Главная страница Случайная лекция Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика Мы поможем в написании ваших работ! |
Солонцы
Солонцы встречаются отдельными массивами и мелкими пятнами в сочетаниях и комплексах с другими почвами в областях, подвергавшихся в прошлом засолению или локально засоленных и в настоящее время. Они широко распространены в степях, сухих саваннах и полупустынях Северного и Южного полушарий. По условиям увлажнения солонцы разделяются на степные (ав- томорфные) и луговые (гидроморфные). Степные солонцы встречаются в комплексах и сочетаниях с зональными почвами: каштановыми, бурыми пустынно-степными и красно-бурыми почвами. Луговые солонцы в настоящее время (или в недавнем прошлом) приурочены к низменным озерно-аллювиальным равнинам; примером таких равнин являются Тамбовская, Западно-Сибирская низменности в России, Центральные равнины в США, Амуро-Сунгарийская низменность в северо-восточном Китае и др. В этих условиях солонцы образуют комплексы с луговыми, лугово-черноземными почвами и черноземами, часто солонцеватыми. Солонцы с поверхности не засолены, но имеют высокую щелочность, а на небольшой глубине в них присутствуют легкорастворимые соли. Поэтому к солонцам приурочены растительные группировки и сообщества, приспособленные к этим неблагоприятным условиям: обычно на солонцах растут черная полынь, биюргун, кермек, кокпек, нанофитон и др. Морфологический профиль солонцов весьма характерен и резко дифференцирован. Он включает следующие генетические горизонты. А1А2 — надсолонцовый гумусово-элювиальный горизонт различной мощности — от единиц сантиметров до 20—30 см, серого, на границе с иллювиальным горизонтом — светло-серого цвета, слоеватый или пластинчатый, рыхлый; ВtNa— иллювиальный солонцовый горизонт мощностью 7—12 см, бурый или темно-бурый, плотный, столбчатой или призматической структуры, с хорошо выраженными глянцевитыми гранями по структурным отдельностям, часто столбы или призмы высотой 10—20 см и 5—7 см в поперечнике распадаются на крупные ореховатые отдельности, в сухом состоянии горизонт очень плотен, во влажном — вязок и бесструктурен; Вca(CS) — подсолонцовый карбонатный, часто гипсовый горизонт мощностью до 25 см, более светлый, бурый, с белесыми пятнами карбонатов и прожилками гипса, легкорастворимых солей, структура ореховато-комковатая, менее плотный, чем солонцовый горизонт; ВCS — переходный к материнской породе, светло-бурый с белесыми пятнами и прожилками карбонатов, гипса и легкорастворимых солей, более рыхлый, с непрочной комковатой структурой. СS — засоленная почвообразующая порода. Химический профиль солонцов столь же резко дифференцирован (рис. 18.2). При низком содержании гумуса и его резком убывании к нижней части горизонта А наблюдается во многих случаях некоторое повышение его содержания в горизонте — солонцовом. Слабощелочная реакция почв в надсолонцовом горизонте изменяется и сохраняется щелочной по всему профилю. Верхний надсолонцовый горизонт обеднен илом, оксидами железа и алюминия и несколько обогащен кремнеземом. В иллювиальном солонцовом горизонте содержание всех этих компонентов увеличивается. Соответственно изменяется и емкость поглощения: она наибольшая в иллювиальном горизонте. Наряду с поглощенными Са и Mg в ряду обменных оснований содержится Na, составляющий 20—40 % от емкости обмена. Подсолонцовый карбонатный или карбонатно-гипсовый горизонт характеризуется максимальным содержанием С02 карбонатов и появлением S04 гипса. Максимальное содержание гипса отмечается глубже, в горизонте Bcs, в нем же появляются и легкорастворимые соли, содержание которых увеличивается ниже по профилю к материнской породе. Приуроченность солонцов к соленосным породам, областям древнего и современного соленакопления позволила связать их генезис с процессами рассоления ранее засоленных пород и почв. Для развития солонцового процесса необходимо воздействие на почвы растворов, содержащих соли натрия. При воздействии минерализованных вод часть натрия входит в состав почвенного поглощающего комплекса. Наиболее быстрое и полное насыщение почвенных коллоидов натрием наблюдается при воздействии на почвы вод, содержащих соду. Присутствие натрия в поглощающем комплексе делает почвенные коллоиды неустойчивыми. При достаточном насыщении поглощающего комплекса натрием (свыше 10 % от емкости поглощения) и последующем удалении избытка легкорастворимых солей из верхнего горизонта почв коллоиды, насыщенные натрием, переходят при увлажнении почвы в золь и передвигаются вслед за растворимыми солями на некоторую большую или меньшую глубину, что зависит от глубины залегания растворимых солей и гипса, оказывающих на коллоиды коагулирующее действие. На границе солевого горизонта коллоиды коагулируют. Здесь формируется иллювиальный солонцовый горизонт, обогащенный по сравнению с верхним надсолонцовым (элювиальным) горизонтом коллоидами. Солонцовый горизонт уплотнен, обладает особой призматической или столбчатой структурой, обязанной гидрофильности коллоидов, сильно набухающих при увлажнении и резко уменьшающихся в объеме при высушивании почв. Этот горизонт имеет щелочную реакцию и неблагоприятные физические свойства: малую порозность и плохую водопроницаемость. Щелочная реакция в солонцовом горизонте появляется за счет вытеснения из поглощающего комплекса иона Na+ водородным ионом растворенной углекислоты, а также ионами Са2+ бикарбонатов кальция: (Кол.) 2Na+ + Са(НС03)2 Са2+ + 2NaHC03 В подсолонцовом горизонте на ранних стадиях рассоления почв (или их периодическом слабом засолении) сохраняются хлориды и сульфаты натрия. На более поздних стадиях рассоления эти соли обнаруживаются на большой глубине, а в подсолонцовом горизонте сохраняется относительно менее растворимый гипс (горизонт В). На еще более поздних стадиях рассоления гипс замещается карбонатом кальция, что происходит при поступлении в подсолонцовый горизонт соды, образующейся при обменных реакциях, идущих в солонцовом горизонте CaS04 + Na2C03 = CaC03+Na2S04. Карбонаты кальция выпадают на месте, а более легкорастворимые сульфаты натрия выносятся в более глубокие горизонты.
В подсолонцовом горизонте на ранних стадиях рассоления почв (или их периодическом слабом засолении) сохраняются хлориды и сульфаты натрия. На более поздних стадиях рассоления эти соли обнаруживаются на большой глубине, а в подсолонцовом горизонте сохраняется относительно менее растворимый гипс (горизонт В). На еще более поздних стадиях рассоления гипс замещается карбонатом кальция, что происходит при поступлении в подсолонцовый горизонт соды, образующейся при обменных реакциях, идущих в солонцовом горизонте CaS04 + Na2C03 = CaC03+Na2S04. Карбонаты кальция выпадают на месте, а более легкорастворимые сульфаты натрия выносятся в более глубокие горизонты. В зависимости от степени рассоления и проявления солонцового процесса различают несколько стадий развития солонцов. На ранней стадии рассоления с периодическим сезонным засолением почвы, связанным с подъемом грунтовых вод, при подтягивании и испарении пленочной влаги, развиваются корково-призматические или корково-столбчатые солончаковатые хлоридно-сульфатные солонцы. Мощность гумусового горизонта — 3—5 см; горизонт ВtNa мощностью 7—10 см имеет короткостолбчатую или короткопризматическую структуру, в нижней части — ореховато-зернистую; ниже располагается солевой горизонт с максимумом легкорастворимых солей, очень рыхлый, обычно с повышенной влажностью, которая обусловлена сильной гигроскопичностью солей. Вскипание от НС1 начинается еще в солонцовом горизонте, а новообразования карбонатов кальция в форме червеобразных прожилков — непосредственно под ним. В солончаковатых солонцах часто наблюдается несколько горизонтов выделения гипса. Для корковых солончаковатых солонцов характерно: наличие с поверхности некоторого количества легкорастворимых солей, что, по-видимому, связано с их пленочным передвижением кверху в периоды сильного иссушения поверхности почвы; максимум легкорастворимых солей в подсолонцовом горизонте с преобладанием хлористых солей (на глубине 20—30 см); обособление на глубине 30—70 см горизонта накопления гипса; невысокая щелочность солонцового горизонта. По мере отрыва от грунтовых вод и дальнейшего рассоления образуется группа лугово-степных хлоридно-сульфатных и сульфатно-хлоридных солонцов — от корковых до среднестолбчатых. В этих почвах солонцовый горизонт начинается с глубины 10—15 см и имеет более щелочную реакцию, чем у предыдущей группы солонцов. Максимум солей и гипса находится на глубине около 50 см. При дальнейшем рассолении солонцовый горизонт в своей верхней части разрушается и опускается еще глубже (до 20—25 см); легкорастворимые хлориды и сульфаты, а также гипс почти полностью удаляются из почвенного профиля, из легкорастворимых солей сохраняется лишь сода. Это особая группа глубоко столбчатых, часто с поверхности, осолоделых лугово-степных солонцов, представляющих переходную группу к осолоделым почвам и солодям. Солонцы обладают совокупностью химических, физико-химических и физических свойств, обусловливающих их низкое естественное плодородие. Возможности их использования в земледелии ограничивают: высокая щелочность, обусловленная образованием соды, гидрофильность коллоидов, набухание, вязкость и липкость почвы во влажном состоянии, сжатие и сильное уплотнение при высыхании. Эти почвы обладают малой водопроницаемостью, неводопрочной структурой, значительной долей недоступной растениям влаги. В девственном состоянии, как уже отмечалось ранее, эти почвы покрыты специфической солонцовой растительностью, среди которой особенно обычны биюргун, кокпек и черная полынь. Освоение и использование солонцов возможно лишь при проведении специальных противосолонцовых мелиораций. Для устранения щелочности солонцов и вытеснения натрия из поглощающего комплекса применяется их гипсование. Реакция вытеснения натрия идет следующим образом: (поглощ. комплекс) 2Na+ + CaS04 —> —> (поглощ. комплекс) Са2+ + Na2S04 Сернокислый натрий — нейтральная соль; таким образом, щелочность солонцов не увеличивается, но тем не менее уже присутствующая в солонцах сода не уничтожается. Поэтому для мелиорации солонцов с высокой щелочностью предлагается вносить кислые реагенты: сульфат железа, сульфат аммония и серу (последняя окисляется в почве сульфуризирующими бактериями до серной кислоты). Гипсование солонцов при умелом применении дает хорошие результаты. Лучший эффект достигается на фоне глубокой пахоты с орошением, когда получающиеся при обмене растворимые соли удаляются из сферы реакции. В солонцах с близким гипсовым горизонтом при условии глубокой пахоты, сопровождаемой орошением, наблюдается эффект самогипсования без дополнительного внесения гипса. Местами, в условиях целины, наблюдается «самомелиорация» солонцов, обязанная деятельности землероев, преимущественно сусликов, выбрасывающих на поверхность почв при постройке нор почвенные массы из подсолонцового гипсоносного горизонта. В Прикаспийской низменности, где особенно обильны поселения сусликов, на солонцовых комплексах можно наблюдать все стадии перехода солонцовых почв в свойственные данной области светло- каштановые почвы с остаточными признаками солонцеватости. Солоди Солоди и в различной степени осолоделые луговые и лугово- лесные почвы встречаются в широком диапазоне географических поясов. В России они описаны в области распространения вечной мерзлоты близ полюса холода — в Якутии на террасах рек Лены и Вилюя. Они также широко распространены на низменных древне- аллювиальных равнинах в лесостепной и степной зонах Западной Сибири, Дальнего Востока (где получили название луговых подбелов) и Северо-Восточного Китая, на Русской равнине в Тамбовской, Днепровской и Причерноморской низменностях; солоди и осолоделые солонцы имеются в Венгрии на Среднедунайской равнине, столь же широко они распространены в лесостепной зоне на равнинах Северной Америки в Канаде и в США, где известны под названием планосолей (planosols). В зоне сухих степей и полупустынь умеренного пояса Евразии солоди и осолоделые почвы широко распространены в падинах и лиманах Прикаспийской низменности и в Западной Сибири. В субтропических и тропических поясах Земли солоди и осолоделые почвы распространены и в Южном полушарии: в южной и восточной Австралии, на аллювиальных равнинах Параны и Уругвая в Южной Америке и в юго-восточной Африке. В тропическом поясе Северного полушария осолоделые солонцы и солоди описаны в котловине оз. Чад в Африке. Таким образом, солоди, подобно солончакам и солонцам, распространены в умеренно засушливых и сухих областях во всех географических поясах Земли. Они приурочены обычно к слабодренированным равнинам и бессточным впадинам, где близко от поверхности (на глубине 2,0—3,5 м) находятся фунтовые воды В периоды обильных дождей или снеготаяния может наблюдаться Солоди развиваются под различными растительными сообществами: влажными лугами, травяно-осоковыми болотами, травяными березняками (например, под березовыми колками в Западной В солодях, образующихся под луговой растительностью, имеется горизонт А\ — А1А2 — гумусово-элювиальный горизонт мощностью 5—10 см, светло-серого А2 — элювиальный осолоделый белесый горизонт мощностью 10—15 см и бо- Bt(Na) — иллювиальный глинисто-железистый, часто солонцеватый, имеет большую мощность. Он начинается с глубины 30—40 см от поверхности и достигает 100 см. Темно-бурый, с хорошо выраженной структурой от мелко- до крупноореховатой и призматической. По граням структурных отдельностей в верхней части горизонта часто наблюдается кремнеземистая присыпка, в нижней части горизонта грани структурных отдельностей глянцевиты. При близком залегании грунтовых вод в этом горизонте наблюдаются по граням структурных отдельностей сизые пленки, свидетельствующие о наличии закисных соединений железа; Вca(g) — иллювиальный карбонатный горизонт, начинается с глубины 80—100 см и достигает 150—160 см. Он обычно более светлый, чем предыдущий, грязно-желтый или светло-бурый с желтовато-белесыми мучнистыми стяжениями и прослоями карбонатов кальция. Если горизонт фунтовых вод находится в пределах 2,0—2,5м, этот горизонт сильно оглеен. Структура — крупноореховатая, в сухом состоянии очень плотный; Сca(g)— на глубине 160—180 см начинается переход к материнской породе, заметный по исчезновению структуры и меньшему содержанию карбонатов. Во многих солодях в нижней части карбонатного горизонта и в почвообразующей породе появляются гипс и в заметном количестве легкорастворимые соли. Для солодей характерно невысокое содержание гумуса (3—4 %) в верхней части гумусового горизонта и быстрое его убывание с глубиной (рис. 18.3). Отношение гуминовых кислот к фульвокислотам в верхней части гумусового горизонта близко к единице, с глубиной оно значительно уменьшается (0,5—0,3). Значения рН по профилю резко изменяются. В горизонтах А1А2 и А2 реакция нейтральная или слабокислая, ниже — щелочная. Наблюдается резкое перераспределение по профилю илистой фракции: в иллювиальном горизонте содержание ее в 2—3 раза выше, чем в осолоделом элювиальном. Соответственно распределению илистой фракции изменяется и емкость поглощения. В гумусовом горизонте она составляет 12—15, в элювиальном — 5—7, а в иллювиальном — до 30—35 мг экв на 100 г почвы. Небольшое количество поглощенного натрия (2—3 мг • экв) имеется в гумусовом и осолоделом горизонтах, но максимум поглощенного натрия находится на глубине 50—60 см в иллювиальном горизонте. Состав илистой фракции по горизонтам изменяется, в горизонте 5/Na> отношение Si02/Al203 и Si02/Fe203 уменьшается. К этому же горизонту приурочен максимум подвижных форм железа и алюминия. Максимальное содержание аморфной кремнекислоты, наоборот, находится в самом верхнем горизонте (А1А2). Содержание легкорастворимых солей в профиле солодей невелико и составляет сотые и десятые доли процентов. Нахождение солодей по соседству с солончаками и солонцами послужило основанием для первого исследователя этого ряда почв К.К. Гедройца связать генезис солодей с деградацией солонцов. Процесс деградации солонцов К.К. Гедройц представлял следующим образом. Превращение солонцов в солоди наблюдается в депрессиях рельефа (блюдцах, западинах, лиманных понижениях), получающих дополнительное количество влаги за счет поверхностного стока. Влага застаивается над солонцовым водоупорным горизонтом и длительное время воздействует на верхнюю часть почвенного профиля. Насыщенные натрием органические коллоиды и коллоиды гидроксидов железа и алюминия под воздействием воды диспергируются и по мере просачивания растворов вымываются в глубокие горизонты почвы, что сопровождается обесцвечиванием и облегчением гранулометрического состава верхних горизонтов. Глинистые минералы (вторичные алюмосиликаты) также диспергируются и частично вымываются, а частично благодаря большой удельной поверхности и дисперсному состоянию подвергаются гидролитическому разложению под действием воды, насыщенной углекислотой. При этом идет вытеснение из поглощающего комплекса натрия и замена его на водородный ион. Ион натрия образует с ионом НС03 соду, которая при господстве во влажные периоды года нисходящего тока влаги также вымывается из верхних горизонтов и обусловливает осолонцевание нижней части профиля на глубине 50—100 см от поверхности. При длительном течении процесса весь солонцовый горизонт полностью разрушается; на его месте формируется элювиальный осолоделый горизонт, наиболее обедненный органическими и минеральными коллоидами, обогащенный остаточным кварцем и оставшимся после разложения алюмосиликатов аморфным кремнеземом. Бывший надсолонцовый гумусово-элювиальный горизонт в своей нижней части также сильно осветляется и разрушается и лишь в самой верхней части в той или иной мере прокрашивается гумусом.
лекса натрия и замена его на водородный ион. Ион натрия образует с ионом НС03 соду, которая при господстве во влажные периоды года нисходящего тока влаги также вымывается из верхних горизонтов и обусловливает осолонцевание нижней части профиля на глубине 50—100 см от поверхности. При длительном течении процесса весь солонцовый горизонт полностью разрушается; на его месте формируется элювиальный осолоделый горизонт, наиболее обедненный органическими и минеральными коллоидами, обогащенный остаточным кварцем и оставшимся после разложения алюмосиликатов аморфным кремнеземом. Бывший надсолонцовый гумусово-элювиальный горизонт в своей нижней части также сильно осветляется и разрушается и лишь в самой верхней части в той или иной мере прокрашивается гумусом. Наличие солонцов различных степеней осолодения подтверждает рассмотренный выше путь образования солодей. В дальнейшем было выяснено существенное значение биогенного фактора в накоплении и удержании в верхних горизонтах солодей аморфного кремнезема. И.В. Тюриным было установлено, что значительная часть аморфного кремнезема в солодях представлена скелетами диатомовых водорослей и кремниевыми фитолитариями злаков. Некоторые почвоведы связывали с деятельностью диатомовых водорослей и синезеленых водорослей разрушение в солодях алюмосиликатов, т. е. сам процесс осолодения рассматривали как явление биохимическое. Необходимо отметить еще весьма существенные моменты процесса осолодения. Во всех горизонтах профиля солодей имеются признаки периодической смены окислительно-восстановительных условий. В гумусово-элювиальном и осолоделом горизонтах обычно присутствуют плотные округлые марганцово-железистые оолитовые конкреции, свидетельствующие о явлениях сегрегации гид- роксидов железа и марганца, типичных для почв, испытывающих периодически восстановительный режим. Ряд исследователей считают периодические восстановительные условия и образование подвижных железоорганических закисных соединений одним из главных факторов осолодения. Согласно этим взглядам, солоди могли бы быть отнесены к щелочным поверхностно-глеево-элювиальным почвам (в отличие от кислых поверхностно-глеево-элювиальных оподзоленных почв). Между первыми и вторыми имеется ряд переходов, так как часто верхние горизонты солодей в лесостепных областях имеют кислую реакцию, в то время как в нижней части профиля сохраняется щелочная реакция, присутствуют карбонаты кальция и даже легкорастворимые соли. Во многих солодях признаки оглеения не ограничиваются верхними горизонтами, а охватывают весь профиль, усиливаясь с глубиной. Солоди с периодическим грунтово-водным увлажнением распространены весьма широко и могут быть связаны в своем генезисе, как показали некоторые исследования, не с солонцами, а с болотными солонцеватыми и болотными солончаковатыми почвами. Следовательно, образование солодей возможно несколькими путями: 1) из солонцов и солонцеватых почв депрессий при поступлении щелочных вод поверхностного стока, имеющего периодический характер и многократно повторяющийся; 2) из слабосолончаковатых или слабосолонцеватых болотных (или луговых) почв при периодическом воздействии на почвенную толщу слабоминерализованных щелочных фунтовых вод с последующим промыванием почвы растворами подвижных органических и органоминеральных соединений (т. е. при пульсационном водном режиме). Солоди имеют низкое естественное плодородие. Негативные свойства солодей — резкодифференцированный по гранулометрическому составу профиль и неблагоприятный водовоздушный режим, низкая емкость поглощения, малое содержание питательных веществ, склонность к заплыванию и образованию корки. Использование их осложняется комплексностью почвенного покрова, в котором значительную долю составляют еще более непригодные для земледелия солонцы, солончаки или болотные почвы. Поэтому освоение территорий с солодями часто требует планировки рельефа. При освоении солодей необходимы глубокая вспашка, внесение органических и минеральных удобрений и даже известкование. Использование солодей в земледелии затрудняется также из-за их приуроченности к депрессиям рельефа, длительно переувлажненным, что осложняет своевременное проведение сельскохозяйственных весенних работ. Солоди под луговой растительностью в падинах и лиманах используются обычно как сенокосы и пастбища.
Дата добавления: 2014-05-19; просмотров: 874; Нарушение авторских прав Мы поможем в написании ваших работ! |