Глава 22 ПОЧВЫ И ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ ПОЛУПУСТЫНЬ И ПУСТЫНЬ

М.А. Глазовская

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Фитоценология - геоботаника

Химия почвы

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Справочник агронома

Происхождение растений

Ботаника

Биология

Эволюция биосферы

Земледелие

Геоботаника

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Бурые и красновато-бурые пустынно-степные и серо-бурые пустынные почвы - семейство карбонатно-гипсовых ксеросолонцовых почв

В полупустынях и пустынях умеренных, субтропических и тропических поясов Земли широко распространены почвы с резко дифференцированным в верхней части профилем по окраске, плотности и содержанию илистых частиц. Эти почвы содержат много карбонатов, в их нижних горизонтах обильны скопления гипса и часто легкорастворимых солей. Образование таких почв связано прежде всего с почвообразующими породами, содержащими гипс и легкорастворимые соли.

Солевые аккумуляции в почвообразующих породах и субаэраль- ных почвах аридных областей могут быть связаны: 1) с накоплением солей в предшествующие геологические эпохи в период формирования самих пород или в предшествующую гидроморфную фазу засоления почв; 2) с поступлением на поверхность почв солей с осадками и пылевыми массами.

Влияние древних солевых аккумуляций проявляется в областях распространения палеоген-неогеновых и четвертичных морских и лагунных отложений, а также древнеаллювиальных и пролювиаль- ных отложений, формировавшихся в условиях интенсивной испарительной аккумуляции легкорастворимых солей. В аридном климате древние солевые сульфатные и хлоридно-сульфатные аккумулятивные коры выветривания очень консервативны. Малое количество осадков (в 10—15 раз меньше, чем возможная испаряемость) — основная причина сохранения солей в сфере современного почвообразования. Даже при размыве и дефляции соленосных пород в новых аккумулятивных аллювиальных, делювиальных, пролювиаль- ных и эоловых наносах присутствуют гипс и легкорастворнмые соли.

Поступление солей с атмосферными осадками и эоловый при- внос солей на поверхность субаэральных почв — тоже не только древний, но и современный процесс соленакопления в почвах аридных зон. Оно облегчается широким распространением солончаков в геохимически подчиненных супераквальных ландшафтах бессточных котловин, аллювиальных и низменных приморских равнин, в которых максимальное накопление солей из грунтовых вод происходит на поверхности в виде солевых выцветов и корочек.

Присутствие в почвообразующей породе и в почве гипса и даже небольшого количества легкорастворимых солей отражается, в первую очередь, на характере растительности. Для таких почв характерны полукустарничковые' пустынные степи, саванны и пустыни с господством различного рода полыней (Artemisia) и ксеро- фитных полукустарничковых галофитов из родов Anabasis (A. aphytta, A. visicaria), Eurotia, Kochia, Salsola (S. laricifolia, S. arbuscula) и др. Это растения с глубокой корневой системой, улавливающие растворы главным образом из нижних горизонтов, куда вымываются (или где первоначально содержались) легкорастворимые соли.            ,

Большинство полукустарничков полупустынных и пустынных группировок содержит много зольных элементов, особенно в листьях, поступающих в наземный опад. В полынях содержание золы в листьях составляет 4,7—6,5%. В ней преобладают основания калий, кальций, а также натрий и магний. Многие из растений активно поглощают натрий. По данным Л. Е. Родина и Н. И. Базилевич (1965), в полукустарниках и полукустарничковых галофитах при высокой зольности листового опада (10—15% золы) в составе катионов преобладает натрий. Так, в золе Anabasis salsa (плато Устюрт) при зольности листьев 17,3% в сухом веществе содержится 7,0% натрия, 4,1 кальция, 1,2% калия. В золе листьев Salsola rigida при общем ее содержании 15,1% натрия 8,6%, кальция 2,2, калия 1,2%. На долю биогалогенов (Na + Cl + S) в полынных пустынях в среднем приходится 27% от общего количества зольных элементов.

Освобождающийся при минерализации органических остатков натрий частично связывается в сульфаты и хлориды. Однако в большинстве случаев хлора и серы в растительном опаде значительно меньше, чем натрия. Поэтому часть освобождающегося натрия связывается углекислотой в бикарбонат КаНСОз. Это вызывает подщелачивание верхней части почвенного профиля. Хлориды и сульфаты — хорошо растворимые соли, и значительная часть их вымывается в нижние горизонты. Подвижность натрия бикарбонатов значительно меньше. Это связано с обменными реакциями бикарбоната натрия с присутствующим в поглощающем комплексе почв кальцием. При обменных реакциях (коллоид) Са2+ и ЫаНСОз образуется бикарбонат кальция Са(НСОз)г, легко переходящий в нерастворимый карбонат СаС03, не участвующий в дальнейших обменных реакциях. В результате обменных реакций поглощенный кальций в поглощающем комплексе почв замещается натрием.

Таким образом, натрий удерживается в верхней части почвенного профиля в поглощенном состоянии.

В каждый данный момент содержание поглощенного натрия часто не превышает 7% от общей емкости поглощения. Но тем не менее при ежегодном новом поступлении бикарбонатов натрия из разлагающихся растительных остатков и многократном воздействии на почву щелочных растворов органические и минеральные коллоиды в поверхностном горизонте почвы при увлажнении пеп- тизируются и перемещаются вниз по профилю на небольшую глубину (15—20 см), где по мере увеличения общей концентрации растворов и' замены поглощенного натрия кальцием гипса коллоиды выпадают в осадок.

Генетический профиль бурых и красновато-бурых почв полупустынь СОСТОИТ ИЗ горизонтов Af, BtNa, Вса, Bcs, С. Af — гумусово- элювиальный горизонт мощностью от 10 до 20 см палево-серого или серовато-красноватого цвета, на поверхности (0—3 мм) часто покрытый тонкой, растрескавшейся, непрочной корочкой, ниже рыхлый, с непрочной комковато-пылеватой, местами пластинчатой структурой, нередко пористый, сильно переработанный почвенными беспозвоночными, особенно мелкими муравьями. Граница горизонта четкая. Если карбонаты присутствуют с поверхности, они рассеяны в почвенной массе и обнаруживаются лишь по вскипанию.

BtNa — иллювиальный солонцеватый горизонт более яркой темно-бурой или красновато-бурой окраски, более плотный, более тяжелого механического состава, с комковато-призматической или призматической структурой. Местами на поверхности призм видны темные марганцовые мелкие пятнышки, грани структурных отдельностей обычно глянцеватые. Мощность горизонта 10—20" см, в нижней его части появляются новообразования карбонатов в виде желтоватых мягких стяжений и конкреций.

Вса — в бурых пустынно-степных и красно-бурых пустынно- саванновых почвах это горизонт максимального накопления карбонатов. В серо-бурых почвах, где максимум карбонатов находится в горизонте А, горизонт Вса все же имеет наиболее морфологически оформленные новообразования карбонатов. Формы их выделения очень разнообразные. Это могут быть мягкие мучнистые стяжения, мелкие прожилки, более крупные и плотные конкреции, а местами даже известковые плотные прослои (хардпэны).

По данным В. А. Ковды, цементация карбонатных горизонтов почв пустынных степей происходит не только за счет углекислого кальция, по отчасти и за счет вымывающих в условиях щелочной среды водно-растворимых силикатов, в частности силикатов натрия. Часто карбонатный горизонт несет черты солонцеватости. Мощность карбонатных горизонтов колеблется, но обычно 20—30 см. Глубже количество карбонатов уменьшается. Уже в карбонатном горизонте появляются новообразования мелкокристаллического, гипса.

Bcs — гипсовый горизонт, который начинается на различной глубине, но обычно под карбонатным горизонтом. Чем ариднее- условия, тем ближе к поверхности лежит гипс. В бурых и красно- бурых пустынно-степных почвах гипсовый горизонт начинается на глубине 60—80 см, в серо-бурых почвах пустынь — с 40—50 см.. Нижняя граница гипсового горизонта обычно неясная и проходит на глубине 120—130 см.

Cs — почвообразующая порода, обычно карбонатная и гипсо- носная и соленосная, но с меньшим, чем в гипсовом горизонте,, содержанием гипса.

Для бурых пустынно-степных почв характерно малое содержание гумуса (1,5—2,5%), преобладание фульвокислот (Сг/Сф — 0,5—0,7) при относительно высоком содержании азота (C/N—5— 6). Относительно высокое содержание азота может быть объяснено высоким содержанием его в самих растительных остатках, особенно в листьях ксерофитных полукустарничков (JT. Е. Родин и Н. И. Базилевич, 1965). Среднее содержание азота в опаде пустынных формаций 1,7%, степных—1,2, лесных — 0,6%. Это отражается и на соотношении C/N в почвенном гумусе (72).

С малым количеством гумуса и илистой фракции связана низкая емкость поглощения почв (10—15 мг-экв на 100 г). Наибольшую емкость имеет иллювиальный горизонт, в нем же отмечается наибольшее содержание поглощенного натрия.

Карбонаты в бурых пустынно-степных почвах обычно появляются на глубине 20—25 см от поверхности, некоторые бурые почвы содержат карбонаты, как и серо-бурые пустынные, с самой поверхности. Однако в бурых почвах полупустынь максимум карбонатов приурочен к горизонту Вса, а в серо-бурых часто обнаруживается максимум карбонатов в самом верхнем гумусовом горизонте. Со- лонцеватость в серо-бурых почвах выражена меньше, гипс располагается ближе к поверхности и начинается с 40—50 см. Ниже гипсового горизонта в заметном количестве появляются сульфаты и хлориды натрия.

Итак, субаэральное осолонцевание, обызвесткование и дифференциация солей по степени растворимости с образованием иллю- виально-солевых горизонтов — главные процессы, формирующие профиль бурых пустынно-степных и серо-бурых почв.

Гипсовый горизонт почв, образовавшихся на почвообразующих лородах, не содержащих гипса, небольшой мощности и гипса в нем мало. В этом случае вполне вероятно субаэральное образование гипса за счет обменных реакций сульфата натрия, поступающего из атмосферы и возвращаемого в почвы при минерализации органических остатков с обменным кальцием и кальцием карбонатов по схеме

1) Na2S04+Ca2+ (коллоидный комплекс) = CaS04-f-2Na (коллоидный комплекс); 2) Na2S04 + Ca(HC03)2 = CaS04 + 2NaHC03. Новообразования гипса имеют форму небольших мелкокристаллических стяжений и друз.

Однако во многих почвах полупустынь и пустынь гипсовые горизонты большой мощности (до 50 см и больше), а содержание в них гипса составляет 40—60% от почвенной массы. В таких гипсовых горизонтах гипс часто имеет шестоватую форму, преобладают плотные массивные друзы крупнокристаллического гипса и отдельные его крупные кристаллы, часто окрашенные окислами железа в розоватый цвет.

Мощные гипсовые горизонты в почвах пустынь и полупустынь — явление весьма широко распространенное. Так, в СССР они свойственны большинству серо-бурых пустынных почв плато Устюрт, останцовых поверхностей Чу-Илийских гор в Прибалхашье (В. В. Добровольский, 1966), древнеаллювиальным равнинам Заунгузских Каракумов. Широко распространены мощные гипсовые накопления в пустынных почвах межгорных котловин и подгорных равнин Центральной Азии, в полупустынях и пустынях южной Австралии. Их образование не связано с современным почвенным процессом. Это древние солевые аккумуляции — эвапориты, заключенные в толще осадочных пород и включенные в почвообразования, или древние гидрогенные аккумуляции солей в почвах, находившихся в прошлом в условиях супераквального режима и интенсивного испарения.

Пространства полупустынь используются в настоящее время преимущественно как пастбищные угодья. Развитие земледелия ограничивается недостатком влаги, пестротой почвенного покрова, значительным участием в нем солонцов и сильно солонцеватых почв.

К содержанию книги: МАРИЯ АЛЬФРЕДОВНА ГЛАЗОВСКАЯ - Общее почвоведение и география почв