и талой воды с помощью оставленной стерни, посева кулисных растений, поделки снежных валов, посева полезащитных лесных полос, щелевание почвы, глубокое рыхление почвы поперек склонов, полосное размещение сельскохозяйственных культур, раннее весеннее боронование, прикатывание почвы после посева. Внесение минеральных и органических удобрений способствует более продуктивному использованию влаги.

Воздушным режимом почв называют комплекс процессов поступления воздуха в почву, передвижения его по профилю почвы, обмена почвенного воздуха с атмосферным, изменение состава и физического состояния при взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы.

Почвенный воздух представляет собой смесь различных газов и паров летучих органических веществ, которые заполняют поры почвы, не заполненные почвенным раствором.

Почвенный воздух играет большую роль в почвообразовании и в жизни растений, так как растения нуждаются в постоянном притоке кислорода к корням и выводе углекислого газа из почвы.

Различают несколько видов почвенного воздуха. Свободный почвенный воздух находится в порах почвы, он свободно перемещается в почве и обменивается с атмосферой.

Адсорбированный почвенный воздух сорбирован поверхностью твердой фазы почвы. Газы по активности адсорбции твердой фазой почвы располагаются в такой последовательности:

nh₃>co₂>o₂>n₂.

Растворенный почвенный воздух находится в почвенном растворе. Хорошо растворяются в воде аммиак, сероводород, уг-лскислый газ, меньше растворим кислород. Растворимость газов почвенном растворе увеличивается с понижением температуры

почвы.

Газовый состав почвенного воздуха отличается от атмосферного и постоянно изменяется, особенно значительны колебания в содержании кислорода и диоксида углерода. Это объясняется потреблением кислорода корнями растений, микроорганизмами, окислительными процессами и выделением С0₂ при дыхании корней растений и разложении органических веществ микроорганизмами.

В почвенном воздухе содержание С0₂ всегда выше и может повышаться в десятки и сотни раз по сравнению с атмосферным воздухом, а содержание 0₂ может снизиться с 20,9 до 10 % и менее.

В почвах с хорошей аэрацией и благоприятными физическими свойствами происходит быстрый обмен почвенного и атмосферного воздуха, содержание С0₂ поддерживается на уровне

1—2 %, а содержание 0₂ достигает 18—20 % всего объема почвенного воздуха. Такой газовый состав почвенного воздуха является благоприятным для почвенной биоты.

При увеличении влажности почвы более НВ, особенно в тяжелоглинистых почвах, содержание С0₂ может повышаться до 6 %, а 0₂ снижаться до 15 % и ниже. В болотных почвах эти процессы усиливаются. При недостатке кислорода в почве преобладают анаэробные процессы, повышается содержание диоксида углерода, аммиака, метана, сероводорода, этилена и других газов до токсичного для растений уровня. Такой состав почвенного воздуха угнетает развитие растений и зачастую приводит к их гибели.

Для поддержания благоприятного газового состава почвенного воздуха необходим его постоянный обмен с атмосферным воздухом, постоянное выделение С0₂ из почвы в атмосферу. Выделение С0₂ из почвы в атмосферу называют «дыханием» почвы. Процесс обмена почвенного воздуха с атмосферным называют газообменом или аэрацией.

Газообмен осуществляется через поры почвы, сообщающиеся с атмосферным воздухом и незанятые водой. На интенсивность газообмена влияют диффузия, изменение температуры и атмосферного давления, скорость ветра, колебания уровня грунтовых вод и другие физико-географические факторы.

Интенсивность диффузии зависит от парциального давлен* газов, пропорционального их концентрации в составе почвеннс го воздуха. В почвенном воздухе меньше 0₂ и больше С0₂, чем,| атмосферном, поэтому под влиянием диффузии происходит пс ступление кислорода в почву и выделение С0₂ в атмосферу.

Газообмен почвенного воздуха с атмосферным зависит воздушных свойств почвы — ее воздухопроницаемости и возду,| хоемкости.

Воздухопроницаемость почвы — это ее способность пропуск кать через себя воздух. Этот параметр характеризуется количеств вом воздуха, прошедшим под определенным давлением за единиц цу времени через площадь 1 см² при толщине слоя I см. Воздухо-1 проницаемость почвы зависит от гранулометрического состава*! структурности, содержания органического вещества, плотности й| влажности, приемов обработки и окультуривания.

Благоприятные условия для растений и микроорганизмов^ создаются в оструктуренных почвах, в которых капиллярные! поры занимают более 50 %, а некапиллярные — 15—20 % от общей пористости почвы.

Воздухоемкость — это объем воздуха, выраженный в % от | общего объема почвы. Воздухоемкость почвы зависит от ее по- | ристости и влажности. Чем выше пористость и меньше влаж- I ность, тем больше воздуха содержится в почве. Если при наименьшей влагоемкости (НВ) объем воздуха в почве составляет менее 15 % от ее общего объема, то аэрация такой почвы становится неудовлетворительной. Оптимальные условия для аэрации почвы создаются при содержании воздуха 20—25 % в минеральных почвах и 30—40 % в торфянистых.

Большая часть типов почв нуждается в улучшении воздушного режима, особенно при избыточном увлажнении. Все приемы обработки почвы, улучшающие физические свойства, увеличивающие аэрацию, улучшают газовый состав почвенного воздуха, уменьшают концентрацию С0₂, увеличивают содержание 0₂ в почве.

Эффективными приемами улучшения воздушного режима почв являются регулирование реакции почвенного раствора, внесение минеральных и органических удобрений. Создание глубокого пахотного слоя и рыхление подпахотного, разрушение почвенной корки улучшают воздушный режим глинистых почв.

Тепловое состояние почвы обусловливается климатом, суточным и сезонным поступлением солнечной радиации и в значительной степени свойствами самой почвы. Часть тепла почва получает из недр Земли и от химических и биологических процессов, в ней происходящих. Тепловое состояние почвы определяется показателями температуры в генетических горизонтах.

Температура является важным фактором почвообразовательного процесса. Она влияет на растворение и осаждение минеральных и органических соединений в почве, жизнедеятельность микроорганизмов. От температуры почвы зависят рост и развитие растений. Поэтому нужно знать закономерности формирования теплового состояния почв, их тепловые свойства и приемы их регулирования.

Тепловыми свойствами почв являются теплопоглотительная способность, теплоемкость и теплопроводность.

Теплопоглотительная способность почвы — это способность поглощать лучистую энергию солнца. Она определяется величиной альбедо (А), в %. Альбедо — величина, характеризующая способность поверхности отражать поступающую энергию солнца. Альбедо равно отношению отраженной солнечной радиации к общей солнечной радиации, достигшей поверхности, выраженное в процентах. Чем меньше отражается лучистой энергии солнца с поверхности почвы, тем больше почва прогревается.

Альбедо зависит от многих свойств почвы: цвета, влажности, порозности, выравненности, а также от рельефа и растительного покрова. Почвы темные, богатые гумусом (черноземы, каштановые) поглощают больше солнечной радиации по сравнению со светлоокрашенными сероземами, а влажные — по сравнению с сухими. Например, у чернозема сухого альбедо равно 14 %, а влажного — 8 %, у серозема сухого — 25—30 %, а влажного — Ю-12%.

Растительный покров значительно ослабляет влияние солнечной радиации и тем самым уменьшает нагревание поверхности почвы. Рельеф изменяет угол наклона по отношению к солнечным лучам и значительно меняет их поглощение. Склоны южной экспозиции поглощают больше солнечной радиации по сравнению с северными.

4 7126 Еитефесв

Теплоемкость почвы — количество теплоты, выраженное в джоулях или калориях, которое необходимо для повышения температуры единицы массы (1 г) или объема (1 см³) почвы на 1 °С. Теплоемкость единицы массы почвы называют удельной, а единицы объема — объемной. Она зависит от минералогического и гранулометрического составов, содержания органического вещества в почве, воздушного и водного режимов. Теплоемкость 1 г воды принята за 1 калорию или 4,186 Джоуля. Другие составные части и минералы почвы имеют меньшую теплоемкость: 1 г торфа — 0,477 кал, 1 г глины — 0,233 кал, 1 г песка — 0,196 кал. Поэтому влажные почвы медленнее нагреваются и охлаждаются по сравнению с сухими. Глинистые почвы медленнее прогреваются весной, чем песчаные.

Теплопроводность почвы — способность проводить тепло, передавать его от одного слоя к другому. Она измеряется количеством теплоты, которая проводится за 1 секунду через 1 см² почвы толщиной 1 см.

Составные части почвы обладают разной теплопроводностью:

Теплопроводность воздуха очень низка. Поэтому рыхлые почвы пропускают через себя меньше тепла. Теплопроводность воды в 28 раз больше, чем у воздуха, поэтому влажные почвы имеют большую теплопроводность и накапливают больше тепла перед уходом в зиму, что предохраняет растения от вымерзания.

Совокупность процессов поступления тепла в почву из различных источников, передачи его от одного слоя к другому, накопления и отдачи в атмосферу называют тепловым режимом почвы. Тепловой режим в комплексе с водным и воздушным режимами оказывает большое влияние на ход почвообразовательного процесса и плодородие почвы.

Для регулирования теплового режима почв проводятся различные мелиоративные приемы в зависимости от почвенно-климатических и погодных условий и технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

К приемам регулирования теплового режима почв в северных зонах относятся рыхление поверхностного слоя, глубокая обработка почвы с рыхлением подпахотного слоя, гребневые и грядковые посевы. В овощеводстве в качестве биотоплива вносят навоз, компосты (для улучшения температурного режима), а в геплицах производится искусственный обогрев паром или горячей водой, пускаемой по трубам на глубине 40—70 см.

В аридных зонах приемы направлены на понижение температуры почвы. К таким приемам относятся затенение почвы растительным покровом, например, посев кулис из высокостебельных растений, лесных массивов, полезащитных лесных полос.

Эффективно мульчирование поверхности почвы соломой, мульчбумагой, полихлорвиниловой пленкой, торфом. Мульчирование светлоокрашенными материалами увеличивает альбедо и ослабляет нагревание почвы, способствуя минимизации испарения.

Регулирование теплового режима почвы зимой проводят снегозадержанием с помощью кулис, лесных полос, оставления высокой стерни, установки щитов, формирования снежных валов. Снежный покров сохраняет тепло в почве, предохраняет ее от глубокого промерзания и сильного понижения температуры.

Для количественной характеристики теплообеспеченности почв учитывают сумму активных температур в почве на глубине 20 см за период вегетации растений. Для оценки суровости зимних условий определяют сумму отрицательных температур на глубине 20 см, глубину и длительность промерзания почв. По чтим параметрам выделяют следующие почвы: теплые, умеренно теплые, умеренно холодные, холодные, длительно сезоннопромерзающие и мерзлотные.

По сумме активных температур (>10 °С) в почве на глубине 20 см за период вегетации растений В. Н. Димо предложены следующие показатели теплообеспеченности почв:

7.6. Почвенный раствор Ж

и оксилительно-восстановительные процессы в почве щ

Почвенным раствором называют жидкую фазу почвы. В неЯ содержатся газы (0₂, С0₂, N₂, NH₃ и др.), анионы минеральны* соединений (NCOJ, С0₃~, NOj, N0₂, SO4', Н₂РО;;, НРО4"), каЯ тионы (Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺, NHJ, К⁺, Н⁺). В дерново-подзолистья почвах могут содержаться катионы Al³\ Fe³⁺, в заболоченны*

почвах — Fe²⁺. ,1

В почвенном растворе содержатся водорастворимые органи-5 ческие вещества, продукты жизнедеятельности микроорганизмов* и растений — органические кислоты, аминокислоты, сахара,-спирты, ферменты и другие вещества полуразложения органических остатков, а также гумусовые кислоты.

Содержание минеральных и органических веществ в почвенном растворе значительно колеблется. В болотных, подзолистых почвах и в солонцах в растворах органические вещества преобладают над минеральными, в черноземах содержание органических и минеральных компонентов примерно равно.

Состав и свойства почвенного раствора оказывают большое влияние на процесс почвообразования, разрушение и синтез минеральных и органических соединений, их перемещение по профилю почв, а также на питание микроорганизмов и растений.

Огромное влияние на живую фазу почвы оказывает реакция почвенного раствора. Для большинства культурных растений и почвенных микроорганизмов оптимальной реакцией почвенного раствора является нейтральная или слабокислая (рН_в = 6,4—7,0). Некоторые культурные растения (рожь, овес, картофель, лен, люпин, табак, чайный куст) переносят более кислую среду (до рН„ = 4,5). Сильнокислая или сильнощелочная реакция почвенного раствора оказывает отрицательное влияние на рост и развитие растений, нарушает процесс поглощения элементов питания и приводит к гибели растений.

На поступление воды в растения решающее влияние оказывает осмотическое давление почвенного раствора. Осмос (от греч. osmos — давление) — односторонняя диффузия растворителя через полупроницаемую перегородку (мембрану), отделяющую раствор от растворителя. Осмос обусловлен стремлением системы к выравниванию концентраций раствора по обе стороны мембраны. Осмотическое давление зависит от концентрации почвенного раствора и степени диссоциации растворенных веществ. Если концентрация почвенного раствора равна или выше концентрации клеточного сока, то поступление воды в растения прекращается, происходит их обезвоживание и они

„огибают.

Высокое осмотическое давление почвенного раствора характерно для засоленных почв. Например, в солонце столбчатом п горизонте В₂ осмотическое давление почвенного раствора достигает 6,38 • 10⁵ Па¹ (6,3 атм), а в солончаке мокром — 13,6 • 10⁵ Па (13,4 атм).

Осмотическое давление почвенного раствора зависит от влажности почвы, при ее уменьшении оно возрастает.

Почвенный раствор оказывает огромное влияние на оксили-тсльно-восстановительные процессы в почве, на почвообразование и плодородие. Окислительно-восстановительные реакции в почве большей частью связаны с деятельностью микроорганизмов, активность которых зависит от состава и свойств почвенного раствора.

Интенсивность и направленность окислительно-восстановительных процессов в почве зависят от увлажнения и аэрации, содержания органических веществ и температуры. Основным окислителем в почве является кислород почвенного воздуха и почвенного раствора. При снижении аэрации в почве в результате ее уплотнения или сильного увлажнения, близкого к полной влагоемкости почвы, резко уменьшается интенсивность окислительных процессов, замедляется разложение растительных остатков. В условиях недостатка кислорода начинают преобладать восстановительные процессы, способствующие образованию подвижных форм органических веществ, переходу гумуминовых кислот в фульвокислоты, образованию закисных соединений железа, подвижного марганца (Мп²⁺), оглеению. В анаэробных условиях развивается денитрификация, сопровождающаяся потерями азота из почвы в газообразной форме (N₂, N₂0, NO).

Изменение воздушного, водного и температурного режимов и микробиологической активности в почве по сезонам года определяют окислительно-восстановительный режим, т. е. соотношение окислительно-восстановительных процессов в почвенном профиле в годичном цикле почвообразования.

Выделяют четыре типа окислительно-восстановительного (ОВ) режима в почвах.

1. Почвы с абсолютным преобладанием окислительных процессов (автоморфные почвы степей, полупустынь — черноземы, каштановые, сероземы, бурые и др.).

2. Почвы с преобладанием окислительных процессов при возможном проявлении восстановительных условий в некоторые сезоны или годы (автоморфные почвы таежно-лесной зоны, влажных субтропиков).

3. Почвы с переменным контрастным окислительно-восстановительным режимом (полугидроморфные почвы разных зон). Этот тип ОВ-режима характерен для почв с временным избыточным увлажнением, например, подзолистых, дерново-подзолистых, бурых лесных и др.

4. Почвы с устойчивым преобладанием восстановительных процессов — болотные и гидроморфные солончаки.

Глава 8 ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

Под плодородием почв следует понимать их способность удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, тепле, воздухе и благоприятной физико-химической среде. В этом определении заложен большой смысл, так как плодородие зависит от процесса почвообразования, связано с превращением и аккумуляцией веществ, составом, свойствами и режимами почв, которые определяются факторами почвообразования.

В определении плодородия почв перечислены факторы жизни растений — тепло, вода, элементы питания, воздух и благоприятная физико-химическая среда, включающая солевой режим, осмотическое давление, реакцию почвенного раствора, водный, воздушный, биохимический, окислительно-восстановительный режимы, отсутствие токсических веществ и др.

Для формирования высокого уровня плодородия все параметры состава, свойств и режимов почв должны быть оптимальными для роста и развития растений. Уровень плодородия почв зависит от показателей почвенных режимов: водно-воздушного, температурного, питательного, физико-химического, биохимического, солевого и окислительно-восстановительного. А эти показатели режимов определяются климатическими условиями, агрофизическими свойствами почв, их химическим и гранулометрическим составом, запасами элементов питания растений, Удержанием гумуса, интенсивностью микробиологических про-Нессов и другими факторами.

В предыдущих главах были отмечены оптимальные показатели состава, свойств и режимов почв. Более благоприятные свой^Ства и режимы в условиях средней полосы России формируются ^на легких среднесуглинистых почвах. При хорошей оструктурен-н°сти и гумусности лучшими будут тяжелосуглинистые и глини^Стые почвы, например черноземы.

Выделяют лучшие уровни содержания гумуса в горизонте Д; очень высокое — >10 %; высокое — 10—6 %, среднее — 6—4 %. Оптимальный уровень — 7 %.

Обеспеченность растений минеральными элементами зависит от их валового содержания в почве и количества доступных форм, от интенсивности биологической аккумуляции и интенсивности биологического круговорота веществ. Оптимальными параметрами обеспеченности растений доступными формами азота, фосфора и калия считаются: для нитратного азота в слое 0—20 см перед посевом >20 мг/кг (для почв Западной Сибири по Г. П. Гамзикову, 1982); для подвижных форм фосфора (Р₂0₅) — 15—20 мг/100 г почвы (в черноземах по Ф. В. Чирикову); для обменного калия (К₂0) — 18 мг/100 г почвы (по методу Ф. В. Чирикова).

Благоприятные условия для питания растений создаются при преобладании в составе обменных катионов ППК кальция Са²⁺ и других катионов, необходимых для растений. Например, в черноземе типичном в пахотном горизонте катионы Са²⁺ составляют 39 мг • экв, Mg²⁺ — 6 мг • экв на 100 г почвы. В составе обменных катионов отсутствуют Н⁺ и А1³⁺.

Реакция почвенного раствора оптимальна для большинства культурных растений, когда она составляет рН_в = 6,4—7,0.

Теплообеспеченность почв должна быть хорошей или весьма хорошей с суммой активных температур на глубине 0,2 м 3400-4400 °С.

Осмотическое давление почвенного раствора является оптимальным для большинства культурных растений в пределах 2,0 • 10⁵—3,0 • 10⁵ Па (2—3 атм.).

Оптимальным уровнем влагообеспеченности растений является содержание влаги в почве около 60 % ПВ, 70—80 % НВ. Тип водного режима должен быть периодически промывным или непромывным.

Благоприятный воздушный режим формируется при общей пористости для суглинистых и глинистых почв, равной 55—65 %, при этом капиллярная пористость должна составлять более половины общей. Плотность почв является оптимальной в пределах 1,0—1,2 г/см³. Благоприятными должны быть и физико-механические свойства почв: липкость, набухание, усадка, связность и пр.

Биохимический режим почв является оптимальным при поступлении органических веществ (главным образом высших растений), их разложении микроорганизмами, обусловливающими процессы минерализации и гумификации, мобилизацию элементов питания в доступные для растений формы.

Оптимальные условия для питания растений складываются при абсолютном преобладании окислительных процессов в почвах.

Большое влияние на плодородие оказывает фитосанитарное состояние почв, отсутствие вредителей, возбудителей болезней растений и токсических веществ.

Такой комплекс оптимальных параметров состава, свойств и режимов в почвах встречается в природных условиях очень редко. Очень часто в почвах складываются неблагоприятные условия в результате сложного взаимодействия и взаимовлияния факторов почвообразования. Встречаются почвы с обедненным химическим составом, низким содержание гумуса, невысокой емкостью обмена, низкой насыщенностью основаниями, кислой реакцией и малой буферностью. Например, подзолистые почвы таежных хвойных лесов с промывным водным режимом. Слабая степень разложения органических веществ, образование торфа, неблагоприятные физические свойства (низкая плотность, высокая влагоемкость, малая водопроницаемость и теплопроводность, кислая реакция) складываются в болотных почвах при застойном водном режиме. Неблагоприятный солевой режим, щелочная реакция, отрицательные водно-физические и физико-механические свойства характерны для засоленных почв.

Выделяют четыре вида плодородия почв:

1. Природное.

2. Искусственное.

3. Эффективное.

4. Потенциальное.

Природное или естественное плодородие обусловлено развитием природного почвообразовательного процесса без вмешательства человека. Такое плодородие свойственно целинным почвам и определяется продуктивностью природных ценозов.

Искусственное плодородие создается человеком путем внесе! ния удобрений, мелиорации, обработки почвы и других прие| мов. Без природного влияния искусственное плодородие создав ется человеком в теплицах, камерах искусственного климата; парниках.

Эффективное, или экономическое плодородие создается человеком на фоне природного плодородия в процессе сельскохозяйственного использования почв. Оно определяется урожаем выращиваемых культур и представляет совокупность природного и искусственного плодородия.

Потенциальное плодородие характеризуется показателями состава, свойств и режимов почв, которые могут обеспечивать растения элементами питания, водой, воздухом, теплом длительное время и поддерживать высокий уровень эффективного плодородия. Например, высоким потенциальным плодородием обладают черноземы. В основе потенциального находится природное плодородие, но в процессе длительного перспективного использования в земледелии оно осуществляется при вмешательстве человека. Например, на черноземных почвах при недостаточном обеспечении водой получают низкие урожаи. При организации орошения эти почвы способны длительное время обеспечивать высокие урожаи сельскохозяйственных культур. Болотные низинные торфяные почвы после осушительных мелиораций способны обеспечивать высокие урожаи длительное время, т. е. они обладают высоким потенциальным плодородием.

Плодородие формируется в процессе длительного почвообразования. Создающееся плодородие улучшает условия для жизнедеятельности микроорганизмов, роста и развития высших растений, увеличивается поступление органических веществ, усиливается процесс гумификации. В благоприятных условиях происходит постоянное воспроизводство почвенного плодородия, это объективный закон почвообразования. Только в неблагоприятных или экстремальных условиях сформированное природное плодородие может быть уничтожено частично или полностью, например, при развитии ветровой и водной эрозии, при подъеме уровня грунтовых вод или сильном засолении. Известно разрушение почв от четвертичного оледенения и ледниковых вод и северных областях Евразии и Северной Америки.

При сельскохозяйственном использовании почв, действии природных и антропогенных факторов происходит культурный почвообразовательный процесс, который развивается под направленным воздействием человека. Происходит замена природной растительности культурными видами, обрабатывается почва, вносятся удобрения, проводится осушение или орошение и т. д. При грамотном научно обоснованном земледелии происходит систематическое повышение почвенного плодородия. При низкой культуре земледелия, экстенсивном использовании почв происходит снижение эффективного плодородия за какой-то период времени, например, за ротацию севооборота.

Если плодородие почвы в процессе использования стало ниже первоначального, то это означает неполное воспроизводство почвенного плодородия. Если оно осталось на уровне исходного, то это означает простое его воспроизводство. Повышение почвенного плодородия означает расширенное воспроизводство плодородия. Нужно поддерживать бездефицитный баланс органического вещества в почвах.

В условиях интенсивного земледелия необходимо рационально использовать почвы, обеспечивать расширенное воспроизводство почвенного плодородия, повышать эффективное и потенциальное плодородие для получения высоких урожаев выращиваемых культур с хорошим качеством.

Для повышения плодородия необходимо улучшение показателей состава, свойств и режимов почв до оптимальных значений. В первую очередь нужно воздействовать на те свойства и режимы, которые находятся в минимуме и ограничивают эффективность остальных показателей. В засушливых зонах в минимуме находится обеспечение растений водой, поэтому здесь нужно в первую очередь проводить мероприятия по накоплению и рациональному использованию почвенной влаги. На почвах, бедных элементами питания, нужно вносить удобрения. При избыточном увлажнении почв в первую очередь необходимо регулировать водный и воздушный режимы.

После улучшения фактора, находящегося в минимуме, и доведения его до оптимальных показателей нужно воздействовать на все остальные факторы и улучшать их до оптимальных значений в конкретных условиях.

Основными приемами повышения эффективности плодорош дия почв являются применение органических и минеральные удобрений, орошение или осушение, известкование кислых ж гипсование засоленных почв, выбор оптимальных систем обра1| ботки, освоение севооборотов, создание полезащитных лесных! полос, выращивание многолетних бобовых трав, мероприятия по| борьбе с ветровой и водной эрозией, внедрение высокоурожай-j ных сортов и гибридов культурных растений.

Система этих приемов по улучшению плодородия почв зависит от типов почв и требований выращиваемых культур в конкретных условиях. Системы приемов повышения плодородия почв применительно к конкретным условиям подробно рассматриваются в курсах специальных дисциплин — агрохимии, земледелия, растениеводства, сельскохозяйственной мелиорации и др.

Глава 9 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ

Формирование почв есть результат длительного сложного взаимодействия и взаимовлияния факторов почвообразования. На земной поверхности существует большое разнообразие сочетаний факторов почвообразования, которое обусловливает разнообразие почвенных типов. Для проведения почвенного обследования, успешного изучения и рационального использования большого разнообразия почв необходима их группировка по признакам и свойствам, возникшим в одинаковых условиях почвообразования, т. е. необходима их строгая научная классификация.

Классификацией почв называют их объединение в группы по происхождению, важнейшим свойствам и особенностям плодородия.

Основой построения современных классификаций является генетический принцип, разработанный русскими почвоведами В. В. Докучаевым и Н. М. Симбирцевым. По этому принципу состав, свойства и режимы почв рассматриваются как результат процессов почвообразования в конкретных биоклиматических условиях. Современная классификация учитывает признаки и свойства почв, приобретенные в результате хозяйственного использования, способствует рациональному использованию почв в сельском хозяйстве.

В нашей стране официальным документом была «Классификация и диагностика почв СССР» (1977), в основе которой лежали эколого-генетические принципы. По этой классификации была принята следующая система таксономических единиц: тип — подтип — род — вид — разновидность — разряд. За основную единицу классификации был принят генетический тип почв.

Генетический тип — это большая группа почв, развивающихся в однотипно-сопряженных биологических, климатиче-

5. Однотипность почвенных режимов.

6. Однотипность мероприятий по повышению почвенного плодородия.

Подтипы — группы почв в пределах типа, отличающиеся по процессам почвообразования и являющиеся переходными ступенями между типами. Отличия подтипов почв обусловлены подзональными и фациальными особенностями природных условий их формирования. Критериями выделения подзональных подтипов являются особенности строения почвенного профиля (мощность горизонтов, характер их выраженности и другие признаки). Например, тип черноземы делится на подтипы: оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные. Черноземы оподзоленные лесостепной зоны в гумусовом слое имеют остаточные признаки воздействия подзолистого процесса в виде белесой присыпки. Гумусовый профиль оподзоленных черноземов серой окраски в горизонте А и светлее в горизонте В,.

Черноземы выщелоченные в горизонте А имеют темно-серую или черную окраску с зернистой или зернисто-комковатой структурой. Гумусовый профиль достигает мощности 70—80 см. Характерной особенностью выщелоченных черноземов является наличие под горизонтом В, выщелоченного от карбонатов горизонта В₂.

Черноземы типичные лесостепной зоны имеют глубокий гумусовый профиль до 120 см и содержат в нем карбонаты в виде мицелия или известковых трубочек. У черноземов обыкновенных степной зоны мощность гумусового слоя 65—30 см. У черноземов южных мощность гумусового слоя составляет 45—60 см. Горизонт А темно-бурой окраски, часто с коричневым оттенком.

Род почвы выделяют в пределах подтипа по особенностям строения профиля, свойствам и режимам, обусловленным соста_воМ почвообразующих пород, химизмом грунтовых вод и др. Например, чернозем выщелоченный образуется на породах, бедных силикатным кальцием, вскипание карбонатов в профиле почвы отсутствует.

Виды почв выделяют в пределах рода по степени развития почвообразовательного процесса (степени оподзоленности, засоленности, содержанию гумуса и др.). Например, чернозем выщелоченный среднемощный малогумусный (6—4 %).

Разновидность почвы определяется по гранулометрическому составу ее верхних горизонтов. Например, чернозем выщелоченный среднемощный малогумусный среднесуглинистый.

Разряды почв выделяют по литологии и генетическим свойствам почвообразующих пород, например, тяжелый лессовидный суглинок, ледниковые, или моренные отложения, аллювиальные породы и др.

Полное название почвы начинается с типа, затем указывают подтип, род, вид, разновидность и разряд. Каштановая — тип почвы; темно-каштановая, умеренно теплая, промерзающая — термины подтипа; карбонатная — род; среднемощная, среднегу-мусная (4—5 %) — вид; легкосуглинистая — разновидность; на лессовидном карбонатном суглинке — разряд почвы.

Группой почвоведов Почвенного института им. В. В. Докучаева, ВАСХНИЛ под руководством академика Л. Л. Шишова усовершенствована классификация почв России, разработаны новые принципы классификации, список типов почв и надтипо-вых группировок. В 2004 г. вышло издание «Классификация и диагностика почв России». Авторы и составители этого издания Л. Л. Шишов, В. Д. Тонконогов, И. И. Лебедева, М. И. Герасимова. Под общей редакцией академика РАН, профессора Г. В. Добровольского.

В основе новой классификации лежат субстантивно-генетические принципы, для нее разработана система генетических признаков выделения почвенных подтипов. Наряду с общей классификацией естественных почв разработана классификация антропогенно-преобразованных почв. В этой классификации обобщены практические достижения западно-европейских и американских почвоведов.

В «Классификации...» (2004) принята следующая система таксономических единиц: стволы — отделы — типы — подтипы — роды — виды — разновидности — разряды. Сохраняется традиционный таксономический ряд единиц ниже типа. В сис-

тему дополнительно введены две надтиповые категории: ствсмк, и отделы. ■ Г

Ствол — высшая таксономическая единица, включающая почвы с одинаковым соотношением процессов почвообразования и накопления осадков. Стволы разграничивают органогенные и органо-минеральные почвы.

Выделены три ствола: постлитогенные, синлитогенные И органогенные почвы. В постлитогенных почвах почвообразовательный процесс развивался на сформированной минеральной почвообразующей породе без привноса свежего материала.

В синлитогенных почвах почвообразовательный процесс происходил одновременно с осадконакоплением, с преобладанием осадконакопления в почвообразовании.

В органогенных почвах профиль состоит в основном из торфа различной степени зольности.

Стволы включают отделы. Отдел — группа почв с одинаковыми основными процессами почвообразования, которые формируют главные черты почвенного профиля. Отдел объединяет почвы по сходству средней части профиля, срединным горизонтам. Например, типы отдела глеевых почв объединяются по глеевому горизонту.

Отделы делятся на типы. Тип по новой классификации определяется: «Основная таксономическая единица в пределах отделов, характеризующаяся единой системой основных генетических горизонтов и общностью свойств, обусловленных сходством режимов и процессов почвообразования».

Подтип «Таксономическая единица в пределах типа, отличающаяся качественными модификациями основных генетических горизонтов, которые отражают наиболее существенные особенности почвообразовательных процессов и эволюции почв».

В новой классификации для выделения подтипов не используют количественные показатели, которые в «Классификации и диагностике почв СССР» (1977) были разделительными признаками при выделении подтипов почв.

Определение рода: «Таксономическая единица в пределах подтипа, определяемая степенью насыщенности почвенного поглощающего комплекса, присутствием в профиле карбонатов, гипса и химизмом засоления».

Принципы выделения видов, разновидностей и разрядов по новой классификации идентичны с «Классификацией и диагно-почв СССР» (1977), но предложены более общие крите-идентификации. Пример полного названия почвы:

_сТцКОЙ рИИ ИХ

СТВОЛ: ПОСТЛИТОГЕННЫЕ ПОЧВЫ Отдел: Аккумулятивно-гумусовые почвы

Тип: черноземы глинисто-иллювиальные Подтип: типичные Род: насыщенные

Вид: среднемощные глубококарбонатные Разновидность: среднесуглинистые Разряд: на лессовидных суглинках

В «Классификации и диагностике почв России» (2004) изложены критерии разделения почв на роды, виды, разновидности и разряды. В субстантивно-генетической (профильной) классификации, таксономические единицы которой определяются особенностями строения почвенного профиля, усовершенствована система генетических горизонтов А — В — С, применявшаяся в эколого-генетической классификации почв СССР (1977). Вместо ландшафтных и режимных показателей почвенной классификации введены субстантивные критерии диагностики генетических горизонтов, разработана система индексации. Приведены следующие диагностические горизонты и их признаки.

Естественные горизонты

Гумусовые и органогенные горизонты

AY — Серогумусовый (дерновый). Серый или буровато-серый, имеет непрочную комковато-порошистую структуру, содержит в верхних 10 см до 4—6 % (иногда до 7—8 %) гумуса, в составе которого отчетливо преобладают фульвокислоты (С_гк/С_фк всегда <1). Может иметь примесь слаборазложившихся растительных остатков, за счет чего общее содержание органического вещества может достигать 15 %. Насыщенность основаниями <80 %. Реакция кислая или слабокислая. Обычны признаки элю-ьиирования в виде отмытых зерен минералов и перераспределения (сегрегации) железа.

Характерен для почв таежных и тундровых ландшафтов с гу-мидным климатом.

AJ — Светлогумусовый. Светло-серый или палево-серый, имеет жесткую комковатую структуру 2-го порядка, состоящую

из мелкокомковатых прочных отдельностей, и компактное жение. Слабо переработан почвенной мезофауной. Содери верхних 10 см менее 5 % гумуса. В его составе соотног С_гк/С_фк ближе к 1. Насыщен основаниями, часто содержит бонаты, не оформленные в новообразования. Реакция от ной до нейтральной. / ||

Характерен для почв сухостепных и полупустынных ла] шафтов с теплым аридным климатом.

AU — Темногумусовый. Темно-серый до черного с бур] или коричневым оттенком и хорошо оформленной водопроч» комковатой, крупитчатой или зернистой структурой, часто к< прогенной. Содержание гумуса превышает 5—6 % в верхи 10 см, состав гумуса от гуматного до фульватно-гуматног (С_гк/С_фк всегда >1). Насыщен основаниями (V > 80 %). Реакц; от слабокислой до слабощелочной.

Характерен для почв лесостепных и степных ландшафтов.

АН — Перегнойно-темногумусовый. Темно-серый до черно! го, иногда — с буроватым оттенком, структура непрочная, ком! коватая или комковато-крупитчатая. Содержание гумус| 10—25 % с любым соотношением гуминовых и фульвокислот;

В горизонте содержатся растительные остатки разной степей^ разложения. Степень насыщенности основаниями и кислотност варьируют в широком диапазоне. Мощность обычно не более| 30 см.

Характерен преимущественно для почв горных территорий с$ луговой растительностью. |

AKL — Ксерогумусовый. Представляет собой парагенетическую ассоциацию коркового и подкоркового подгоризонтов. ; Корковая часть горизонта представлена прочной, компактной, пористой (вплоть до ноздреватого или ячеистого сложения) корочкой мощностью до 4—7 см, имеющей светло-серый, буровато-серый или палевый цвет. Содержание гуматно-фульватного или фульватного гумуса колеблется от 0,3 до 2 %. Карбонатов мало или они отсутствуют. Подкорковая часть горизонта мощностью 4—10 (15) см имеет светло-серую окраску, рыхлое сложение, слоевато-чешуйчатую, реже непрочную комковатую структуру; может отличаться от корковой части горизонта большим содержанием гумуса и ила.

Характерен для почв полупустынных (и пустынных) ландшафтов.

дК — Криогумусовый. Каштановый, бурый или краснова-₀_бурый. Серые тона, характерные для всех других аккумулятивно-гумусовых горизонтов, отсутствуют. Структурная организация не выражена или проявляется слабо. При мощности 15__30 см дифференцирован по содержанию гумуса, которое в верхнем, насыщенном корнями десятисантиметровом слое достигает 3—7 %, а у нижней границы снижается до 1—3 %. Состав гумуса гуматно-фульватный или фульватный, характеризуется низкой степенью гумификации гумусовых веществ и высоким (до 40—50 %) содержанием нерастворимого остатка как результата денатурации новообразованных органических кислот. Отличается слабой биологической активностью. Может содержать карбонаты. Характеризуется насыщенностью основаниями и слабощелочной или нейтральной реакцией среды.

Формируется в степных и тундрово-степных ландшафтах в условиях ультраконтинентального аридного климата и присутствия мерзлоты.

W — Гумусово-слаборазвигый. Представляет гумусовые аккумуляции мощностью менее 5 см, часто насыщен живыми корнями. Выделяется как типодиагностический горизонт в почвах, не имеющих других диагностических горизонтов. В случае, когда горизонт W развивается в пределах агрогоризонтов почв, имеющих сформированный профиль и в настоящее время не используемых в земледелии, он рассматривается как признак, служащий основанием для выделения реградированного подтипа.

RU — Стратифицированный темногумусовый. Серый или темно-серый, сложен из сортированного, часто агрегированного гумусированного материала, который не организован в более сложные структурные отдельности. Горизонт имеет мощность более 40 см и представляет собой слабо преобразованную монотонную, визуально однородную толщу, для которой характерна тенденция к горизонтальной делимости как следствие стратификации материала. Допускается гранулометрическая слоистость, а также слоистость по размеру агрегатов или гумусности. Содержание гумуса превышает 3—3,5 %, в пределах горизонта не меняется или незакономерно меняется по слоям; постепенного уменьшения с глубиной, характерного для темногумусового горизонта, не прослеживается.

RY — Стратифицированный серогумусовый. Светло-серый или серый с оттенками бурого или палевого цветов. Характери-

зуется содержанием гумуса в количестве менее 3—3,5 %, неод родностью материала и слоистостью. Имеет кислую или end кислую реакцию, поглощающий комплекс не насыщен осн| ниями.

RJ — Стратифицированный светлогумусовый. Светло-cd с оттенками бурого или палевого цветов. Отличается от cepoi| мусового стратифицированного щелочной или нейтральной акцией, насыщенностью поглощающего комплекса основан* ми. Возможно присутствие карбонатов и, иногда, легкораствор4| мых солей.

АО — Грубогумусовый. Горизонт темно-бурого или Teiy но-коричневого цвета, состоящий из грубого органического м| териала. Горизонт может быть представлен либо гомогенной mq ханической смесью органического материала с минеральным^ компонентами, либо серией слоев, отражающих разные стади| преобразования органического материала: торфянистого, пере гнойного, грубогумусового и гумусового. Гумусовые вещества нижней части горизонта обладают низкой степенью гумифика! ции и очень широким отношением С : N (15—25). В их составу велика доля нерастворимого остатка (до 70—80 %). Минераль! ные зерна обычно не имеют кутан. Общее количество органичен ского вещества 15—35 %. Мощность горизонта превышает 10 см.|

Н — Перегнойный. Темно-коричневый до черного, мажу*| щейся консистенции (пачкает пальцы). Состоит из сильно раз-; ложившихся, утративших исходное строение растительных оЫ| татков (степень разложения >50 %). Содержание органического! вещества >25 % от массы горизонта. На протяжении большей| части вегетационного периода находится во влажном состоянии. ^ Мощность горизонта превышает 10 см. |

О — Подстилочно-торфяный. Поверхностный горизонт, состоящий из органического материала разной степени разложения (не выше 50 %) и разного ботанического состава. Содержание органического вещества >35 % от массы горизонта. Может иметь стратификацию по степени разложения органического материала. Мощность не превышает 10 см.

Т — Торфяный. Состоит из органического материала разной степени разложения (не выше 50 %) и разного ботанического состава. Содержание органического вещества, определяемое как потеря при прокаливании, более 35 % от массы горизонта. Фор-

ТО — Олиготрофно-торфяный. Формируется в верхней части торфяной толщи. Состоит преимущественно из остатков сфагно-ух мхов разной степени разложения, не превышающей 50 %, _при содержании органического вещества >35 % от массы горизонта. Характеризуется светлой окраской, низкой (менее 6 %) зольностью и сильнокислой или кислой реакцией. В течение значительной части вегетационного периода насыщен водой. Имеет фиксированную мощность 50 см, постепенно переходит в орга

_тСя в условиях регулярного переувлажнения. Имеет мощ-** ть | о—50 см, подстилается минеральным горизонтом, огле-но- или водонасыщенным. Выделяется в почвах постлитоген-%то и синлитогенного ствола.

ногенную породу.

ТЕ — Эутрофно-торфяный. Формируется в верхней части торфяной толщи. Состоит из остатков гигрофильной растительности любого ботанического состава, в которой сфагновые мхи не доминируют. Степень разложения не превышает 50 %, но, как правило, большая, чем в олиготрофно-торфяном горизонте. Содержание органического вещества >35 % от массы горизонта. Характеризуется темной окраской и высокой (6—18 %) зольностью, реакция колеблется от кислой до нейтральной, В течение значительной части вегетационного периода насыщен водой. Имеет фиксированную мощность 50 см, постепенно переходит в органогенную породу.

TJ — Сухоторфяный. Состоит из остатков мезофильных растений разной степени разложения, не превышающей 50 %, при содержании органического вещества >35 % от массы горизонта. Формируется в мезоморфных условиях. В пределах 1 м подстилается неглеевым минеральным горизонтом или плотной, реже Рыхлой неглеевой породой.

Элювиальные горизонты

Е — Подзолистый. Белесый до белого, что связано с отсутст-^р-ием красящих пленок на минеральных зернах. Чаще всего имеет легкий (песчаный и супесчаный) гранулометрический состав. Бесструктурный или со слабовыраженной комковатой структурой. Имеет сплошное залегание и контрастно выделяется в профиле по цвету. Для горизонта характерно разрушение минералов Рсех гранулометрических фракций, в результате чего минераль-

ная масса обеднена полуторными оксидами (или только оке ми железа). Содержание илистой фракции в подзолистом г] зонте может быть как меньше, так и больше по сравнению жележащими горизонтами и породой. Реакция среды кисла: сильнокислая. Насыщенность основаниями <50 %. Мощн-горизонта более 2 см. Наиболее характерен для альфегумусо] почв.

EL — Элювиальный. Наиболее светлый в профиле, част/ сероватым, палевым или буроватым оттенками. По гранулом! рическому составу не легче супесчаного. Почвенная масса opi низована в субгоризонтальные структурные отдельности (пли тая, слоеватая, чешуйчатая, листоватая структура). Обычна xpj матическая дифференциация субгоризонтальных отдельност| (нижние поверхности темнее верхних), а также сегрегация сое, нений железа и марганца в конкреции. В отличие от подзолис го горизонта, в элювиальном горизонте происходит селективна разрушение преимущественно тонких гранулометрических фра! ций. Масса горизонта обеднена по сравнению с нижележаще толщей не только полуторными оксидами, но и илистой фракщ ей. Реакция среды варьирует от сильнокислой до нейтральной.

Характерен для текстурно-дифференцированных почв.

AEL — Гумусово-элювиальный. Белесовато-серый или серы с гнездами белесого материала. Как правило, структура комкова тая с тенденцией к горизонтальной делимости. Обеднен илом полуторными оксидами по сравнению с нижележащим горизон¹ том; содержит 1—2 % гумуса, в составе которого отношен» Срк/Сфк близко к 1. Реакция варьирует от слабокислой до бли: кой к нейтральной.

Является диагностическим при отсутствии горизонта Е в типах серых и темно-серых почв.

ELM — Элювиально-метаморфический. Светло-бурый с оттенками желтых, красноватых или палевых тонов, светлее сре динного горизонта. Окраска связана с повышенным содержани-; ем оксалаторастворимых форм оксидов железа, хотя признаю^ иллювиирования железа не диагностируются. Структура орехо вато-комковатая. Слабо обеднен илом и полуторными оксидам^ по сравнению с нижележащим горизонтом. Содержит до 1,5 % гумуса, в составе которого преобладают гумусовые соединения связанные с железом. Реакция варьирует от слабокислой до ней-g тральной.

Является диагностическим для типа текстурно-метаморфических почв.

gEL — Субэлювиальиый. Состоит из комбинации светлых и бурых, иногда темных, фрагментов, различающихся по сложению, гранулометрическому составу и структуре. Белесые фрагменты легче по гранулометрическому составу, бесструктурные _или имеют тенденцию к горизонтальной делимости. Более тем-_нЫс суглинисто-глинистые фрагменты сохраняют элементы ореховатой структуры, свойственной текстурному горизонту. Представляет собой зону деградации (часто в виде чередования светлых языков и бурых пятен) верхней части текстурной толщи.

Характерен для отдела текстурно-дифференцированных почв и является диагностическим при разделении географически пограничных типов темно-серых почв и черноземов глинисто-иллювиальных.

Срединные горизонты

BHF — Альфегумусовый. Характеризуется наличием сплошных гумусово-железистых пленок на поверхности минеральных зерен или агрегатов, а также «мостиков», соединяющих песчаные частицы. Обогащен несиликатными формами полуторных оксидов и/или гумусом по сравнению с почвообразующей породой. В зависимости от преобладания соединений гумуса или железа в составе кроющих пленок горизонт окрашен соответственно в кофейно-коричневые тона (иллювиально-гумусовая модификация горизонта, обозначаемая как ВН) или имеет желто-охристый Цвет (иллювиально-железистая модификация горизонта, обозначаемая как BF). Эти модификации горизонта BHF служат основанием для выделения соответствующих подтипов альфегумусо-ВЫХ почв.

ВТ — Текстурный. Бурый или коричневато-бурый. По гранулометрическому составу практически всегда не легче среднесуглинистого. Имеет ореховато-призматическую многопорядковую структуру и обильные аккумулятивные многослойные пленки Разного состава (глинистые, пылевато-глинистые, гумусово-'линистые, железисто-глинистые) на гранях структурных отдель-Цостей, в связи с чем поверхности педов темнее внутрипедной ^массы. Кутаны часто перекрываются светлыми песчано-пылева-^Ть1ми скелетанами. Характерно существенное обогащение илом

(КД > 1,4) по сравнению с вышележащим горизонтом, а таюЯ полуторными оксидами. Я

BI — Глинисто-иллювиальный. Бурый или коричневато-бЯ рый, имеет хорошо выраженную педогенную ореховато-призмЯ видную структуру, часто многопорядковую. В структурных оЯ дельностях заметно различие в окраске: поверхность педов те\Я нее внутрипедной массы. Иллювиирование тонкодисперсногЯ материала проявляется в наличии тонких глинистых или гумуИ сово-глинистых кутан по граням структурных отдельностей. До* пускается ограниченное присутствие скелетан. Характерно от* сутствие или слабое накопление илистой фракции (КД все* гда <1,4) по сравнению с вышележащим горизонтом. По струк* турной организации горизонт имеет черты сходства с текстур* ным, но в отличие от него существенно слабее проявляется ил* лювиирование глины. 1

ВМ — Структурно-метаморфический. Выделяется по прояв-| лению педогенной организации минеральной массы с образовав нием комковатой, ореховато-комковатой, как правило, однопо-{ рядковой структуры, представленной простыми округлыми педа-ми. По сравнению с почвообразующей породой горизонт имеет более насыщенные бурые тона за счет присутствия красящих соединений железа в почвенной массе. Возможно повышенное содержание ила и несиликатных форм оксидов железа.

Наиболее характерен для почв, формирующихся на суглинисто-глинистых отложениях.

BFM — Железисто-метаморфический. Бурый, ржаво-бурый или коричневато-бурый за счет оксидов и гидроксидов железа. Они образуют автохтонные красящие пленки на поверхности щебня и песчаных зерен, а также заполняют трещины в них и пропитывают мелкоземистую массу, иногда способствуя формированию гранулированной структуры. В связи с этим цвет горизонта всегда интенсивнее цвета почвообразующей породы. Отличается от альфегумусового горизонта отсутствием аллохтонных пленок, темноокрашенных гумусовых соединений и вертикальной цветовой дифференциации. Мелкозем бесструктурный или непрочно-комковатый.

Горизонт наиболее характерен для почв, формирующихся на щебнистом и дресвянистом супесчано-суглинистом элюво-делю-вии массивно-кристаллических пород и полиминеральных песках.

ВМК — Ксерометаморфический. Имеет коричневато- или ,_жевато-бурый (каштановый) или палево-бурый цвет, мелкопризмовидную структуру, обычно с горизонтальной делимостью. Структурные отдельности разного размера, с гранями, реющими шероховатую матовую поверхность; кутаны илл кэширования и зеркала скольжения отсутствуют. Допускается цветовая дифференциация структурных отдельностей (поверхность педов окрашена темнее, чем внутрипедная масса). Горизонт плотный, с низкой порозностью, имеет компактное сложение, может быть обогащен илом по сравнению с вышележащим горизонтом. Содержит карбонаты без морфологически выраженных новообразований. Цвет горизонта связан с трансформацией железа в щелочной среде в условиях сухого жаркого континентального климата с коротким периодом увлажнения. Среди красящих форм железа преобладают малогидратные оксиды.

Наиболее характерен для каштановых и бурых почв, а также солонцов.

CRM — Криометаморфический. Характеризуется тусклой серовато-бурой окраской, слабо отличающейся от почвообразующей породы. Основное отличие заключается в специфической рассыпчатой криогенной структуре, угловато-крупитчатой, овоидной (от лат. «ovo» — яйцо) или гранулированной, иногда слоеватой. Во влажном состоянии структура творожистая, возможно проявление тиксотропности. Размер структурных отдельностей в основном колеблется в пределах 3—7 мм. В связи с преобладанием окислительных условий не оглеен, несмотря на длительное переувлажнение. От структурно-метаморфического горизонта отличается характером структуры и отсутствием ярких бурых тонов окраски.

Характерен для суглинистых почв холодных гумидных ландшафтов тундры и тайги.

BPL — Палево-метаморфический. Специфика горизонта проявляется в химизме тонких автохтонных железистых пленок на поверхности агрегатов и минеральных зерен. В составе пле нок преобладают слабоокрашенные дегидратированные оксиды железа, извлекаемые вытяжкой Джексона, при низком содержании красящих оксалаторастворимых форм. В результате гори-³⁰НТ характеризуется невыразительной палевой или светло-бу-Р°й окраской, что отличает его от ярко окрашенных желези-^С|<)~метаморфического и ксерометаморфического горизонтов.

По сравнению со структурно-метаморфическим, ксерометам» фическим и криометаморфическим горизонтами характеризуй ся слабой оструктуренностью. |В

Горизонт отражает специфику метаморфизма в условиях JH траконгинентального крио-аридного климата. ЛЩ

CR — Криотурбированный. Представляет собой грязно-Д рую или серовато-бурую бесструктурную или слабо оструктурЯ ную массу, имеющую ясные признаки мерзлотных нарушен™ Они проявляются во внедрении крупных блоков органической материала, в вихревом рисунке минеральной массы и погребещ ных фрагментов органогенных горизонтов, часто приурочении к надмерзлотной части профиля, а также в насыщении минЯ ральной массы диспергированными растительными и углистьпЯ остатками. Имеет реакцию близкую к нейтральной. ПереувлазД нен, обычно тиксотропный, часть вегетационного периода нахоН дится в мерзлом состоянии. щ

Характерен для почв тундровых и таежных ландшафтов с не* глубоким залеганием многолетней мерзлоты. Д

BAN — Охристый. Ярко-охристый, с икряной структурой я виде однопорядковых водопрочных округлых отдельностей разЯ мером 1—5 мм, покрытых органо-алюмо-железистыми оболочЯ ками. Свойства горизонта определяются минералогическим со* ставом, который является продуктом трансформации пироклаЦ стических отложений. Для горизонта характерно явления псевдотиксотропии — выделения влаги при разминании струк-1 турных отдельностей, а также низкие значения плотности! (<1,0 г/см³) при полевой влажности. Реакция варьирует от ки^| слой до слабокислой. Содержит большое количество несили-1 катных (в основном оксалаторастворимых) форм оксидов желе- -за (2—6 %), алюминия (10—15 %), кремнезема (4—7 %), а также свыше 10 % фульватного гумуса.

Характерен для почв территорий современного вулканизма.

ВСА — Аккумулятивно-карбонатный. Преимущественно палевый или буровато-палевый, наследующий цвет почвообразующей породы. Структура морфологически слабо оформлена, глыбистая или крупнокомковатая. Обязательно присутствие ясно выраженных карбонатных новообразований, обусловленных особенностями восходящей и нисходящей миграции почвенных растворов. Количество карбонатов в горизонте максимально по

_нсНию с другими горизонтами профиля. Реакция среды ней-^льная или слабощелочная.

^fP Наиболее характерен для почв степных и сухостепных ланд-фтов, но может формироваться в широком спектре почв, испытывающих сезонное увлажнение и пересыхание.

САТ — Текстурно-карбонатный. Отличается сочетанием свойств аккумулятивно-карбонатного и глинисто-иллювиально_го горизонтов. Содержит карбонаты с сегрегационными форма_ми новообразований и имеет прочную хорошо выраженную призмовидно-ореховатую структуру с тонкими гумусово-глинистыми кутанами по граням отдельностей. Существенного накопления ила не обнаруживается (его содержание не более чем на 3—5 % выше по сравнению с вышележащим горизонтом). Палево-бурый, более темный по сравнению с почвообразующей породой, с вертикальными темными полосами, представляющими собой трещины, заполненные гумусовым материалом. Реакция среды нейтральная или слабощелочная.

Характерен для почв сухостепных и полупустынных ландшафтов.

BSN — Солонцовый. Коричневато-бурый или темно-серый. Плотный, имеет хорошо выраженную многопорядковую столбчатую или ореховато-призматическую структуру, прочную в сухом состоянии и неустойчивую при намокании. Структурные отдельности покрыты сплошными темными глянцевыми гумусово-глинистыми или глинистыми кутанами. Верхняя часть столбчатых отдельностей перекрыта обильной белесой скелетаной. Горизонт обогащен илом, характеризуется пептизацией глинистого материала и особой кинетикой набухания («ступенькообразная задержка набухания»). Имеет щелочную реакцию. Содержание обменного натрия колеблется в очень широких пределах и не служит диагностическим показателем.

V — Слитой. В зависимости от содержания гумуса окраска ^в<зрьирует в диапазоне цветов — от оливково-бурого до черного. Одень плотный (плотность 1,3—1,6 г/см³); вязкий и пластичный ^в° влажном состоянии, трещиноватый в сухом. Разбит трещинами на глыбистые или тумбовидные отдельности. Имеет поверхности скольжения протяженностью более 30 см при угле наклону 10—60°, создающие клиновидную структуру, содержит более 30 % ила, имеет высокую (40 мг-экв/100 г и более) емкость поношения, нейтральную или слабощелочную реакцию.

Формируется в почвах переменно-влажного теплого клип® на глинистых отложениях с высоким содержанием смектитовЖ компонента. Я

TUR — Турбированный. Представляет собой толщу моццЖ стью более 40 см, состоящую из легко различающихся по цвеЯ сложению и вещественному составу фрагментов почвенных Л ризонтов, утративших свое естественное залегание. Размер фрЯ ментов исходных горизонтов и их долевое участие варьируют* широких пределах. Турбированный горизонт является результЯ том первичной глубокой вспашки, плантажирования и иных мщ лиоративных механических воздействий, применяемых главный образом при освоении солонцов. I

Гидрогенныегоризонты |

С — Глеевый. В горизонте преобладают холодные тона окра| ски: сизые, зеленоватые или голубые, занимающие более 50 % площади вертикального среза горизонта. Присутствуют локаль-¹ ные ржавые и охристые пятна, тяготеющие к периферии горизонта, корневым ходам, макротрещинам и прочим зонам окисле^ ния. Бесструктурный, слабопористый, имеет компактное сложен ние. Характерен длительный период восстановительных условий^ способствующих мобилизации и частичному выносу соединений железа. Реакция от кислой до нейтральной. В течение значительной части вегетационного периода насыщен водой.

Q — Гидрометаморфический. Характеризуется оливковыми! стальными или грязно-серыми (за счет прокраски потечным органическим веществом) тонами окраски. Цветовая гамма, свойственная глеевому горизонту, не наблюдается или выражена слабо. Присутствие в горизонте Mn-Fe конкреций свидетельствует о возможности кратковременных окислительных условий. Горизонт обычно имеет творожистую или крупитчатую структуру. Содержит карбонаты, возможно присутствие легкорастворимых солей и гипса. Карбонатные новообразования представлены пропиточными пятнами, затвердевшими натеками по магистральным трещинам и пустотам, твердыми конкрециями, связанными с периодическим переувлажнением. Реакция от нейтральной до слабощелочной.

Характерен для нейтральных и щелочных почв лесостепных, степных и сухостепных ландшафтов, испытывающих регулярное временное переувлажнение.

р — Рудяковый. Имеет охристый или кофейно-коричневый _ц,)ст и неоднородную окраску. Твердый, сцементированный оксидами железа (с участием гумусовых соединений, Мп и др.). ^ожет встречаться в виде сплошной плиты или скоплений конкреций, занимающих более 50 % объема горизонта.

Характерен для аллювиальных почв грунтового увлажнения „одами, богатыми соединениями железа и марганца.

ML — Мергелистый («луговой мергель»). Характеризуется сплошной карбонатной пропиткой с содержанием С0₂, карбонатов более 30 %. Палево-белый или грязно-белый с сероватым или буроватым оттенками. Во влажном состоянии мягкий и непластичный, при высыхании твердеет. Является результатом гидрогенной аккумуляции карбонатов.

Характерен для аллювиальных почв грунтового увлажнения жесткими водами.

Галоморфные горизонты

SJ — Солончаковый светлый. Характеризуется наличием в верхнем слое почвенного профиля в пределах 20 см легкорастворимых (токсичных) солей в количестве 1 % и более, что исключает развитие большинства растений, кроме галофитов. Содержание гумуса меньше 2 %. Светлый, буроватый или палевый, наследует цвет почвообразующей породы. В сухом состоянии имеет солевую корку и/или солевые выцветы.

SU — Солончаковый темный. Характеризуется наличием в верхнем слое почвенного профиля в пределах 20 см легкорастворимых (токсичных) солей в количестве 1 % и более, что исключает развитие большинства растений, кроме галофитов. Темно-серый, содержание гумуса выше 2 %. В сухом состоянии имеет солевую корку и/или солевые выцветы.

SS — Солончаковый сульфидный. Характеризуется наличием в верхнем слое почвенного профиля в пределах 20 см легкорастворимых (токсичных) солей в количестве 1 % и более, что исключает развитие большинства растений, кроме галофитов. Имеет на поверхности солевую корку, ниже которой выделяется ^ЧеРная, иловатая прослойка с запахом сероводорода.

S — Солончаковый. Характеризуется наличием в верхнем влое почвенного профиля в пределах 20 см легкорастворимых ' токсичных) солей в количестве 1 % и более, что исключает раз-

витие большинства растений, кроме галофитов. Может форц роваться в профиле любой почвы, как правило, под воздейст ем антропогенных факторов. щ

Антропогенно-преобразованные горизонты|

Горизонты сформировались в результате длительного pacnj хивания и иных искусственных механических нарушений одно! или нескольких естественных горизонтов, внесения органич ских и минеральных удобрений, мелиорантов и др. Отличают^ от исходных естественных аналогов организацией почвеннс массы и рядом физических и химических параметров. К этой группе принадлежит горизонт, измененный в результате химичё ского загрязнения,

Р — Агрогумусовый. Светло-серый до серого, гомогенный Бесструктурный либо содержит элементы комковатой, пороши| стой, глыбистой структур в разных соотношениях. Обычной со| ставляющей частью горизонта является «плужная подошвам плотная, слабоводопроницаемая, с горизонтальной делимостью] Горизонт содержит до 3—3,5 % гумуса фульватного или гумат| но-фульватного состава. Реакция мЬжет быть как кислой, так щелочной. Возможно подразделение горизонта на слои по сло-| жению и плотности. Может формироваться из серогумусового! светлогумусового или стратифицированных светло- и серогумусового горизонтов, а также образовываться в результате перемер шивания (с последующей гомогенизацией) различных органо-! генных горизонтов с материалом нижележащих минеральных ro^J ризонтов.

PU — Агротемногумусовый. Темно-серый, гомогенный.] Структура грубая, жесткая, порошисто-комковато-глыбистая.1 Признаки копрогенности выражены слабо. В нижней части го-1 ризонта встречается «плужная подошва», переуплотненная и! разбитая трещинами на угловатые отдельности. Горизонт содер-| жит более 3 % гумуса, состав гумуса преимущественно гуматный. Реакция от слабокислой до щелочной. Формируется преимуще- „ ственно при распахивании темногумусового горизонта, но может f образовываться на месте перегнойного, темногумусового страти- j фицированного горизонтов, редко в результате проградации аг-f рогумусового горизонта.

РВ (PC) — Агроабразионный. В окраске преобладают бурые, коричневато- или красновато-бурые и палевые тона, гомоген-' _пЛывает» с последующим образованием плотной поверхностей корки. Содержит менее 1,5 % гумуса. Формируется за счет ^Н образования срединных горизонтов или почвообразующей ороды абразированных почв. В агроабразионном горизонте, сформированном в результате абразии черноземов с изначально ротным гумусовым горизонтом, допускаются серые тона окраски и содержание гумуса до 3 %.

Бесструктурный или глыбистый. При увлажнении легко

ны >'•

рТ — Агроторфяный. Темный, преимущественно темно-коричневый, слабосвязный, гомогенизированный. Имеет в основ_ном высокую (но не более 50 %) степень разложения органического материала. Содержание органического вещества >35 % от массы горизонта. Имеет низкую влагоемкость. Образован из материала естественных торфяных горизонтов в результате искусственного осушения и освоения соответствующих почв.

PTR — Агроторфяно-минеральный. Темный, гомогенный с примесью минерального материала, с элементами комковатой структуры. Содержание органического вещества <35 % от массы горизонта. Образован из материала естественных торфяного или агроторфяного горизонтов в результате земледельческого освоения соответствующих почв с использованием глинования, пес-кования, известкования и внесения минеральных удобрений. Поступление минерального материала в горизонт также возможно за счет постепенного припахивания нижележащих минеральных горизонтов.

X — Химически-загрязненный. Любой горизонт в пределах верхнего 30-сантиметрового слоя, содержащий любые химические загрязнители в количестве, соответствующем чрезвычайно опасному уровню по принятым нормативам.

Составными разделами классификации являются номенклатура и диагностика.

Номенклатура (лат. nomenclatura — перечень, роспись имен) — перечень названий, терминов, категорий, употребляе-^МЬ|Х в отрасли науки, техники и др. Номенклатура в почвоведении __ наименование почв в соответствии с их свойствами и ^пссификационным положением.

^ Основоположники научной генетической номенклатуры почв ; В- Докучаев и Н. М. Симбирцев за основу терминов типов тили русские народные названия почв, характеризующих окра-

ску верхних горизонтов: чернозем, подзол, краснозем, серые да ные, бурые почвы. Позднее были добавлены каштановые почв желтоземы, сероземы и др. В названиях учитывались особен! сти состава верхних горизонтов: солончак, солонец и др.

Для полного объективного названия почвы с терминами сономических единиц нужна диагностика.

Диагностика (от греч. diagnostikos — способный распозь вать) — учение о методах и принципах распознавания. Диагн| стика почв — определение совокупности морфологических пр| знаков, показателей состава, свойств и режимов, по которь почвы могут быть отнесены к тому или иному классификацио!| ному подразделению.

Диагностика по морфологическим признакам — строен! почвенного профиля, окраске отдельных горизонтов, их мощнС сти, структуре и т. д. Для более точного определения типа по|| проводят диагностику с помощью специальных анализов. Опр| деляют содержание и состав гумуса, минеральный состав, содер жание карбонатов, состав поглощенных оснований, содержаш доступных для растений элементов питания, реакцию, емкост катионного обмена, физические свойства почвы и др.

Для диагностики определяют показатели водного, теплового солевого, окислительно-восстановительного режимов почв.

Диагностика позволяет не только отнести почвы к таксоне мическому уровню, но и определить пригодность для использоЯ вания в сельском хозяйстве и других сферах деятельности чело| века.

4

Гл ава 10

ЗАКОНОМЕРНОСТИ географического распространения почв

Географическое распространение почв определяется распределением природных условий на земной поверхности. Почвы образуются под влиянием различных природных факторов: климата, растительности, животного мира, рельефа и др. Важнейшее значение имеет климат, определяющий температурные условия и увлажнение почв. Факторы почвообразования изменяются на земной поверхности в определенной широтной и меридиональной последовательности, поэтому и географическое распространение типов почв соответствует этой закономерности.

В почвенном покрове выделены широтные почвенно-климатические пояса, обусловленные главным образом термическими особенностями климата. В направлении с севера на юг в Северном полушарии выделены пять климатических поясов: полярный, бореальный, суббореальный, субтропический и тропический. Каждому поясу соответствует свой ряд типов почв.

Впервые широтно-зональное распределение почв на Русской равнине изучил и научно обосновал В. В. Докучаев. Он установил, что при движении с севера на юг последовательно сменяют Друг друга почвы тундр, подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые и бурые полупустынные.

В связи с тем что в пределах почвенно-климатических поясов формируются различные типы почв, отличающиеся по режиму атмосферного увлажнения и типам растительного покрова, в каждом поясе выделяют почвенно-биоклиматические области: влажные (экстрагумидные и гумидные) с лесным, таежным или ^тУндровым растительным покровом; переходные (субгумидные и субаридные) со степным, ксерофитно-лесным растительным покровом; сухие (аридные и экстрааридные) с полупустынным и Пустынным растительным покровом.

^ ~ ⁷126 Евтефеев

Глава 11 ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ТИПОВ ПОЧВ

Зона тундровых почв расположена южнее арктической, от Кольского полуострова на западе до Берингова пролива на востоке, а на юге граничит с таежно-лесной зоной. В тундровой зоне преобладающим зональным типом почв являются тундровые глеевые. Тундровые глеевые почвы имеют органогенный горизонт мощностью 5—30 см с разной степенью разложения органических веществ (от торфянистого до гумусового) и минеральный горизонт различной степени оглеения.

Почвообразующими породами являются ледниковые, морские и аллювиальные отложения. Характерной особенностью почвообразовательного процесса в зоне тундры является наличие многолетнемерзлых пород. За короткое лето верхний слой мерзлоты оттаивает на глубину от 30 до 100 см в зависимости от рельефа местности, гранулометрического состава почв и характера растительности. Почвы в долинах рек оттаивают на глубину до 2 м.

Тундра является безлесным пространством. Растительный покров разрежен, часто имеет очаговый характер. Преобладает мохово-лишайниковая растительность. Лишайники преобладают на каменистых почвах. Из кустарников встречаются черника, голубика, брусника, ерниковая растительность. На склонах южной экспозиции, по долинам рек и морскому побережью преобладают травянистые формации.

Растительность тундры имеет низкую продуктивность с небольшим ежегодным опадом (0,5—1,0 т/га). Неблагоприятный тепловой режим, слабая аэрация, низкая активность почвенной микрофлоры обусловливают замедленный темп разложения растительного опада и синтеза гумусовых веществ. Характерно на-

плсние полуразложившихся растительных остатков в почве и ^ _ее поверхности. В составе гумусовых веществ преобладают ьульвокислоты (С_гк/С_фк = 0,3—0,5). В почвах тундры часто происходит оглеение из-за переувлажнения и заболачивания.

По «Классификации и диагностике почв России» (2004) преобладающими типами почв в тундре являются глееземы 0-G-CG; торфяно-глееземы T-G-CG и глееземы криометаморфические O-G-CRM-C(g). Прописная буква (g) вслед за заглавной С означает наличие сизоватых или зеленоватых тонов окраски и охристо-ржавых пятен, свидетельствующих о перераспределении оксидов железа в условиях периодического переувлажнения. Глееземы, торфяно-глееземы и глееземы криомета-морфизированные относятся к отделу глеевых почв постлитогенного ствола. Основными подтипами глееземов для северной части тундры являются типичные 0-G-CG, грубогумусированные Oao-G-CG, перегнойные Oh-G-CG. Для тундры европейской части характерны глееземы оподзоленные O-Ge-G-CG. В тундре Западной Сибири более распространены глееземы криогенно-ожелезненные O-Gcf-G-CG. Глееземы имеют кислую реакцию, на карбонатных породах нейтральную или слабощелочную. Торфяно-глееземы T-G-CG с мощностью торфяного горизонта от 10 до 50 см распространены в мохово-кустарниковой тундре в мезо- и микропонижениях. По степени разложения органогенного материала выделяют подтипы торфяно-глееземов: типичные T-G-CG; перегнойно-торфяные Th-G-CG.

Тундровые пространства используются в качестве пастбищ Для северного оленеводства. Пастбища расположены на мохо-но-лишайниковых и кустарниковых растительных формациях. Лишайниковые тундры используют как зимние пастбища, а травянистые, кустарниковые и приморские пастбища — летом.

В тундровой зоне выращивают овощи в теплицах и парниках. В открытом грунте теоретически возможно выращивание картофеля, лука, капусты, моркови и смешанных посевов кордовых культур на зеленый корм для животноводства.

Для повышения плодородия почв тундры необходимо вносить высокие дозы органических удобрений (до 200 т/га). Органические удобрения и компосты улучшают пищевой и воздушный режимы почвы, повышают активность почвенных микроорганизмов. Совместно с органическими нужно вносить и минеральные Удобрения. На глееземах с кислой реакцией необходимо проводить известкование.

I

Подзолистые почвы являются преобладающим типом поч§ в таежно-лесной зоне, занимают на территории РФ боле# 100 млн га. Они образуются под хвойными лесами без травяни-* стой растительности или с моховым покрытием в условиях про! мывного водного режима. Термин «подзолистые почвы» предло! жил В. В. Докучаев. Это название происходит от русского слова «подзол». Дело в том, что цвет элювиального горизонта, выворачиваемого при вспашке, сильно напоминал золу — отсюда и народное название почв, позаимствованное учеными.

Развитие подзолистого процесса происходит при следующих условиях. Опад хвойных деревьев и мохово-лишайниковой растительности накапливается на поверхности почвы в виде лесной подстилки. Хвоя, мхи и лишайники содержат мало кальция, азота и очень много трудноразлагаемых микроорганизмами веществ (лигнин, воск, смолы, дубильные вещества). Такой состав опада разлагается преимущественно грибами. При разложении лесной подстилки накапливаются органические кислоты (лимонная, уксусная, щавелевая и др.). При малом содержании оснований в подстилке образуются фульвокислоты, более растворимая группа гумусовых соединений, обладающих кислотными свойствами. Кислые вещества попадают с водой в почву и взаимодействуют с минеральными соединениями.

При избыточном увлажнении, промывном водном режиме и действии кислых веществ происходит вымывание из верхних горизонтов почвы всех легкорастворимых веществ, прежде всего илистых минеральных частиц, а затем и устойчивых первичных и вторичных минералов. Разлагающиеся минералы попадают в почвенный раствор и перемещаются в нижние горизонты и грунтовые воды. Калий, натрий, кальций, магний вымываются в виде солей угольной и органических кислот, кремнезем в форме растворимых силикатов калия и натрия, сера в сульфатах. Железо и алюминий при оподзоливании перемещаются в форме органо-минеральных соединений.

Избыточное увлажнение почвы под лесом создает временно анаэробные условия, что приводит к образованию закисных легкорастворимых соединений железа и марганца и подвижных форм алюминия, которые вымываются из верхних горизонтов почвы. Часть вымываемых из лесной подстилки и верхних гори-

зонтов почвы веществ закрепляется в нижних горизонтах, и образуется горизонт вмывания (иллювиальный), обогащенный илистыми частицами, полуторными оксидами железа и алюминия, другая часть вымываемых веществ достигает грунтовых вод и выходит за пределы почвенного профиля.

В результате процессов разложения и вымывания растворимых веществ под лесной подстилкой формируется подзолистый горизонт. После выноса железа и марганца и накопления остаточного труднорастворимого кремнезема цвет подзолистого горизонта становится светло-серым или белесым, сходным с цветом печной золы.

Подзолистый горизонт беден элементами питания, полуторными оксидами и илистыми частицами, имеет кислую реакцию, низкую степень насыщения основаниями, становится бесструктурным или приобретает пластинчато-листовую структуру.

Таким образом, процессу оподзоливания свойственно разрушение первичных и вторичных минералов в верхней части профиля почвы и их перемещение в нижние горизонты, а также, частично, в грунтовые воды за пределы почвенного профиля.

Элювиальному процессу оподзоливания противостоит древесная растительность, которая поглощает из глубоких слоев азот и зольные элементы и частично возвращает их вместе с органическими веществами в лесную подстилку.

Высвобождающиеся при разложении лесной подстилки элементы питания вновь используются деревьями и вовлекаются в биологический круговорот.

Большое влияние на подзолистый процесс оказывает материнская порода. На карбонатных породах происходит нейтрализация образующихся кислых соединений углекислым кальцием породы и кальцием растительного опада. Катионы кальция и магния коагулируют органические соединения, гидроокиси же-лсза, алюминия и марганца, предохраняют их от вымывания из верхних горизонтов почвы. При таком сочетании факторов почвообразования формируются подзолистые почвы.

По «Классификации почв СССР» (1977) профиль подзоли-^С'Ь1Х почв имеет следующее строение: на поверхности имеется лесная подстилка (Ад) от 2 до 10 см, под ней гумусовый горизонт 1—3 см (АоА,) или гумус вмыт на глубину 3—5 см (А,А₂); ^П°Д гумусовым горизонтом расположен подзолистый (А₂) различной мощности (10—40 см), затем иллювиальный горизонт (В) и ниже — материнская порода (С). Мощность профиля подзолистых почв 100—120 см.

Тип подзолистых почв по условиям формирования разделялся на два подтипа: глееподзолистые и подзолистые. Для подтипа глееподзолистых почв характерно оглеение в горизонтах А₂ и А₂В в виде сизовато-серых тонов окраски.

По «Классификации почв России» (2004) в таежно-лесной зоне выделены следующие типы почв: подзолистые 0-EL-BEL-ВТ-С; подзолисто-глеевые O-EL-BELg-BTg-G-CG; и торфя-но-подзолисто-глеевые T-ELg-BELg-BTg-G-CG, которые относятся к отделу текстурно-дифференцированных почв, к стволу постлитогенных почв. Из подтипов подзолистых почв в таежно-лесной зоне больше распространены типичные 0-EL-BEL-ВТ-С, грубогумусовые Oao-EL-BEL-BT-C, палево-подзолистые O-ELf-BEL-BT-C, глееватые 0-EL-BEL(g)-BTg-Cg. Подзолистые почвы имеют кислую и сильнокислую реакцию. Гумус фульват-ного типа. Насыщенность основаниями — 15—20 %. Подзолисто-глеевые почвы имеют глеевый горизонт в нижней части профиля и признаки оглеения в текстурном горизонте. Подстилоч-но-торфяный горизонт О мощностью до 10 см. Элювиальный горизонт EL серовато-белесый, иногда с сизоватым оттенком, может содержать железистые конкреции. Структура элювиального горизонта плитчатая. Переход к текстурному горизонту язы-коватый ВТу. Тип торфяно-подзолисто-глеевых почв имеет торфяной горизонт Т мощностью 15—30 см, под которым находится оглеенный элювиальный горизонт ELg с железистыми конкрециями. Торфяно-подзолисто-глеевые почвы формируются в северной и средней тайге в условиях переувлажнения.

В подзолистых и особенно подзолисто-глеевых почвах повышено содержание легкорастворимых соединений железа, алюминия и марганца, токсичных для растений. Емкость обмена от

2—17 мг-экв в подзолистом горизонте и до 22—24 мг-экв на 100 г в иллювиальном. Степень насыщенности основаниями менее 50 %, реакция почвенного раствора кислая (рН_кс| = 3,2—4,3), для них характерна малая буферность. Повышенная кислотность обусловлена наличием обменных ионов водорода и алюминия.

По «Классификации почв России» (2004) выделен тип агро-торфяно-подзолисто-глеевых почв PT-(T)-ELg-BELg-BTg-G-CG. Такой тип почв формируется после осушения торфяно-подзоли-сто-глеевых почв и их освоения в сельскохозяйственном производстве. При распашке торфяного горизонта создается агрогенно-преобразованный гомогенный торфяной горизонт, подзолистый и субэлювиальный горизонты сохраняются.

Для повышения плодородия подзолистых, подзолисто-глее-_вых, торфяно-подзолисто-глеевых и агроторфяно-подзолисто-глсевых почв при сельскохозяйственном использовании необходимо известкование, внесение органических удобрений, посевы многолетних трав и др.

Дерново-подзолистые почвы распространены в подзоне южной тайги таежно-лесной зоны, а также отдельными массивами в северной части лесостепной зоны. По «Классификации и диагностике почв СССР» (1977) они относятся к подтипу подзолистых почв, но чаще их рассматривают как самостоятельный тип. Особенность их образования заключается в развитии дернового процесса и образовании нового генетического горизонта — дернового (А,), отсутствующего в подзолистых почвах. Дерново-подзолистые почвы обладают сравнительно высоким плодородием и составляют большой фонд пахотных угодий.

Дерново-подзолистые почвы образуются под пологом смешанных широколиственно-хвойных лесов (дуб, клен, ясень, сосна и др.) в европейской части южной тайги и лиственных лесов (береза, осина) в Западной Сибири. Под пологом таких лесов хорошо развит травянистый покров, который обусловливает формирование в профиле подзолистой почвы дернового горизонта, что и приводит к образованию дерново-подзолистой почвы. Дерновый почвообразовательный процесс происходит при уничтожении леса и развитии суходольных лугов, когда подзолистый процесс сменяется дерновым и подзолистая почва постепенно изменяется в дерново-подзолистую.

Под пологом леса травянистая растительность развивается ^слабо и не накапливает большого количества органических веществ и элементов зольного и азотного питания растений. Органические остатки травянистых растений содержат мало питательных веществ, поэтому мало образуется гумуса в процессе почво-°бразования. Кроме того, продолжается и подзолистый процесс, который противостоит дерновому при промывном водном режиме.

Профиль дерново-подзолистых почв имеет следующее стрЯ ние: под травянистой растительностью находится дернина Я или лесная подстилка лиственных лесов \ мощностью 3—5 Л Дерниной называют верхний слой почвы, густо переплетенный живыми и отмершими корнями и корневищами травянист* растений. Под подстилкой формируется гумусово-элювиальньш горизонт А, мощностью от 5 до 20 см. Этот горизонт светло-сЩ рого или темно-серого цвета. Ниже дернового располагает* подзолистый горизонт А₂, затем переходный А₂В, иллювиальныЦ В, переходящий в материнскую породу С. Подзолистый гори* зонт имеет различную мощность в зависимости от степени выра! женности оподзоливания (10—40 см). Иллювиальный горизонт В достигает мощности 50—80 см. Мощность профиля дерно! во-подзолистых почв колеблется от 100 до 200 см. |

По содержанию гумуса дерново-подзолистые почвы делятс» на слабогумусные (2—3 %), среднегумусные (3—5 %) и высоко^ гумусные (более 5 %). ц

Распределение илистой фракции, кремнезема и полуторный окислов сходно с подзолистой почвой. Дерново-подзолистые почвы имеют кислую реакцию, степень насыщенности основаниями 60—80 %. Обменные основания представлены кальцием и магнием. Эти почвы бедны валовыми запасами и легкодоступными для растений формами азота и фосфора.

Плотность почвы увеличивается от верхних горизонтов к нижним. Общая пористость пахотного слоя почвы высока (54—56 %), в иллювиальном горизонте пористость аэрации очень низкая (3—10 %), поэтому в нижних горизонтах газообмен затруднен.

По «Классификации почв России» (2004) в южной тайге европейской части России, Западной и Восточной Сибири выделены следующие типы почв: дерново-подзолистые AY-EL-BEL-ВТ-С; дерново-подзолисто-глеевые AY-EL-BELg-BTg-G-CG; агродерново-подзолистые P-(EL)-BEL-BT-C и агродерново-подзо-листо-глеевые P-(ELg)-BELg-BTg-G-CG. Перечисленные типы почв относятся к отделу текстурно-дифференцированных почв, к стволу постлитогенных почв. Текстурно-дифференцированные почвы характерны ясной минерало-гранулометрической дифференциацией профиля с элювиальным и текстурным горизонтами. Элювиальный горизонт обеднен илом и полуторными оксидами. Реакция среды в элювиальной части профиля кислая, в нижних горизонтах нейтральная или щелочная. Такое строение профиля является результатом подзолообразовательного процес-_а — разрушения минералов илистой фракции и выноса продукции разрушения в нижние горизонты и за пределы профиля. По, кпиающий комплекс в элювиальных горизонтах ненасыщен основаниями. Текстурно-дифференцированные почвы характерны ,_L[>i тайги и северной лесостепи Европейской России и Сибири.

Тип дерново-подзолистых почв диагностируется по дерновому ссрогумусовому горизонту AY, элювиальному горизонту EL, который через субэлювиальный горизонт BEL переходит в текстурный ВТ. Гумусовый горизонт серого цвета, мощностью 5—15 см, постепенно переходит в светлый элювиальный горизонт. Реакция дерново-подзолистых почв кислая, возможно, нейтральная в нижних горизонтах профиля. Содержание гумуса 1,5—6,0 % в гумусовом горизонте, в гумусе преобладают фульво-кислоты: С_гк: С_фк = 0,3—0,5. Поглощающий комплекс ненасытен основаниями.

Подтипы дерново-подзолистых почв выделяются по наличию железистых агрегатов в элювиальном горизонте, признакам языковатости, оглеения. В южной тайге европейской части России более распространены подтипы типичные AY-EL-BEL-ВТ-С; дерново-палево-подзолистые AY-Elf-EL-BEL-BT-C; язы-коватые AY-EL-BEL-BTy-BT-C.

В южной тайге Сибири и широколиственных лесах Дальнего Востока преобладает подтип сегрегационно-отбеленных почв (подбелы светлые) AY-ELnn-BEL-BT-C. Эти почвы отличаются сильно осветленным элювиальным горизонтом, наличием железистых конкреций размером более 3 мм в количестве, превышающем 10 % от массы почвы этого горизонта.

Тип дерново-подзолисто-глеевых почв отличается от дерно-ко-гюдзолистых наличием глеевого горизонта G, оглеением субэлювиального BELg и текстурного Btg горизонтов. Формируется ^в понижениях рельефа или на малодренируемых поверхностях. Для дерново-подзолисто-глеевых почв характерна кислая реакция, в гумусовом горизонте AY преобладают фульвокислоты.

Для повышения плодородия дерново-подзолистых почв не-°бходимо осуществлять комплекс агротехнических мероприятий, включающий известкование, внесение органических, минеральных и бактериальных удобрений, рациональную обработку поч^вы, углубление пахотного слоя, улучшение водно-воздушного Режима, освоение севооборотов, посевы многолетних трав, особенно бобовых.

Серые почвы являются преобладающим типом почв в севещ ной части лесостепной зоны. Они образуются под лиственным» и широколиственными лесами с хорошо развитым травянисты* покровом и на безлесных участках луговых степей. Особенна стью климата этой зоны является примерно равное соотношен™ осадков к испаряемости, коэффициент увлажнения (КУ) колеб| лется от 0,8 до 1,2. §

По обеспеченности влагой западные провинции относятся § влажным, а центральные и восточные — к полувлажным. К востс| ку возрастает континентальность климата, снижается обеспечен** ность теплом, зима становится холодной, сокращается период ве| гетации растений. Зимой почвы промерзают на глубину до 200 см!

Рельеф в европейской части зоны волнистый. Преобладаю^ щими материнскими породами являются лессы и лессовидные суглинки. Западно-Сибирская часть зоны имеет равнинный рельеф, расчлененный приречными территориями. Среди почвообразующих пород преобладают лессовидные суглинки и глины.

В Западно-Сибирской части лесостепной зоны из древесных пород преобладает береза с примесью осины. Под пологом леса встречаются черемуха, ива, калина, боярышник, смородина и др. Под лесом травянистая растительность представлена луговыми и лугово-степными травами.

На востоке лесостепной зоны преобладают сосново-березовые леса с примесью лиственницы. Под лесом развивается разнообразная травянистая растительность.

В лесостепной зоне подзолистый процесс менее интенсивен, чем в таежно-лесной. Здесь создаются благоприятные условия для развития дернового процесса и гумификации при ослаблении промывного водного режима.

В лиственных лесах с подлеском и хорошо развитой травянистой растительностью ежегодно в почву от корневых систем и на ее поверхность с опадом из листьев и веток поступает большая масса органических веществ, богатых азотом и основаниями, особенно кальцием. При разложении таких органических веществ образуются гумусовые вещества с большим содержанием гуминовых кислот. Образующиеся при разложении кислоты нейтрализуются основаниями опада, поэтому подзолистый процесс менее выражен.

Серые почвы занимают переходное положение от дерново-подзолистых южной части таежно-лесной зоны к черноземным почвам южной лесостепи. От дерново-подзолистых почв серые лесные отличаются усилением аккумулятивных процессов, более мощным гумусовым горизонтом (20—40 см), ослаблением подзолистого процесса и элювиально-иллювиальной дифференциации профиля.

Генезис и свойства серых лесных почв впервые в России изучил и описал В. В. Докучаев. Классификация серых лесных почв детализировалась Н. М. Симбирцевым, К. Д. Глинкой, И. В. Тюриным, В. Р. Вильямсом и другими почвоведами.

По современной классификации в зависимости от интенсивности гумусирования и процесса оподзоливания тип серых лесных почв разделяется на три подтипа — светло-серые, серые и темно-серые лесные почвы.

В. В. Докучаев отмечал, что светло-серые и серые почвы образовались под большим влиянием леса и меньшим влиянием травянистых растений. Темно-серые образовались под изрежен-ным лесом при интенсивном влиянии травянистой растительности.

В восточной части лесостепной зоны климат резко континентальный, поэтому здесь распространены серые лесные сезонномерзлотные почвы.

Подтипы серых лесных почв делят на роды: обычные, оста-точно карбонатные, со вторым гумусовым горизонтом и др.

На виды серые лесные почвы разделяют по мощности гумусового горизонта (А, + А,А₂): маломощные — менее 20 см, среднемощные — 20—40 см, мощные — более 40 см.

Подтип светло-серых почв характеризуется большей оподзо-ленностью и маломощным гумусовым горизонтом (до 20 см). Содержание гумуса 1,5—3,0 % в европейской и до 5 % в азиатской частях лесостепной зоны. Реакция среды кислая, насыщенность основаниями 70 %. Эти почвы близки к дерново-подзолистым. Гумусово-элювиальный горизонт имеет четкие признаки оподзоленности с обильной белесой присыпкой. Светло-серые почвы бедны элементами питания.

Подтип серые почвы имеет среднемощный гумусовый горизонт 20—40 см, содержание гумуса 4—8 %. Верхние горизонты обеднены илистой фракцией, иллювиальные горизонты высокой плотности (1,5—1,65 г/см³).

Подтип темно-серые почвы имеет более мощный гумусовые горизонт (>40 см) более темной окраски. Структура комков! то-ореховатая. Содержание гумуса 5—10%, имеют слабокислущ реакцию, насыщены основаниями (80—90 %). Темно-серые по! вы содержат больше азота и фосфора, режим питания для растеШ ний благоприятен. Я

По «Классификации почв России» (2004) в лесостепной зон! выделяют следующие типы почв: серые AY-AEL-BEL-BT-Сж темно-серые AU-AUe-BEL-BT-C, темно-серые глеевые АиЩ AUe-BELg-BTg-G-CG, подбелы темно-гумусовые AU-ELnn-jij BEL-BT-C. Эти типы почв относятся к отделу структурно-диф-Я ференцированных, стволу постлитогенных почв. Я

Тип серые почвы имеет серо-гумусовый аккумулятивный ro-f'l ризонт мощностью 20—25 см, в них отсутствует элювиальный! горизонт EL. Вместо него формируется гумусово-элювиальный! горизонт AEL более светлой окраски, чем горизонт AY. Под гу-| мусово-элювиальным горизонтом формируется субэлювиальный | горизонт BEL с белесыми, бурыми и темными фрагментами, s Внизу профиля серых почв на глубине 110—120 см часто диагно- ; стируются карбонаты в виде прожилок и конкреций.

Реакция серых почв слабокислая, внизу профиля при наличии карбонатов может быть слабощелочной. Содержание гумуса в аккумулятивном горизонте 4—6 %, С_гк/С_ф|< = 1.

Тип темно-серые почвы имеет аккумулятивный горизонт темного цвета мощностью 25—50 см. Содержание гумуса в горизонте AU 5—8 %.

Тип темно-серые глеевые почвы в нижней части профиля имеет глеевый горизонт G. Эти почвы формируются в пониженных местах рельефа в условиях избыточного увлажнения и неглубокого залегания грунтовых вод, образуют комплексы с серыми и темно-серыми почвами.

По «Классификации почв России» (2004) в лесостепной зоне выделяются типы антропогенно-преобразованных почв: агросерые P-(AY)-AEL-BEL-BT-C, агротемно-серые PU-(AUe)-BEL-ВТ-С, агротемно-серые глеевые PU-AUe-BELg-BTg-G-CG и др.

Агросерые и агротемно-серые почвы формируются при сельскохозяйственном освоении серых и темно-серых почв. При обработке этих почв создается гомогенный агрогоризонт, под которым находится незатронутая часть гумусового горизонта. Если гумусовый горизонт обрабатывается на всю его мощность, то под агрогоризонтом находится гумусово-элювиальный горизонт

аГЬ в серых почвах или субэлювиальный горизонт BEL в тем-но-ссрых почвах.

Плодородие антропогенно-преобразованных почв может

быть

выше или ниже плодородия естественных почв в зависимо

сти от уровня культуры земледелия.

Для повышения плодородия серых лесных почв нужно вносить органические и минеральные удобрения, углублять пахотный слой, выращивать многолетние травы, особенно бобовые, _и по возможности использовать их на зеленое удобрение.

Черноземные почвы являются преобладающим типом в межлесной части лесостепной и степной зон, на территории Российской Федерации имеют большую широтную и меридиональную протяженность, начиная от западных границ страны до районов Байкала (Минусинская котловина). На черноземах расположена половина пахотных угодий России, они обладают высоким плодородием, на этих почвах выращивают большинство сельскохозяйственных культур и развивают садоводство.

Условия для образования черноземов в этих зонах являются благоприятными. Но большая протяженность с запада на восток определяет неоднородность природных условий формирования черноземных почв.

С запада на восток уменьшается обеспеченность теплом и осадками, возрастает континентальность климата. Продолжительность периода с температурой выше +10 °С в западной части лесостепи — 150—180 дней, в восточной — 90—120 дней, а в степной зоне соответственно 140—180 и 97—140 дней. Изменяется и сумма температур выше +10 °С от 2400—3200 °С на западе, До 1400—2000 °С на востоке.

Осадков больше выпадает на западе (500—600 мм), их количество уменьшается в Поволжье и в Западной Сибири до 300—400 мм. В европейской части за летний период выпадает 30—40 % осадков, а в азиатской до 50 %. В целом для черноземной зоны характерно недостаточное увлажнение. В лесостепной зоне коэффициент увлажнения приближается к единице, а в степной зоне меньше единицы — 0,5—0,7.

Рельеф в европейской части волнистый, разделенный речными долинами, оврагами и балками. В Поволжье есть возвышен-

ности. В азиатской части черноземные почвы находятся на ра|> нинной Западно-Сибирской низменности, в предгорных облаен тях Алтая, в Минусинской котловине и на окраине предгорий Восточного Саяна. _{; i}

Преобладающими почвообразующими породами являются лессы, лессовидные суглинки и глины, расположенные на песчано-глинистых отложениях. Особенностью этих материнских пород является их карбонатность. В Западно-Сибирской провинции встречаются засоленные породы.

Черноземы, вероятно, образовались под травянистой растительностью и существуют в ее условиях уже не одну тысячу лет. Сохранившиеся лесные участки расположены по водоразделам, балкам и речным террасам. Травянистая растительность в лесостепной зоне состояла из бобово-злаково-разнотравных ассоциаций. Из бобовых трав — лядвенцы, люцерна желтая, рогатая, клевер люпиновидный, эспарцет, чина луговая и др. Из злаковых — костры, пырей ползучий, мятлик, ежа сборная, овсяницы, ковы-ли, вейник, тонконог, житняк и др. Среди разнотравья — колокольчики, зопник, шалфей, подмаренник, осоки, пижма, полыни, кровохлебка и др.

Травянистая растительность степной зоны была представлена разнотравно-ковыльными и типчаково-ковыльными ассоциациями. Преобладающими видами растений из разнотравья были полыни, лапчатка вильчатая, лабазник, солодка, зопник клубненосный, камфоросма, осоки, лебеда бородавчатая и др. Из злаковых трав преобладали ковыли, типчак, тонконог, волоснец, вейник наземный, тимофеевка степная, житняк и др.

В настоящее время практически все удобные площади черноземных почв распаханы и введены в сельскохозяйственное производство. Природная растительность и целинные черноземы сохранились в основном на неудобных участках (в балках, на крутых склонах, в заповедниках и других местах, неудобных, или законодательно запрещенных для ведения сельского хозяйства).

В. В. Докучаев доказал, что черноземные почвы образовались при изменении почвообразующих пород под влиянием климата, растительности и других факторов. П. А. Костычев установил важную роль корневых систем травянистой растительности в накоплении перегноя в черноземных почвах. В. Р. Вильямс отмечал, что образование черноземных почв есть результат развития дернового процесса под луговыми степями.

По современным представлениям ведущим процессом при образовании черноземов является гумусоаккумулятивный, т. е. накопление элементов питания растений и оструктуривание профиля. Важнейшая особенность биологического круговорота всшеств при образовании черноземов — ежегодное поступление в почву большой массы опада травянистой растительности, богатой азотом и зольными элементами.

Большая масса растительного опада, богатого белковым азотом и основаниями, при благоприятных водном и воздушном режимах способствовала быстрой минерализации органических всшеств и образованию гумуса. Особенно интенсивно гумусообразование происходит весной и в начале лета при оптимальной влажности почвы и благоприятствующем для микробиологических процессов температурном режиме

Богатство опада кальцием обусловливает образование биогенного кальция и его миграцию в форме Са(НС0₃)₂. Избыток кальциевых солей и насыщение образующихся гумусовых веществ кальцием предотвращает вымывание свободных водорастворимых органических веществ.

В таких условиях органическое вещество черноземов имеет гуминовый состав гумуса (С_гк/С_фк = 1,5—2). Происходит образование сложных гуминовых кислот с высокой степенью окисления и их закрепление минеральными соединениями в виде гуматов кальция и гуминовоглинистых комплексов. Такие соединения трудно поддаются минерализации и являются потенциальным резервом элементов питания для растений (N, Р, Са, S, К, Fe и др.).

Мощное развитие дернового процесса под травянистой растительностью на черноземах и образование гуматов кальция обусловило формирование гумусово-аккумулятивного горизонта и благоприятное оструктуривание профиля почвы. Таковы общие процессы образования черноземов в пределах черноземной зоны.

В «Классификации почв СССР» (1977) выделяли следующие типы черноземов: выщелоченные, оподзоленные, типичные, обыкновенные и южные.

С изменением климата и состава растительности в широтном и меридиональном направлениях проявляются особенности образования черноземов.

В северной части лесостепи при периодически промывном водном режиме и, особенно, при временноизбыточном увлажнении происходит образование кислых соединений и вымывание

оснований из гумусового горизонта. В таких условиях образуй* ся выщелоченные и оподзоленные черноземы. Ж

В благоприятных условиях при максимальном накоплений массы травянистой растительности и оптимальном гидротермий ческом режиме в южной части лесостепной зоны образуются ти^ пичные черноземы.

К югу от типичных черноземов, в степной зоне при дефиците влаги в почве уменьшается масса растительного опада и ухудшается его состав, что обусловливает образование черноземов меньшей мощности — обыкновенных и южных.

Значительные различия в признаках и свойствах черноземов происходят и в направлении с запада на восток. В европейской части черноземной зоны почвы мало промерзают, быстро оттаивают, процессы почвообразования происходят до большей глубины, что способствует формированию черноземов с мощным гумусовым горизонтом и невысоким содержанием гумуса (3—6 %). Эти черноземы характеризуются промытостью профиля, глубоким залеганием гипса, профильной миграцией карбонатов.

В азиатской части черноземной зоны (Западная Сибирь) почвы глубоко промерзают и медленно оттаивают, уменьшается глубина распространения корневых систем растений, сокращается период разложения органических веществ. Поэтому в черноземах формируется меньший гумусовый горизонт с высоким содержанием гумуса (6—14 %).

Профиль типичных черноземов имеет следующее строение:

А — АВ — В_к — ВС_К — С_к.

Характерной особенностью строения профиля черноземов является наличие темноокрашенного гумусового слоя разной мощности, который подразделяется на верхний гумусово-аккумулятивный горизонт А, темноокрашенный, переходящий в нижний горизонт АВ, темно-серый, с буроватым оттенком до гумусовых затеков. Общая мощность гумусового слоя у типичных черноземов колеблется от 90 до 120 см, может быть и больше. Ниже гумусового слоя расположен переходный к породе горизонт В, бурой окраски с гумусовыми затеками языковой формы. По степени гумусности и структуре его разделяют на горизонты В,,В₂, а в подтипах выделяют иллювиально-карбонатный горизонт В_к. Накопление карбонатов может происходить и в гори-

е _ВС_К и в материнской породе С_к. Мощность профиля таких qep»^{lo3CMOB достигает 1}80—200 см.

В «Классификации почв СССР» (1977) по мощности гумусо-_г0 слоя ^{и с}°Д^еР^жанию гумуса черноземы подразделяются на _слеДУ^{юЩИе виды:} сверхмощные (>120 см), мощные (80—120 см), _срсднсм°Щ^ные (40—80 см), маломощные (25—40 см), очень маломощные (<25 см). По содержанию гумуса: тучные (>9 %), срсднсгумусные (9—6 %), малогумусные (6—4 %) и слабогумуси-роканные (<4 %).

Черноземы оподзоленные образуются при периодически промывном типе водного режима, что способствует частичному оиодзоливанию. Строение их профиля состоит из следующих горизонтов:

А — А, — А,В — В, — В₂ — В_к — С_к.

Окраска гумусового горизонта А серая или темно-серая. Горизонт А, заметно светлее с белой присыпкой. Горизонт А,В буровато-серый. Иллювиальный горизонт В, бурого цвета, с затеками гумуса, имеет коричневый оттенок, более плотного сложения. Вскипание карбонатов от НС1 наблюдается в горизонте В_к на глубине 120—150 см от поверхности почвы и ниже гумусового слоя (А + А,+А,В) на 60—80 см). Карбонатный горизонт может отсутствовать в черноземах на бескарбонатных почвообразующих породах.

Черноземы выщелоченные имеют следующее строение профиля: А - АВ - В - В_к - ВС_К - С_к.

Гумусовый слой (А +АВ) не имеет белесой присыпки. Горизонт А черно-серой окраски, комковато-зернистой структуры. I оризонт АВ — темно-серый, горизонт В буроватой окраски с гумусовыми затеками, уплотненный, выщелоченный от карбонадов, мощностью более 10 см. Карбонаты обнаруживаются на глубине 90—110 см. Преобладающими видами чернозема выщелоченного являются среднемощные, среднесуглинистые.

Черноземы типичные образуются в благоприятных гидротермических условиях, имеют мощный гумусовый слой (100—120 см). Горизонт А черно-серой окраски, структура зер-•■истая, водопрочная. Черно-серая окраска становится менее интенсивной в горизонте АВ. Вскипание карбонатов от НС1 начи-

нается в нижней части горизонта АВ или в начале горизонтаЩ Карбонаты находятся в форме мицелия. В подтипе типичшЕ черноземов преобладают мощные и среднемощные, тучныеЖ среднегумусные виды. Это самые плодородные почвы чернозеж ной зоны. Я

В степной зоне преобладают обыкновенные и южные чернЯ земы. Ж

Черноземы обыкновенные по строению профиля сходны с тж пичными. У обыкновенных черноземов мощность гумусовош слоя меньше, чем у типичных, и составляет 65—80 см. Под гуму! совым горизонтом залегает иллювиальный карбонатный гор^ зонт В_к. Карбонаты в форме белоглазки, что является отличи^ тельным признаком от черноземов лесостепной зоны. |

Черноземы южные распространены в южной части степной зоны. Строение профиля южных черноземов имеет следующей сочетание горизонтов:

А АВ_К В_к ВС_К C_KS.

Горизонт А темно-серый, мощностью 25—40 см. Общая мощность гумусового слоя (А + АВ_К) 45—60 см. Горизонт АВ_К ко--ричнево-бурой окраски с комковато-призматической структурой. Вскипание карбонатов начинается в горизонте АВ_К. Карбонаты кальция в иллювиальном горизонте В_к в форме белоглазки. На глубине 1,5—2 м и глубже под южными черноземами часто содержится гипс в виде мелких кристаллов (С^). В южных черноземах чаще проявляется солонцеватость и солончаковатость.

Состав и свойства черноземов обеспечивают высокое природное плодородие. По гранулометрическому составу черноземы разнообразны (от супесчаных до глинистых разновидностей), но преобладают средне- и тяжелосуглинистые. В их минералогическом составе преобладают первичные минералы (кварц, полевые шпаты). Из вторичных минералов главенствует монтмориллонит. В илистой фракции черноземов содержатся окристалли-зованные полуторные окислы железа и алюминия (гетит — Fe₂0₃ • Н₂0, гиббсит — А1₂0₃ • ЗН₂0). Высокодисперсные минералы простых солей распределены по профилю черноземов равномерно.

Черноземы имеют благоприятные физико-химические свойства: высокая емкость поглощения (30—70 мг • экв/100 г почвы), насыщенность ППК основаниями, нейтральная или слабокислая реакция, высокая буферность. В составе обменных катионов преобладает кальций. Только в оподзоленных и выщелоченных черноземах в ППК присутствует водород. В ППК южных черноземов возрастает количество магния и присутствует обменный

натрий (Na⁺).

Черноземы обладают благоприятными физическими и водно-физическими свойствами: рыхлое сложение, высокая влагоемкость и хорошая водопроницаемость гумусового слоя. Лучшая структура в типичных, выщелоченных и обыкновенных черноземах. Плотность гумусовых горизонтов в пределах 1 — 1,2 г/см³, общая пористость — 50—60 %, в том числе 15—20 % — некапиллярная, что обеспечивает хорошую воздухо- и водопроницаемость.

Среди черноземов встречаются лугово-черноземные почвы, которые образуются на пониженных элементах рельефа (лощины, лиманы и др.) в условиях повышенного увлажнения и неглубоких грунтовых вод. Признаками лугово-черноземных почв являются интенсивно-черная окраска верхней части гумусового слоя и глееватость нижних горизонтов. Лугово-черноземные почвы обладают высоким природным плодородием.

По «Классификации почв России» (2004) выделяют следующие типы черноземов: черноземы глинисто-иллювиальные AU-Bl-C(ca), черноземы AU-BCA-Cca, черноземы текстурнокарбонатные AU-CAT-Cca, черноземовидные AUg, nn-BMg-Cg. Перечисленные типы относятся к отделу аккумулятивно-гумусовых почв, стволу постлитогенных почв. В типе черноземы глинисто-иллювиальные по наличию признаков элювиирования, оглеения и гидрометаморфизма выделяют 4 подтипа. В типе черноземов по форме карбонатных новообразований, по признакам солонцеватости, слитизации, засоления, осолодения и гидрометаморфизма выделяют 10 подтипов.

Отдел аккумулятивно-гумусовых почв характерен наличием темногумусового горизонта мощностью 30—170 см. Состав гумуса фульватно-гуматный или гуматный, прочно связан с минеральной частью почвы. Основанием для выделения типов служит срединный горизонт, который может быть глинисто-нллювиальным В1, аккумулятивно-карбонатным ВСА, текстурно-карбонатным CAT, слитым V. Профиль аккумулятивно-гумусовых почв недифференцирован или слабо дифференцирован По гранулометрическому составу и валовому содержанию полуторных оксидов.

По «Классификации почв СССР» (1977) типу черноземов Д ответствуют типичные и обыкновенные черноземы. Типу черД земов глинисто-иллювиальных соответствуют черноземы опсш золенные и выщелоченные. Тип черноземов делится на 10 по* типов по формам карбонатных образований и признаке засоления, осолодения и гидрометаморфизма. Я

Типу черноземов текстурно-карбонатных соответствуют поД типы: черноземы южные и темно-каштановые почвы. Типу чеД ноземовидных почв соответствуют лугово-черноземные почвы.Д

По «Классификации почв России» (2004) выделяются антрД погенно-преобразованные типы: агрочерноземы глинисто-иллкш виальные PU-AU-BI-C(ca), агрочерноземы PU-AU-BCA-Cc® агрочерноземы текстурно-карбонатные PU-AU-CAT-Cca и дщ Перечисленные типы агропочв формируются на естественныж типах почв в результате земледельческого использования. В ре| зультате нерационального использования естественных почв па4 хотный горизонт становится распыленным, содержание гумуса снижается, структура становится неводопрочной, уменьшаются аэрация, водопроницаемость и влагоемкость почв.

Все черноземные почвы обладают высоким потенциальным плодородием. Эффективное плодородие черноземов в сельском хозяйстве во многом зависит от тепло- и влагообеспеченности. Для повышения эффективного плодородия черноземов первостепенное значение имеет накопление воды в почве и ее рациональное использование. К мероприятиям по улучшению водного режима относятся плоскорезная обработка почвы с оставлением стерни, минимизация обработки, введение в севооборот кулисных паровых полей, прикатывание и своевременное боронование почвы, глубокое рыхление поперек склонов, осеннее щеле-вание полей, устройство полезащитных лесных полос, освоение рациональных севооборотов, система охранных мероприятий против водной и ветровой эрозии, организация регулярного орошения и др.

При орошении черноземов необходимо строго соблюдать рассчитанные оросительные нормы, сроки и нормы поливов, вести тщательный контроль за влажностью и свойствами почвы. При избыточном орошении возможно ухудшение свойств черноземов, а при подъеме грунтовых вод происходит засоление почв.

При сельскохозяйственном использовании черноземов необходимо поддерживать бездефицитный баланс плодородия почв,

_оСТое воспроизводство или повышать плодородие выше исходного уровня — добиваться расширенного воспроизводства.

Для восстановления и повышения почвенного плодородия _1[Срноземов нужно применять органические и минеральные удоб-_сНия, осваивать агроландшафтную систему земледелия, внедрять передовые технологии выращивания сельскохозяйственных культур.

Весьма эффективным приемом является заделка в почву бобовых зеленых растений (донник, люпин и др.) на сидеральное удобрение. Органические вещества бобовых растений богаты белковым азотом, что создает оптимальные условия для микроорганизмов и минерализации органических веществ без разрушения гумусных соединений почвы.

В сухих степях преобладающий зональный тип почв — каштановые. Большие площади каштановых почв расположены в Среднем и Нижнем Поволжье, южной части Западной Сибири (Кулундинские степи). С каштановыми почвами в этой зоне сочетаются интразональные почвы: солонцы, солончаки, солоди, лугово-каштановые почвы, создающие в совокупности существенную мозаичность почвенного покрова.

Каштановые почвы образуются в менее благоприятных природных условиях по сравнению с черноземами. Климат зоны сухих степей континентальный, с теплым летом и холодной зимой, е малым снежным покровом (15—40 см). Осадков выпадает мало: на севере 350—400 мм, на юге 250—300 мм в год. Коэффициент увлажнения в северной части — 0,35—0,45, в южной части Юны — 0,25—0,30. Часто наблюдаются суховеи, которые оказывают отрицательное влияние на растения, иногда вызывая их 'юлную гибель. Водный режим непромывной.

Рельеф зоны сухих степей равнинный или слабоволнистый с выраженным микрорельефом. Часто встречаются различные понижения (западины, лиманы, суффозионные блюдца и др.).

Каштановые почвы формировались преимущественно на лессовидных карбонатных суглинках. В южной части Западной Сибири каштановые почвы образовались на материнских поро-

дах, представленных древнеаллювиальными отложениями, п» стилаемыми морскими засоленными осадками. Ж

Растительный покров зоны сухих степей беден и неодноЖ. ден. В северной части растительность состояла из типчаково-Ж выльных ассоциаций с примесью разнотравья. Южнее преобЖ дают полынно-типчаково-ковыльные, типчаково-полынные сЖ пи. Преобладающими растениями являются ковыли, типчЩ тонконог, мятлик луковичный, различные виды полыни (беля черная, австрийская, равнинная, одностолбиковая и др.) и рЖ нотравье, отличающееся от более северных зон относительЖ бедным составом. Ж

Генезис каштановых почв связан с засушливостью климата* ксерофитной растительностью. С опадом в почву поступает знЯ чительно меньше зольных элементов и азота по сравнению с щ состепной зоной. При разложении ксерофитной растительности особенно полыней, освобождается большое количество шелощ ных металлов, что является причиной развития солонцеватое* каштановых почв. Я

Особенностью почвообразования в зоне сухих степей являв ются замедленные темпы гумусообразования и слабая выщел® ченность профиля почв от карбонатов и легкорастворимых сЖ лей. Дерновый процесс ослаблен неблагоприятным гидротермЛ ческим режимом. Солонцеватость больше проявляется ■ светло-каштановых почвах с тяжелым гранулометрическим сок ставом. На проявление солонцеватости оказывает большое влияв ние солонцеватость почвообразующей породы. I

По «Классификации почв СССР» (1977) каштановые почв» подразделяются на 3 подтипа: темно-каштановые с содержание» гумуса 4—5 %, каштановые с содержанием гумуса 3—4 % и свет| ло-каштановые с содержанием гумуса 2—3 %. |

Профиль каштановых почв имеет следующие горизонты: t

А - В, - В₂ - В_к - B_KS - С.

Гумусовый горизонт А — каштановой окраски с коричнево-серым оттенком, комковато-зернистой структурой, мощностью 15—30 см. Горизонт В, тоже гумусовый серовато-бурой окраски, призмовидно-комковатой структуры, мощностью около 10 см, вскипает от НС1 в нижней части. Горизонт В₂ буровато-палевой окраски с гумусовыми затеками бурого цвета, мощностью тоже около 10 см, вскипает от НС1. Горизонт В_к бурова_т0-желтого цвета, уплотненный, призмовидной структуры, пропитанный карбонатами в форме белоглазки или мучнистых _сКоплсний мощностью от 50 до 100 см. Горизонт B_KS — светлый _{с ка}рбонатами и вкраплениями гипса. В нижней части горизон_та [3_ks встречаются легкорастворимые соли. Под ним — материнская порода — С.

У темно-каштановых почв мощность гумусового слоя (А+В,) — 35—45 см. Вскипает от НС1 на глубине 45—50 см. Гипс и легкорастворимые соли на глубине 2 м.

Каштановые почвы имеют меньшую мощность гумусового слоя (А + В, = 30—40 см). Вскипание на глубине 40—45 см, а гипс — на глубине 150—170 см.

Светло-каштановые почвы имеют мощность гумусового слоя 25—35 см, который бесструктурный. Карбонатный горизонт ближе к поверхности почвы, гипс на глубине 110—120 см. Значительное скопление солей по сравнению с темно-каштановыми почвами обусловливает проявление признаков солонцеватости.

Для зоны каштановых почв характерна комплексность, которая обусловлена, во-первых, почвообразующими породами, подстилаемыми морскими засоленными отложениями, во-вторых, 1Чикрорельефом и различными условиями увлажнения, а также пятнистым распределением растительности и ее консорционным составом.

В каштановых и темно-каштановых почвах илистая фракция распределена равномерно по почвенному профилю. Для солонцеватых разновидностей каштановых почв характерно перемещение илистой фракции из верхних горизонтов в горизонт В. В илистой фракции преобладают вторичные минералы группы монтмориллонита и гидрослюд. В небольших количествах встречаются полуторные оксиды железа и алюминия.

Емкость поглощения в каштановых почвах колеблется от 15 До 30 мг • экв на 100 г почвы. В составе поглощенных оснований преобладают Са²⁺ и Mg²⁺, содержание поглощенного натрия достигает 3—4 % емкости поглощения.

В сильно солонцеватых каштановых почвах содержание обменного натрия возрастает до 15 % от емкости поглощения. Реакция водной вытяжки в верхних горизонтах слабощелочная (pH = 7,2—7,5), в нижних горизонтах — pH = 8.

В связи с непромывным водным режимом в каштановых почвах происходит накопление карбонатов, гипса и легкораство-

римых солей на различной глубине. Малое количество осадЛ не обеспечивает промачивания почвы глубже 100 см. А в засу] , ливые годы глубина промачивания не более 50—70 см. Поэтб] , на глубине 50—60 см аккумулируются карбонаты. Глубже 1-внедряется гипсовый горизонт. ]

В каштановых несолонцеватых почвах мало водораствор] мых солей. В солонцеватых почвах, образовавшихся на засоле] ных породах, происходит значительное накопление солей j глубине 120—160 см. Преобладает сульфатно-хлоридный тип з{ соления. j

Каштановые почвы имеют благоприятные физические с во! ства. Солонцеватые каштановые почвы характеризуются боле плотным сложением профиля, особенно карбонатных горизоН тов (1,5—1,7 г/см³). Для них характерна высокая дисперсное минеральной и органической частей и непрочность структурнь агрегатов.

По «Классификации почв России» (2004) выделяется ти| каштановые почвы AJ-BMK-CAT-Cca, относящийся к отдел! аккумулятивно-карбонатных малогумусовых почв к стволу по! стлитогенных почв. 1

Тип каштановые почвы диагностируется по светлогумусово| му горизонту AJ, ксерометаморфическому ВМК и текстур! но-карбонатному горизонтам. Светлогумусовый горизонт свет! ло-серого или палево-серого цвета с комковатой структурой! мощностью до 15 см. Содержание гумуса 2,0—3,5 %, соотношение С_гк: С_фк = 1. Под светлогумусовым горизонтом залегает ксе-рометаморфический ВМК каштанового цвета, мощностью до 30—35 см, с ореховато-мелкопризматической структурой, содержит карбонаты. Под ксерометаморфическим горизонтом залегает текстурно-карбонатный CAT с карбонатными новообразованиями в виде белоглазки. Окраска неоднородная, на буром или желто-буром фоне наблюдаются темные полосы и пятна. Карбонатные новообразования встречаются на глубине 45—70 см. Легкорастворимые соли в подтипе солонцеватых каштановых почв залегают глубже 100 см, подтипе засоленных — до 100 см, в подтипе гидрометаморфизированных каштановых почв легкорастворимые соли на глубине 150—200 см.

Каштановые почвы обеспечивают хорошие урожаи сельскохозяйственных культур при условии оптимальной обеспеченности влагой. Поэтому в зоне сухих степей в сельскохозяйственном использовании каштановых почв первостепенное значение име-

_т мероприятия по накоплению и сохранению влаги в почве: оскорезная обработка с сохранением стерни, посев кулис на яровых полях, посадка полезащитных лесных полос, проведете снегозадержания, мульчирование полей соломой. На легких каштановых почвах необходимо проводить противодефляцион_нЫе мероприятия: почвозащитные севообороты, залужение многолетними травами при развитии ветровой эрозии почв. Большое значение имеет рациональная организация орошения, внесение органических и минеральных удобрений.

На каштановых почвах в комплексе с солонцеватыми и солонцами необходимо проведение мелиоративных мероприятий по улучшению водно-физических свойств.

К засоленным относят почвы, содержащие в своем профиле легкорастворимые соли в количествах, токсичных для растений. Эти почвы распространены в различных зонах: в сухих степях, полупустынях и пустынях, реже встречаются в лесостепной и таежно-лесной зонах. Большое распространение засоленные почвы имеют на территории Западной Сибири и в Поволжье.

Солонцы относят к засоленным почвам, они содержат водорастворимые соли не в верхнем горизонте, а в нижезалегающих горизонтах. ППК солонцов содержит большое количество обменного натрия, иногда в комплексе с магнием в иллювиальном горизонте.

Причинами образования засоленных почв являются засоленные почвообразующие породы, сильно минерализованные грунтовые воды и условия, способствующие аккумуляции солей в почвах.

Образующиеся при выветривании пород растворимые соли перемещаются с поверхностным стоком в реки, озера, моря и в бессточные понижения. При отступлении озер, морей, на суше остается большое количество легкорастворимых солей от моржих соленосных остатков.

Характер распределения солей и их накопления в почве зависит от количества осадков, величины их испарения, рельефа Местности, фильтрационных свойств материнских пород и почв. В условиях промывного водного режима и глубокого уровня

грунтовых вод соли вымываются из почвенного профиля в лее глубокие слои, в грунтовые воды и не накапливаются в пс ве. При непромывном и выпотном водных режимах, особен?! при близком уровне грунтовых вод, создаются условия для копления солей в почвах. Такие условия для накопления сол^ в грунтовых водах и почвах характерны для сухих степей и пу| тынь.

На перераспределение и аккумуляцию растворимых сол| оказывает влияние и растительность. На почвах с неглубоки уровнем сильноминерализованных грунтовых вод и засоленнь почвах растут солеустойчивые травы, которые поглощают и н| капливают в клетках тканей высокий процент солей. Зольнос| солеустойчивых трав может составлять 20—40 % сухого вещее! ва. С опадом этих растений в верхний слой почвы поступав большое количество легкорастворимых солей. В условиях засу ливого климата и выпотного водного режима соли могут накал! ливаться в почве и при потягивании и испарении засоленны! грунтовых вод, которые при неглубоком залегании могут подни| маться по капиллярам до самой поверхности почвы. 1

Причины образования солонцов различны. По теорий К. К. Гедройца, солонцы образовались при рассолении солонча! ков, засоленных нейтральными солями натрия. В почвах с повыя шенным содержанием солей натрия почвенный поглощающи! комплекс насыщен катионами натрия. Почвенные коллоидь! насыщенные натрием, сильно набухают, становятся устойчивь| ми к коагуляции. При обменной реакции между натрием в ПП1 и кальцием углекислых солей почвенного раствора появляется щелочная реакция:

[ППК]»^а: + Са(НС0₃)₂ [ППК]Са²⁺ + 2NaHC0₃

Под влиянием щелочной реакции усиливается диспергировав ние почвенных коллоидов, которые выщелачиваются из верхнеге горизонта почвы и накапливаются на различной глубине почвен-? ного профиля под действием солей электролитов, превращаясь из золей в гели. Этот процесс приводит к образованию иллюви-1 ального (солонцового) горизонта солонцов. Высокая дисперсн! ность солонцового горизонта обусловливает неблагоприятные! водно-физические и химические свойства солонцов.

К Д. Глинка поддерживал и развивал теорию К. К. Гедрой-Он считал, что для образования солонцов необходимы прозасоления почв натриевыми солями и их рассоления.

0 цсссы

солонцов.

Многовековое чередование этих процессов приводит к образова

нию

Почвенный профиль солонцов резко дифференцирован, он __аздсляется на отчетливо выраженные горизонты. Сверху гумусо-_в0-элювиальный (надсолонцовый) А, комковатой или пластин_чаТой структуры, обедненный илистой фракцией. Мощность гумусового горизонта от 3 до 20—25 см, цвет от светло-бурого до черного. Под ним формируется солонцовый (иллювиальный) горизонт В,, темно-бурый с коричневым оттенком, столбчатой, призматической или глыбистой структуры. Мощность солонцового горизонта 10—25 см, иногда более 25 см. Для этого горизонта характерно внедрение в ППК иона натрия, резкое повышение дисперсности органической и минеральной части, снижение устойчивости коллоидов к воде и щелочная реакция почвенного раствора — рН_в = 9—11. Горизонт при высыхании сильно уплотняется, а во влажном состоянии сильно набухает, становится вязким, бесструктурным, липким. Солонцовый горизонт характеризуется неблагоприятными агрономическими свойствами. Под мим формируется подсолонцовый горизонт В₂ более светлой окраски, содержащий гипс и карбонаты. Мощность горизонта В₂ — 20—30 см. Поглощенный натрий составляет 40—60 % от емкости поглощения, плотность высокая — 1,4—1,5 г/см³.

Горизонт В₂ переходит в солевой горизонт В_с с большим скоплением легкорастворимых солей. Под ним — материнская порода С,.

По «Классификации почв СССР» (1977) в зависимости от геоморфологических и гидрологических условий формирования солонцов их делят на 3 типа: солонцы автоморфные, полугидро-'порфные и гидроморфные.

Солонцы автоморфные образуются при нахождении засолен-^нЬ1х почвообразующих пород близко к поверхности почвы. Грунтовые воды находятся на глубине более 6 м и не оказывают 'слияния на почвообразование. В таких солонцах карбонаты накапливаются на глубине 35—50 см. Ниже карбонатного горизонта накапливается гипс, глубже которого формируется горизонт Максимального скопления легкорастворимых солей. Преобладает ^хлоридно-сульфатный тип засоления.

Солонцы полугидроморфные формируются в условиях дог нительного увлажнения за счет поверхностного стока и гру вых вод, залегающих на глубине 3—5 м. В полугидроморф* солонцах карбонатный и гипсовый горизонты находятся меньшей глубине: 30—35 см. Тип засоления хлоридно-сульф| ный, встречается и содово-хлоридно-сульфатный.

Солонцы гидроморфные (луговые, лугово-болотные) форми| ются в условиях избыточного поверхностного и грунтового лажнения, грунтовые воды залегают на глубине 3 и менее мет

Солонцы луговые содержат большое количество солей нец| средственно под солонцовым горизонтом. Лугово-болотные лонцы формируются в условиях избыточного увлажнения п| мохово-травянистым покровом, имеют торфянистый надсолс цовый и глеевый подсолонцовый горизонты. Гидроморфные лонцы широко распространены в лесостепной зоне Западне Сибири.

По химическому составу, глубине и степени засоления с^ лонцы подразделяют на роды. На виды солонцы делят по мог ности гумусово-элювиального горизонта (А,), по содержанию ofj менного натрия в горизонте В,, по степени осолодения. По мог ности гумусово-элювиального горизонта: корковые (0—5 cn мелкие (5—10 см), средние (10—18 см), глубокие (>18 см). По сс| держанию обменного натрия в горизонте В,: малонатриевые — д| 10 % от ЕКО, многонатриевые >25 % ЕКО.

Гумусово-элювиальный горизонт характеризуется легки» гранулометрическим составом, он обогащен кремнеземом и бе| ден полутораокисями. Иллювиальный горизонт обогащен или| стой фракцией с преобладанием минералов монтмориллонита! вой и гидрослюдистой групп, содержащих натрий.

Содержание натрия в горизонте В, колеблется от 10 до 80 емкости поглощения. Натрия больше в солонцах содового тип^ засоления, которые имеют высокую щелочность (pH = 8—10).

Содержание гумуса колеблется от 2 до 6 %. Солонцы стеЫ ной зоны каштановых почв менее гумусированы по сравнении с черноземной зоной. В составе гумуса преобладают фулыюкис-! лоты.

Солонцы характеризуются неудовлетворительными водными*! химическими и физико-механическими свойствами: низкая во-1 допроницаемость, большая величина максимальной гигроско-} пичности (МГ), щелочная реакция почвенного раствора.

Эти почвы занимают довольно большие площади. Наибольшее распространение они получили в Среднем и Нижнем Поволжье, в Западной Сибири. Солонцы чаще расположены на террасах озер, рек, террасированных склонах ложбин древнего _сТОка, днищах логов и других понижениях.

Г1о «Классификации почв России» (2004) солонцы в зоне черноземных почв чаще имеют содовый или сульфатно-содовый _тИп засоления. В составе солей преобладают карбонаты (Ма₂С0₃), бикарбонаты натрия (NaHC0₃), сульфаты натрия, магния, кальция. По «Классификации почв России» (2004) выделяют следующие типы солонцов: солонцы темные AU-EL-BSNth-BMKth-BCAth-Cca, солонцы светлые AJ-EL-BSN-BMK-ВСА-Сса, солонцы гидрометаморфические темные AU-EL-BSNth-BMKth,q-BCAth,q-Q-CQ, солонцы гидрометаморфические светлые AJ-EL-BSN-BMKq-BCAq-Q-CQ. Перечисленные типы солонцов относятся к отделу щелочно-глинисто-дифференцированных почв, к стволу постлитогенных почв. Отдел щелочно-глинисто-дифференцированных почв объединяет почвы с резкой элювиально-иллювиальной дифференциацией профиля илистых частиц с обязательным наличием солонцового горизонта со столбчато-призматической структурой и неблагоприятными водно-физическими свойствами.

Профиль типа солонцов темных состоит из темногумусового горизонта AU буровато-серого цвета, мощностью от 5 до 20—25 см с содержанием гумуса 3—5 %. Под гумусовым залегает плювиальный горизонт EL светло-серого цвета. Под ним находится солонцовый столбчато-призматический горизонт BSNth темно-бурого или коричневого цвета мощностью 10—25 см. Ниже расположен ксерометаморфический горизонт BMKth коричневато-бурого цвета, который содержит карбонаты, неоформленные в новообразования. Под ним формируется аккумулятивно-карбонатный горизонт BCAth более светлого цвета по сравнению с ксерометаморфическим горизонтом. Карбонаты в нем в виде ясно выраженных новообразований — пятен и других форм скоплений. В нижней части профиля солонцов темных содержится гипс и большое скопление легкорастворимых солей.

Гумусовый горизонт солонцов темных имеет нейтральную Реакцию, солонцовый и подсолонцовый — щелочную. Солонцовый горизонт содержит большое количество обменного натрия — до 40—60 % от суммы обменных катионов.

Солонцы темные встречаются в лесостепной и степной лпД на засоленных породах без дополнительного увлажнения по вещ ностными или грунтовыми водами. По «Классификации псЩ СССР» (1977) солонцам темным соответствует подтип солонцЯ черноземных. Ж

Солонцы светлые отличаются от темных светлогумусовым ы| ризонтом с содержанием гумуса до 3 %, состав гумуса гумат но-фульватный. Солонцы светлые характерны для южной част степной зоны и полупустыни, формируются на засоленных nopdl дах, встречаются в комплексе с каштановыми и бурыми почвами* Солонцы гидрометаморфические формируются в степноЖ зоне и полупустыне с неглубоким залеганием грунтовых сильнщ минерализованных вод. Под влиянием грунтовых вод ксерометаХ морфический и аккумулятивно-карбонатный горизонты имею» признаки гидрометаморфизации. 1

По «Классификации почв России» (2004) выделяют типы ага росолонцов соответствующих естественных типов солонцов: агЦ росолонцы темные P-BSNth-BMKth-BCAth-Cca, агросолонцьщ светлые P-BSN-BMK-BCA-Cca и др. Агросолонцы характернь! наличием агрогенно-преобразованного горизонта, под которым! находится ненарушенный или частично срезанный солонцовый^ горизонт. Формируются при земледельческом использовании со-| ответствующих типов естественных солонцов. 1

Мелиорация и освоение этих почв является большим рсзер-: вом увеличения продукции растениеводства и животноводства.. Большую работу по изучению мелиоративных особенностей за-' соленных почв и разработке приемов мелиорации провели сотрудники Алтайского филиала проблемной лаборатории по химической и агротехнической мелиорации солонцов (И.Т. Трофимов, 1982).

Коренное улучшение солонцов включает гипсование, внесение органических и минеральных удобрений, послойную обработку и посевы солеустойчивых многолетних трав и однолетних культур. Применение мелиоративных обработок солонцов и посевы солеустойчивых культур (волоснец ситниковый, донник, житняк, костер безостый, пырей бескорневищный, суданская трава и др.) повышают продуктивность кормовых угодий в 2—5 раз (И. Т. Трофимов, 1982).

При послойной обработке солонцов нужно сначала обрабатывать гумусово-элювиальный горизонт (А,) фрезой или тяжелыми дисковыми боронами, не задевая солонцовый слой, затем

подить безотвальное рыхление солонцового горизонта рых-^пР_тСлями солонцов PC-1,5 на глубину 30—35 см. После такой сработки в течение лета участок обрабатывается по типу черно° пара- На следующий год после предпосевной обработки веской высевают семена солеустойчивых травосмесей.

Мелиорация солонцов содового типа засоления, особенно КАТКИХ с гумусовым горизонтом до 10 см, проводится гипсова-_нИСм в сочетании с внесением удобрении.

Норму внесения гипса рассчитывают по содержанию обмен-_н0го натрия в ППК:

Z)CaS0₄ • 2Н₂0 = 0,086 (Na - 0,05E)hdv,

где D — доза гипса, т/га;

0,086 — химический эквивалент гипса, г;

Na — содержание поглощенного натрия в мелиорируемом горизонте, мг экв/100 г почвы;

Е — емкость катионного обмена (ЕКО), мг экв/100 г почвы, 5 % натрия от ЕКО не сказывается отрицательно на свойствах почвы;

h — мощность мелиорируемого слоя почвы, см;

dv — плотность почвы мелиорируемого слоя, г/см³.

Внесение гипса 10 т/га и минеральных удобрений (N₆₀P₆₀) под глубокую отвальную вспашку на 27—30 см снижает pH почвенного раствора на 1,5, количество легкорастворимых солей в 2 раза, уменьшает активность катиона Na в 8—10 раз на солонцах мелких многонатриевых. Урожайность сена многолетних трав (нолоснец ситниковый, житняк ширококолосый, регнерия волокнистая) повышается в 5—10 раз. Длительность последействия коренного улучшения солонцов сохраняется до 20 лет (И. Т. Трофимов, 1982).

К засоленным почвам относятся и солоди, которые распространены в лесостепи Западно-Сибирской низменности на отрицательных частях рельефа. По теории К. К. Гедройца, солоди образуются из солонцов при переувлажнении в понижениях Рельефа и перемещении коллоидов и солей в глубь почвы. Происходит замещение обменного натрия на катионы водорода, Щелочная реакция почвенного раствора изменяется на кислую. При устойчивом переувлажнении понижений происходит заболачивание солодей, на поверхности почвы образуется торфяной торизонт.

Солоди обладают низким плодородием, они малопригс для земледелия. Пониженные элементы рельефа затрудняют! пользование этих почв.

Почвы, содержащие избыточное количество водораствой мых солей во всем профиле и особенно в поверхностных го| зонтах (до 3 %), называют солончаками. Почвенный проф^ солончаков слабо дифференцирован на генетические горизон^ По всему профилю солончака заметны выцветы солей. Обра вание засоленных почв обусловлено накоплением солей в rpjj товых водах, материнских породах и зависит от условий, спосс ствующих их аккумуляции в почвах. При выветривании горн| пород образуется огромное количество растворимых солей, торые в процессе денудации поступают в большой биогеохт ческий круговорот веществ, аккумулируются в озерах, океана в бессточных бассейнах. При регрессии озер, морей и океаг донные соленосные осадки становятся источником огромнс количества легкорастворимых солей на суше.

Большое влияние на аккумуляцию солей в почвах оказыва растительность. Солеустойчивые растения (солянки, полын! саксаул, кермек, бескильница и др.) поглощают соли из близи залегающих засоленных грунтовых вод и накапливают их в св| ем составе. При минерализации опада этих растений соли нак| пливаются в профиле почв.

По «Классификации почв СССР» (1977) солончаки по усл<3 виям формирования подразделяют на 2 типа: автоморфные гидроморфные.

Автоморфные солончаки формируются на засоленных поч| вообразующих породах при глубоком залегании грунтовых вс (>6 м). Материнскими породами являются элювий и делювий третичных древних отложений, морские засоленные породы чеТ| вертичного периода. •?

Гидроморфные солончаки развиваются при близком уровне сильноминерализованных грунтовых вод. Высокое содержаний водорастворимых солей наблюдается по всему профилю почвы о максимальной концентрацией в верхних горизонтах.

Соровые солончаки формируются в результате испарения поверхностной воды мелких соленых озер. Дно высохших озер по_кр_Ыто слоем солей. На таких солончаках растительность отсутствует.

' Эолово-бугристые солончаки формируются при переносе сильно засоленных осадочных пород ветром и аккумуляции их в различных местах, например в понижениях, около кустов.

Вторичные солончаки образуются при нарушении режима орошения, вызывающего подъем грунтовых засоленных вод и накопление легкорастворимых солей в поверхностных горизонтах почвы.

В профиле солончаков илистые частицы, кремний и полуторные оксиды распределены равномерно. Легкорастворимые соли сдерживают диспергирование органических и минеральных частиц и их перенос вниз по профилю. Поэтому профиль типичных солончаков слабо дифференцирован на горизонты.

Солончаки относятся к малогумусным почвам, в составе гумуса преобладают фульвокислоты. Низка емкость поглощения, в составе обменных оснований большую часть составляют кальций, магний, натрий. В солончаках содового засоления преобладает натрий.

Кислотность солончаков колеблется от слабощелочной (pH = - 7,3—7,5) до высокой щелочности (pH = 9—11) в содовых солончаках.

Высокая концентрация солей в почвенном растворе препятствует поступлению воды в растения, нарушается обмен веществ и клетках, и растения погибают. Токсичность солей зависит от их химического состава и растворимости; она возрастает от сульфатного типа засоления к содовому.

По «Классификации почв России» (2004) выделяют следующие типы солончаков: солончаки темные S[AU]-Cs,q, солончаки глсевые Sg-Cs-CGs, солончаки S-Cs,q, солончаки сульфидные (соровые) S-SS-Gs, солончаки вторичные S[A-B-C]. Типы солончаков относятся к отделу галоморфных почв, стволу постли-югенных почв.

Большинство культурных растений не могут расти и обеспечивать удовлетворительный урожай при повышенном содержании водорастворимых солей в солончаках. Поэтому для освоения солончаков нужно проводить сложные мелиоративные мероприятия, из которых самым эффективным является промывка с устройством дренажа и отводом промывных вод. Такое освое-^f) - 7126 Евтефеев

ние солончаков возможно на орошаемых полях с глубоким згй ганием грунтовых вод. 3

На неорошаемых площадях, с близким уровнем грунте! вод, особенно в замкнутых бессточных понижениях, солонц! используют как природные малопродуктивные пастбища. $ повышения продуктивности таких кормовых угодий проводят лужение многолетними солеустойчивыми тразами: ломкокол* ником ситниковым, пыреем бескорневищным и др. (И. Т. Т| фимов, 1982).

Аллювиальными называют почвы, образовавшиеся на аллщ виальных отложениях речных долин, периодически заливаем™ паводковыми водами. Пойма — часть речной долины, затопляЦ мая водой во время разливов рек. Характерной особенностщ почв пойм является их разновозрастность и динамичность. Овд имеют наименьший абсолютный возраст, так как ежегодно пА разливах рек могут разрушаться водами, а после окончания пш ловодья на новых аллювиальных отложениях заново начинаете почвообразовательный процесс. Поэтому в пойме почвы нахщ дятся на самых начальных стадиях почвообразования до сфо{2 мированных аллювиальных почв, а на повышенных незатопля^ мых участках поймы распространены зональные типы почв, ха рактерные для той зоны, где протекает река. |

Аллювиальные почвы имеют высокое природное плодоро дие, на них зачастую размещены ценные сельскохозяйственны) угодья. Систематические отложения речного ила на пойме npi разливах рек являются агентом естественного удобрения, повы| шающего плодородие пойменных почв. Большие площади аллк> виальных почв находятся в поймах крупных рек — Дона, Волн* Оки, Камы, Печоры, Оби, Иртыша, Енисея, Лены, Амура и др.|

На образование почв пойм кроме основных пяти факторов I производственной деятельности человека большое влияние оказывают поемные и аллювиальные процессы. Под поемными процессами понимают затопление поймы водой во время разливов рек. Паводковые воды дополнительно увлажняют почвы пойм; изменяют уровень грунтовых вод, оказывают влияние на микро-* биологические процессы, на солевой и окислительно-восстано-1

• средняя поемность — 7—15 дней. Этот срок затопления водой хорошо переносят большинство многолетних трав. Он отрицательно влияет на однолетние растения;

ш ный режимы, состав и продуктивность растительных фор-

^длительность затопления поймы оказывает огромное влия-_на почвообразовательный процесс и использование почв ^Н ЙМ. По продолжительности затопления поймы выделяют сле-^Пуюшие виды поемности:

^ • короткая поемность при затоплении водой сроком до 7 дней. Такой срок затопления переносит большинство растений;

• продолжительная поемность — 15—30 дней, исключает выращивание однолетних полевых культур. Выдерживают такой срок затопления некоторые многолетние травы: пырей ползучий, костер безостый, лисохвост луговой, мятлик луговой, полевица белая, горошек мышиный, чина луговая, канареечник тростниковидный и др.;

• очень продолжительная поемность — более 30 дней. Такое длительное затопление переносят влаголюбивые злаки (тростник, манник, бекмания), осоки, ситники и малоценное разнотравье болотного типа.

В поймах рек встречается и древесно-кустарниковая растительность, состав которой зависит от природных особенностей зоны, в которой протекает река. В поймах рек таежно-лесной зоны встречаются береза, пихта, ель, осина; в лесостепной и степной зонах — вяз, клен, ива, тополь, калина, черемуха, ежевика и др.

Под аллювиальными процессами понимают перемещение с воной взмученных частиц почвы, горных пород различных фракций (гравий, песок, пыль, ил) и оседание этих частиц из воды на поверхность поймы в виде аллювиальных отложений (аллювия). После ливневых дождей и весеннего снеготаяния происходит ^смыв почвенных частиц и горных пород поверхностным стоком со всего водосборного бассейна. Во время разливов рек эти час^тицы оседают на поймах по мере уменьшения скорости течения поды.

При большой скорости течения воды оседают частицы крупных фракций (гравий — 1—3 мм, песок — 1—0,25 мм). При замедлении скорости течения оседают пыль и ил. Скорость течения реки во время разлива уменьшается в направлении от русла

к коренному берегу. В связи с этим в поймах больших рек: личаются три части: прирусловая, ближайшая к руслу; тральная, или средняя; притеррасная, удаленная от русла и летающая к коренному берегу или приречным террасам. Эти^ части поймы отличаются по составу аллювиальных отложен! рельефу, условиям увлажнения, по составу растительност почвам. _щ

На прирусловой части поймы скорость течения реки вел» здесь оседают крупные фракции (гравий, песок). Поэтому п| русловая пойма характеризуется волнистым рельефом с песЦ ными отложениями и приподнятыми участками — «гриваи которые чередуются с понижениями.

Растительность на прирусловой пойме чаще изрежена. Р| тительные формации относительно бедны: здесь произраст лишь небольшой набор видов трав и кустарников. Преобладай корневищные злаки, требовательные к влаге и аэрации почй По расположению на рельефе выделяют луга трех типов:

а) высокого уровня;

б) среднего уровня;

в) низкого уровня.

Луга высокого уровня расположены на вершинах грив и лопродуктивны. На склонах грив находятся луга среднего уро! ня, травостой которых более разнообразен и продуктивен. В па нижениях между гривами расположены луга низкого уровня| благоприятными условиями увлажнения и питательного режм Луга низкого уровня заняты разнотравно-злаковыми ассоци| циями с преобладанием пырея ползучего, костра безостого, п| левицы белой, бекмании, мятлика лугового, канареечника. Тр| востои на лугах низкого уровня высокоурожайны.

Центральная пойма, самая большая по площади, тоже по^ разделяется на луга высокого, среднего и низкого уровней с ра личным травостоем. Рельеф центральной части поймы более в!а| ровней по сравнению с прирусловой. Здесь преобладают глин! стые аллювиальные отложения. На центральной пойме бол! разнообразен травостой, имеющий большую урожайность

Притеррасная пойма занимает в катене подчиненное полй жение, скорость течения реки здесь медленнее, длительность за топления больше, аллювиальные отложения состоят из пылева тых и илистых частиц. Из-за пониженного уровня притеррасна| часть поймы часто избыточно увлажнена или даже заболочена В травостое преобладают влаголюбивые злаковые травы, разно!

_травьс, а на заболоченных местах — осоки и болотная расти-^сльность.

Преобладающей растительностью на поймах рек является травянистая (луговые травы). Поэтому определяющим почвообразовательным процессом является дерновый, его особенностью является накопление гумуса, элементов питания для растений и образование водопрочной структуры в верхнем горизонте под луговой растительностью.

Степень развития дернового процесса зависит от вида аллювиальных отложений, их химического состава, водного режима на разных уровнях рельефа поймы. На развитие дернового процесса влияют условия той зоны, в которой расположена пойма.

По «Классификации почв СССР» (1977) в зависимости от особенностей почвообразования в поймах рек Г. В. Добровольский (1968) выделил три группы аллювиальных типов почв: дерновые, луговые и болотные.

Аллювиальные дерновые почвы образуются в лесной, лесостепной и степной зонах на прирусловой и центральной частях поймы высокого уровня. Грунтовые воды на повышенных элементах рельефа находятся на большой глубине и не оказывают влияния на почвообразовательный процесс. Аллювий состоит в основном из песчаных фракций.

Оглеение в аллювиальных дерновых почвах отсутствует. Мощность гумусового горизонта колеблется от 5 до 20 см, содержание гумуса в горизонте А, — от 1,5 до 9 %. По содержанию гумуса в горизонте А, выделяют виды:

а) малогумусные — менее 3 %;

б) среднегумусные — 3—5 %;

в) многогумусные — более 5 %.

Для аллювиальных дерновых почв характерны высокая аэрация и водопроницаемость.

Аллювиальные луговые почвы образуются, как правило, на Центральной части поймы среднего уровня на суглинистом и глинистом аллювии, встречаются по пониженным местам и на Црирусловой пойме под луговой растительностью. Грунтовые коды находятся на глубине 1—2 м и подпитывают луговые тра-еы, в этих условиях создаются благоприятные предпосылки для Развития дернового процесса. Поэтому такие почвы имеют хорошо оструктуренный гумусовый профиль, обладают высоким плодородием.

Аллювиальные луговые почвы пойм имеют следующее стр<| ние профиля: А_д — дернина, густо переплетенная живыми и, мершими корнями и корневищами луговых трав; А, — гумуЙ вый горизонт темно-серой окраски; В, — переходный гумусов горизонт серого цвета с признаками оглеения (B_lg); B_2g — перл ходный горизонт с отчетливым оглеением в виде грязно-сизо¹ цвета; C_g — суглинистый и глинистый аллювий. Мощность гущ сового слоя (А, + В,) колеблется от 35 до 70 см и более, ность составляет 3—12 %.

Аллювиальные болотные почвы образуются на центральной! притеррасной частях поймы низкого уровня под травянистой! древесно-кустарниковой растительностью в условиях избыто! ного поверхностного и грунтового увлажнения. В этих почв! накапливаются органические вещества в виде иловато-перегно| ной массы и торфа, сильно развит процесс оглеения.

Аллювиальные болотные торфянистые почвы имеют торфЦ ной горизонт не более 50 см. Торфяная масса заилена. Под тоЦ фяным горизоном находится оглеенная порода сизого или голу боватого цвета различного гранулометрического состава.

Подтип аллювиальные болотные торфяные почвы полность| состоит из заиленной торфяной массы разной степени разложе ния. Торфяной горизонт имеет мощность более 50 см, ниже н|| ходится торфопорода, под которой расположены сильно оглеен| ные минеральные породы. J

Кроме аллювиальных процессов и поемности на почвообрй| зовательный процесс в поймах рек большое влияние оказывают условия, присущие той зоне, в которой находится пойма реки: Это влияние проявляется сильнее на поймах малых рек. HanpRf мер, в поймах рек лесостепи и степи находятся площади, редко затопляемые паводковыми водами, на которых в зависимости от рельефа, растительности и материнских пород образуются почвы, характерные для внепойменных пространств той зоны, по которой протекает река (серые лесные, выщелоченные черноземы и др.). На поймах в степной зоне при близком уровне засоленных вод образуются пойменные солончаковатые и солонцеватые почвы.

Плодородие аллювиальных луговых почв изменяется в зависимости от гранулометрического состава аллювия, мощности гумусового слоя и содержания гумуса, интенсивности оглеения и гидрогенной аккумуляции веществ, реакции почвенного раствора, содержания подвижных оксидов железа и алюминия.

[3 кислых почвах пойм лесной зоны в связи с понижением тснсивности нитрификации и закреплением фосфатов окси-"^н_мИ железа ухудшаются азотный и фосфорный режимы.

^ По «Классификации и диагностике почв России» (2004) вы-_яК)Т следующие типы аллювиальных почв: аллювиальные се-огумусовые (дерновые) AY-C~, аллювиальные темногумусовые ди-С(са)", аллювиальные торфяно-глеевые H-G-CG~ и др. Типы аллювиальных почв относятся к отделу аллювиальных, стволу синлитогенных почв. Аллювиальные почвы формируются при ежегодном отложении на поверхности речного или озерного аллювия мощностью до 20 см различного гранулометрического состава. Отдел подразделяется на типы по особенностям органогенного, гумусового, глеевого и гидрометаморфического горизонтов.

Тип аллювиальные серогумусовые (дерновые) почвы диагностируется по серогумусовому горизонту серого или буровато-серого цвета мощностью 20—30 см. Содержание гумуса 3—6 %. Реакция среды кислая или слабокислая, насыщенность ППК основаниями 60—80 %. Формируются на центральной пойме высокого и среднего уровня при кратковременном затоплении паводковыми водами. По «Классификации почв СССР» (1977) этому типу соответствуют аллювиальные дерновые кислые почвы.

Тип аллювиальные темногумусовые почвы диагностируется по наличию темногумусового горизонта мощностью до 50 см. Содержание гумуса 4—9 % гуматного состава. Структура зернисто-комковатая водопрочная. ППК насыщен основаниями, реакция среды нейтральная или слабощелочная. Под гумусовым горизонтом встречаются карбонаты.

Тип аллювиальные торфяно-глеевые почвы характерен налипнем торфяного и глеевого горизонтов. Торфяной горизонт темно-бурого или черного цвета, торф разложившийся, зольность по 30 %. Под торфяным залегает глеевый горизонт. Реакция ^п°чв близкая к нейтральной. Формируются в понижениях центральной и притеррасной поймы при избыточном увлажнении, Издаваемом паводковыми и грунтовыми водами, а также по-Нрхностным стоком с повышенных элементов рельефа.

Использование почв пойм усложняется большой контурно-^стью. Периодическое затопление поймы водой при весеннем и пстнем разливах рек, невыровненный рельеф, наличие замкну-^ri>ix блюдцеобразных понижений с избыточным увлажнением — Нс это затрудняет использование почв пойм в полеводстве.

В связи с этим почвы пойм используются в основном как родные сенокосно-пастбищные угодья и в меньшей степени Ш полевые и овощные культуры.

Для повышения продуктивности сенокосов и пастбии|1 поймах проводят приемы поверхностного и коренного ул> ния. Поверхностное улучшение включает приемы по удален! кустарников, кочек, сорных растений, уборке наносного мусс улучшению водного, воздушного и пищевого режимов.

На лугах с преобладанием корневищных трав проводят об$ ботку тяжелой дисковой бороной, вносят минеральные удобр§* ния, подсевают травосмеси на сильно изреженных участках, кой прием в луговодстве называют омоложением лугов.

При коренном улучшении малопродуктивных лугов провоА глубокую обработку почвы с уничтожением всей «выродившееся» растительности и выравниванием поверхности почвы nj|t последующих обработках. На кислых почвах проводят известкование, на солонцах — гипсование. Заболоченные участки пойм осушают путем устройства водосбросных каналов. После заве^ шения мелиоративных работ проводят залужение лугов поде ранными к конкретным условиям травосмесями и организуют i рациональное использование.

По «Классификации и диагностике почв России» (2004) вь деляются типы торфяных почв: торфяные олиготорфные ТО-1 торфяные эутрофные ТЕ-ТТ, сухоторфяные TJ-TT-D, othoc^J щиеся к отделу торфяных, стволу органогенных почв. Почвы дела торфяных почв диагностируются по наличию поверхнос ного торфяного горизонта мощностью более 50 см.

Тип торфяных олиготрофных почв диагностируется по нал* чию олиготрофно-торфяного горизонта светлой окраски, moiJ ностью до 50 см, состоящего в основном из сфагновых мхой Степень разложения до 50 % с низкой зольностью. Реакция сре| ды кислая. Формируются в таежно-лесной зоне и в тундре в ус! ловиях избыточного увлажнения под олиготрофной растителй ностью с преобладанием сфагновых мхов. Сфагновые мхи нака^ пливают воду в десятки раз больше своего сухого вещества^ поэтому они способствуют переувлажнению и заболачиванию.

Тип торфяные эвтрофные почвы диагностируется по нали-_R) эвтрофно-торфяного горизонта бурого цвета, мощностью до «О см Степень разложения выше по сравнению с олиготроф-⁵ )-торФ^яным горизонтом, зольность 6—18 %. Под ним залегает азложившаяся торфяная толща темно-коричневого цвета. Реакция среды кислая или нейтральная. Торфяные эвтрофные почвы образуются в пониженных элементах рельефа с подпитыванием минерализованными грунтовыми водами. Эвтрофная растительность состоит из осок, тростников, гипновых мхов, зарослей ₀л1,хи и других гидроморфов, требовательных к повышенному содержанию питательных элементов в субстрате произрастания. По «Классификации почв СССР» (1977) торфяным эвтрофным почвам соответствуют торфяные болотные низинные почвы.

Торфяные почвы занимают большие площади в Российской федерации, и освоение их имеет большое значение. На освоенных торфяных почвах выращивают высокие урожаи сена, кормовых корнеплодов, картофеля и других культур.

Глава 12 РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА ПОЧВ

Площадь Российской Федерации составляет 1709,5 млн га. Из них только 13 % занимают сельскохозяйственные угодья. Площадь пашни составляет 129,58 млн га, или 7,58 %; сенокосов — 23,12 млн га, или 1,35 %; пастбищ — 64,5 млн га, или 3,77 %.

На одного человека в России приходится 0,89 га пашни, что значительно больше, чем в других странах. Больше половины пашни расположено на черноземах, серых лесных, каштановых и пойменных почвах. Но пахотные угодья расположены в основном между 50° и 80° северной широты. Поэтому около половины площади пашни по тепловым свойствам почв, особенно по суровости зимних почвенных условий и длине периода вегетации растений, малопригодны для выращивания теплолюбивых культур, например кукурузы и сои на зерно, плодовых и цитрусовых. Для большинства почв России характерны сезоннопромерзающий и длительно сезоннопромерзающий типы температурного режима.

Более 10 % площади пашни России находится на территории с недостаточным количеством осадков с периодически промывным и непромывным типами водного режима, с частыми повторениями засушливых лет.

В связи с ограниченностью плодородия почв России по температурному и водному режимам необходимы большие затраты для улучшения водного, теплового и питательного режимов с целью получения устойчивых высоких урожаев сельскохозяйственных культур.

Кроме неблагоприятного сочетания климатических условий большое отрицательное влияние на плодородие почв оказывает антропогенный фактор — неумелое неграмотное пользование, низкая культура земледелия и негативная деятельность людей (различные виды техногенного загрязнения, отчуждение пахот-

_|Х угодий под строительство, вскрышные работы при добыче полезных ископаемых открытым способом и др.).

Из-за низкой культуры земледелия на пахотных угодьях установлено снижение содержания гумуса в пахотном слое почв. Большие площади подвержены водной и ветровой эрозии, разрушаются водоэрозионной сетью. На значительной площади орошаемой пашни произошло вторичное засоление почв.

Техногенное загрязнение почв приводит к сокращению числа полезных почвенных микроорганизмов и дождевых червей. В связи с этим снижается биологическая активность почв, увеличивается количество патогенных грибов, токсичных для растений.

Снижение плодородия почв стало особенно заметным в годы перестройки в России, годы проведения земельной реформы. Была отменена монополия государственной собственности на землю, узаконены частная индивидуальная, общая совместная, муниципальная собственность. При образовании крестьянских хозяйств, получении земель в аренду угодья были получены гражданами, не имеющими знаний и навыков по использованию плодородия почв. Трудное финансово-экономическое положение крестьянских хозяйств и сельскохозяйственных производственных кооперативов привело к отрицательным последствиям в земледелии.

Отрицательные последствия перестроечного периода (1995—2000 гг.) можно проследить на примере земледелия в Алтайском крае. Всего сельхозугодий в крае — 10 456 тыс. га, из которых 6596 тыс. га пашни; 1087 тыс. га сенокосов; 2510 тыс. га пастбищ. За 10 лет (1990—2000 гг.) площадь пашни в Алтайском крае уменьшилась на 401 тыс. га, орошаемых земель на 57,2 тыс. га, снизилась продуктивность сельскохозяйственных угодий. Увеличиваются потери гумуса, в среднем с каждого гектара пашни ежегодно теряется 0,57 т гумуса из-за развития эрозионных процессов.

По данным Алтайского агрохимцентра, при сложившейся системе земледелия суммарный вынос азота, фосфора и калия с • га пашни за 1 год составляет 78,9 кг, а внесение удобрений только 29,8 кг, т. е. 37,7 % от выноса с урожаями культур. Отрицательный баланс в почвах составляет по азоту и калию — 28-31 %, по фосфору — 82 %. При таком неполном воспроизводстве почвенного плодородия требуется принятие экстренных Мер по устранению негативных процессов и расширенному воспроизводству плодородия почв.

Продуктивность природных кормовых угодий невелика, бол» шие площади подвержены водной эрозии и дефляции. В

Состояние почвенных ресурсов вызывает необходимость прЯ ведения комплекса мероприятий по охране почв от физическсбИ разрушения под влиянием водной и ветровой эрозии, от техно» генного загрязнения и других негативных воздействий антропД генного характера. Я

Для рационального использования почвенных ресурсов нД обходимо провести детальный учет особенностей почвенноД покрова всех сельскохозяйственных угодий. Основой точногш учета земель являются материалы почвенных и геоботаническщв обследований — почвенные карты, агрохимические картограмЖ мы с пояснительными почвенными очерками, содержащим» подробную характеристику почв и рекомендации по их рацио» нальному использованию. Почвенные карты, картограммы и по» яснительные очерки к ним необходимы для учета почвенных ре» сурсов землепользователей всех форм собственности, внутрихо» зяйственного землеустройства территории, разработки систеД земледелия, выявления почв, нуждающихся в мелиоративных! мероприятиях. 1

Землеустройство является основой государственной земель-1 ной политики, управления почвенными ресурсами, научнообос-1 нованного перераспределения, использования и охраны почв-j В Российской Федерации принят Закон «О государственном зе-j мельном кадастре» (от 2 января 2000 г. № 28-ФЗ). ;i

Государственный земельный кадастр (ГЗК) — это системати-i зированный свод документированных сведений, полученных bJ результате проведения государственного кадастрового учета зе-'j мельных участков, о местоположении, целевом назначении и^ правовом положении земель Российской Федерации. ГЗК имеет j большое значение в организации рационального использования > земель, является установленной государством системой учета, регистрации и оценки земель. Он содержит необходимые сведения и документы о правовом режиме земель, их распределении по землевладельцам, землепользователям и арендаторам, о качественной характеристике и ценности земли.

Данные ГЗК строго обязательны при планировании использования и охраны земель, при их предоставлении или изъятии, определении платежей за землю, проведении землеустройства, оценке использования земель.

Внедрение Государственного земельного кадастра в отдель-

_х регионах возложено на «Комитеты по земельным ресурсам ^землеустройству». Например, в Алтайском крае — «Комитет по Цельным ресурсам и землеустройству Алтайского края» с под-_а^делениями в городах и районах края.

^у Основными задачами службы земельного кадастра в России

являются:

• обоснование и реализация государственной политики в организации рационального использования и охраны всех категорий земель независимо от форм собственности на землю;

• проведение инвентаризации и выявление нерационально используемых и неиспользуемых земель. Обеспечение их целевого использования;

• разработка проектов внутрихозяйственного землеустройства, по рекультивации нарушенных земель, защите почв от водной и ветровой эрозии, конструированию агроландшафтов;

• государственный контроль за использованием и охраной земель, проверка и экспертиза качественного состояния земель, принятие мер по устранению нарушений земельного законодательства;

• ведение земельного кадастра (регистрация, учет и оценка земель);

• ведение мониторинга земель.

Большое значение в повышении эффективности использования земель имеет их мониторинг, представляющий собой систему наблюдений за состоянием земельного фонда в целях своевременного выявления изменений, предупреждения и устранения последствий негативных процессов. Постановлением Правительства Российской Федерации «О мониторинге земель» (№491 ОТ 15 июля 1992 г.) организована государственная система мониторинга земель. Для реализации этой системы созданы пять институтов мониторинга земель и экосистем. За Уралом организован один — Алтайский институт мониторинга земель и экосистем (АлтайИМЗ), объектом которого является земельный фонд нсей Сибири независимо от формы собственности на земельные Участки, целевого назначения и характера использования.

Основное содержание работ мониторинга составляют систематические наблюдения (съемки, обследования и изыскания) за состоянием земель, выявление изменений и оценка состояния

землепользований, угодий, полей, участков, за изменением дородия почв (развитие водной и ветровой эрозии, потери са, ухудшение структуры почв, засоление, загрязнение зе^ пестицидами, тяжелыми металлами, радиоактивными веще^ ми).

Научно-методическое обеспечение кадастровых работ, бб| печение материалами топографо-геодезических, картографйЗ ских, почвенных, агрохимических, геоботанических обследс ний и изысканий, автоматизацию проводимых работ ведут на| но-исследовательские институты и проектные организации землеустройству. В Алтайском крае — ОАО ЗапСибНИИгищз зем, Алтайский институт мониторинга земель и экосистем. ^

Большое научно-производственное значение имеет каче<§-венная оценка (бонитировка) почв — сравнительная характеристика качества почв (в баллах) на основании почвенных обследований. Бонитировка почв необходима для экономически! оценки земель, ведения земельного кадастра, разработки сист^| земледелия, проведения мелиоративных работ и др. Она являе| ся объективной основой для установления цены на землю ра ных угодий, ставок налогообложения и аренды.

В основу качественной оценки почв В. В. Докучаев положу их свойства: мощность гумусового горизонта, содержание ryiv са, характер материнской породы, содержание основных элеме^| тов питания растений, поглотительная способность почв, влаге) емкость, теплоемкость и др. Одновременно оценивали почву по величине урожайности сельскохозяйственных культур.

Современные методы бонитировки почв основываются принципах, предложенных В. В. Докучаевым, но свойства поУ вы увязываются с агроклиматическими условиями в тесно! связи с урожайностью сельскохозяйственных культур. Из агрок лиматических показателей с урожайностью связаны такие пока затели, как сумма активных температур, коэффициент увлажнен ния (по Г. Н. Высоцкому — Н. Н. Иванову), гидротермический коэффициент (по Г. Т. Селянинову), степень континентальной сти климата.

Для черноземных почв Алтайского края сотрудниками ка-| федры почвоведения и агрохимии Алтайского аграрного универ*"| ситета под руководством профессора Л. М. Бурлаковой разрабо^| тан метод бонитировки, сущность которого заключается в созда-| нии модели урожайности яровой пшеницы в зависимости ощ почвенных и метеорологических факторов (Л. М. Бурлакова^ 1984)- При оценке качества черноземов учитывались восемь поч-,_нНЬ1Х показателей: мощность гумусового горизонта (М_А+АБ, м). _рНвод ^{в сл}ое 0—20 см; гумус в слое 0—20 см, %; азот вало-_р0Й в слое 0—20 см, %; фосфор валовой в слое 0—20 см, %; азот нитратов перед посевом в слое 0—40 см, мг/кг почвы; фосфор (_П0 ф. В. Чирикову) перед посевом в слое 0—20 см, мг/100 г; подвижный калий перед посевом в слое 0—20 см, мг/100 г почвы и два климатических показателя: гидротермический коэффициент мая—июня (ГТК,) и вегетационного периода май—август (ГТК₂). Определена урожайность яровой пшеницы по каждому состоянию всех десяти изучаемых показателей. Каждой величине урожайности присвоен ранг (разряд, категория). Например, при содержании гумуса в слое 0—20 см 4,1— 5,1 % урожайность яровой пшеницы составляет 0,6—0,8 т/га — присвоен ранг — 2, а при содержании гумуса 7,1—8,0% урожайность составляет 1,8—2,0 т/га — присвоен ранг — 6.

По рангам урожайности, соответствующим каждому состоянию изучаемых показателей, рассчитывают балл почвенный (БП) и балл почвенно-климатический бонитировочный (БПК). В соответствии с этим методом бонитировки выделены шесть категорий оценок черноземов (табл. 16).

По этой методике бонитировки оцениваются почвы в Алтайском крае.

Рациональное использование почвенных ресурсов должно °сновываться на освоении зональных адаптивно-ландшафтных систем земледелия, которые обеспечивают эффективное использование каждого участка земли с сохранением экологических и ^пРиродоохранных функций экосистем.

дифференцированной оценке земель за исходную единицу _п ^Ри нимают элементарный ареал агроландшафта (ЭАА) — учас* территории на мезорельефе, представленный одним типом nk вы или микрокомбинацией почв.

Для разработки и внедрения адаптивно-ландшафтных сис земледелия необходима агроэкологическая оценка земель

При

Л

Для водораздельных территорий (холмы, бугры, гривы, &в_а лы) характерны процессы выноса различных веществ иисхо^ щим током воды. На склонах водоразделов наряду с выносом веществ присущи процессы их транспортировки с вышележащих частей склона в нижележащие. Для замкнутых и открытых понижений (приозерные котловины, водоемы, речные долины и др.) характерна аккумуляция веществ, перемещаемых водотоками с водораздельных и склоновых территорий.

Совокупность сопряженных элементарных ландшафтов, связанных между собой условиями миграции и аккумуляции химических соединений, Б. Б. Полынов назвал геохимическим ландшафтом. Геохимический ландшафт — территория с водораздельными участками, склонами и понижениями (депрессиями).

По характеру миграции и аккумуляции химических соединений в геохимическом ландшафте выделяют три категории элементарных геохимических ландшафтов (ЭГЛ):

1. Элювиальные (автоморфные) — это водораздельные территории с независимым от грунтовых вод почвообразовательным процессом, отсутствием аккумуляции химических соединений с потоками воды, расходом веществ при поверхностном стоке и просачивании в подпочвенные горизонты.

2. Транзитные ландшафты — это склоны водоразделов и других повышений, в которых наряду с выносом веществ частично аккумулируются некоторые химические соединения.

3. Аккумулятивные ландшафты — это прилегающие к склонам территории, на которых аккумулируются химические соединения, переносимые поверхностным стоком и грунтовыми водами. К ним относятся поймы рек, озер, надпойменные террасы, котловины с близким залеганием грунтовых вод, водоемы и понижения другого генезиса.

Классификация элементарных геохимических ландшафтов служит научной основой для разработки и внедрения адаптивно-агроландшафтных систем земледелия в сельском хозяйстве, является объективной основой для агроэкологических ограниче-

„несение минеральных удобрений, пестицидов и других няй ^Н,_икатов при организации системы защиты растений. яД°^хИ _t экологическая характеристика земель имеет большое нис при планировании и проведении мероприятий по за-^зНа почв от эрозии: организационно-хозяйственных, агротех-^ еских, лесомелиоративных и гидротехнических.

^НИ Для определения экономического потенциала земельных репсов необходима оценка их качества по экономическим показателям, важнейшими из которых являются общая стоимость получаемой продукции (валовой доход), общая величина затрат на получение продукции и чистый доход, как разница между валовым доходом и затратами, связанными с производством продукции.

Совместное использование показателей качественной, экономической оценок, агроэкологической характеристики земель позволит объективно установить цену на землю, оценить хозяйственную деятельность собственников, пользователей и арендаторов земель, организовать более рациональное использование почвенных ресурсов и их аренду.

$