Почвенный покров Донецкой Народной Республики

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Природные условия Донбасса

Донбасс представляет собой физико-географическую провинцию, характеризующуюся своеобразным комплексом природных условий.

Донецкая Народная Республика по своему географическому положению относится к Северной (центральной) степи и отличается большим разнообразием природных условий. На западе она граничит с Запорожской и Днепропетровской областями Украины, на северо-западе – с Харьковской областью Украины, на северо-востоке с Луганской Народной Республикой, а на юго-востоке и юге – с Ростовской областью Российской Федерации.

Климат

Климат республики умеренно-континентальный, с выраженными засушливо-суховейными явлениями. Воздушные массы, поступающие с Азиатского материка и нижневолжских просторов, обуславливают зимой низкие температуры с холодными, а весной с сухими горячими ветрами. По данным Донецкой метеорологической станции среднегодовая температура составляет +7,8^оС. Средняя температура наиболее теплого месяца (июль) составляет от +21^оС на северо-востоке до +23^оС на юге, а наиболее холодного месяца (январь) от -4^оС на побережье Азовского моря (юг) до -8^оС в районе Дебальцево (северо-восток). Абсолютный максимум температуры летом (июль) составляет более +40^оС, абсолютный минимум (январь-февраль) -38-40^оС. Сумма температур выше 0^оС. достигает 2900-3100^о, а в отдельных местностях Донецкого кряжа – 2800^о. Разница температур наиболее холодного месяца (январь) и наиболее теплого (июль), то есть годовая амплитуда, составляет 28-30^оС, амплитуда минимума и максимума – более 80^оС, что свидетельствует о континентальности климата.

Среднегодовые положительные температуры в республике за последние 7 лет являются стабильными. Однако уровень среднегодовых отрицательных температур снижается. Это привело к тому, что среднегодовая температура воздуха за этот период снизилась на 1,3^оС.

В республике также наблюдается быстрый и резкий рост температуры: с апреля по май она повышается в 2 раза. Дальнейшее повышение идет постепенно, по 3^оС в месяц. Таким образом, нарастание температуры воздуха весной очень резкое и благоприятные условия для вегетации растений наступают очень быстро. Число дней со среднесуточной температурой выше 0^оС – 250, выше 5^оС – также 250, выше 10^оС – 165 дней.

Зима на территории республики малоснежная, характеризуется неустойчивой погодой, наряду с морозами (-25-30^оС) отмечаются оттепели (+4-5^оС), в отдельные месяцы до +8-12^оС, что приводит к формированию ледяной корки и других явлений, негативно влияющий на процесс перезимовывания озимых культур.

При отсутствии снежного покрова часто происходит промерзание почвы, достигающее 100-120 см. Снежный покров незначительный и, вследствие зимних оттепелей, неустойчивый. Его средняя высота колеблется от 10 до 19 см. Наибольшей высоты он достигает на Донецком кряже – до 58 см, а иногда и до 104 см. Последние зимние заморозки возможны до 20-х чисел мая, а в среднем до 20-х чисел апреля. Первые осенние заморозки возможны уже в середине сентября (в среднем в 10-х числах октября), а наиболее поздние в 10-х числах ноября.

Суммарная радиация на территории республики изменяется в течение года. В теплый период она составляет 2000-2500 МДж/м². Зимой мы получаем в основном рассеянную радиацию, так как повышается облачность и формируется снеговой покров, поэтому количество солнечной радиации уменьшается до 400 МДж/м². Интенсивность солнечной радиации в Донбассе ослабляется из-за загрязнения атмосферы. В целом, за год территория республики получает намного больше солнечной радиации, чем расходует, что определяет температурный режим воздуха. Наибольшее количество солнечной радиации получают южные территории (район Урзуфа, Ялты).

Кроме температуры для развития растительности большое значение имеет влага. Количество осадков на территории республики распределяется неравномерно. Наибольшее их количество выпадает на Донецком кряже (больше 500 мм), а наименьшее (до 350 мм) – на юге. Сумма осадков по отдельным годам может значительно колебаться, а в целом же наибольшее количество осадков приходится на июнь-июль (50-60 мм), а наименьшее – на февраль. Характерной особенностью является неравномерное выпадение осадков на протяжении года.

Неравномерность осадков и распределения снежного покрова обуславливают и неравномерность увлажнения. В целом на равнинных территориях осадков, особенно в летний период, достаточно для успешного выращивания сельскохозяйственных культур. На изрезанной балками и оврагами местности значительное количество влаги стекает, и меньшая ее часть поглощается почвой. Кроме того, в летний период дожди часто носят ливневый характер и приходятся на период наиболее высоких температур воздуха, что приводит к максимальному уровню испарения влаги из почвы. Наряду с этим, ливни сильно уплотняют почву и разрушают ее структуру особенно в верхних органогенных почвенных горизонтах. На склонах ливневые осадки приводят к усилению размыва поверхности почвы.

Погодные условия также ухудшаются сильными ветрами. Сухие восточные ветры зимой несут с собой морозы и метели, а весной и летом – суховеи и засухи, вызывающие увядание растений и запал зерна. Часто наблюдается скорость ветра 3-5 м/с, однако нередки и ветра скоростью 10-15 м/с и выше. Максимальная скорость ветра может достигать 20-30 м/с. Во время суховеев температура воздуха может подниматься до +36-40^оС, при этом его относительная влажность падает до 15-20%. Сухой и горячий ветер вызывает усиленную транспирацию, которая не успевает компенсироваться доступом влаги в растения из почвы, и они начинают увядать. Учитывая высокие летние температуры воздуха, небольшое количество атмосферных осадком, частые сухие ветра и расчлененность поверхности, необходимо обращать особое внимание на сохранение запасов влаги в почве.

В целом же, климатические условия республики по количеству тепла, влаги, радиационному режиму благоприятны для выращивания районированных сельскохозяйственных культур.

На территории республики выделяются 3 агроклиматических района:

- умеренно увлажненный (Волновахский, Добропольский, Краснолиманский, Марьинский, Славянский, Старобешевский районы);

- недостаточно увлажненный (Амвросиевский, Артемовский, Ясиноватский, Константиновский, Красноармейский, Шахтерский районы);

- засушливый (Александровский, Великоновоселковский, Володарский, Першотравневый, Тельмановский, Новоазовский районы).

Геологическое строение

Донецкий бассейн расположен на юго-восточной окраине Восточно-Европейской платформы – одном из крупнейших и относительно устойчивых участков земной коры, на юго-восточном крыле Днепровско-Донецкой впадины и в юго-восточной части Украинского кристаллического массива (Приазовский кристаллический массив). В геологическом строении принимают участие кристаллические и осадочные породы, относящиеся к отложениям докембрийского, девонского, каменноугольного, пермского, триасового, юрского, мелового, третичного и четвертичного периодов.

Докембрийские отложения. В основе геологического разреза залегают кристаллические метаморфизированные породы, представленные гнейсами, сиенитами, андезитами, порфиритами, диабазами, базальтами.

Девонские отложения представлены осадочно-эффузивной очень неустойчивой толщей верхнего девона, которая иногда достигает 600-800 м. Она сложена аркозовыми песчаниками, сланцами, известняками, эффузивными породами, туфами, конгломератами и др.

Каменноугольные отложения развиты на большой площади в восточных районах республики и представлены значительной толщиной чередующихся между собой слоев сланцев, песчаников, известняков и угольных пластов. В этой толще наиболее развиты глинистые сланцы и песчаники. Такие отложения прикрыты в основном небольшим слоем третичных и четвертичных пород.

Пермские отложения имеют широкое распространение и наиболее развиты в северной части. В их состав входят песчаники, известняково-доломитная толща, которая состоит из глинистых сланцев, песков, гипсов, ангидридов доломитизированных известняков и соленосной толщи, которая представлена пластами соли, гипса, ангидрида, глинистых сланцев.

Триасовые отложения обнажаются редко и представлены песчаниками и песками.

Юрские отложения также малораспространены на территории республики и встречаются в ее северной части. Они представлены песчано-глинистыми породами, песчаниками, известняками, глинами.

Меловые отложения, наиболее развитые в северных и частично в северо-восточных районах.

Третичные отложения широко развиты на большей части территории республики (кроме центральной) и представлены песками, кварцитами, мергелями, глинами. Они имеют неустойчивую толщу от 5-6 до 60-80 м.

Четвертичные отложения распространены практически по всей территории республики. В местах наибольшего развития их толща достигает 20 м. Эти отложения представлены лессовидными суглинками и глинами, красно-бурыми глинами, аллювиальными отложениями, песчаниками (на террасах левого берега реки Северский Донец).

В целом же, комплекс осадочных и кристаллических пород, развитых на территории республики, – это значительные количества полезных ископаемых, имеющих большое промышленное значение.

Рельеф

Рельеф Донецкой Народной Республики разнообразный, с очень сильно развитыми эрозионными процессами. Множество рек, оврагов, балок прорезают территорию во всех направлениях и в зависимости от геологического строения местности образуют те или иные формы рельефа. Последний усложняется также шахтными терриконами.

По рельефу в республике можно выделить несколько главных районов: на юго-востоке – Донецкий кряж, на юге – Приазовскую возвышенность, в приморских районах – береговую равнину, на западе – Кальмиус-Торецкую котловину.

Донецкий бассейн является одним из наиболее эродированных районов. Значительная расчлененность местности, слабая противоэрозионная устойчивость почв, ливневый характер летних осадков и сильные восточные ветра способствуют развитию эрозионных процессов.

Овражно-балочная сеть республики сильно дренирует местность, снижает уровень грунтовых вод и также вызывает развитие эрозионных процессов. Кроме того, овраги и балки обуславливают неправильную конфигурацию полей севооборотов, что негативно влияет на обработку почвы, уход за посевами, сбор и транспортировку урожая.

Наличие различных форм рельефа привело к образованию на них разнообразных видов почв. На покрытых лессовыми породами водоразделах сформировались черноземы, которые на склонах в той или иной степени смыты. Поймы рек и дно балок покрыты гидроморфными почвами: луговыми черноземами, луговыми, лугово-болотными, преимущественно засоленными почвами. Кроме речных долин, балок и оврагов разнообразие рельефу придают остатки кристаллических пород и выходы известняков.

Почвообразующие породы

Почвообразующая порода – это один из главных факторов образования почв, поскольку именно она определяет его механический состав, влияет на структуру, является тем материалом, из которого образована основная (минеральная) часть почвенной массы. Почвообразующая порода в значительной мере определяет также влагоемкость, карбонатность, солонцеватость и другие характеристики почв.

На территории республики наибольшее распространение имеют лесс и лессовидные отложения различного механического состава, залегающие на повышенных участках водоразделов и их склонах.

На склонах балок и речных долин, а также в центральной части Донецкого кряжа, где лессовая толща смыта частично или полностью, почвообразующими породами выступают продукты выветривания более древних пород – сланцев, песчаников, пермских глин, мелов, известняков и др. В южных районах местами почвообразующими породами является элювий магматических пород (гранитов), а в долинах рек – делювиально-аллювиальные отложения.

Лесс представляет собой рыхлую породу эолового (ветрового) происхождения тяжелосуглинистого и легкосуглинистого механического состава, в которой содержание частиц меньше 0,01 мм достигает 50-60%. Он имеет палевый и палево-бурый цвет, тонкопористый, способен при обвалах образовывать вертикальные стенки, характеризуется высоким содержанием карбонатов кальция. Карбонаты в лессе имеют различные формы: белоглазка, прожилки, плесени, псевдомицелий. Физико-химические характеристики этой породы благоприятно сказываются на формировании почвы.

Механический состав данной почвообразующей породы влияет на механический состав почв. Рыхлость и пористость лесса способствует проникновению воздуха и корневой системы растений вглубь почвы. Значительное содержание илистой фракции и карбоната кальция способствует формированию на лессах плодородных земель, пригодных для выращивания всех районированных сельскохозяйственных культур и плодовых насаждений.

Лессовидные суглинки представляют собой переотложенные лессы. Они очень распространены на всей территории республики, особенно на склонах водоразделов и балок. В отличие от лессов эти породы имеют более темный цвет, меньшее количество пор, меньшее содержание кальция, более легкий механический состав, часто опесчанены, включают обломки других пород. Толщина лессов и лессовидных суглинков на водоразделах достигает 5-15 м, а местами и больше.

Глины (красно-бурые, соленосные, гипсоносные и др.) залегают на склонах, особенно южной экспозиции, где верхние слои лессов смыты. По механическому составу они более тяжелые, чем лессы, пластичные, легко мажутся, заметно жирные при прикосновении, практически совсем водонепроницаемы. Иногда слабо засолены (тип засоления хлоридно-сульфатный), что обуславливает слабую солонцеватость почв, сформированных на них. В сухом состоянии глины имеют кубовидную или призматическую форму строения структурных агрегатов.

Рыхлые песчаные породы на территории республики занимают небольшую площадь. В их состав входят зерна кварца разнообразной формы. В отличие от других почвообразующих пород, такие породы характеризуются значительно большей рыхлостью и сыпучестью. Они плохо обеспечены питательными элементами, имеют высокую водопроницаемость, неблагоприятную водоотдачу, очень малое капиллярное сообщение с верхними слоями почвы. Почвы, сформировавшиеся на рыхлых песчаных породах, имеют незначительное содержание гумуса и питательных веществ, легкий механический состав, недостаточно обеспечены влагой, в связи с чем характеризуются низким плодородием.

Элювий плотных пород, таких как сланцы, песчаники, мел, мергельные породы, известняки и др. является почвообразующей породой на склонах Донецкого кряжа. Большинство этих пород отличаются большой плотностью, щебневатостью, что, в свою очередь отражается, на, сформировавшихся на них, почвах. Элювиальные отложения представляют собой продукты выветривания коренных пород. Толщина таких отложений от 0,3 до 4 м и больше. Иногда элювий имеет вид лессовидного суглинка, но содержит в себе обломки коренной породы.

Распространение делювиальных отложений связано со склонами гидрографической сети. Делювиальные лессовидные суглинки образовались из перемещенного талыми и дождевыми потоками рыхлого суглинистого материала, снесенного с прилегающих склонов территории. Поэтому они характеризуются небольшой щебневатостью и слоистостью.

Аллювиальные отложения распространены в долинах рек и балок Донбасса и особенно в долинах тех рек, которые протекают по окраинам Донбасса в более равнинных районах. Образованию аллювия способствуют широкие речные долины, спокойное течение воды и большое количество продуктов размыва осадочных пород. В центральном, наиболее повышенном районе Донбасса грубость аллювиальных отложений незначительная. Это является следствием каньоновидного характера рек, большого падения их дна и сравнительно быстрого течения воды. Аллювий здесь грубозернистый, в долинах рек степного района – мелкозернистый (преимущественно суглинистые и мелкопесчаные породы). В долинах рек распространены современные и древние аллювиальные образования. Первые – в верховьях рек, вторые – в низинах. Террасы сложены более древним аллювием.

Гидрография

Основную часть запасов поверхностных вод республики составляют реки. Их насчитывается 247, но только 8 имеют протяженность свыше 40 км. Все реки питаются за счет талых снеговых вод, осадков, родников и промышленных стоков. Реки Донбасса, главным образом, средние и малые. Средний коэффициент густоты речной сети по Донецкому кряжу составляет 0,5 км/км². Почти все реки берут начало на отрогах Среднерусской возвышенности и водоразделе Донецкого кряжа. Большинство рек республики относятся к бассейну Азовского и некоторые – к бассейну Черного моря. Малые реки распределены в трех основных речных бассейнах: бассейн Днепра, бассейн Северского Донца и бассейн Азовского моря.

Главная водная артерия – река Северский Донец, протекающая по территории республики на протяжении 95 км. Общая протяженность реки – 1053 км, площадь бассейна – 100 тыс. км². Основные левые притоки Северского Донца – Жеребец, Оскол; правые – Казенный Торец, Бахмут, Лугань. Северский Донец принадлежит бассейну реки Дон.

Естественных озер в республике мало. Эти небольшие водоемы разбросаны в поймах рек. Больше всего таких озер в пойме Северского Донца. Возле Славянска в бассейне Казенного Торца имеются три знаменитых соленых озера: Репное, Слепное и Вейсово.

Среди водных объектов республики следует выделить также 1804 искусственных водоемов с площадью водного зеркала более 1 га, из них 8 водохранилищ площадью больше 6 км² и около 1650 прудов. Общий объем водоемов составляет 1100 млн. м³. Основные водохранилища – Кураховское, Углегорское, Павлоградское, Старобешевское, Клебан-Быкское, Волынцевское, Карловское, Старокрымское, Краснооскольское и др.

На севере республики в пойме левого берега Северского Донца вследствие зарастания водоемов образовались небольшие по площади участки болот. Болотистые участки представляет собой заросшие черноольховые трясины, которые сохранились в почти нетронутом состоянии. Ранее черноольховые трясины в пойме Северского Донца были широко распространены, но со временем исчезли.

На юге земли республики омываются Азовским морем. Его площадь составляет всего 38 тыс. км², а глубина не превышает 14 метров.

Грунтовые воды

Грунтовые воды образуют первый от поверхности постоянно существующий водоносный горизонт в разнообразных водопроницаемых породах. В основании горизонта, как правило, залегают глинистые водонепроницаемые породы. Они образуют водонепроницаемое ложе горизонта грунтовых вод. Эти воды имеют широкое практически повсеместное распространение в природе и залегают главным образом в отложениях четвертичного периода. Условия залегания грунтовых вод разнообразны и отличаются физико-географическими, геологическими, геоморфологическими и многими другими местными факторами.

Пополнение грунтовых вод происходит частично за счет конденсации влаги из воздуха, а главным образом вследствие инфильтрации в толщу почвы атмосферных осадков и поверхностных вод из рек, озер, водохранилищ, а также поступления напорных вод из более глубоких горизонтов.

Распространение грунтовых вод связано с современными географическими зонами. Эта идея в свое время была сформулирована В.В. Докучаевым и продолжена его учеником П.П. Высоцким, который установил, что «по мере продвижения на юг грунтовые воды больше заглубляются и минерализуются». Это положение является достаточно оправданным. При всех других одинаковых условиях глубина залегания зеркала грунтовых вод зависит от количества атмосферных осадков и испарения. Это является характерным для южных районов республики, где количество осадков невелико, а испарение с поверхности значительное. Достаточно важным фактором является также степень дренированности территории. Чем больше и глубже она дренирована, тем ниже уровень стояния грунтовых вод. Этот уровень подвергается сезонным изменениям. Особенно он повышается во время таяния снегов, дождей (подпирание грунтовых вод). При близком залегании грунтовых вод и тем более при их выходе на поверхность, нередко происходит заболачивание и оглеение почв.

Грунтовые воды республики в основном минерализованные. Под их влиянием образуются солончаки. Средне минерализованные воды можно использовать в ограниченных количествах для орошения при обязательном гипсовании почв. При орошении минерализованными водами также возможно заболачивание почв и вторичное засоление. Последнее происходит за счет солей, которые могут быть подняты грунтовыми водами при орошении из более глубоких слоев.

Природная растительность

Растительный мир республики представлен степными, лесостепными и пойменными представителями флоры и насчитывает более 2000 видов высших растений. Характерной чертой флоры является значительный перевес травянистых растений (89,3%) над деревьями и кустарниками. Среди травянистых растений распространены преимущественно многолетние виды.

На протяжении последних столетий в связи с вырубками площадь лесов значительно сократилась. Об их распространенности в прошлом свидетельствуют только оподзоленные почвы. Широколиственные леса на небольшой площади сохранились только в Славянском районе и в поймах некоторых рек, особенно Северского Донца и некоторых балках. Видовой состав лесов разнообразный – преимущественно дуб, клен, ясень, груша. Хорошо развит подлесок из кустарников (лещина, крушина и др.). Пойменные леса состоят из ольхи, вяза. На песчаных террасах растут сосновые леса. Залесненные балки включают следующие древесные породы: дуб, ольха, вяз, клен и кустарники – шиповник, бирючина и др.

Природные кормовые угодья республики относятся к классу степных склоновых пастбищ и сенокосов. В ложбинах стока, на склонах со слабо- и среднесмытыми почвами больше развита травянистая растительность с преобладанием разнотравно-злаковых ассоциаций. Главные компоненты тут: типчак, кострица, мятлик, донник лекарственный, васильки, цикорий, гвоздика, подорожник ланцетовидный, молочай, тысячелистник, ромашка, синеголовник, полынь и др.

Ниже по склонам со средне- и сильносмытыми почвами количество злаковых растений уменьшается, а бобовые практически отсутствуют. В данном случае преобладают шалфеево-полынные и тысячелистниково-чабрецовые ассоциации. Травостой в основном состоит из полыни, шалфея, чабреца, тысячелистника, молочая и др.

В наиболее нижней части склонов на намытых балочных черноземах с благоприятным водным режимом видовой состав растительности изменяется. Тут преобладают разнотравно-злаковые ассоциации – пырей, тонконог, кострица, клевер, герань, лапчатка, горицвет, незабудка, подорожники и др.

Черноземы

Основные массивы черноземов находятся в Венгрии, Болгарии, Румынии, Молдове, на Украине, в центральных областях европейской части России, Поволжье, Северном Кавказе, Западной Сибири и Северном Казахстане. В России и на Украине сосредоточено около 50% мирового распространения этих почв. Большая широтная и меридиональная протяженность территории черноземных почв определяет значительную неоднородность ее природных условий.

Почвообразующие породы в основном представлены лессовидными глинами и суглинками. Реже наблюдаются третичные глины, продукты выветривания различных горных пород. Характерная черта практически всех почвообразующих пород – карбонатность. Содержание СаСО₃ в лессовидных отложениях 6-8%. Это влияет на характер почвообразования, предопределяя нейтральную реакцию почвенной среды, и создает благоприятные условия для развития травянистой растительности.

Растительность. Та растительность, под влиянием которой сформировались черноземы, в настоящее время практически не сохранилась. Большая площадь черноземных почв распахана, остальную используют в качестве пастбищ и сенокосов.

Травостой луговых степей был представлен мезофильными видами, разнотравьем, бобовыми: высокостебельные ковыли, типчак, тимофеевка степная, ежа сборная, шалфей луговой, таволга, горицвет, осока низкая, клевера, эспарцет, лядвенец и др. Проективное покрытие достигало 90%. Южнее луговые степи характеризовались разнотравно-ковыльными и типчаково-ковыльными ассоциациями. В их травостое относительно большее участие принимали ксерофитные растения, основной фон которых в разнотравно-ковыльных степях составляли узколистные ковыли, типчак, тонконог, степной овес, шалфей поникший, горицвет волжский, колокольчики, осока приземистая, подорожник степной, молочай, клевер горный и др. В типчаково-ковыльных степях преобладали низкостебельные перистые ковыли, тырса, типчак, житняк, осоки.

Степная растительность образует сплошной травянистый покров, полностью скрывающий почвенную поверхность. Травы создают значительный объем биомассы, превышающий ежегодный прирост таежного леса в 3-5 раз. Основная биомасса сосредоточена в корневых системах растений (около 60-80%). Образно говоря, травы живут в основном в почвенной массе. Ежегодно синтезируемая биомасса отмирает на 95% в этом же году, т.е. практически полностью превращается в растительные остатки и поступает в биологический круговорот, подвергаясь минерализации и гумификации.

Примечателен химический состав травянистой растительности. Характерно высокое содержание белковых и других питательных веществ для травоядных животных веществ (углеводы, жиры и др.), что создает предпосылки для успешного существования первичных консументов.

Травянистая растительность накапливает в своей биомассе значительные количества зольных элементов (Са, Mg, К, Na, Р и др.). Высокая зольность обеспечивает полную нейтрализацию всех кислот, образующихся при минерализации и гумификации, что наряду с климатическими особенностями, создает нейтральную и слабощелочную реакцию почв, почвообразующих пород и грунтовых вод.

Генезис. О происхождении черноземов высказано несколько гипотез. В.В. Докучаев считал, что черноземы представляют собой почвы растительно-наземного происхождения, т.е. образовались при изменении почвообразующих пород под действием климата, степной растительности и других факторов. Известно, что впервые эта гипотеза о растительно-наземном происхождении чернозема была сформулирована М.В. Ломоносовым в 1763 г. в трактате «О слоях земных».

Академиком П.С. Палласом была выдвинута морская гипотеза происхождения чернозема, согласно которой черноземы образовались из морского ила, разложения органических остатков тростника и другой растительности при отступлении моря.

Третья гипотеза, высказанная Э.И. Эйхвальдом и Н.Д. Брисяком, заключается в том, что черноземы возникли из болот при постепенном их обсыхании.

Черноземы, по некоторым данным, – сравнительно молодые почвы. Исследования с помощью радиоуглеродного датирования показали, что они образовались в послеледниковое время в течение последних 10-12 тыс. лет. Возраст гумуса верхних почвенных горизонтов в среднем составляет не менее тысячи лет, а возраст более глубоких горизонтов – не менее 7-8 тыс. лет.

Современные представления об образовании черноземов подтверждают гипотезу растительно-наземного их происхождения. Это нашло отражение в работах Л.М. Прасолова, В.И. Тюрина, В.Р. Вильямса, Е.А. Афанасьевой, М.М. Кононовой и других ученых.

Чернозем как тип почвообразования формируется в результате следующих ведущих процессов:

- дерновый процесс;

- образование и накопление гумусовых веществ (гумификация);

- выщелачивание и миграция простых солей;

- оглинивание почвенной массы.

Дерновый процесс наблюдается во многих почвах, однако наиболее ярко он проявляется в черноземах, особенно в типичных и обыкновенных, где охватывает мощную толщу почвы.

В черноземах процесс выщелачивания обязательно сопровождается явлениями вертикальной восходящей миграции солей в сухие периоды года. Это приводит к новообразованиям конкреций СаСО₃, CaSО₄ и легкорастворимых солей. Выщелачивание и миграция солей при непромывном водном режиме являются условиями формирования солевых иллювиальных горизонтов (белоглазка, гипс, легкорастворимые соли). Подобные условия характерны для обыкновенных и южных черноземов. При периодически промывном водном режиме (черноземы оподзоленные, выщелоченные, типичные) складываются следующие условия: легкорастворимые соли и гипс вымываются за пределы почвы и коры выветривания, т.е. в грунтовые воды, а труднорастворимые карбонаты кальция остаются в профиле почвы и формируют иллювиально-десуктивный горизонт карбонатных новообразований (белоглазка, журавчики).

В целом для черноземного процесса почвообразования свойственны гуматный тип гумуса, сложность гуминовых кислот, преимущественное закрепление их в форме гуматов кальция, пониженное присутствие фульвокислот. Вместе с накоплением гумуса при черноземообразовании идет закрепление в форме сложных органо-минеральных соединений важнейших элементов питания растений (N, P, S, Са и др.), а также возникновение в гумусовом слое зернистых водопрочных агрегатов.

Таким образом, важнейшими особенностями генезиса черноземов являются образование гумусовых веществ, преимущественно гуминовых кислот, взаимодействие их с минеральной частью почвы, образование органо-минеральных соединений, водопрочной макроструктуры и вынос из верхних горизонтов почвы легкорастворимых продуктов почвообразования.

Состав и свойства. По гранулометрическому составу черноземные почвы разнообразны, но преобладают средне-, тяжелосуглинистые и глинистые их разновидности.

В минералогическом составе илистой фракции черноземов преобладают минералы монтмориллонитовой и гидрослюдистой, реже каолинитовой групп. Из других вторичных минералов имеют распространение окристаллизованные полуторные оксиды железа, кварц и аморфные вещества. Высокодисперсные минералы распределены по профилю равномерно.

Важнейшими особенностями химического состава черноземов также являются богатство их гумусом, иллювиальный характер распределения карбонатов и выщелоченность профиля от легкорастворимых солей. Содержание гумуса постепенно убывает вниз по профилю, что обусловлено характером распределения корневых систем травянистой растительности.

Гумус характеризуется преобладанием гуминовых кислот над фульвокислотами (Сгк/Сфк = 1,5-2) и их фракций, связанных с кальцием. Гуминовые кислоты отличаются высокой степенью конденсированности, а фульвокислоты имеют более сложный состав по сравнению с подзолистыми почвами и почти полным отсутствием их свободных («активных») форм. Содержание гумуса в черноземах колеблется от 3 до 12-15% и зависит от факторов почвообразования, особенностей гранулометрического, минералогического и химического составов почвообразующих пород. Наибольшие запасы гумуса имеют типичные и выщелоченные черноземы восточноевропейской фации, наименьшие – черноземы глубокопромерзающие восточносибирской фации.

Черноземы характеризуются в целом благоприятными физическими и водно-физическими свойствами: рыхлым сложением гумусового горизонта, высокой влагоемкостью и хорошей водопроницаемостью.

Благоприятное соотношение некапиллярной и капиллярной пористости (1:2) обеспечивает в черноземах хорошие воздухо-, водопроницаемость и влагоемкость.

Тепловые свойства черноземных почв благоприятны для роста и развития культурных растений. Черноземы отличаются пониженной отражательной способностью, быстро нагреваются и медленно охлаждаются; обладая высокой теплопроводностью, они способны, что особенно важно в весеннее время, основное количество поглощенного почвой тепла расходовать на прогревание более глубоких горизонтов.

В динамике влаги в черноземах Г.Н. Высоцкий выделил два периода:

- иссушение почвогрунта летом и в первую половину осени, когда влага интенсивно расходуется растениями и испаряется в условиях восходящих токов над нисходящими;

- промачивание, начинающееся со второй половины осени, прерывающееся зимой и продолжающееся весной под влиянием талых вод и весенних осадков.

Эти периоды в водном режиме черноземов характерны для всех черноземов, но продолжительность и сроки иссушения и увлажнения для каждого подтипа свои. Они зависят от количества осадков, их распределения во времени и от температуры.

Строение черноземов. Все черноземы имеют общее генетическое строение профиля независимо от географического распространения.

А – гумусовый горизонт. Однородной темно-серой окраски иногда со слабым буроватым оттенком. Интенсивность темного окрашивания увеличивается от южного чернозема через обыкновенные и типичные к выщелоченному тучному чернозему. В целинных и длительно залежных почвах могут формироваться горизонты Ао (степной войлок) и Ад (дерновый горизонт), имеющий прекрасную зернистую структуру без порошистых фракций. Горизонт А в пахотных черноземах разделяется на Апах (пахотный горизонт) и А (подпахотный горизонт). Пахотный горизонт, как правило, имеет разрушенную структуру. Ценные зернистые и комковатые фракции практически отсутствуют. Подпахотный горизонт сохраняет строение целинных вариантов чернозема;

АВ – гумусовый переходный горизонт. Однородное гумусовое темно-серое окрашивание ослабевает. Горизонты А+АВ определяют мощность гумусового профиля. Она изменяется в широких пределах от 40 до 150 см. Горизонт имеет хорошо выраженную комковатую структуру;

В (ВС) – переходный горизонт. Неоднороден по окраске, с преобладанием бурых тонов. Встречаются затеки гумуса, гумусовые пятна. Неоднородность окраски создается также интенсивной перерытостью землероющими животными, наличием червороин и кротовин, обилием прожилок и мицелия карбонатов;

ВСа (Сса) – десуктивно-карбонатный иллювиальный горизонт с обилием конкреционных новообразований извести в виде белоглазки, журавчиков и др. Общее накопление СаСО₃ достигает 10-14%. С глубиной количество извести уменьшается. Нижняя граница профиля чернозема определяется стабильным количеством СаСО₃, характерным для материнской породы;

BcsSa (CcsSa) – иллювиальный горизонт гипса и легкорастворимых солей . Он обнаруживается только в черноземах южных и обыкновенных. Хорошо промытые атмосферными осадками оподзоленные, выщелоченные и типичные черноземы этого горизонта не имеют;

С – почвообразующая порода.

Таким образом, общая мощность чернозема составляет у разных подтипов от 150 до 450 см. Самые мощные в мире черноземы наблюдаются в районе Краснодара. Это выщелоченные и типичные подтипы. Кроме общей мощности всего профиля, обозначают отдельно мощность гумусовых горизонтов, А+АВ, нижняя граница которых совпадает с содержанием гумуса около 1,0%. В быту мощность чернозема ассоциируется с мощностью гумусовых горизонтов. В классификации принято видовое разделение на маломощные, среднемощные, мощные и сверхмощные черноземы именно по мощности А+АВ. Типовое строение чернозема характерно для рода обычные. Другие черноземы имеют те или иные отклонения.

Классификация. Черноземный тип почв по строению профиля, генетическим особенностям и свойствам подразделяется на подтипы, каждый из которых имеет определенное географическое положение. В соответствии с подзонами с севера на юг в зоне черноземов выделяют следующие подтипы:

- оподзоленные,

- выщелоченные,

- типичные,

- обыкновенные,

- южные.

Внутри подтипов выделяют роды. Наиболее часто встречающиеся из них следующие: обычные, слабодифференцированные, глубоковскипающие, бескарбонатные, карбонатные (наличие карбонатов по всему профилю), солонцеватые, осолоделые, глубинно-глееватые (признаки слабой глееватости в нижних слоях профиля), слитые (с плотными (слитыми) горизонтами В), неполноразвитые, щельные (образование глубоких трещин (холодная фация).

Черноземы на плотных глинах

Распространены небольшими участками на склонах балок. В Артемовском районе распространены и на узких гребневидных водоразделах, где на поверхность выходят красно-бурые, оливково-серые и рябые глины. Общая площадь таких почв – 57,8 тыс. га (из них пахотной – 5,4 тыс. га.), что составляет 2,6% от общей площади почв республики. Среди них встречаются слабо-, средне- и сильносмытые, а также солонцеватые черноземы на плотных глинах, также с разной степенью смытия. В отличие от черноземов обыкновенных они часто более темной окраски, структура зернистая и зернисто-ореховатая, общий профиль укорочен до А+АВ 55 (65) см. Вскипает от кислоты в верхнем переходном или гумусовом горизонте.

Механический состав данных почв глинистый, содержание гумуса 4,3% по профилю его содержание постепенно уменьшается. Поглощающий комплекс этих почв насыщен кальцием и магнием при небольшом количестве натрия.

Эти почвы легко заплывают после дождей. Во влажном состоянии вязкие, распадаются на призматические отдельности. В сухом состоянии – плотные, трещиноватые, имеют сниженную аэрацию и водопроницаемость. Очень тяжело поддаются механической обработке. Обеспеченность элементами минерального питания практически такая же, как и у черноземов обыкновенных, вследствие чего мероприятия по повышению их плодородия аналогичны таковым, что и для черноземов на лессовидных породах.

Почвы пригодны под районированные сельскохозяйственные культуры, однако вследствие неудовлетворительных водно-физических характеристик не пригодны под сады и мало подходят для виноградников.

Подзолистые почвы

Название «подзолистые почвы» происходит от народного слова «подзол», что отражает окраску находящегося под лесной подстилкой подзолистого слоя, по виду напоминающего золу.

Подзолистый процесс – главный почвообразовательный процесс, под воздействием которого образовались подзолистые почвы. В результате его проявления происходят разрушение в верхней части профиля почвы первичных и вторичных минералов и вынос продуктов разрушения в нижележащие горизонты и грунтовые воды.

Согласно современным представлениям в подзолообразовании участвуют фульвокислоты, преобладающие в составе специфической части гумуса лесных почв, а также низкомолекулярные органические кислоты (уксусная, муравьиная, лимонная и др.) и органические кислоты, образующиеся в результате жизнедеятельности почвенных микроорганизмов и выделяемые корнями растений. Химическое взаимодействие минералов в залегающем под лесной подстилкой слое с кислотами приводит к образованию легкорастворимых в воде солей и подвижных органо-минеральных соединений, которые благодаря промывному водному режиму выносятся в нижнюю часть профиля почвы или за пределы почвенного слоя.

В результате диссоциации кислотных продуктов и растворения в воде СО₂ возникающий водородный ион вступает в обменные реакции с катионами оснований почвенного коллоидного комплекса; в почвенном растворе значительно повышается их концентрация; они также выносятся вниз с нисходящими токами почвенных растворов. Горизонт постепенно обедняется кальцием, магнием, фосфором, алюминием и другими элементами, а удаление железа и марганца приводит к его обесцвечиванию. При разрушении силикатов и алюмосиликатов образуется вторичный кварц в виде кремнеземистой присыпки, по цвету похожей на золу. В оподзоливаемом горизонте происходит также относительное накопление входящего в его состав первичного кварца, так как этот минерал устойчив к химическим реакциям. Этот белесый горизонт называют элювиальным или подзолистым, а горизонт, залегающий под ним, – иллювиальным или вмывания.

Интенсивность подзолистого процесса зависит от сочетания условий почвообразования. Чем слабее нисходящий ток почвенных растворов, тем меньше оподзоливается почва, а это связано с показателем соотношения годового количества осадков и испаряемости, гранулометрическим составом и физическими свойствами почвы, ее положением по рельефу, наличием лесной подстилки и т.д. Кроме того, для подзолообразования необходимо периодическое чередование избыточного увлажнения (обычно весной) и подсушивания (летом) верхней части профиля почвы. При этом в результате развития восстановительных процессов в подстилке, а иногда и под ней сначала образуются легкорастворимые закисные соединения железа и марганца, подвижные формы алюминия, которые легко мигрируют вниз с нисходящими токами почвенных растворов и, окисляясь в иллювиальном горизонте, закрепляются в нем. Там, где отсутствуют отмеченные условия, подзолистый процесс не проявляется даже под хвойным лесом из-за отсутствия перераспределения содержания элементов по профилю.

Течение подзолистого процесса зависит также от карбонатности материнской породы. При наличии свободных карбонатов процесс не идет, так как нейтрализуются кислоты, участвующие в подзолообразовании.

На выраженность подзолистого процесса большое влияние оказывает состав древесных пород. Под лиственными и широколиственными лесами оподзоливание обычно идет медленнее, чем под хвойными, благодаря повышенной зольности опада, в котором больше содержится щелочных, щелочно-земельных и других элементов. Оподзоливание усиливается, если напочвенный покров под лесом представлен мхами или лишайниками.

Кроме подзолистого процесса почвообразования проявляется дерновый процесс. Наиболее существенной его особенностью является накопление гумуса, питательных для растений веществ и создание в верхнем горизонте почвы водопрочной зернистой и комковатой структуры. Учитывая эту его характеристику, следует отметить, что подтипы подзолистых и глеево-подзолистых почв имеют весьма ограниченные признаки дернового процесса в виде слаборазвитого гумусового слоя (с грубым гумусом или гумусом фульватного типа) мощностью 1-5 см.

Земледельческое использование подзолистых почв существенно нарушает природное почвообразование, так как при распашке земель устраняется влияние на почвообразовательные процессы древесной растительности, лесной подстилки, напочвенного мохового и лишайникового покровов; в результате внесения органических и минеральных удобрений изменяется содержание гумуса и питательных элементов; известкование устраняет повышенную кислотность, возрастает биологическая активность почв; при проведении осушительных мероприятий улучшается водно-воздушный режим и т.д.

Строение подзолистой почвы определяют следующие генетические горизонты:

Ао – лесная подстилка из полуразложившихся, часто оторфованных растительных остатков мощностью 2-10 см;

AoA1 – грубогумусовый;

А1 – гумусовый затечный горизонт мощностью 1-3 см;

А2 – подзолистый элювиальный самый светлый в профиле (белесый, иногда палевый, «подзолу»); кремнеземистый, легкого гранулометрического состава чешуйчато-плитчатой структуры;

Вi – иллювиальный, глинисто-железистый, коричнево-бурый или красно-бурый, самый плотный и ярко окрашенный, грубой комковатой структуры. Мощность горизонта может простираться до глубины 100 см;

С – материнская порода суглинистого или глинистого гранулометрического состава разного происхождения, но, как правило, бескарбонатная.

Важнейший генетический признак – отсутствие или рудиментарность горизонта A1 при светлой белесой опесчаненной поверхности почвы.

Классификация

Наиболее распространены следующие роды подтипа подзолистых почв: обычные, остаточно-карбонатные (карбонаты выщелочены в нижнюю часть профиля), контактно-глееватые, иллювиально-железистые, иллювиалъно-гумусовые, слабодифференцированные (со слабовыраженными подтиповыми признаками).

Луговые почвы

Луговые почвы в степной и сухостепной зонах среди черноземов и каштановых почв формируются в депрессиях рельефа и увлажняются поверхностными и почвенно-грунтовыми водами.

В типе луговых почв выделяются:

луговые – собственно луговые, отвечающие строению типа;

влажно-луговые – подтип отличается более обильным увлажнением, что проявляется в большем оглеении и в оксидных следах его проявления. Влажно-луговые почвы – это переход к лугово-болотному почвообразованию.

Родовая диагностика: обычные, карбонатные (карбонаты в поверхностном горизонте), выщелоченные (карбонаты ниже гумусового горизонта), солонцеватые, осолоделые, слитые (слитость всего гумусового профиля), засоленные (наличие легкорастворимых солей от 30 см).

Луговые внепойменные почвы образуются в результате дернового и глеевого процессов. Им характерно чередование олуговения, остепнения и заболачивания. Высокое залегание грунтовых вод или частое поверхностное затопление обеспечивают насыщенность корнеобитаемой толщи влагой. Однако переувлажнение не постоянно и сменяется условиями для успешного развития луговой растительности (луговые злаки, осоки, мезофильное разнотравье и др.). В результате разного соотношения увлажнения по сезонам и годам луговые почвы имеют промывной и периодически выпотной режимы почвенной влаги, что влечет неустойчивость солевого профиля и свойств. И все же типичны переувлажненность и развитие глеевого процесса.

Генетический профиль таких почв определяется следующими горизонтами:

Ад – дерновый;

А – гумусовый темно-серого цвета комковато-зернистой структуры с ржавыми редкими новообразованиями оксидов железа;

АВ – гумусовый переходный буро-серой окраски с пятнами оксидов железа, хорошо оструктурен, часто карбонатен;

Bca(Q) – аккумулятивно-карбонатный и криптоглеевый пестрый в окраске с конкреционными новообразованиями карбонатов, оксидов Fe и Mn.

Общая мощность Ад+АВ+Вса от 50 до 70 см со следами гидроморфизма в виде слабых крипто-глеевых проявлений;

Cg – материнская порода с господством глеевых процессов.

Почвообразование луговых почв идентично окружающим их черноземам. Типичны дерновый процесс, образование и накопление гумусовых веществ и выщелачивание простых солей с образованием иллювиальных горизонтов карбонатов и гипса.

Аллювиальные луговые почвы развиваются под постоянным или временным влиянием аллювиального режима рек в условиях низкой и высокой поймы и дельты. Луговые почвы составляют основной почвенный покров центральной поймы. Участие в генезисе почв грунтовых вод обязательно, они залегают на глубине до 2 м. Постоянный хорошо выраженный травянистый луговой покров обеспечивает хорошую задернованность и гумусообразование, грунтовые воды – гидроморфизм нижней части гумусового горизонта и материнской породы, а аллювиальный кальматаж – слоистость и наличие погребенных почв.

Строение аллювиальных луговых почв определяют следующие генетические горизонты:

Ад – дерновый;

А – гумусовый, тяжелого гранулометрического состава с хорошо выраженной зернистой структурой. Много ржаво-бурых пятен оксидов Fe;

АВ – гумусовый переходный с пятнами оглеения и ожелезнения;

Bg – переходный оглеенный горизонт голубовато-сизых тонов разной степени выраженности;

Cg – аллювий слоистый оглеенный. Часто содержит погребенные почвы.

Общая мощность луговых почв около 60 см.

Лучшими во всех зонах являются аллювиальные луговые почвы. Их положительные качества: хорошо развитый гумусовый профиль, среднее или высокое содержание гумуса, значительное валовое содержание элементов питания растений, хорошая оструктуренность гумусового слоя, что определяет и их благоприятные физические свойства. Для аллювиальных луговых почв характерна высокая активность микроорганизмов и почвенной фауны. Постоянное подпитывание корнеобитаемой зоны капиллярной каймой грунтовых вод определяет устойчивое снабжение растений влагой.

В пределах типов аллювиальных луговых почв их агрономические качества варьируют в зависимости от гранулометрического состава, мощности гумусового слоя, содержания гумуса, интенсивности процессов оглеения и гидрогенной аккумуляции веществ, реакции и содержания подвижных оксидов железа и алюминия.

Аллювиальные лугово-болотные почвы характеризуются длительным поверхностным и грунтовым переувлажнением. Формируются под лугово-болотной травянистой растительностью. Процессы повышенного гидроморфизма охватывают весь профиль почвы. Интенсивны солончаковые явления. Грунтовые воды на глубине около 1 м. Водный режим неустойчивый, зависит от размеров паводков, однако грунтовое переувлажнение постоянно. Гранулометрический состав тяжелый, слоистость аллювия выражена слабо.

Строение аллювиальных лугово-болотных почв характеризуют следующие генетические горизонты:

Ад – дерновый, часто оторфяненный (Ат);

Ag – гумусовый с четко выраженными признаками оглеения и ожелезнения;

Bg – переходный оглеенный;

Cg – оглеенный аллювий.

Болотные почвы

Болотные почвы относятся к интразональным и встречаются во многих зонах. Основные их площади (около 70 млн га) находятся в тундровой и таежно-лесной зонах России. В более южных зонах они распространены значительно меньше, где приурочены в основном к поймам рек и отличаются зональными особенностями.

Образование и развитие болотных почв связано с избыточным увлажнением, возникающим под воздействием поверхностных или грунтовых вод. Причинами поверхностного переувлажнения может быть застаивание воды в понижениях рельефа (западины, котловины) при ее накоплении за счет поверхностного стока с окружающих повышенных участков. Вода может застаиваться и на равнинных территориях при отсутствии или слабом проявлении поверхностного стока и наличии водоупорных горизонтов в толще почвы или почвообразующей породе. Переувлажнение почв возникает также при близком залегании к поверхности грунтовых вод.

Болотные почвы формируются при развитии двух процессов – торфообразования и оглеения. Их часто объединяют под названием «болотный процесс». В зависимости от проявления процесса торфообразования среди болотных почв выделяют болотные торфяные и болотные минеральные почвы. Основные площади болотных почв представлены болотными торфяными почвами.

Торфообразование – накопление на поверхности почвы полуразложившихся растительных остатков в результате замедленной их гумификации и минерализации в условиях избыточного увлажнения.

Наибольшее изменение торфяной массы происходит в поверхностном 5-10-сантиметровом слое, где возникает кратковременная аэрация. При этом часть растительных остатков гумифицируется. Нижележащие слои торфяной массы, находясь в условиях постоянного устойчивого анаэробиозиса, почти не изменяются. Поэтому в составе органического вещества торфа присутствуют растительные остатки, в разной степени затронутые разложением, частично продукты их гумификации (гумусовые вещества) и промежуточные продукты распада органических веществ отмерших растений. Степень изменения растительных остатков при торфообразовании в значительной мере зависит от их химического состава (содержания азота, оснований), реакции среды.

Состав болотной растительности, смена одних группировок другими в большой степени зависят от состава и свойств заболачивающихся почв и переувлажняющих их вод. При устойчивом переувлажнении богатых почв (дерново-глеевых, луговых и др.) развиваются болотная травянистая растительность, некоторые виды кустарниковых и древесных растений, требовательных к условиям питательного режима.

На водораздельных участках переувлажнение обычно создается за счет застаивания на поверхности или водоупоре в толще почв или породы бедных минеральными веществами вод атмосферных осадков. В этих условиях устойчиво развиваются малотребовательные растения-торфообразователи – сфагновые мхи, угнетенные формы сосны, березы, багульник, клюква и др.

Образование торфяных болотных почв происходит также при заторфововании водоемов (озер, заводей рек, стариц и т.д.). При отмирании планктона его масса смешивается на дне с минеральным илом, образуя сапропель (гниющий ил). По мере нарастания толщи сапропеля на нем, начиная с мелководья, у берегов поселяются земноводные растения – камыш, тростник и др. При их отмирании на сапропеле постелено образуется торфяная масса, заполняющая мелководье. Процесс нарастания торфа усиливается за счет отмирающих остатков плавающих растений. При заторфовывании могут образовываться наиболее мощные торфяники (до 15 м и более).

Оглеение (глееобразование) – сложный биохимический восстановительный процесс, протекающий в анаэробных условиях при переувлажнении почв при непременном наличии органического вещества и участии анаэробных микроорганизмов.

Важнейшие явления, протекающие при оглеении, – восстановление элементов переменной валентности (Fe, Mn, S, N и др.), разрушение алюмосиликатов, образование вторичных алюмоферрисиликатов, взаимодействие подвижных продуктов минеральных соединений с активными формами водорастворимых органических веществ и образование подвижных органо-минеральных соединений.

Наиболее характерная черта глееобразования – восстановление окисного железа в закисное. В результате этого почвенная масса приобретает осветленную сизоватую окраску, свойственную исходным минералам. Поэтому горизонты, где развиваются устойчивые процессы оглеения, имеют сизоватую, грязно-зеленоватую или голубоватую окраску. Такие горизонты называют глеевыми.

Если оглеение носит периодический характер и сменяется развитием окислительных процессов или не достигает высокой интенсивности, то сплошного глеевого горизонта не образуется, а формируется горизонт с отдельными сизовато-зеленоватыми и ржаво-охристыми пятнами. Такие горизонты называют глееватыми.

Оглеение вызывает дезагрегацию почвенной массы. Глеевые горизонты характеризуются высокой плотностью. Таким образом, оглеение существенно ухудшает условия питательного режима и физические свойства почв. Для их улучшения требуется коренное изменение водно-воздушного режима.

Состав и свойства

Особенности состава и свойств болотных торфяных почв определяют показателями состава и свойств торфяных горизонтов. Состав глеевых горизонтов разнообразен и в значительной степени зависит от гранулометрического, минералогического и химического составов пород и почв, на которых сформировались торфяные почвы. Общими их особенностями являются неблагоприятные физические свойства (дезагрегированность и уплотненность) и наличие закисных форм железа.

Генетическую и агрономическую оценку торфяных почв проводят по мощности торфяного слоя и таким показателям торфа как: степень разложения, ботанический состав, состав органического вещества, содержание азота, зольность и состав зольных элементов, реакция и физические свойства.

Степень разложения – важную характеристику торфа – определяют по относительному содержанию (в %) продуктов распада тканей, утративших клеточное строение. В полевых условиях степень разложения можно определить глазомерно. Чем выше степень разложения торфа, тем ценнее агрономические качества торфяных почв как объекта возможного земледельческого освоения. Торф верховых болотных почв имеет слабую или среднюю степень разложения, а низинных – чаще всего высокую.

Признаки различной степени разложения торфа:

- при степени разложения < 15% торф неразложившийся – торфяная масса не продавливается между пальцами. Поверхность сжатого торфа шероховатая от остатков растений, которые хорошо различимы. Вода выжимается струей, как из губки, прозрачная, светлая

- при степени разложения 15-20% торф весьма слаборазложившийся – вода выжимается частыми каплями, почти образуя струю, слабо-желтоватая

- при степени разложения 20-25% торф слаборазложившийся – вода отжимается в большом количестве, желтого цвета, растительные остатки заметны хуже

- при степени разложения 25-35% торф среднеразложившийся – масса торфа почти не продавливается в руке; растительные остатки заметны; вода отжимается частыми каплями светло-коричневого цвета; торф начинает слабо пачкать руку

- при степени разложения 35-45% торф хорошо разложившийся – масса торфа продавливается слабо. Вода выделяется редкими каплями коричневого цвета

- при степени разложения 45-55% торф сильноразложившийся – масса торфа продавливается между пальцами, пачкая руку. В торфе заметны лишь некоторые растительные остатки. Вода отжимается в малом количестве, темно-коричневого цвета

- при степени разложения >55% торф весьма сильноразложившийся – торф продавливается между пальцами в виде грязеподобной черной массы. Вода не отжимается. Растительные остатки совершенно неразличимы.

Органическое вещество составляет основную часть (в среднем 85-95%) торфа. В верховых болотных почвах оно представлено преимущественно целлюлозой, гемицеллюлозой, лигнином и воскосмолами. Торф этих почв слабо гумифицирован; гумусовые вещества составляют 10-15% общего углерода, в их составе преобладают фульвокислоты.

Торф низинных болотных почв хорошо гумифицирован, в нем до 40-50% гумусовых веществ, в составе которых преобладают гуминовые кислоты.

Содержание азота. Торф болотных почв богат азотом (от 0,5-2,0% в верховых и до 3-4% в низинных почвах), но он содержится в трудномобилизуемых формах. В торфе верховых болотных почв азот представлен в различных азотсодержащих соединениях исходных растительных остатков, в торфе низинных почв – в значительной части и азотом гумусовых веществ. По запасам и формам соединений азота низинные болотные почвы более ценны по сравнению с верховыми как объект освоения и использования торфа для приготовления удобрений.

Реакция торфа верховых болотных почв кислая, а низинных колеблется от слабокислой до слабощелочной (в низинных карбонатных почвах).

Особенности гидротермического и окислительно-восстановительного режимов торфяных почв характеризуют эти почвы в естественном состоянии как биологически малоактивные. Повышенная биологическая активность наблюдается только в самом поверхностном слое в отдельные короткие периоды улучшения его аэрации.

В Донецкой Народной Республике общая площадь болотных почв – 8,8 тыс. га (из них пахотной – 0,5 тыс. га.), что составляет 0,39% от общей площади почв. Их образование связано с чрезмерным увлажнением минерализованными грунтовыми водами, поэтом наряду с оглеением всего профиля ясно выражены признаки поверхностной солонцеватости и солончаковатости.

Солонцеватый горизонт имеет все признаки пептизированной массы: он слитый, бесструктурный, вязкий и пластичный во влажном состоянии и твердый и глыбообразный в сухом. Повышенная минерализация неглубоко залегающих грунтовых вод хлоридами и сульфатами обусловила засоление их профиля.

Запасы гумуса и элементов минерального питания велики, но они не могут быть использованы растениями вследствие оглеенности и слабой биологической активности данных почв. Их целесообразно использовать в качестве сенокосов после снижения уровня грунтовых вод.

При освоении и последующем использовании болотных почв первостепенное значение имеет создание оптимального водно-воздушного режима за счет правильно выбранной нормы осушения и поддержания уровня грунтовых вод на заданной глубине с учетом требований отдельных групп сельскохозяйственных культур. При неправильном осуществлении осушительных и других мероприятий при освоении и использовании болотных почв возможно развитие следующих негативных явлений: переосушка почв и возникновение ветровой эрозии, ухудшение водного режима прилегающих территорий, повышение концентрации химических веществ (в том числе нитратов) – компонентов удобрений и других химикатов в дренажных водах и загрязнение водоемов.

Естественные массивы болотных почв имеют большое природоохранное значение: в формировании водного режима сопредельных территорий, водных источников и рек, как ценные угодья для естественных ягодников и лекарственных растений и т.д. Поэтому часть болотных массивов должна быть сохранена в их природном состоянии.

Засоленные почвы

Засоленными называются почвы, содержащие в своем профиле легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных растений количествах. Они широко распространены в зонах сухих и пустынных степей, в пустынной зоне, встречаются также в степной и лесостепной зонах. Это интразональные почвы.

Солончаки

Солончаками называются почвы, которые при засоленности всего профиля в поверхностных горизонтах содержат повышенные количества легкорастворимых солей. В зависимости от химизма засоления содержание солей в верхнем горизонте солончаков составляет от 0,6-0,7 до 2-3% и более.

Наиболее часто солончаковый процесс в природных условиях осуществляется при близком залегании минерализованных грунтовых вод.

В аккумуляции солей в почвах большую роль играет галофитная растительность (солянки, шведка, кермек). В ее опаде содержится большое количество солей, которые поступают в почву и перераспределяются по горизонтам. Биологическому фактору и биохимическим процессам принадлежит важная роль в соленакоплении, особенно в степных и пустынных условиях.

Наряду с природнозасоленными почвами в районах орошаемого земледелия значительные площади заняты вторичнозасоленными почвами. Основными причинами вторичного засоления почв являются: бездренажное орошение, большие потери воды на фильтрацию на полях, строительство оросительных каналов без гидроизоляции, применение для орошения минерализованной воды.

Солонцы

Солонцами называют почвы, содержащие в поглощенном состоянии большое количество обменного Na, а иногда и Mg в иллювиальном горизонте (В). Солонцы, как и солончаки, относятся к засоленным почвам, но в отличие от солончаков содержат легкорастворимые соли на некоторой глубине.

Образование солонцов происходит в результате комплексного проявления следующих почвообразовательных процессов: солонцовый, осолодение, элювиально-иллювиальная дифференциация профиля почвы, дерновый, выщелачивание.

Солонцовый процесс связан с внедрением в почвенный поглощающий комплекс (органические, минеральные и органо-минеральные коллоиды) обменных ионов натрия. При этом происходит подщелачивание среды до pH около 9 в связи с появлением в почвенном растворе соды.

Под действием обменного натрия разрушается структура почвы, коллоиды приобретают свойство текучести во влажном состоянии и глыбистости в сухом.

Осолодение или щелочной гидролиз представляет собой разрушение минеральной части под воздействием щелочных растворов. Разрушаются как первичные, так и вторичные минералы.

Элювиально-иллювиальная дифференциация профиля почвы происходит под воздействием нисходящих токов атмосферной влаги. Возникает интенсивный вынос веществ, представленных в преобладающей массе органо-минеральными коллоидами гидроокислов железа и алюминия с гуминовыми веществами. Это приводит к относительному накоплению в верхнем элювиальном горизонте А кремнезема и формированию уплотненного глинистого иллювиального горизонта B_Na, обогащенного полуторными окислами. Низкая водопроницаемость иллювиального горизонта вызывает псевдоглеевые процессы разрушения минеральной части. Коллоиды оказываются замкнутыми в пределах иллювиального горизонта. Проникновению их вглубь препятствует карбонатный и гипсовый барьер, вызывающий выпадение коллоидов в осадок.

Выщелачивание и миграция легкорастворимых солей, CaSО₄, СаСО₃ под воздействием нисходящих токов воды приводит к освобождению элювиально-иллювиальной почвенной массы от легкорастворимых солей и формированию ниже этой толщи солевых горизонтов скопления карбонатов, гипса, хлоридов кальция, магния, натрия, сульфатов магния и натрия. В связи с непромывным водным режимом все соли остаются заключенными в солевом профиле солонца и не мигрируют за его пределы. Солевой горизонт солонцов является постоянным резервом натрия, обеспечивая устойчивость солонца в природе и возможность реставрации солонцовых свойств.

Дерновый процесс ослаблен и охватывает только горизонт А. Усиление дернового процесса вызывает эволюцию солонцов в близкие по строению и свойствам зональные почвы. Ослабление дернового процесса в солонцах завершается их деградацией и превращением в солоди.

Изменение гидрологических условий, сопровождающееся поднятием уровня минерализованных грунтовых вод, вызывает вторичное засоление солонцовых почв и превращение их в солонцы-солончаки и солонцы солончаковатые.

Состав и свойства

В результате развития солонцового процесса происходит резкая дифференциация почвенного профиля по гранулометрическому составу. Горизонт А1 относительно обогащается фракцией мелкого песка и крупной пыли и обедняется илом. В иллювиальном горизонте В1, наоборот, накапливаются фракции ила и физической глины.

По валовому химическому составу солонцовый процесс сопровождается обогащением верхних горизонтов диоксидом кремния и обеднением полуторными и другими оксидами.

Гумусность солонцов невысокая – в среднем 2,5-3%. Определенной зависимости между количеством гумуса и степенью выраженности солонцового процесса не прослеживается. Содержание гумуса в них меняется от степени осолодения и залужения. Полугидроморфные и гидроморфные солонцы содержат несколько больше гумуса, чем автоморфные. Вниз по профилю содержание гумуса резко падает.

Актуальная реакция в верхних горизонтах, как правило, слабощелочная, в солонцовых горизонтах резко щелочная – pH 9-10.

Общие физические свойства благоприятны только в надсолонцовом горизонте А1; в солонцовых горизонтах высокая плотность и низкая порозность. Водно-физические свойства солонцов неудовлетворительны для растений. Водопроницаемость низкая, количество недоступной для растений влаги высокое. Некоторое исключение представляют глубокие солонцы, у которых более мощные надсолонцовые горизонты с более благоприятными физическими свойствами.

Солонцы характеризуются высокой дисперсностью (80-85%) в солонцовых горизонтах, а также крайне неблагоприятными физико-механическими свойствами. В сухом состоянии они отличаются высокой плотностью, во влажном сильно набухают, становятся вязкими и липкими.

В Донецкой Народной Республике общая площадь солонцов – 8,9 тыс. га (из них пахотной – 3,8 тыс. га.), что составляет 0,4% от общей площади почв. Этот тип почв развился в республике на солесодержащих породах и на элювии каменноугольных пород в дислоцированной части Донбасса в седловинах между куполо- и прядевидными повышениями. Встречаются небольшими выделами среди других почв, особенно солонцеватых.

Среди засоленных почв республики встречаются солонцы степные и луговые.

Строение профиля солонца степного мелкого следующее:

А1 – элювиальный горизонт, слабогумусированный менее 5 см глубиной, пылевидный или пластинчатый, беловатый или четко-серый.

В1 – иллювиальный, слабогумусированный, очень плотный, глыбовидный, 20-30 см глубины. Появление солей отмечается с глубины 30-50 см или с поверхности.

Солонец средний отличается от мелкого большей толщиной элювиального горизонта (до 12 см).

Солонцы луговые размещены в местах с близким залеганием минерализованных грунтовых вод и оглеенности материнской породы. Как правило они засолены с поверхности.

Из приведенной характеристики природных свойств солонцов видно, что в агрономическом отношении это неудобные земли в основном они являются резервом расширения сельскохозяйственных угодий. В природном состоянии солонцы непригодны под плодовые насаждения. Без предварительной химической мелиорации (гипсование) они не могут быть использованы и под другие сельскохозяйственные культуры. В качестве мелиорирующих веществ используют не только гипс, но и другие кальциевые соли (фосфогипс, хлористый кальций); их применяют при условии хорошей промывки. Положительное влияние оказывают также сернокислое железо, серная кислота и гипсоносные породы.

При небольшом количестве пятен солонцов среди других почв (черноземов, лугово-черноземных) рекомендуют их землевание. Для этого на солонцовые пятна наносят несколько раз плодородную почву слоем 2-3 см.

Приемы окультуривания не могут быть идентичными и в каждом конкретном случае строго дифференцируются. Они должны быть комплексными, направленными на одновременное улучшение всех свойств солонцов: химических, физико-химических, водно-физических и биологических. Все приемы мелиорации солонцовых почв более эффективны при орошении, чем в богарных условиях.

Дерновые почвы

Дерновые почвы являются интразональными, обладают высоким плодородием. Они образовались под преобладающим влиянием дернового почвообразовательного процесса, с развитием элементов элювиального процесса, в основном на карбонатных породах. Наиболее существенной особенностью дернового процесса являются накопление гумуса, питательных для растений веществ и создание водопрочной структуры в верхнем горизонте. Все эти признаки отчетливо выражены в профиле дерновых почв.

Дерновые почвы образовались также на некарбонатных породах, например, на покровных суглинках и глинах, если они располагались на шлейфах и нижних частях плохо дренированных склонов, находящихся под влиянием жестких делювиальных или почвенно-грунтовых вод. Дерновые почвы сформировались также на породах с большим количеством силикатных форм кальция и магния, богатых железом.

Пески и песчаные почвы

Пески и песчаные почвы встречаются во всех зонах Земли. Большие песчаные массивы находятся в полупустынях и пустынях Средней Азии, в целом же пески известны для пустынь всех континентов.

Пески – геологические образования, сформировавшиеся при выветривании горных пород и переотложении продуктов выветривания под влиянием преимущественно воды и ветра.

По происхождению пески подразделяются на элювиальные, делювиальные, морские, озерные, аллювиальные, флювиогляциальные и эоловые.

Минералогический состав песков определяется составом исходных горных пород, условиями разрушения, переноса и переотложения продуктов разрушения. Биологически оптимальны полевошпатовые пески, а кварцевые отличаются малой распространенностью и исключительной бедностью элементами-биофилами. Редко встречаются известковые пески в районах, где песчаные территории расположены вблизи выходов известковых пород.

Химический состав песков тесно связан с их минералогическим составом и характеризуется большим содержанием SiО₂ и незначительным железа, алюминия, кальция, магния. Пески содержат мало гумуса (от сотых долей процента до 0,5-0,7%) общего азота, валового фосфора и калия.

Почвообразование на песках во всех природных зонах Земли имеет свои оригинальные особенности, которые можно обобщить следующими положениями:

1. На песках не образуются зональные типы почв. Нет подзолов, черноземов, каштановых почв, красноземов песчаного гранулометрического состава. Всегда и повсюду на песках формируются оригинальные интразональные почвы. В тайге – это иллювиально-железисто-гумусовые подзолы, в пустынях и полупустынных областях – бугристые пески с поверхностно окарбоначенными корковыми почвами с друзами СаСО₃, все тропические пески обязательно красноцветны с латеритными конкрециями полуторных окислов без всяких черт зональности увлажнения и т.д.

2. Песчаные почвы, как и все интразональные образования, в каждой природной зоне имеют свои, только им присущие черты.

3. Все песчаные почвы отличает промывной водный режим, как бы ни были сухи климатические условия. Соленакопления в песках не происходит. В то же время в водном режиме песков значительно участие парообразной воды в ее нисходящих и восходящих миграциях.

4. Пескам всегда присуща своя зональная псамофитная растительность. Однако космополитизмом отличается сосна: на песках она встречается от субполярных до тропических областей. Культурные растения песков специфичны как по видовому составу, так и по количеству и качеству урожая.

На территории республики распространены слабогумусированные и негумусированные, слабозакрепленные и незакрепленные пески. Общая их площадь – 2,0 тыс. га (в сельскохозяйственных целях не используются), что составляет 0,09% от общей площади почв. Вследствие интенсивной дефляции (процесс выдувания ветром частиц горной породы в полупустынных и пустынных условиях) они утратили гумусированный горизонт и представляют собой сугробы чистого песка.

В зависимости от климатических, зональных и других природных условий (уровня грунтовых вод, подстилающих пород, рельефа территории) песчаные массивы могут быть использованы для различных целей: выращивания лесных культур, организации выгонно-пастбищных угодий, сенокосов, бахчеводства, виноградарства и т.д.

Выходы пород

К этой группе принадлежат обнаженные эрозией, не затронутые или слабозатронутые почвообразованием обнажения почвообразующих пород. К ним относятся лессовые породы, выходы делювия (на склонах балок и оврагов), выходы глин, песков, мело-мергельных пород (на крутом побережье Северского Донца), выходы элювия твердых пород и др. Общая их площадь в республике – 18,6 тыс. га (в сельскохозяйственных целях не используются), что составляет 0,23% от общей площади почв.

Химический состав таких пород очень разнообразен и большинство элементов находятся в максимально концентрированном виде, являясь мощнейшим резервуаром для большинства элементов и фактически представляя собой буферные системы для многих элементов и веществ. Почвообразующие породы являются исключительно важным фактором почвообразования и с влиянием именно этого фактора в значительной мере связано многообразие почв.

Природные условия Донбасса

Климат

На территории республики выделяются 3 агроклиматических района:

Геологическое строение

Триасовые отложения обнажаются редко и представлены песчаниками и песками.

Меловые отложения, наиболее развитые в северных и частично в северо-восточных районах.

Рельеф

Почвообразующие породы

Гидрография

Грунтовые воды

Природная растительность

Почвенный покров Донецкой Народной Республики

Почвенный покров Донецкой Народной Республики в зависимости от климата, рельефа, состава почвообразующих пород, условий поверхностного и почвенного увлажнения, природной растительности бывает различным как по механическому составу, так и по содержанию солей. Основной почвенный фонд образовался на покрытых лессовыми породами водоразделах под травянистой растительностью. Наряду с этим, под дубовыми лесами, покрывающими небольшие участки балок, образовались оподзоленные почвы. Поймы рек и днища покрыты комплексом гидроморфных почв: луговыми черноземами, луговыми и болотными почвами (часто засоленными и солонцеватыми). Всего в республике выделяется 60 видов почв (с выходами пород).

Черноземы

Чернозем как тип почвообразования формируется в результате следующих ведущих процессов:

- дерновый процесс;

- образование и накопление гумусовых веществ (гумификация);

- выщелачивание и миграция простых солей;

- оглинивание почвенной массы.

В динамике влаги в черноземах Г.Н. Высоцкий выделил два периода:

С – почвообразующая порода.

- оподзоленные,

- выщелоченные,

- типичные,

- обыкновенные,

- южные.

Дата: 2019-12-10, просмотров: 1076.

12 3 4 5 6 7 8 9 Следующая ⇒