Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Вопрос об охране и использовании почв в настоящее время занимает особое место в проблеме охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Почва имеет исключительную ценность не только как объект сельского, лесного и других отраслей хозяйства, но и как незаменимый компонент наземных экосистем и биосферы Земли в целом. Разрушение и загрязнение почв, снижение их плодородия вследствие неправильного хозяйственного использования отрицательно сказывается на всём комплексе природных условий.

Зона пустынь и полупустынь является колыбелью древнейших человеческих цивилизаций. Человек издавна использует почвы этой зоны в сельском хозяйстве. почва пустынный климат рельеф

В настоящее время вследствие быстрого роста населения земного шара и ограниченности ресурсов плодородных почв идёт необратимый процесс сокращения площади почв сельскохозяйственных угодий. С каждым годом обостряется проблема охраны и рационального использования почв.

Площадь зоны пустынь и полупустынь составляет более 280 млн га. Поэтому сейчас остро встаёт вопрос об активном вовлечении в сельскохозяйственную деятельность почв этой зоны, о повышении их плодородия, об улучшении их физико-химических свойств, о решении экологических проблем этой зоны (опустынивание, засоление, ветровая эрозия и др.).

Цель данной работы - подробный анализ и характеристика условий почвообразования, состава и свойств почв, особенностей их использования в полупустынной и пустынной зоне.

В первой главе описываются основные закономерности географического распределения почв, особенности почвенно-географического районирования России и сопредельных государств, систематика, классификация и номенклатура почв, даются основные определения и таксономические единицы. Приведена картосхема «Почвенно-климатические пояса, области, зоны, провинции России и сопредельных государств».

Вторая глава посвящена рассмотрению условий почвообразования в полупустынной и пустынной зоне. Характеризуются климат, рельеф, почвообразующие породы и растительность для каждого типа почвы.

В третьей и четвёртой главах даётся подробная характеристика каждого типа почвы, которые характерны для зоны пустынь и полупустынь. Описывается процесс формирования почвы, как результат взаимодействия всех компонентов окружающей природной среды. Рассматриваются протекающие в почве биологические, геохимические и физико-химические процессы, которые обуславливают те или иные особенности гранулометрического состава, строения почвенного профиля, физико-химических свойств почвы. Анализируются тесно связанные с этими факторами и процессами проблемы рационального использования и охраны почв.

При написании этой курсовой работы были использованы учебники и пособия по географии почв и почвоведению Розова Н. Н., Строгановой М. Н., Розанова Б. Г., Добровольского В. В., Глазовской М. А. и других авторов, а также образовательные сайты сети Internet.

При выполнении работы моей задачей было обобщение и систематизация информации, полученной из различных источников, а также ясное и логичное её построение в соответствии с целью и планом данной курсовой работы.



ГЛАВА 1. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЧВ

Главнейшей задачей географии почв мира как науки является объяснение показываемого на картах почвенного покрова земного шара, т. е. теоретическое обоснование его современного состояния, теория его происхождения, интерпретация распространения почв на земной поверхности.

Современная теория географии почв мира включает ряд принципов и законов, объясняющих пространственное распространение почв на земной поверхности.

Первым принципом, сформулированным В. В. Докучаевым на основе учения о факторах почвообразования, является закон мировой почвенной зональности, ставящий на первое место среди факторов почвообразования климат в качестве определяющего географию почв мира фактора. Наличие широких ландшафтно-географических поясов и зон (полярных, субполярных, бореальных, суббореальных и др.) определяется широтной дифференциацией климатов планеты.

Следующий принцип - принцип геохимической сопряжённости почв. Существо этого принципа заключается в том, что геохимические процессы создают ту общую физико-химическую и минеральную основу коры выветривания, на которой развиваются биохимические процессы почвообразования, причём эта основа имеет более широкое и общее значение, чем частные проявления почвообразования. Поэтому наряду с климатической зональностью почв существуют крупные общепланетарные геохимические группы почв, формирующиеся в результате геохимической дифференциации кор выветривания и почвенного покрова, тесно связанные с геологическим возрастом и тектоническими особенностями поверхностей.

В. А. Ковда сформулировал принцип разновозрастности почв мира, согласно которому аналогичные или близкие группы почв располагаются на одновозрастных (и однотипных) геоморфологических элементах суши земного шара.

Принцип полигенеза почв гласит, что в пределах одновозрастных (и однотипных) геоморфологических поверхностей суши развитие почв может начинаться и протекать в различных условиях географической среды, что приводит к разнообразию почвенного покрова.

Следующий принцип - принцип дивергенции и конвергенции почв. Дивергенция почв - это расхождение признаков почв в процессе их эволюции, усложнение разнообразия почвенного покрова в процессе их развития. Конвергенция почв - похожесть сближения признаков в процессе эволюции почвообразования.

Также существуют принципы полицикличности почв и эволюционного развития почв.

Описанные выше закономерности географии почв мира действуют на земной поверхности непрерывно и одновременно с начала развития почвообразовательного процесса.

Цель почвенно-географического районирования - разделение территории на регионы, сходные по составу и структуре почвенного покрова, а следовательно, сходные по возможностям и системам сельскохозяйственного использования.

Систематика почв - это учение о разнообразии всех существующих на Земле почв, о взаимоотношениях и связях между их различными группами (таксонами), основывающееся на их диагностическом описании, определении путем сравнения специфических особенностей каждого вида почвы и каждого таксона более высокого ранга.

Основная цель систематики почв - создать полную систему (классификацию) почв Земли. Систематика почв опирается на сравнительно-исторический и сравнительно-географический методы, на принцип эволюционного развития почв.

Задачи систематики:

1) установить качественные различия между существующими на Земле почвами;

2) дать описание, по возможности полное и количественное, объектов исследования (почв) на основе определенных диагностических критериев, признаков и свойств;

3) дать перечень, полный список изучаемых почв в возможной логической последовательности и тем самым подготовить изучаемые объекты к их последующей научной классификации.

Классификация почв - это венец систематики - объединение почв в группы по их важнейшим свойствам, происхождению и особенностям плодородия.

Задачи систематики почв решаются с помощью и на основе номенклатуры, таксономии и диагностики почв.

Номенклатура почв - это наименования почв в соответствии с их свойствами и классификационным положением. В настоящее время в мировом почвоведении существует три главных направления в номенклатуре почв, каждое из которых опирается на свою систему диагностики и классификации почв: русское, американское (США) и международное (ФАО/ЮНЕСКО).

Слово таксономия происходит от греч. «taxis» - строй, порядок. Таксономия почв - это система таксономических единиц.

В почвоведении таксономические единицы - это последовательно соподчиненные систематические категории, отражающие объективно существующие в природе группы почв. Современная почвенная таксономия опирается на докучаевское учение о почвенном типе. В основу определения генетического типа почв были положены взгляды Л.И. Прасолова, который считал, что для почвенных типов характерно “единство происхождения, миграции и аккумуляции веществ”.

Тип почв - большая группа почв, развивающихся в однотипно сопряженных биологических, климатических, гидрологических условиях и характеризующихся ярким проявлением основного процесса почвообразования при возможном сочетании с другими процессами. Каждый тип имеет свои характерные черты.

Характерные черты почвенного типа определяются: однотипностью поступления органического вещества и процессов их превращения и разложения, однотипным комплексом процессов разложения и синтеза минеральных и органо-минеральных новообразований, однотипным характером миграции и аккумуляции веществ, однотипным строением профиля, однотипностью почвенных режимов, однотипной направленностью мероприятий по повышению плодородия почв.

Ниже почвенного типа предусматриваются следующие таксономические единицы: подтипы, роды, виды, разновидности и разряды почв.

Подтип почвы - группы почв в пределах типа, качественно отличающиеся по проявлению основного и налагающихся процессов почвообразования и являющиеся переходными ступенями между типами. Как правило, в пределах каждого типа выделяется центральный, наиболее типичный подтип и ряд переходных к другим типам подтипов.

Род почвы - группы почв в пределах подтипов, качественные генетические особенности которых обусловлены влиянием комплекса местных условий: составом почвообразующих пород, составом и положением грунтовых вод, реликтовыми признаками почвообразующего субстрата.

Вид почвы - группы почв в пределах рода, различающиеся по степени развития основного почвообразовательного процесса. Например, в подзолистых почвах по степени оподзоливания выделяют виды сильно-, средне-, сильноподзолистых почв.

Разновидность почвы - группы почв в пределах вида или подвида, различающиеся по гранулометрическому составу верхних почвенных горизонтов (легкосуглинистые, супесчаные, глинистые и т.д.)

Разряд почвы - группы почв, образующиеся на однородных в литологическом или генетическом отношении породах (на лессах, аллювии, граните, известняке и т.д.).

Таким образом, полное наименование конкретной почвы складывается из названия всех таксонов.

Пример наименования конкретной почвы: чернозем (тип) типичный (подтип) глубоковскипающий (род) среднегумусный среднемощный (вид) тяжелосуглинистый (разновидность) на лессе (разряд).

В Классификации почв России (2004) предусмотрены две надтиповые категории - стволы и отделы. Ствол - высшая таксономическая единица, отражающая разделение почв по соотношению процессов почвообразования и накопления осадков. Выделяют стволы постлитогенных, синлитогенных и органогенных почв.

Ствол постлитогенных почв - почвы, в которых почвообразование осуществляется на сформировавшейся минеральной почвообразующей породе и существенно не нарушается отложением свежего материала.

Ствол синлитогенных почв - почвы, в которых почвообразование протекает одновременно с осадконакоплением.

Ствол органогенных почв - почвы, профиль которых состоит из торфа.

Под диагностикой почв понимается процесс описания почвы в соответствии с определенными правилами в целях ее систематического определения. В основу диагностики почв положены следующие принципы: профильный метод, комплексный подход, сравнительно-географический анализ, генетический принцип.

Отдел - группа почв, характеризующихся единством основных процессов почвообразования, формирующих главные черты почвенного профиля.

Таксономическими единицами более низких рангов, согласно Классификации почв России (2004), также являются типы, подтипы, роды, виды, разновидности и разряды, критерии выделения которых не всегда соответствуют Классификации почв СССР (1977).

Тип - основная таксономическая единица в пределах отделов, характеризующаяся единой системой основных генетических почвенных горизонтов и общностью свойств, обусловленных сходством режимов и процессов почвообразования.

Подтип - группа почв в пределах типа, отличающаяся качественными модификациями основных генетических горизонтов, которые отражают наиболее существенные особенности почвообразовательных процессов и эволюции почв.

Род - группа почв в пределах подтипа, определяемая степенью насыщенности почвенного поглощающего комплекса, присутствием в профиле карбонатов, гипса и химизмом засоления.

Вид - группа почв, отражающая количественные показатели степени выраженности признаков, определяющих тип, подтип и род почвы.

Разновидность - группа почв, отражающая разделение почв по гранулометрическому составу, каменистости и скелетности.

Разряд - группы почв, различающиеся по характеру почвообразующих и подстилающих пород, а также по мощности мелкоземистого почвенного профиля.

Русская номенклатура почв оказала влияние на мировое почвоведение, а такие русские термины, как «подзол», «серозём», «глей», «солончак», «солонец», уже давно стали международными, как и русская традиция терминообразования путём словосочетания с основой «-зём» (каштанозём, грейзём, брунизём). По этому же принципу строится номенклатура почв немецких школ, где русскому «-зём» соответствует немецкое «Erde» (Braunerde Schwarzerde). В англоязычной терминологии и в международной системе ФАО/ЮНЕСКО русскому «-зём» соответствует латинское «sol» (Mollisol, Luvisol).



ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В ПКСТЫННОЙ И ПОЛУПУСТЫННОЙ ЗОНЕ

Большое количество типов почв пустынь и полупустынь суббореального, субтропического и тропического поясов объединяются в группу аридных гипсово-известковых почв. Они формируются под покровом ксерофильных травянистых ассоциаций в условиях семиаридного или аридного климата с коэффициентом увлажнения от 0,1 до 0,6.

Автоморфные почвы этой группы включают в себя следующие типы: каштановые, бурые полупустынные, серозёмы, серо-бурые пустынные, такыры и такыровидные почвы, песчаные пустынные почвы. Каждый тип почвы этой группы развивается при определённых условиях.

Каштановые почвы развиваются в условиях суббореального субаридного климата, для которого характерны тёплое засушливое лето и холодная зима с незначительным снежным покровом. Температуры июля 20-25°, января от -5 до -25°С. среднегодовая температура 2-10°С. Сумма активных температур 2200-3500°С. Ежегодное количество осадков 200-400 мм, максимум осадков приходится на лето. Коэффициент увлажнения составляет 0,25-0,45. Часты суховеи. Тип водного режима - непромывной, перемещение веществ происходит в пределах почвенного профиля.

Рельеф этой зоны преимущественно равнинный или слабоволнистый, связанный с древними водноаккумулятивными низменностями. Почвообразующие породы - лёссовидные карбонатные суглинки, засолённые морские породы, элювий-делювий различных коренных пород.

Эти почвы формируются в зоне сухих степей и полупустынь под низкорослого изреженного травянистого покрова(типчак, ковыль, полынь, прутняк, ромашник). Биомасса растительных сообществ около 200 ц/га, ежегодный прирост зелёной массы - 30 ц/га, прирост корней - 110 ц/га.

Бурые полупустынные почвы формируются в условиях сухого, континентального суббореального климата. Лето долгое, засушливое и жаркое, зима холодная, малоснежная. Средняя температура июля - 21-27°С, января от -10 до -15°С, средняя годовая температура 6-7°С. Годовое количество осадков - 100-250 мм, испаряемость в пять раз больше. Тип водного режима - непромывной.

Рельеф разнообразен: он может быть равнинным, холмисто-увалистым, низкогорным. Почвообразующие породы также разнообразны. Широко распространены четвертичные рыхлые отложения: лёссовидные суглинки, морские, озёрные, аллювиальные отложения различного гранулометрического состава от тяжёлых глин до песков. Эти породы часто засолены. Не меньшее значение в качестве почвообразующих пород имеют элювий-делювий массивно-кристаллических пород, известняков, сланцев. Отложения часто имеют лёгкий гранулометрический состав, щебнисты.

Растительный покров беден по видовому составу, сильно изрежен и отличается высокой комплексностью. Преобладают ассоциации с господством полыни и участием типчака, биюргуна, кок-пека и других ксерофильных солеустойчивых растений, с примесью эфемеров и эфемероидов. Биомасса растений составляет около 100 ц/га, из них зелёные части - только 4 ц/га.

Серозёмы развиваются в сухом субтропическом климате Климат континентальный, сухой и жаркий, с мягкой теплой зимой. В отдельные годы отмечено кратковременное промерзание зимой на глубину 25-30 см. Сумма температур выше +10°С составляет 3400-5400°С.

С повышением высоты местности увеличивается количество осадков и уменьшается обеспеченность теплом, поэтому горные районы лучше увлажнены. Основное количество осадков выпадает зимой и весной, в период с наименьшей испаряемостью промачивая почву до глубины 1-2 м. Летом дождей почти нет. Коэффициент увлажнения 0,12-0,33. В летний период наблюдается ксеротермическая пауза в развитии биологических процессов. К короткому весеннему периоду приурочена вспышка жизни, резкая активизация биологических и биохимических процессов и выветривания минералов.

Рельеф зоны характеризуется обширными наклонными подгорными равнинами, расчлененными речными долинами и временными водотоками (саями). По мере приближения к горам подгорные равнины переходят в холмистые предгорья (адыры).

Почвообразующие породы среднеазиатских сероземов представлены в основном лессами и лессовидными суглинками, подстилаемыми галечниковыми отложениями. В Кура-Араксинской провинции преобладают тяжелосуглинистые и глинистые породы пролювиального, делювиального и аллювиального генезиса, местами встречаются сильнощебнистые породы.

Сероземная зона подразделяется на две растительные подзоны: нижняя - эфемеровой пустыни на светлых сероземах и верхняя - эфемерово-разнотравной полупустыни на типичных (обыкновенных сероземах). Эфемерная растительность пышно развивается весной, к началу лета выгорает и отмирает. Растительные остатки разлагаются с большой скоростью весной, когда в почве еще есть запас доступной влаги.

Сероземы биологически высоко активны. Обильно и разнообразно представлена почвенная фауна, поэтому сероземы сильно перерыты.

Серо-бурые пустынные почвы образуются в зоне суббореальных и субтропических пустынь.

Климат пустынь сухой, резко континентальный. Он характеризуется низким количеством осадков в сочетании с интенсивным испарением. Годовая норма осадков колеблется в пределах от 80 до 100 мм, испаряемость достигает 1500 мм. Коэффициент увлажнения меньше 0,1. Режим увлажнения обладает резкой контрастностью. На фоне общего господства в течение года чрезвычайно низкой влажности наступают кратковременные периоды сравнительно высокого увлажнения, к которым приурочена бурная вспышка в развитии растений, микроорганизмов, биохимических процессов, выветривания. Периоды увлажнения наступают зимой и ранней весной, летом осадков почти нет.

Данные почвы распространены на древних равнинах(Устюрт, Мангышлак) и на предгорных равнинах гор Средней и Центральной Азии. Почвообразующие породы - элювий-делювий глин, песчаников, мергелей, известняков, магматических пород. Они часто перекрыты лёссовидными суглинками и супесями.

Растительный покров изрежен. Он представлен ксерофильными и галофильными растениями: солянковыми полукустарниками с глубокой корневой системой. Весной развиваются эфемеры и эфемероиды. На поверхности почвы образуется корочка водорослей и лишайников. Биомасса растений составляет 43 ц/га. Ежегодный опад - 12 ц/га.

Такыры формируются в пустынях с аридным или супераридным климатом, который отличается резкой контрастностью по температурным условиям зимы и лета, дня и ночи. Годовая норма осадков не превышает 150 мм, а обычно менее 50 мм.

Такыры приурочены к пониженным частям предгорных равнин, древним дельтам и аллювиальным равнинам, котловинам среди песков и понижениям плато. Они редко образуют крупные массивы, но встречаются пятнами. Для образования такыров необходимо периодическое заливание территории поверхностными водами, несущими взвешенный материал и соли, а также низкий уровень почвенно-грунтовых вод. При несоблюдении второго условия образуются солончаки. Такыры формируются на тяжёлых породах с повышенным содержанием ила. В пределах второго метра глина обычно сменяется песком, иногда галечником.

На такырах практически отсутствует растительность. На поверхности такыров развиваются водоросли, главным образом синезелёные и диатомовые. Они образуют плёнку толщиной 2-5 мм и оказывают значительное влияние на формирование такыров.

Песчаные пустынные почвы формируются в зоне тропических пустынь. Климат этой зоны резко континентальный, суточные амплитуды температур достигают очень больших значений, годовое количество осадков меньше 50 мм, но в некоторых местах дожди могут отсутствовать годами.

Рельеф этой зоны преимущественно равнинный, пески образуют дюны и барханы. Почвообразующие породы - древнеаллювиального происхождения, переработанные позднейшими эоловыми процессами.

Растительный покров очень скуден, преобладают суккуленты, саксаул, эфемеры. Биомасса очень невелика, неразложившийся опад на поверхности отсутствует.



ГЛАВА З. ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ ПОЛУПУСТЫННОЙ ОБЛАСТИ

Ксеросоли(от греческого xeros - «сухой») - в международной классификации ФАО/ЮНЕСКО - полупустынные почвы, включая серозёмы и др.: нормальные, известковые, гипсовые, лювиковые.

3.1 Состав и свойства светло-каштановых и бурых полупустынных почв

Происхождение каштановых почв связано с засушливостью климата и ксерофильным характером растительности, активной минерализацией растительных остатков и гумуса, ослаблением гумусонакопления по сравнению с черноземами. Аридность обусловливает слабую выщелоченность профиля от карбонатов, гипса и легкорастворимых солей. В этом заключаются главнейшие особенности процесса почвообразования в этой зоне.

В.А. Ковдой была высказана точка зрения о палеогидроморфном прошлом каштановых почв, формирующихся на пониженных равнинах сухих степей.

Эта точка зрения была подтверждена для каштановых почв Прикаспийской низменности И.В. Ивановым. Установлено, что на протяжении последних 9 тыс. лет светло-каштановые почвы бессточной равнины Северного Прикаспия прошли в своем развитии стадии луговости, засоления, рассоления, осолонцевания, остепнения.

Главные процессы, формирующие каштановые почвы - дерновый, миграция и аккумуляция карбонатов. Особенности природных условий зоны (более изреженный растительный покров и меньшее поступление в почву растительных остатков, менее благоприятные условия их гумификации) определяют ослабленное развитие здесь дернового процесса по сравнению с черноземной зоной. Степень выраженности этого процесса (содержание гумуса, мощность гумусовых горизонтов, оструктуренность) тесно связана с условиями увлажнения в связи с зональными и провинциальными особенностями климата. Именно поэтому наиболее гумусированы темно-каштановые почвы, формирующиеся в более благоприятных условиях увлажнения. По мере перехода от темно-каштановых почв к светло-каштановым общий запас органического вещества уменьшается, заметно увеличивается отношение корневой массы к надземной, что объясняется преобладанием в составе травостоя полыней. Светло-каштановые почвы по своим свойствам близки к бурым полупустынным почвам. При разложении растительных остатков полынных группировок наряду с кремнием, магнием и полуторными оксидами образуется большое количество щелочных металлов. Последние являются причиной развития солонцеватости.

Наложение элементов солонцового процесса на зональное проявление дернового - одна из важнейших особенностей почвообразования в зоне сухих степей и полупустынь. Более четко солонцеватость проявляется в светло-каштановых почвах. Особенность почвенного покрова зоны - комплексность.

Причиной высокой комплексности являются микрорельеф, обусловливающий различия в водно-солевом режиме почв, а также пестрота в свойствах почвообразующих пород (неодинаковые физические свойства их обусловливают различную водопроницаемость и выщелоченность от солей), деятельность землероев (в частности, вынос на поверхность засоленного грунта, что приводит к развитию солонцов и солонцеватых почв), пятнистость растительности на фоне сухого климата и бессточности территории.

Каштановые почвы образуют комплексы с солонцами и лугово-каштановыми почвами.

Более высокое скопление солей в светло-каштановых почвах по сравнению с темно-каштановыми способствует проявлению признаков солонцеватости. В светло-каштановых солонцеватых почвах профиль дифференцирован более резко, что выражается в обеднении илистой фракцией верхнего горизонта А и обогащенности илом горизонта В.

В типе каштановых почв выделяют следующие роды:

-обычные;

-солонцеватые (характеризуются уплотненностью нижней части гумусового горизонта В1 с комковато-призмовидной или глыбистой структурой и наличием лакировки (буровато-коричневой корочки) на агрегатах);

-солончаковатые (количество солей > 0,25% в пределах первого метра);

-солонцевато-осолоделые (имеются признаки осолодения в виде присыпки SiO2 в гумусовом горизонте, почва на стадии рассоления);

-карбонатные (наличие СаСО3 по всему профилю);

-карбонатно-солонцеватые (формируются на карбонатных засоленных породах тяжелого гранулометрического состава, отличаются повышенной плотностью и трещиноватым сложением профиля, в ППК имеется натрий);

-остаточно-солонцеватые (имеют отчетливо выраженные признаки солонцеватости, но без заметного содержания обменного натрия);

-с пониженным вскипанием (почвы легкого гранулометрического состава, карбонаты выщелочены на глубину 1-1,5 м, гипсовый горизонт отсутствует);

-слитые (развиты на иловато-глинистых породах и отличаются высокой плотностью (слитостью) горизонта В при невысоком содержании обменного натрия);

- развитый профиль и очень малую мощность гумусового горизонта).

Виды выделяют по мощности гумусовых горизонтов (А+АВ), см: мощные (>50), среднемощные (30-50), маломощные (20-30), очень маломощные (<20).В соответствии с Классификацией почв России (2004), в типе каштановых почв выделяют подтипы: типичные, солонцеватые, засоленные, криптоглеевые, поверхностно-турбированные.

Профиль каштановой почвы имеет следующее строение:

А - гумусовый горизонт, каштановый, пороховато-мелкозернистый, мощность 15-30 см;

АВ₁ - слабее прокрашенный гумусом, серовато-бурый, комковатый или призмовидно-комковатый, обычно вскипает от HCl; мощность 10 см;

АВ_2Са - неоднородно окрашенный, с темными серовато-бурыми гумусированными языками на буровато-палевом фоне, призмовидно-крупно-комковатый, вскипает от HCl; мощность 10 см;

В_Са - буровато-желтый, плотный, призмовидный или призмовидно-ореховатый, пропитанный карбонатами (в виде обильной белоглазки, прожилок или мучнистых скоплений в зависимости от термического режима и свойств почвообразующих пород); мощность 50-100 см;

В_cs - более светлый и однородный по окраске, более рыхлый, с очень редкими выделениями карбонатов и вкраплениями гипса в виде друз, гнезд, прожилок; в нижней части горизонта выделения легкорастворимых солей (в почвах некоторых фаций и провинций этот горизонт отсутствует);

С - материнская порода.

В обычных родах профиль почв не дифференцирован по содержанию SiO₂ и R₂O₃. Валовое содержание кремнекислоты по всему профилю одинаково. Незначительное накопление ее по сравнению с нижними горизонтами отмечается в горизонте А; более высокое содержание кремнекислоты в этом горизонте отмечается в осолоделых каштановых почвах.

В илистой фракции преобладают минералы монтмориллонитовой группы и гидрослюды, в небольших количествах имеются гетит, гиббсит. Вторичные минералы каолинитовой группы встречаются редко. В крупных фракциях находятся преимущественно кварц, полевые шпаты, слюды и роговые обманки.

Светло-каштановые суглинистые почвы в верхнем горизонте содержат гумуса 1,5-2,5%, азота - 0,25-0,35% и валового фосфора - 0,1-0,2%. Запасы гумуса в метровом слое изменяются от 120 до 200 т/га. В составе гумуса верхних горизонтов гуминовые кислоты преобладают над фульвокислотами, в нижних горизонтах Сгк:Сфк<1. Отношение С:N = 6-11.

Основные массивы бурых полупустынных (пустынно-степных) почв находятся в пределах северного побережья Каспийского и Аральского морей и в южной части Казахского мелкосопочника.

Главные генетические особенности обусловлены биоклиматическими условиями их формирования. Основная масса опада поступает в почву в виде корневых остатков. Малое количество осадков и высокая температура обусловливают кратковременность процессов образования и разложения гумусовых веществ. Эти процессы протекают только в весенний период, когда в почве складываются наиболее благоприятные условия увлажнения.

При минерализации растительных остатков накапливаются зольные элементы, в составе которых велика доля натрия. Ионы Na+ внедряются в почвенный поглощающий комплекс, развивается солонцовый процесс. Солонцеватость - зональный признак бурых полупустынных почв.

Характерной особенностью гранулометрического состава является неравномерное распределение илистой фракции в пределах профиля: максимум илистых частиц отмечается в нижней части гумусового горизонта В₁, имеющего признаки солонцеватости.

Верхний горизонт (А) обеднен кальцием, магнием и полуторными окислами, однако в нем отмечается некоторое накопление SiO₂ и Na₂O. В горизонте В₁ наблюдается относительное накопление Fe₂O₃ и Al₂O₃, а в В_к - окислов кальция и магния.

Содержание гумуса находится в прямой зависимости от гранулометрического состава и колеблется от 1% в песчаных и супесчаных разновидностях до 2,5% в суглинистых. В составе гумуса преобладают фульвокислоты (Сгк:Сфк < 1), причем с усилением осолонцевания их количество возрастает.

Валовое содержание азота в верхнем горизонте составляет 0,11-0,18%, фосфора - 0,06-0,2%, но подвижных форм мало (около 10 мг/100 г почвы). Содержание валового калия 1,5-2%, отмечается сравнительно большое количество подвижных его соединений (более 20 мг/100 г почвы).

Емкость поглощения низкая 3-10 мг-экв/100 г почвы в супесчаных разновидностях и 15-25 мг-экв/100 г почвы - в суглинистых. Гумусово-иллювиальные горизонты обладают большей дисперсностью, чем верхние, емкость поглощения в них выше.

В ППК преобладают кальций и магний, небольшое количество натрия. Реакция среды слабощелочная (рН 7,3-8). Наибольшее скопление карбонатов отмечается на глубине 30-80 см.

Бурые полупустынных почвы характеризуются неблагоприятными физическими свойствами: бесструктурностью, высокой плотностью иллювиальных горизонтов и низкой их водопроницаемостью.

3.2 Состав и свойства серозёмов предгорных полупустынь

В пустынных степях Средней Азии и Закавказья распространены сероземы.

Существуют три точки зрения на генезис сероземов.

1. Свойства сероземов обусловлены современными факторами и процессами (И.С. Кауричев). Особое значение придается своеобразному гидротермическому режиму этих почв.

2. Сероземы как древние почвы, не разрушенные деятельностью ледников и насчитывающие возраст несколько десятков тысяч лет, имеют сложную историю формирования. Они пережили не одну фазу повышенного увлажнения, когда почвообразование шло по типу коричневых почв с интенсивным оглинением и ожелезнением (А.Н. Розанов).

3. Сероземы прошли стадию гидроморфного и затем полугидроморфного почвообразования с интенсивным гумусонакоплением и гидроморфной аккумуляцией карбонатов кальция, магния, гипса и других веществ. Затем они подверглись выщелачиванию и аридизации. Эта точка зрения подтверждается аллювиальным, пролювиальным, делювиальным генезисом лессов и лессовидных пород Средней Азии (В.А. Ковда, И.Н. Степанов).

Для сероземов свойственна высокая, но кратковременная биогенность почвообразовательного процесса. Этим объясняется бедность сероземов гумусом, поскольку протекающее в весенний период гумусообразование сочетается с интенсивным процессом минерализации органических остатков. Гумусированность и опресненность профиля связаны с абсолютной высотой местности: по мере увеличения абсолютных отметок растет количество осадков и возрастает глубина промачивания почв, становится богаче растительность, усиливается гумификация. В весеннюю фазу почвообразования преимущественно протекают и процессы внутрипочвенного выветривания, которые приводят к некоторому оглинению верхней и средней части профиля сероземов.

В профиле сероземов выделяют горизонты:

А - гумусовый, серый или светло-серый, чешуйчато-мелкокомковатый, мощностью 12-17 см;

АВ_к - переходный, серо-палевый, дырчатый от ходов и камер животных, непрочно-комковатый, обычно с выделением карбонатов в виде плесени по стенкам пустот, мощность 15-26 см;

В_к - буровато-палевый, уплотненный, с ходами и камерами землероев, карбонаты в виде белоглазки, журавчиков, плесени; мощность 60-100 см;

ВС_к - палевый, с глубины 1,5-2 м встречаются прожилки и друзы гипса.

Профиль не дифференцирован по содержанию ила, SiO₂, R₂O₃ - они распределены равномерно.

Минералогический состав крупной фракции представлен кварцем, полевыми шпатами, гидрослюдами и кальцитом. Из высокодисперсных минералов преобладают гидрослюды, минералы монтмориллонитовой группы, хлорит, вермикулит и аморфные вещества.

Количество гумуса в верхнем горизонте варьирует от 1 до 3,5%. В составе гумуса фульвокислоты несколько превышают долю гуминовых кислот (Сгк:Сфк 0,7-0,9). ГК представлены относительно простыми формами. Запас гумуса составляет 50-160 т/га. Характерно относительно высокое содержание азота - 0,08-0,2%, отношение С:N 6-9.

Емкость катионного обмена невысока, около 16-20 мг-экв/100 г почвы в гумусовом горизонте и 7-8 мг-экв/100 г в почвообразующей породе. Это обусловлено преобладанием гидрослюд в составе ила и невысоким содержанием илистой фракции. Почвенный поглощающий комплекс насыщен в основном кальцием, а с глубиной возрастает доля магния. В поглощенном состоянии всегда присутствуют калий и натрий (около 2-5% от емкости).

Сероземы являются карбонатными почвами, которые присутствуют по всему профилю. Максимум приходится на горизонт В_к.

Профиль сероземов в большинстве случаев хорошо опреснен и до глубины 1,5-2 м не содержит легкорастворимых солей.

По гранулометрическому составу сероземы чаще относятся к почвам пылевато-суглинистым и пылевато-среднесуглинистым разновидностям, редко бывают тяжелосуглинистыми. Почвенная толща, особенно в средней части профиля, содержит больше глинистых частиц по сравнению с материнской породой.

Сероземы хорошо микроагрегированы. Глинистые частицы под влиянием карбонатного цемента соединяются в прочные агрегаты, равные по крупности пылеватым частицам.

Эти почвы обладают хорошими водно-физическими свойствами: высокой водопроницаемостью, удовлетворительной влагоемкостью. Они имеют небольшую плотность и высокую пористость (50-60%) по всему профилю. Благоприятное сложение обусловлено высокой их микроагрегатностью и интенсивной деятельностью почвенной фауны. При орошении физические свойства ухудшаются: происходит уплотнение, снижается водопроницаемость.

Выделяют 3 подтипа: сероземы светлые, типичные и темные.

Светлые сероземы - наиболее аридный подтип. Профиль слабоокрашен в связи с низким содержанием гумуса (1-1,5%) и высокой карбонатностью (7-14% в верхнем горизонте и 12-15% в нижних). Легкорастворимые соли находятся на глубине 1,5-2 метра.

Содержание гумуса в типичных сероземах составляет около 1,5-2,5%. Количество карбонатов в верхней части профиля несколько меньше, а в средней и нижней - несколько больше, чем в светлых сероземах. Эти почвы в большей степени обогащены илистыми частицами, поэтому они лучше оструктурены, чем светлые. Профиль обычно промыт от легкорастворимых солей.

Темные сероземы представляют подтип, формирующийся в наиболее влажных условиях. Они приурочены к более высоким частям предгорий и низкогорий. В связи с особенностями экологических условий формирования изменяются и свойства почв. Так, содержание гумуса в них увеличивается до 2,5-4%, они наиболее сильно выщелочены от легкорастворимых продуктов почвообразования. Содержание карбонатов увеличивается сверху вниз от 2-4 до 15%. Засоления не обнаруживается, гипсовый горизонт залегает глубже 2-3 метров.

Выделяют следующие роды серозёмов:

- обычные;

- солончаковатые (содержат соли в глубоких горизонтах);

- галечниковые (выделяются по наличию гальки).



3.3 Проблемы и рациональное использование почв полупустынной области

Пространства полупустынь в настоящее время используются преимущественно как пастбищные угодья. Развитие земледелия ограничивается недостатком влаги, пестротой почвенного покрова, значительным участием в нём солонцов и солонцеватых почв. Земледелие в полупустынной области играет небольшую роль в общей структуре землепользования, но при рациональном использовании, грамотной ирригации и проведении противоэрозионных мероприятий можно повысить продуктивность и, соответственно, уровень использования почв этой зоны.

Распаханность территории разная в различных подзонах каштановых почв. Каштановые почвы потенциально плодородны, урожай сельскохозяйственных культур лимитируется недостатком воды. Успешное земледелие в этой зоне возможно только при условии влагонакопления на полях путём снегозадержания, полезащитного лесоразведения и особых агротехнических приёмов, включающих зяблевую вспашку, пары, глубокое безотвальное рыхление, посев кулис из высокостебельных культур.

Важную роль в подъёме продуктивности сельскохозяйственных культур играет орошение. На светло-каштановых почвах земледелие без орошения нерентабельно.

На каштановых почвах тяжёлого гранулометрического состава важным фактором снижения продуктивности является водная эрозия, а на почвах лёгкого гранулометрического состава - ветровая дефляция. Необходимо использование противоэрозионной защиты почв.

Солонцеватые каштановые почвы нуждаются в химической мелиорации. Все обрабатываемые почвы нуждаются в применении удобрений, преимущественно физиологически кислых.

Бурые полупустынные почвы обладают низким плодородием. Главный фактор, лимитирующий рост сельскохозяйственных культур - недостаток воды. Запасы влаги в почве так низки, что необходимо орошение. Большое количество тепла позволяет при орошении выращивать ценные сельскохозяйственные культуры: прежде всего зерновые, бахчевые, овощные, плодовые. Орошение предусматривает проведение комплекса мероприятий по предотвращению вторичного засоления и осолонцевания почв. Представляет опасность и развитие дефляции на значительных площадях, занятых почвами лёгкого состава.

Зона бурых полупустынных почв традиционно является базой пастбищного животноводства, преимущественно овцеводства. Продуктивность пастбищ повышается путём лиманного орошения, применения фосфорных и азотных удобрений.

Серозёмы - это почвы, на которых возникли и развились древние человеческие цивилизации. Древнейшие культуры Средней Азии и Ближнего Востока характеризовались развитием орошаемого земледелия. Орошение - важнейшее условие земледелия на серозёмах. На орошаемых землях возделываются кормовые и зерновые культуры, бахчевые, овощные и плодовые культуры, виноград и хлопчатник. Хлопководство - наиболее важное направление сельского хозяйства.

Серозёмы обладают свойствами, благоприятными для орошения: микроагрегированностью, высокой пористостью, хорошим естественным дренажом, особенно в случаях, когда почвы подстилаются галечниками, грунтовые воды залегают глубоко и имеют хороший отток. В условиях затруднительного оттока вод без активно работающего дренажа происходит вторичное засоление серозёмов. Для предупреждения засоления кроме дренажа необходима сложная система мероприятий. Для этого следует контролировать количество и качество поливной воды, применять современные более совершенные способы полива, своевременно обрабатывать почву, предупреждая потерю почвенной влаги от инфильтрации, проводить зимние промывки.

Под влиянием тысячелетнего орошения в серозёмной зоне созданы староорошаемые оазисные почвы, значительно отличающиеся от природных. Они характеризуются повышенной биогенностью, монотонностью, слабой дифференцированностью почвенного профиля. Весь профиль сильно перерыт беспозвоночными, особенно дождевыми червями. При правильном орошении не происходит засоление почв, сохраняется высокая микроагрегатность, содержание гумуса значительно возрастает.

Орошаемые серозёмы - это почвы потенциально высокого и эффективного плодородия. Они составляют наиболее ценный земельный фонд в аридных зонах мира и используются в орошаемом земледелии уже несколько тысячелетий.



ГЛАВА 4. ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ ПУСТЫННОЙ ОБЛАСТИ

Ермосоли (от испанск. yermo - «пустыня» и лат. еremus - «заброшенный») - в международной классификации ФАО/ЮНЕСКО - пустынные почвы: нормальные, известковые, лювиковые, такыровые.

4.1 Состав и свойства серо-бурых пустынных почв

Серо-бурые пустынные почвы - это супесчаные и более тяжёлые почвы суббореальных и субтропических пустынь, обладающие пористой коркой на поверхности, слоеватым горизонтом под ней и серией карбонатных, гипсоносных горизонтов.

Серо-бурые пустынные почвы распространены исключительно в Азии, где занимают площадь 150,2 млн. га.

Существует две точки зрения на генезис серо-бурых пустынных почв. По одной из них свойства этих почв соответствуют комплексу современных факторов почвообразования, прежде всего характеру климата и растительности. Согласно другой точке зрения многие свойства серо-бурых пустынных почв не объяснимы современными факторами и процессами и связаны с предшествовавшими эпохами более влажного климата. Плювиальные эпохи обусловили более активную геохимическую миграцию веществ, мощную эрозионную деятельность и интенсивную гидрогенную аккумуляцию. Согласно этой точке зрения аккумуляции в серо-бурых почвах карбонатов и особенно гипса, часто достигающие многих сотен тонн на 1 га, являются реликтовыми признаками, не связанными с современными процессами почвообразования. К таким же признакам относят и дифференциацию профиля серо-бурых почв по содержанию ила, наличие оглинённого В_са-горизонта.

Аридизация климата, последовавшая за периодом увлажнения, привела к замедлению процессов превращения и миграции минеральных веществ.

Почвообразовательный процесс охватывает небольшую толщу серо-бурых пустынных почв. Глубина проникновения влаги на лёссовидных суглинках ограничена 20-30 см, на песках она достигает 100 см. Низкая увлажнённость обуславливает маломощность почвенного профиля, вялость биохимических процессов. Наиболее активными здесь можно считать образование корки и подкоркового горизонта. Дерновый процесс здесь очень слабый и кратковременный.

Современное засоление почв связано с импульверизацией солей в приморских районах, развеванием соляной корки солончаков с переносом солей на окружающие почвы, а также с вовлечением солей глубоких почвенных и подпочвенных горизонтов в биологический круговорот. Поступая с растительным опадом на поверхность почвы, соли вызывают засоление и подщелачивание почв.

В профиле серо-бурых почв выделяют следующие горизонты:

К - палево-серая плотная крупно-пористая корка (2-3см).

Е - палево-светло-серый рыхлый слоеватый подкорковый горизонт (3-5см).

В_са - бурый или коричневый, плотный, призмовидно-комковатый, оглинённый, часто с белоглазкой в нижней части (10-25 см).

ВС_sa - буровато-жёлтый, более рыхлый, с выделениями легкорастворимых солей и гипса.

С - почвообразующая порода - рыхлый лёссовидный суглинок, переполненный мелкими кристаллами гипса. На глубине 1,5 м и ниже часто залегает своеобразный гипсовый горизонт, представленный скоплениями вертикально расположенных игольчатых кристаллов гипса. Мощность гипсового горизонта от 10 см до 2 м.

Профиль серо-бурых пустынных почв, не обладающих признаками солонцеватости, текстурно слабо дифференцирован. Полуторные окислы и кремнезём равномерно распределены по профилю. Содержание гумуса низкое - 0,5% в верхнем горизонте. Отношение C:N узкое (3-5), что обусловлено большой долей микробной плазмы как источника гумусовых веществ. В составе гумуса преобладают фульвокислоты, имеющие упрощённую структуру, связанные с R₂O₃, несмотря на карбонатность почв. Характерно высокое содержание битумов (6-8%).

Ёмкость катионного обмена низкая - около 10 мг-экв/100 г почвы, в составе обменных катионов преобладают кальций и магний.

Серо-бурые пустынные почвы карбонатны с поверхности. Содержание карбонатов в корочке достигает 7-11% и постепенно убывает вниз по профилю.это важный диагностический признак, отличающий серо-бурые почвы от бурых полупустынных и серозёмов. Реакция щелочная по всему профилю.

Серо-бурые пустынные почвы гипсоносны и в типичном проявлении засолены легкорастворимыми солями. Они содержат соли в количестве, превышающим 0,3% на глубине 30-80 см. Таким образом, род обычных почв является в то же время солончаковатым. Состав солей хлоридно-сульфатный. Особого внимания заслуживает гипс, который часто образует самостоятельный горизонт на контакте с породой, содержащей 30-40% CaSO₄*2H₂O мощностью от 30 до 100 см.гипсовый горизонт распространён очень широко и всегда связан с самыми древними почвами. Молодые почвы его не имеют.

Среди серо-бурых пустынных почв преобладают супесчаные и легкосуглинистые, хрящевато-щебнистые или галечниковые. В гранулометрическом составе главная роль принадлежит тонкопесчаной и крупнопылеватой фракциям. Характерны опесчаненность корки, наличие щебёнки на поверхности и увеличение илистой фракции в горизонте Вса.

Минералогический состав серо-бурых почв отличается высоким содержанием первичных минералов, поскольку выветривание здесь происходит очень медленно. В илистой фракции большая часть приходится на гидрослюды, затем идут минералы смектитовой группы, типичен палыгорскит. Другие минералы встречаются в качестве сопутствующих.

Серо-бурые пустынные почвы имеют неблагоприятные водно-физические свойства. Плотная корка характеризуется низкой водопроницаемостью, поэтому почвы не пропускают влагу сверху и теряют в результате поверхностного стока и испарения значительную часть того небольшого количества осадков, которое выпадпет в пустыне.

4.2 Состав и свойства такыров и такыровидних почв

Такыры - это глинистые почвы пустынь, имеющие специфическую паркетообразную поверхность (корку), часто лишенную растительности или покрытую водорослями и лишайниками. Очень редко можно обнаружить единичные экземпляры полыней и солянковые полукустарники. По трещинам и на песчаных наносах встречаются кусты черного саксаула. По характеру произрастающих на такырах низших организмов различают такыры водорослевые, водорослево-лишайниковые и лишайниковые.

Такыры и такыровидные почвы распространены в пониженных частях подгорных равнин, древних дельтах и аллювиальных равнинах. Они встречаются пятнами в пустынях Азии (в дельтах Амударьи, Сырдарьи, Мургаба, Теджена, Артека).

Существует несколько точек зрения на генезис такыров. И.П. Герасимов и Е.Н. Иванова относят их к почвам гидроморфного ряда солончаково-солонцового типа почвообразования. По их мнению, ведущая роль принадлежит процессам попеременного засоления и рассоления.

Согласно взглядам Е.В. Лобовой, такыры относятся к автогидроморфным почвам, которые развиваются при избыточном поверхностном увлажнении в контрастных сезонных условиях засоления-рассоления, карбонатности и солонцеватости.

Сторонники почвенно-геологической гипотезы У.У. Успанов и А.Н. Розанов считают, что в развитии профиля такыров и их физических свойств большую роль играет глинистый гранулометрический состав пород, на которых они формируются.

Сторонники биологической гипотезы большую роль отводят низшим растениям, в частности водорослям и лишайникам. В процессе жизнедеятельности низших организмов и при их разложении в условиях анаэробиозиса образуются органические кислоты, оказывающие разрушительное действие на минеральную часть. В результате этого в такырной корке происходит образование аморфной кремнекислоты и обеднение полуторными окислами. Такыр приобретает признаки осолодения.

В типе такыров выделяют 2 подтипа (такыры типичные и такыры опустыненные) и три рода:

- обычные - глубокозасоленные;

- солончаковатые - содержание солей больше 0,3% на глубине 30-80 см;

- опесчаненные - с нанесенными на поверхность бугорками и гривками песка.

Деление на виды не производится.

С поверхности такыры имеют светло-серый корковый горизонт мощностью 1-8 см, пористо-ячеистого строения, разбитый трещинами на многогранные плитки. Под ним залегает маломощный чешуйчатый сероватый или бурый горизонт, глубже бесструктурный либо плитчато-глыбистый горизонт соленакопления.

Такыры - маломощные почвы. Активный почвообразовательный процесс сосредоточен в верхнем полуметровом слое. Дифференциация профиля по химическим и водно-физическим свойствам, обязанная процессу почвообразования, нередко бывает скрыта слоистостью материнской породы. На относительно однородном наносе заметно разделение профиля на элювиальные и иллювиальные горизонты.

Гумусонакопление в такырах развито слабо. Основная часть их гумуса не является продуктом собственного такырного почвообразования, а принесена с окружающих пространств водами поверхностного стока. Общее содержание гумуса не превышает 1% и постепенно убывает с глубиной. В составе гумуса преобладают ФК. Отношение Сгк:Сфк 0,4-0,5. Содержание азота колеблется в пределах 0,03-0,06%. Такыры отличаются невысоким содержанием подвижных соединений фосфора и калия.

Емкость катионного обмена составляет около 10 мг-экв/100 г почвы в корковом горизонте и 15-20 мг-экв/100 г в нижележащих слоях. Поглощенные основания представлены Са²⁺, Mg²⁺ и Na⁺.

Такыры сильно карбонатны. Содержание СаСО₃ колеблется от7 до 20%, менее всего карбонатов в поверхностном горизонте. Реакция коркового и чешуйчатого горизонтов щелочная (рН 8-10), нижележащие горизонты нейтральны. Большинство такыров содержат легкорастворимые соли. Корковый и чешуйчатый горизонты засолены слабо. Как правило, преобладают хлориды. Такыры содержат гипс, его запасы варьируют от 20 до 200 т/га в полуметровом слое.

Такыры обладают плохими водно-физическими свойствами. Их плотность высока во всех горизонтах: она колеблется от1,4 до 1,7 г/см³, достигая иногда 2,0. Общая порозность низка: 36-49%, иногда менее 30. Характерные особенности такыров: низкая водопроницаемость, большая очень малая величина интервала физической спелости при низких абсолютных значениях влажности.

Кроме такыров в пустынях распространены разнообразные такыровидные (такырные) почвы, переходные по свойствам от такыров к другим типам почв. Такырные почвы - это молодые почвы обсохших аллювиальных и пролювиально-аллювиальных равнин. Эти почвы имеют слабо дифференцированный профиль. На поверхности образуеися непрочная пористая корка, под ней слабо выраженный слоевато- чешуйчатый светло-серый или буроватый горизонт. Ниже на глубине 20-30 см - бесструктурный, несколько уплотнённый горизонт. Морфология последующих горизонтов наследуется от исходной породы.

...