Лекция 2 Почвы таежно-лесной зоны. Особенности их сельскохозяйственного использования.
Рассматриваемые вопросы: • 1. Характеристика таежно-лесной зоны. Условия почвообразования. • 2. Характеристика подзолистых почв. • 3. Классификация подзолистых почв. • 4. Характеристика дерново-подзолистых почв • 5. Сельскохозяйственное использование дерново-подзолистых почв. • 6. Дерновые почвы. • 7. Болотные торфяные почвы.
Литература 1. Ганжара Н. Ф. Почвоведение. – М. : Агроконсалт, 2001. 2. Глазовская М. А. , Геннадиев А. Н. География почв с основами почвоведения. - М. , 1995. 3. Добровольский Г. В. Урусевская И. С. География почв. –М. : Изд-во МГУ, 2005. 4. Карта почвенно-географического районирования СССР (для высших учебных заведений) масштаба 1: 8 000. – М, 1983. 5. Кауричев И. С. , Романова Г. А. , Сорокина Н. П. Структура почвенного покрова и типизация земель. – М. : Изд-во МСХА, 1992. 6. Кирюшин В. И. Агрономическое почвоведение. -. : Колос. С, 2010. – 687 с. 7. Кирюшин В. И. Теория адаптивно-ландшафтного земледелия и проектирование агроландшафтов. -М. : Колос. С, 2011. – 443 с. 8. Кирюшин В. И. Классификация почв и агроэкологическая типология земель: Учебное пособие. _СПб. : Изд-во «Лань» , 2011. -288 с. 9. Классификация и диагностика почв России. –М. , 2004 10. Классификация и диагностика почв СССР. – М. : Колос, 1977. 11. Наумов В. Д. География почв. Толковый словарь– М. РГАУ-МСХА, 2010. 12. Наумов В. Д. География почв. М. РГАУ-МСХА, 2009. 13. Наумов В. Д. География почв. Общая часть. М. РГАУ-МСХА, 2010. 14. Почвоведение / Под редакцией И. С. Кауричева. – М. : Агропромиздат, 1989.
1. Характеристика таежно-лесной зоны. Условия почвообразования. Климат зоны избыточно влажный. Осадки: на западе от 500 -600 мм, на востоке до 480 -550 мм. На севере эта территория ограничена изолинией сумм температур примерно 12000, на юге 16000. Температура наиболее тёплого месяца на северной границе+15160, на южной – +16, 5, + 17, 50. Температура наиболее холодного месяца от – 6 -100 на западе до – 240 на востоке Продолжительность периода с t>100 составляет до – 114 дней. Рельеф зоны неоднородный. Рельеф повышенных пространств имеет волнисто-холмистый характер, сильно расчленен речными долинами, балками, оврагами. Рельеф пониженных пространств расчленен слабо, но здесь встречается большое количество мелких озер и обширные заболоченные массивы. Западно-Сибирская низменность представляет собой обширную слабодренированную равнину.
Условия почвообразования (продолжение) Почвообразующие породы представлены преимущественно четвертичными бескарбонатными отложениями, связанных с деятельностью ледников и рек. Растительность. В европейской части господствует тёмнохвойные еловые леса, на востоке с участием пихты. Подлесок отсутствует или слабо развит. На песках - леса сосновые лишайниковые, мохово - лишайниковые. Величина опада 50 ц/га, из которого ежегодно поступает 146 кг/га зольных элеметов и N.
Зональные почвы таежно-лесной зоны Подзона северной тайги – глее-подзолистые почвы Подзона средней тайги – Подзолистые почвы Подзона южной тайги – Дерново-подзолистые почвы
Генезис подзолистых почв • • • Формируются под пологом таежных моховых и мертвопокровных хвойных лесов. Основные процессы: оподзоливание (подзолистый процесс), элювиально-глеевый процесс, лессиваж. В результате элювиальных процессов под лесной подстилкой (Ао) обособляется подзолистый горизонт. ( диагностический горизонт). Горизонт имеет специфические морфологические, физические и физико-химические свойства: накопление остаточного кремнезема, своеобразный цвет белесоватый, светло-серый цвет структура: пластинчато-листоватая или бесструктурный кислую реакцию среды, сильную ненасыщеность основаниями, обеднен илом, полуторооксидами железа и алюминия, элементами питания. Вследствие элювиального процесса в почве происходит нисходящее передвижение веществ, при промывном типе водного режима, когда наблюдается частичный или полный вынос в нижележащую толщу или за пределы почвенного профиля целого ряда соединений и тонкодисперсных частиц.
Факторы, влияющие на интенсивность подзолистого процесса • • • чем сильнее идет промачивание почв, тем интенсивнее идет процесс; временное избыточное увлажнение способствует разложению органических остатков с образованием активных органических кислот. В условиях промывного водного режима происходит усиление выноса продуктов разложения и почвообразования как нисходящим, так и боковым током воды. химический и гранулометрический состав почвообразующей породы оказывает большое влияние на процесс оподзоливания. На песчаных и супесчаных породах, содержащих много кварца, минерала устойчивого к разрушению, оподзоливание проявляется неярко, ослаблено. На карбонатных породах идет нейтрализация кислых продуктов, что снижает интенсивность подзолообразования. В таежно-лесной зоне на карбонатной породе подзолистый процесс проявляется только в том случае, когда свободные карбонаты выщелочены из верхних горизонтов на значительную глубину.
• химический состав древесных пород влияет на подзолообразование. Содержание зольных веществ и азота различается в опаде хвои и листьев. В опаде ельника содержится кальция 40 -45 кг/га, калия 4 -20 кг/га, в опаде дубняка соответственно: 100 -200 кг и 20 -60 кг/га. • рельеф территории оказывает влияние через: -водный режим; -химический состав почвенно-грунтовых вод; -формирования элювиально-делювиальных отложений. Водоразделы, выровненные плакоры – территории, которые полностью поглощают атмосферные осадки. Здесь происходит интенсивное выщелачивание и сильнее проявляется подзолообразовательный процесс. На выпуклых формах рельефа и склонах, в результате поверхностного и бокового стока, почвы промачиваются меньше и подзолообразование ослабевает. При увлажнении жесткими грунтовыми водами подзолообразовательный процесс ослабляется или исключается; элювиально-делювиальное перемещение пород ослабляет развитие подзолистого процесса.
Элювиально-иллювиальный дифференцированный профиль. Под элювиально-иллювиальным дифференцированным профилем понимается почвенный профиль, сформировавшийся в почвообразовании путем дифференциации исходной почвообразующей породы на генетические горизонты. В основе оподзоливания лежит кислотный гидролиз первичных и вторичных, включая глинистых минералов с образованием водорастворимых продуктов, которые с нисходящим током воды выносятся из верхней (элювиальной) части профиля, частично осаждаясь в его средней (иллювиальной) части, а частично уходя из ландшафта в гидрографическую сеть. В наибольшей степени выносу подвергаются щелочи, щелочноземельные элементы (относительно накапливается лишь кварц), которые выносятся за пределы почвенного профиля; значительная часть освобождающихся соединений железа и алюминия осаждается в иллювиальном горизонте, обычно вместе с гумусом.
3. Классификация подзолистых почв. Тип – подзолистые почвы (П). В типе подзолистых почв в соответствии с Классификацией и диагностикой почв СССР (1977) выделяют три подтипа: • Глееподзолистые (Пг); • Подзолистые (П); • Дерново-подзолистые почвы (ПД). Это три подзональных подтипа.
Роды подзолистых почв • • • В пределах подтипа выделяют следующие роды: Обычный; Остаточно-карбонатный – формируются на породах содержащих карбонаты и вскипающие в горизонте В или С. Контактно-глеевый – формируется на двучленных отложениях; Иллювиально-железистый – формируется на песках, горизонт В ярко-охристого цвета (несиликатные формы железа). Иллювиально-гумусовый - формируется на песках, верхняя часть иллювиального горизонта темно-бурого, темнокоричневого иногда черного цвета; Слабодифференцированный – формируется на сухих рыхлых песках со слабо проявляемыми типовыми признаками.
Виды подзолистых почв Выделяются по: Степени проявления подзолистого процесса: • слабоподзолистые – горизонт А 2 не сплошной, фрагментарный. • среднеподзолистые – горизонт А 2 сплошной, плитчатый, плитчато -комковатой структуры; • сильноподзолистые – горизонт А 2 сплошной, рассыпчато листоватой, чешуйчатой структуры; • подзолы – горизонт А 2 большой мощности, мучнистобелесоватый. По глубине оподзоливания (от нижней границы А 0 до нижней границы горизонта А 2): – поверхностно-подзолистые – до 5 см; – мелкоподзолистые – 5 -20 см; – неглубокоподзолистые – 20 -30 см; – глубокоподзолистые – более 30 см.
Профиль подзолистой почвы А 0 – лесная подстилка, мощностью от 2 -5 до 10 см; А 0 А 1 – грубогумусный, органо-минеральный горизонт, мощностью 1 -3 см; А 1 А 2 – гумусово-элювиальный горизонт, прокрашенный потёчным гумусом, мощностью 3 -5 см; А 2 – подзолистый или элювиальный горизонт, белесый или белесовато-светло-серый, самый светлоокрашенный горизонт в профиле почв, плитчатой, пластинчатой структуры, мощностью до 30 см; В – иллювиальный горизонт мощностью 20 -120 см, наиболее ярко окрашенный в бурые, красновато-бурые тона, плотный, иногда очень плотный, структура ореховатая, которая книзу постепенно переходит в призматическую, может подразделяться на горизонты В 1, В 2, В 3; С - почвообразующая порода, слабо измененная или совсем неизмененная почвообразованием.
Свойства подзолистых почв. • • • четко выраженная дифференциация профиля на элювиальную и иллювиальную части; относительное остаточное обогащение элювиальных горизонтов кварцем (Si. O 2); обеднение элювиальной части профиля физической глиной, илом, полуторооксидами и соответствующее накопление их в иллювиальном горизонте; малое содержание гумуса в горизонте А 2 от десятых долей процента до 1 -3% в прокрашенной потёчной гумусом части А 1 А 2. (мощностью до 5 см) ; гумус фульватный, фракции гуминовых кислот связаных с Ca отсутствует; высокая актуальная и потенциальная кислотность верхней части профиля, особенно у целинных почв под лесом; малая емкость катионного обмена (10 -15 мг-экв/100 г) при низкой степени насыщенности основаниями (менее 50% в верхней части профиля); низкая обеспеченность элементами питания растений; высокое содержание подвижного алюминия, повышающего обменную кислотность и вызывающего токсикоз растений; неблагоприятные физические свойства: наличие уплотненного иллювиального горизонта в средней части профиля, отсутствие агрономически ценной структуры, малая порозность; В своем природном состоянии подзолистые почвы малоплодородны для сельскохозяйственных культур. При интенсивном окультуривании, адекватной агротехнологии эти почвы способны производить высокие урожаи при благоприятных погодных условиях.
4. Строение профиля подзолистых почв • Ао — лесная подстилка мощностью до 10 см. • Ао. А 1 — органо-минеральный, грубогумусовый, до 5 см. • А 1 А 2 — элювиально-аккумулятивный, до 3 см. • А 2 — элювиальный подзолистый, до 20 см и более. • А 2 В — переходный элювиальноиллювиальный, до 10 -15 см • В — иллювиальный, при мощности более 30 см подразделяется на горизонты В 1 и В 2. • ВС — переходный к породе. • С — почвообразующая порода, не измененная или слабо измененная почвообразованием.
4. Характеристика дерново-подзолистых почв. Строение профиля дерново-подзолистых почв. • Ао — лесная подстилка мощностью до 10 см. • А 1 — гумусово-элювиальный, белесо-серый, порошистый, 5 -15 см • А 2 — элювиальный подзолистый до 20 см и более. • А 2 В — переходный элювиально-иллювиальный, неоднородно окрашенный (бурый с белесыми языками), непрочно-мелкоореховатой или ореховатоплитчатой структуры, мощностью до 10 -15 см. • В — иллювиальный, бурый, самый яркоокрашенный в профиле, плотный, ореховато-комковатый. При мощности более 30 см подразделяется на горизонты В 1 и В 2. • ВС — переходный, более светлой окраски. • С — почвообразующая порода, не измененная или слабо измененная почвообразованием.
5. Мероприятия, применяемые при сельскохозяйственном использовании дерново-подзолистых почв Известкование Внесение органических и минеральных удобрений Оптимизация структуры посевных площадей Оптимизация обработок Противоэрозионные мероприятия Камнеуборочные работы Мелиоративные мероприятия по коренному улучшению
Дерновые почвы • • • дерново-карбонатные — формируются на карбонатных породах (известняки, доломит, мергели, карбонатные морены), известны в зарубежной литературе под названием рендзины; дерново-литогенные — на породах, содержащих силикатные формы кальция и магния, преобладают в Восточной Сибири; дерново-глеевые — образуются при участии сильноминерализованных, обогащенных кальцием грунтовых вод.
Дерновый процесс Почвообразовательный процесс, протекающий под травяной растительностью, приводящий к формированию почв с хорошо развитым гумусовым горизонтом - называют дерновым процессом. Под его воздействием формируется большой ряд почв: луговые, дерновые аллювиальные, темноцветные почвы прерий (так называемые брюниземы), дерновые, различные подтипы черноземов, горные луговые почвы, темные почвы саванн и другие. Этот процесс наряду с другими является существенным процессом в образовании дерновоподзолистых почв, серых лесных, каштановых и др.
Общая характеристика дерновых почв Общим для этой группы почв является: а) хорошо развитый гумусовый профиль; б) высокое содержание гумуса; в) высокая емкость поглощения; г) близкая к нейтральной или слабокислая реакция; д) высокая насыщенность ППК основаниями; е) хорошо выраженная комковатая или зернисто- комковатая структура.
Тип: дерново-карбонатные почвы Дерново-карбонатных почв (Дк) формируется под воздействием дернового (гумусовоаккумулятивного) процесса. • • Формирование идет на породах, содержащих карбонаты Са (известняки, доломиты, известковистые песчаники и глины, карбонатные морены и др. ). Гумусообразования (гумификации) протекает в условиях обогащения почвенных растворов Са карбонатов, при реакции близкой к нейтральной или даже щелочной, что благоприятствует образованию гумуса гуматного типа. Органическое вещество почв, связываясь с Са, закрепляется в верхнем горизонте, что приводит к формированию в профиле хорошо выраженного гумусового горизонта. В тех случаях, когда наряду с травянистыми растениями произрастают и древесные растения, т. е. почвообразование на карбонатной породе идет под пологом леса с хорошим травяным покровом, то условия превращения опада при обогащении среды ( самого опада и растворов) Са существенно замедляет, а иногда и исключают возможность развития подзолистого процесса.
Классификация дерново-карбонатных почв Тип дерново-карбонатных почв (Дк) делится на три подтипа: • 1. дерново-карбонатные типичные – Дк. Т; • 2. дерново-карбонатные выщелоченные – Дк. В; • 3. дерново-карбонатные оподзоленные – Дк. ОП.
Подтип дерново-карбонатные типичные (Дк. Т). Особенности подтипа: • Формируются преимущественно на слабо выветренном маломощном элювии известняковых пород. • Профиль почв обычно слабо развит, маломощный (30 - 50 см). Исключение составляют почвы развитые на карбонатных глинах и песчаниках. • В профиле четко выражены только горизонты А, С и Д. Горизонт В (АВ) выражен в большинстве случаев только фрагментарно. Он представляет собой постепенный переход в коренную породу. • Почвы вскипают с поверхности или в пределах горизонта А. • верхние горизонты в большинстве случаев обогащены илом.
Строение профиля Дерново-карбонатные типичные почвы имеют слаборазвитый профиль типа: А- С А – гумусовый темноокрашенный горизонт, зернистой или комковатозернистой структуры, с включениями обломков известняка, щебня; Ск – элювий известковых пород (обломки известняка, щебнистой морены и т. д. ) Дк – коренная порода, присутствует не всегда
Свойства почв (Дк. Т). • высокое содержание гумуса (5 - 22%). • величина р. Н с поверхности близка к нейтральной (6. 5 - 7. 6). • ЕКО - до 40 - 55 мг-экв, V = 95 - 98%. • По валовому составу профиль дифференцирован слабо. • В большинстве случаев содержится много N , Р, К.
Лимитирующие факторы (Дк. Т). 1. расчлененный и сильнорасчлененный, часто крутосклонный рельеф; 2. укороченный профиль; 3. сильная каменистость, скелетность; 4. частые выходы на поверхность плотных горных пород; 5. низкая влагоемкость; 6. повышенное содержание активного кальция и связанная с этим высокая щелочность почвенного раствора.
Подтип дерново-карбонатные выщелоченные почвы (Дк. В) • Формируются на более выветренной и относительно мощной толще элементов делювия карбонатных пород. • Профиль А, В, С, и достигает 60 - 100 см. глубины. • Мощность гумусового горизонта 20 - 30 см. • Вскипание обнаруживается или сразу под гумусовым горизонтом или в пределах горизонта В.
Строение профиля (Дк. В) Профиль имеет строение: А–В–С Ао – лесная подстилка, бурая или светло-бурая, состоит из слабоотрфованного лесного опада; А – гумусовый горизонт мощностью 20 -30 см, темно-серый с бурым оттенком, зернистой или комковато-зернистой структурой; В – переходный горизонт с признаками иллювиальности, коричневых или буроватый, уплотненный, может содержать включения обломков известковых пород, постепенно переходит в почвообразующую породу; С – почвообразующая карбонатная порода.
Свойства почв (Дк. В) • • • Мощность почвенного профиля около 60 -100 см Мощность гумусового горизонта 20 -30 см. Содержание гумуса: - в западных районах не превышает 3 - 5%, - в восточных - 5 -10% и даже больше. - отношение Сг. к. : Сф. к. обычно >1 Величина р. Н КСL - 5. 5 - 6. 5 Степень насыщенности 90 -95% Дерново-карбонатные выщелоченные почвы обладают высоким природным плодородием. Однако большая часть из них относится к старопахотным землям. Местами они сильно выпаханы и обеднены подвижными формами питательных веществ.
Подтип дерново-карбонатные оподзоленные (Дк. ОП). • Формируются на сильновыщелоченных карбонатных породах или породах, содержащих в исходном состоянии малое количество карбонатов. • Отличаются наличием признаков оподзоленности, которая проявляется в осветлении нижней части гумусового горизонта, присутствием белесой присыпки. • Большей распыленностью гумусового горизонта. • Отчетливом уплотнении верхней части горизонта В и в ярких тонах его окраски.
Строение профиля (Дк. ОП). Профиль хорошо дифференцирован и имеет следующее строение: Ао – А 1 А 2 – В (В 1, В 2) – С (Ск) А – гумусовый горизонт, темно-серый, комковато-зернистой структуры, рыхлый; А 1 А 2 – переходный горизонт, более светлой окраски, содержит белесую присыпку, структура комковатая; В – иллювиальный горизонт, сероватокоричневый, ореховатой структуры, заметно уплотнен, граница вскипания залегает в нижней части, постепенно переходит в почвообразующую породу; Ск – карбонатная почвообразующая порода.
Свойства почв (Дк. ОП). • Мощность профиля 100 -120 см. • Содержание гумуса от 3 до 7%, на востоке до 12%. • В составе гумуса преобладают фульвокислоты (Сг. к. : Сф. к. = 0, 7 -0, 9). • Реакция среды от слабокислой до кислой (р. Н 5, 6 -4, 5) • Емкость поглощения 20 -30 мг/экв на 100 г. • Верхний горизонт обеднен илом, отмечается некоторое накопление его в гор. В. • В верхних горизонтах заметно увеличение содержания Si. O 2 и уменьшение. Fe 2 O 3. • Вскипание опущено до гор. В 2, В 3. • По своим агрономическим свойствам они близки к Дк выщелоченным.
Дерново-карбонатная почва
Свойства дерново-карбонатных почв Свойства Подтипы типичные Мощность А 1, см Мощность профиля, см Содержание гумуса, % СГК: СФК ЕКО, мг-экв на 100 г V, % р. НKCl в горизонте С выщелоченные оподзоленные 5 -15 20 -30 20 -50 60 -100 100 -120 5 -20 >1 3 -10 1 3 -12 0, 7 -0, 9 40 -50 95 -98 6, 5 -7, 5 20 -30 90 5, 5 -6, 5 20 -30 50 -60 4, 5 -5, 6 7, 0
Подтипы дерново-карбонатных почв разделяются на роды: 1. Известковые - формируются на известняках, щебнисты, многогумусные. Наиболее часто встречаются в подтипе Дк типичные (называются рендзины). 2. Силикатно-известковые - развиты на карбонатных песчаниках и глинах, карбонатной морене. Щебня почти не содержит. 3. Недоразвитые - маломощные, сильнощебнистые, горизонт А часто фрагментарный. На виды почвы подразделяются : • а) по содержанию гумуса - перегнойные (>12%), многогумусовые (5 - 12%), среднегумусовые (3 - 5%) и малогумусовые (<3%). • б) по мощности гумусового горизонта: маломощные < 15 см, среднемощные >15 см.
Тип дерново-глеевые почвы (Дг). • Встречаютются на слабодренированных равнинах, в пониженных элементах рельефа и на территории сложенной карбонатными породами. • Формируются почвы под таежными лесами с мохово-травянистым и травяным наземным покровом; могут формироваться и под луговой растительностью. • Слабая дренированность территории или близкое залегание грунтовых вод обусловливают присутствие в профиле ясных признаков оглеения или даже глеевых горизонтов. • Высокое содержание Са в почвенных растворах препятствует отчетливому проявлению подзолистого процесса и стимулирует формирование в профиле четко выраженного относительно мощного (20 – 30 см) гумусового горизонта.
Строение профиля дерново-глеевых почв (Дг). Строение профиля: А 1 (А 1 g) – А 1 Вg(А 1 А 2 g) – Вg - С(G) Ао - подстилка или Ао п перегнойный, с признаками оторфованости горизонт мощностью 5 - 30 см. А 1 - гумусовый, темноокрашенный горизонт мощностью 20 -30 см, темно-серый, комковато-зернистой структуры; Вg - оглееный переходный горизонт, бурый, творожистой или мелко- ореховатотворожистой структуры, в нижней части серо-сизые пятна и прожилки, ржавые примазки, железистомарганцовистые конкреции; Сg(G) - почвообразующая порода грязнобурого цвета, при близком залегании грунтовых вод сильно оглеена и внизу часто вскрывается водоносный горизонт.
Свойства дерново-глеевых почв (Дг). а) высокая гумусированность (3 - 14%) б) преобладание гуминовых кислот связанных с Са в) р. Н слабо кислая или нейтральная г) высокая ЕКО и V д) высокое содержание элементов питания е) постоянное присутствие в оглеенных горизонтах закиси железа. Почвы потенциально плодородны, но требуют регулирования водно- воздушного режима.
Классификация дерново-глеевых почв (Дг). Подразделяются на подтипы: 1. Дерново-поверхостно глееватые 2. Дерново-грунтово глееватые 3. Перегнойные поверхностно-глеевые 4. Перегнойные грунтово-глеевые Роды: • Карбонатные; • Насыщенные; • Оподзоленные. Разделение на виды: по содержанию гумуса и мощности гумусового слоя (аналогичны Дк).
Болотный процесс почвообразования включает Торфообразование — накопление на поверхности почвы растительных остатков разной степени разложения и гумификации в условиях избыточного увлажнения. Оглеение — биохимический процесс, связанный с восстановлением в анаэробных условиях ряда минеральных соединений, главным образом железа и марганца, в присутствии органического вещества с участием микроорганизмов.
Свойства болотных торфяных почв Показатель Зольность, % р. НKCl Содержание азота Плотность, г/см 3 Влагоемкость, % Болотная верховая почва Менее 5 2, 5 -3, 8 Болотная низинная почва Более 10 5, 0 -6, 5 0, 5 -2, 0 1, 6 -3, 8 0, 03 -0, 1 -0, 15 700 -1500 360 -1000
Болотно-подзолистая торфянистая почва
Скачать презентацию Лекция 2 Почвы таежно-лесной зоны Особенности их сельскохозяйственного
Лекция 2,3 Почв ТаежЛеснЗоны.ppt