Следы легкорастворимых солей можно найти в солонцовых лугово-каштановых грунтах, расположенных под иллювиально-гумусовым слоем. Они достигают максимального содержания в подсолонцовом и переходном слоях. С глубины двух метров содержание соли в почве начинает постепенно уменьшаться.
Характеристики и условия образования каштановых почв, содержание гумуса
Каштановые почвы являются характерными для засушливых степей и полупустынных районов, находящихся в умеренном климатическом поясе. Они имеют более светлый цвет по сравнению с черноземами и могут варьироваться от каштанового и темно-каштанового до светло-каштанового оттенков. Это обусловлено меньшим количеством гумуса в почвах, содержание которого колеблется от 1,5 до 4,5 %. Формирование этих почв происходит на лессах, карбонатных песках и аллювальных отложениях. Региональное распределение таких почв, как правило, связано с резко континентальным и засушливым климатом.
Данные почвы преобладают в сухих степях, где главенствующим типом почвы являются черноземы. Распределение каштановых почв представлено большими полосами, которые начинаются с захоронений в западной части Алтая и продолжаются на восток. В восточных регионах количество каштановых почв значительно уменьшается, и они встречаются лишь в низменностях как отдельные участки.
Каштановые почвы распространены в восточном Забайкалье, на юге Западно-Сибирской равнины, а также в холмистых районах Казахстана, Астраханской области и Дагестане. Географически каштановые почвы также встречаются на юге Украины.
Гранулометрический состав этих почв имеет свои особенности, в частности высокое содержание солей, что связано с их способностью накапливать натрий.
Илистая часть почвы обычно характеризуется равномерным распределением по всему профилю, однако при различных уровнях солоноватости может наблюдаться смещение этой ниши из верхних слоев в более глубокие горизонты.
Сравнивая каштановые почвы с плодородным черноземом, стоит отметить меньшую долю гумуса в последнем. Его максимальная толщину достигает 40-55 сантиметров, что и приводит к характерному коричневому цвету этих грунтов. По своей структуре каштановые почвы имеют четко выраженные горизонты. В верхнем слое преобладает гумус, в то время как под ним располагается переходный слой с значительно меньшим содержанием этого важного вещества.
Следующий переходный горизонт содержит комковатые и плоские фракции, которые имеют шероховатую текстуру, а на глубине находится иллювиально-карбонатный слой, обладающий высокой плотностью, который далее трансформируется в материнскую горную породу.
Природные условия почвообразования
Процесс формирования почв зависит от комплекса факторов, куда входят климатические условия, рельеф и растительность.
Климат
Каштановые почвы формируются в зонах сухих степей, которые характеризуются континентальным климатом с холодными зимами и малым снежным покровом. Лето в этих местностях, как правило, очень засушливое.
Огромное влияние на формирование этих почв имеет антициклон, вызывая значительные радиационные охлаждения зимой. Такой климат также приводит к неравномерному распределению осадков. Неподалеку от грунтовых вод увлажняются только верхние горизонты земли, в то время как высокая испаряемость способствует недостатку влаги в глубинных слоях. Коэффициент увлажнения для данного типа почвы варьируется от 0,25 до 0,45.
Горные почвы
Горные почвы, как это следует из их названия, встречаются в гористой местности. Они формируются в условиях разнообразного климата и рельефа на различных материнских породах. Уникальными свойствами такого рода почв являются постоянное разрушение и перемещение компонентов, что в свою очередь приводит к повышенной щебнистости, малой мощности и высокому содержанию первичных минералов.
Примечательной чертой этих почв является интенсивное движение почвенной влаги, что приводит к выносу значительного количества веществ, образующихся в процессе почвообразования и препятствует формированию иллювиальных слоев. Тем не менее, это может также приводить к образованию мощных иллювиальных горизонтов на низких уровнях склонов, где происходит накопление гипса, железных оксидов, легкорастворимых солей и карбонатов.
Большинство горных почв образуются под горными лесами. В сельском хозяйстве горно-лугово-степные почвы обычно используются как летние пастбища, при этом для повышения их урожайности требуются мелиоративные и противоэрозийные мероприятия.
Основными подтипами горных почв являются горно-луговые и горно-лугово-степные.
Горно-луговые почвы
Горно-луговые почвы располагаются в умеренных широтах и образуются на территориях с влажным высокогорным и холодным климатом.
Такого рода почвы характеризуются развитием мощного гумусового горизонта толщиной до 20 см, где содержание гумуса может достигать 30 %. Эти почвы обладают сильнокислой реакцией и в их составе много щебня.
Горно-лугово-степные почвы
Горно-лугово-степные почвы формируются в высокогорных местностях при влажном климате. Однако, в отличие от горно-луговых, у них меньшее содержание гумуса в верхних слоях.
Солонцовые почвы
Солонцовые почвы распространены в субаридных и аридных зонах тропического, субтропического и суббореального поясов. В таких почвах водорастворимые соли накапливаются не в верхних, а в нижних горизонтах. Формирование солонцовых почв осуществляется на материнских породах с осложненным гранулометрическим составом, зачастую с преобладанием глины. Основные растения, характерные для этих почв, это полынь и типчаково-ковыльные виды.
Профиль солонцовых почв хорошо выражен и включает несколько горизонтов: гумусово-элювиальный или надсолонцовый (толщиной от 2 до 20 см); иллювиально-гумусовый или солонцовый (толщиной от 5 до 25 см); подсолонцовый с карбонатными, солевыми и гипсовыми включениями; переходный с гипсовыми, карбонатными и солевыми включениями; и наконец, засоленный материнский слой.
Среди подтипов солонцовых почв выделяют: автоморфные черноземные, автоморфные каштановые, полугидроморфные лугово-черноземные и полугидроморфные лугово-каштановые.
Солонцовые автоморфные черноземные почвы
Солонцовые автоморфные черноземные почвы располагаются между участками черноземов на основании из засоленных пород и характеризуются редкой и угнетенной растительностью степной зоны. Грунтовые воды в таких глинистых и суглинистых почвах находятся на глубине 6-7 м, что лишает их возможности влиять на процессы почвообразования.
Структура морфологии этих почв включает следующие горизонты: дернина (толщиной до 3 см); гумусовый (толщиной от 5 до 18 см); осолоделый (толщиной до 3 см); солонцовый (толщиной от 10 до 20 см); подсолонцовый; и переходный с гипсовыми, легкорастворимыми солями и карбонатами; засоленный материнский горизонт.
В сельском хозяйстве применяются солонцы, в которых содержание натрия не превышает 15 %, однако такие почвы требуют предварительного гипсования. Солонцы с более высоким содержанием натрия могут быть использованы лишь как пастбища.
Солонцовые автоморфные каштановые почвы
Автоморфные каштановые солонцы расположены между участками каштановых почв и формируются на засоленных породных основаниях. Грунтовые воды можно обнаружить лишь на глубине не менее 7 м, что, в сочетании с низким уровнем естественного увлажнения, приводит к формированию непромывного водного режима, характерного для этих почв.
Автоморфные каштановые солонцы часто встречаются в низменных части склонов, речных долинах и на склонах Казахстана. Среди растительности, типичной для этих почв можно встретить кермек, полынь, типчак, камфоросму и прутняк. На поверхности почвы также встречаются лишайники и водоросли.
Профиль автоморфных каштановых солонцов включает такие горизонты: дернина (толщиной до 3 см); гумусово-элювиальный (толщиной от 5 до 18 см); иллювиальный солонцовый (толщиной от 7 до 20 см); подсолонцовый; и засоленный материнский слой.
Солонцовые автоморфные каштановые почвы не подходят для возделывания культур, что возможно лишь при проведении мелиоративных мероприятий, например гипсования в сочетании с орошением. Кроме того, такие почвы требовательны к внесению органических (например, навоз) и минеральных (фосфорных и азотных) удобрений.
В большинстве случаев подобные солонцы используют как сенокосные угодья и пастбища. Для повышения их качества осуществляют специальные мероприятия: поверхность обрабатывают вспашкой, боронованием, сеют травы и вовремя вносят удобрения. Наиболее подходящие культуры для выращивания на солонцовых каштановых почвах включают просо, пшеницу, сахарную свеклу, ячмень, кукурузу и бобовые.
Свойства
Каштановые почвы, особенно тёмные, обладают достаточно высоким уровнем плодородия, однако для успешного выращивания сельскохозяйственных растений требуется внесение минеральных и органических добавок. Светлые грунты заметно отличаются от темных и менее подходят для посевов. Их чаще используют для сенокосов и пастбищ, так как они не только содержат мало гумуса, но и имеют низкую водопроницаемость.
Говоря о экологическом состоянии такой земли, следует отметить, что она накапливает и поглощает многие вредные вещества, включая пестициды, соли тяжёлых металлов и радиоактивные изотопы, тем самым уменьшая их распространение в окружающей среде. Каштановые почвы отличаются различными свойствами в силу их запаса питательных веществ.
Химические
Каштановые и темно-каштановые почвы имеют нейтральную реакцию, тогда как светло-каштановые почвы являются щелочными или слабощелочными. Почвенный поглощающий комплекс этих почв включает катионы натрия, магния и кальция. Концентрация щелочи увеличивается с ростом уровня натрия. В таких почвах кремниевые кислоты располагаются относительно равномерно, но их концентрация у поверхности обычно увеличивается, особенно в случае осолодения. В переходных горизонтах, при наличии осолодения и солонцеватости, можно наблюдать различное содержание полутораокисей.
В общем, из-за низкой влагоемкости, эти почвы могут быть использованы для земледелия только при условии достаточного орошения.
Физические
Целинные темно-каштановые почвы удовлетворяют требованиям по физическим свойствам. В общем, их плотность возрастает с углублением, но при этом на нее влияют уплотнение, структура, содержание гумуса и гранулометрический состав. Если речь идет о тяжёлых глинистых или карбонатных грунтах, их плотность будет значительно ниже. Пористость различных подтипов — песчаных и глинистых — существенно различается. Например, пористость песчаных почв составляет около 46%, тогда как у глинистых почв она близка к 60%.
Эти показатели указывают на то, что относительно высокая плотность, связанная с плохой структурой и редкими осадками, создаёт проблемы с увлажнением почвы. Глубина промачивания осенью обычно составляет всего 50-100 см и весной может достигать 1,5-2 м в более лёгких грунтах. Именно поэтому растения, посаженные на таких почвах, часто сталкиваются с нехваткой влаги.
Биологические
Каштановые виды и подтипы грунта обладают селективной способностью к поглощению веществ, усваиваемых живыми организмами из почечного раствора, а также неорганических соединений. После гибели и разложения растительности, в верхней части почвы остаются важные питательные элементы, которые становятся доступными для микроорганизмов следующих поколений.
Это предотвращает вымывание питательных веществ, благодаря чему верхний слой почвы остаётся богатым калием, азотом и фосфором, что абсолютно необходимо для роста сельскохозяйственных растений.
Классификация
Типы и разновидности каштановых почв варьируются по концентрации соли и гипса, а также по глубине залегания карбонатов. Однако главным критерием плодородия таких почв является содержание гумуса. На основании уровня содержания органики почвы делятся на различные виды.
Описание свойств различных подтипов.
- Каштановый тип имеет содержание органических веществ от 1,5 до 4%. Для суглинистых и глинистых почв нормы составляют более 2,5%, тогда как песчаные и лёгкие суглинки имеют содержание от 1,5 до 2,5%.
- Темные каштановые почвы содержат до 5% гумуса. Супесчаные и лёгкие суглинистые подтипы имеют наименьшую концентрацию питательных веществ — до 3%, в то время как тяжёлосуглинистые и глинистые виды — более 3,5%.
- Светло-каштановые почвы содержат не более 2,5%, а также они характеризуются повышенным количеством кремния, ил и полуторных окислов, что делает их более солонцеватыми.
- Также существуют лугово-каштановые разновидности, отличающиеся высоким содержанием гумуса, которое превышает 4-6%.
Плодородный слой луговых почв может достигать до 50 см, и его верхний уровень имеет нейтральную реакцию. Такие почвы наиболее подходят для возделывания сельскохозяйственных культур.
Свойства
Каштановые почвы, особенно темные, обладают хорошими показателями плодородия, однако для успешного ведения сельского хозяйства необходимо добавление неорганических и органических удобрений. Светлые почвы заметно отличаются от темных; они не подходят для посевов и чаще используются под пастбища и луга, так как содержат мало гумуса и плохо пропускают воду.
По экологическим показателям такие почвы накапливают и поглощают специальные вредные вещества — пестициды, соли тяжелых металлов и радиоактивные изотопы, тем самым снижая их концентрацию в окружающей среде. Каштановые почвы обладают разнообразными характеристиками в зависимости от содержания питательных веществ.
Химические
Для каштановых и темно-каштановых почв характерна нейтральная реакция, в то время как светло-каштановые обладают щелочной и слабощелочной реакцией. Компоненты почвенного поглощающего комплекса этих почв включают катионы натрия, магния и кальция. Увеличение уровня натрия резко повышает концентрацию щелочей. В таких почвах кремний располагается равномерно, но уровень его содержания на поверхности, как правило, выше, особенно в случае осолодения. В переходных горизонтах можно встретить различные значения полущелочных кислот, особенно при наличии солонцеватости.
В общем, из-за нехватки влаги эти почвы могут быть эффективно использованы для сельского хозяйства только при наличии качественного орошения.
Физические
Целинные темно-каштановые почвы показывают удовлетворительные результаты по физическим характеристикам. Их плотность увеличивается с глубиной, но на неё влияют такие факторы, как степень уплотнения, структура, уровень гумуса и гранулометрический состав. Если речь идёт о тяжёлых глинистых или карбонатных почвах, их параметры плотности будут значительно ниже. Пористые свойства различных подтипов — песчаные и глинистые — отличаются. Песчаные почвы имеют меньшую пористость (около 46%), чем глинистые (практически 60%).
Такие показатели свидетельствуют о том, что высокая плотность в сочетании со слабой структурой и редким выпадением осадков в климатических зонах месторасположения каштановых почв ведёт к недостаточному увлажнению.
Глубина увлажнения составляет всего 50-100 см осенью и может достигать 1,5-2 м весной, однако только для более легких почв. В связи с этим растения, которые здесь выращиваются, часто подвержены увяданию.
Биологические
Каштановые виды и подтипы почвы обладают селективной способностью поглощать вещества, которые усваивают живые организмы. Они способны усваивать как растворимые элементы, так и неорганические соединения. После гибели и разложения растительности, в верхнем слое почвы остаются необходимые питательные элементы, которые используются микроорганизмами следующих поколений.
Это предотвращает их вымывание, чему способствуют хорошо развитые верхние горизонты почвы, насыщенные калием, азотом и фосфором, что крайне необходимо для успешного выращивания урожая.
География
В засушливых степях преобладают различные типы каштановых почв, такие как обычные, южные, светло-каштановые и темно-каштановые. Эти почвы формируют непрерывные полосы, начиная с западных районов и до предгорий Алтая. На востоке каштановые почвы встречаются в небольших изолированных районах долинного типа, таких как побережья рек Селенга и Восточное Забайкалье. Они также широко распространены на Прикаспийской равнине и в Казахстане, особенно в неглубоких впадинах.
Каштановые леса также распространены на юге Украины, включая Одесскую, Николаевскую и Днепропетровскую области, а также частично на севере Крыма. В России они встречаются в восточной части Ростовской области, в Ставропольском крае, на севере Дагестана, на юго-востоке Волгограда и Саратова. Кроме того, каштановые почвы встречаются в горных областях Средней Азии и Закавказья. В небольших блюдцевидных низинах они формируют солонцы, в то время как в более глубоких и дренированных низинах они превращаются в бурые почвы.
Сельскохозяйственное использование
Зона каштановых почв в сухих степях имеет ключевое значение для сельскохозяйственного производства. Именно здесь активно развиваются как зерновое сельское хозяйство, так и животноводство.
На каштановых почвах выращиваются лучшие сорта пшеницы, кукурузы, проса, подсолнечника, бахчевых и многих других культур.
Тем не менее, сельскохозяйственные культуры в этих зонах часто страдают от засухи и сильных суховеев. Особенно низкие и нестабильные урожаи наблюдаются на светло-каштановых почвах без орошения.
Для повышения урожайности необходимо обеспечить накопление влаги в почвах через такие мероприятия, как безотвальная плоскорезная обработка, кулисные пары, снегозадержание и создание полезащитных лесных полос.
Проблемы с урожайностью сельскохозяйственных культур могут быть вызваны солонцеватостью почв и развитием дефляции, которые также влияют на деградацию почв и потерю их плодородия.
Эти проблемы подчеркивают необходимость внедрения противодефляционных мероприятий, таких как создание почвозащитных севооборотов, полосная организация рационального размещения культур и залужение деградированных земель многолетними травами.
При разработке стратегий, направленных на повышение плодородия каштановых почв и эффективное их использование, нужно учитывать их региональные особенности.
Например, в Забайкальской провинции стоит уделить особое внимание снегозадержанию и мерам по защите почвы от глубокого промерзания, тогда как в Предалтайской и других провинциях с широким распространением каштановых почв легкой консистенции обязательны правила противодефляционной защиты.
В регионах с комплексной почвенной сетью (таких как Заволжская, Прикаспийская провинции) требуется проведение мероприятий по гомогенизации почвы, что включает её окультуривание, в частности каштановых солонцеватых почв и солонцов.
Продуктивность сельскохозяйственных культур на каштановых, и особенно светло-каштановых почвах, можно значительно повысить за счёт орошения. В этом случае необходимо соблюдать режим полива, чтобы избежать вторичного засоления и ухудшения физических свойств орошаемых почв.
Наиболее эффективным методом орошения является дождевание. В сочетании с орошением на каштановых почвах удачным будет использование азотных, фосфорных и калийных удобрений; без орошения фосфорные удобрения, вносимые в небольших дозах в ряды во время посева, будут наиболее эффективны.
При правильном использовании каштановых почв их водно-физические свойства могут улучшиться, а содержание подвижных форм питательных элементов возрастет, что способствует increases в эффективном плодородии.
Контрольные вопросы и задания
- Какова суть генезиса каштановых почв?
- Опишите классификацию каштановых почв и профили их структуры.
- Каковы состав и свойства каштановых почв?
- Какие особенности присущи структуре почвенного покрова в зоне сухих степей?
- Каковы особенности сельскохозяйственного использования каштановых почв и какие меры можно предпринять для увеличения их плодородия?
