Основные типы почв и их распространение.

Изменчивость в пространстве и во времени факторов почвообразования, а следовательно, и процессов, происходивших в почвах в прошлом и совершающихся в настоящем, обусловливает большое разнообразие их в природе. До работ В.В.Докучаева почвы классифицировали по отдельным свойствам — химическому составу, гранулометрическому составу и др.В.В. Докучаев за основную классификационную единицу принял генетический тип почвы, т.е. соче­тание факторов почвообразования, определяющих строение её вертикального профиля. Докучаевым выделялось 10 почвенных типов, в современных классификациях — более 100. Типы подразделяют на подтипы, роды, виды, разновидности, разряды и объединяют в классы, ряды, формации, генерации, семейства, ассоциации и т.п. Принцип объединения почвенных типов в более высокие единицы в различных классификациях неодинаков: экологический — по условиям почвообразования, эволюционно-генетический (или историко-генетический) — по связям между группами почв, профильно-генетический — по строению почвенных профилей, их генезису и др. Важной частью почвенной классификации является диагностика почв (см.выше) — система объективных признаков, позволяющих разделять их на всех таксономических уровнях классификации.

Единая международная классификация почв не разработана. Создано значительное число национальных почвенных классификаций. Первая попытка создания мировой системы почв сделана ФЛО — ЮНЕСКО (1968—74) при составлении Международной почвенной карты мира.

Преобладающая часть суши занята сравнительно ограниченным числом почвенных групп, возникающих под влиянием типичного для каждой природной зоны почвообразования. Характер размещения зональных почв на поверхности суши обширными полосами — зонами, вытянутыми вдоль полос с близким атмосферным увлажнением (в областях с недостаточным увлажнением) и с одинаковой годовой суммой температур (в областях с достаточным и избыточным увлажнением), создаёт основную закономерность пространственного распределения почв на равнинных территориях — горизонтальную почвенную зональность (широтную или меридиональную). Например, на Восточно-Европейской равнине отчётливо выражены широтные зоны тундровых почв, подзолистых почв, серых лесных почв, чернозёмов, каштановых почв, бурых пустынно-степных почв. Ареалы подтипов зональных почв располагаются внутри зон также параллельными полосами, что позволяет выделить почвенные подзоны. Так, зона чернозёмов подразделяется на подзоны выщелоченных, типичных, обыкновенных и южных чернозёмов, зона каштановых почв — на темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые.

В работах И. П. Герасимова и других учёных были установлены закономерные изменения свойств почв внутри зон и подзон, связанные с изменениями климата и некоторых других биоклиматических условий. Это явление получило название провинциальности и фациальности и позволило выделить внутри зон и подзон провинции, а аналогичные провинции нескольких зон и подзон объединить в фации. Были выявлены различия рядов почвенных зон на разных континентах и крупных частях наиболее обширных континентов. Например, в восточной части Азии с севера на юг сменяются зоны тундровых, мерзлотно-таёжных, подзолистых почв и подбуров, бурых лесных почв, коричневых почв сухих лесов и кустарников, желтозёмов, краснозёмов, а в центральной части (Западная Сибирь, Казахстан, Средняя Азия) — зоны тундровых почв, поверхностно-глеевых и подзолистых почв, чернозёмов, каштановых, бурых пустынно-степных, серо-бурых пустынных почв, серозёмов. Такие различия позволяют выделять почвенные области, каждая из которых характеризуется определённым рядом горизонтальных почвенных зон.

В горных странах отчётливо выражена высотная поясность почв. В горах с недостаточным увлажнением смена вертикальных поясов обусловливается сменой степени увлажнения, а также экспозицией склонов, а в горах с достаточным и избыточным увлажнением — изменением термических условий.

КлассификацияВасилия Васильевича Докучаева была развита его учеником и ближайшим сотрудником Николаем Михайловичем Сибирцевым. В классификации Докучаева — Сибирцева типы почв объединялись в три класса: зональные, интразональные и азональные. Среди типов почв фигурировали тундровые, дерново-подзолистые, черноземные и др.

 

Таблица 7.2. Классификация почв по В.В. Докучаеву

 

В классификации почв, действующей в России, в один генетический тип объединяются почвы с единым строением профиля, с качественно однотипным процессом почвообразования, который развивается в однообразных гидротермических условиях, на материнских породах сходного состава и под однотипной растительностью.

В зависимости от увлажнения типы почв группируются в ряды. Выделяются ряды автоморфных, гидроморфных и переходных автоморфно-гидроморфных почв. В зависимости от термических условий (от приуроченности генетических типов почв к географическим зонам) типы объединяются в классы.

По степени выраженности процесса почвообразования типы делятся на подтипы. Так, например, тип черноземов разделяют на подтипы: типичных, обыкновенных, южных и др.

По степени развития основных свойств выделяются генети­ческие виды почв. Так, например, обыкновенные черноземы подразделяют на средне- и малогумусные виды по содержанию гумуса.

Разновидности пoчв выделяют на основании их гранулометрического состава, например: чернозем (тип) южный (подтип) малогумусный (вид) суглинистый (разновидность).

 

Бонитировка почв

Бонитировка почв производится в связи с ведением Государственного кадастра земель. Государственный земельный кадастр ведется в целях обеспечения рационального использования и охраны земель, защиты прав собственников земли, землевладельцев, землепользователей и арендаторов и создания объективной основы для установления цены земли, земельного налога, арендной платы и рентных платежей.

Получение исходной информации для ведения Государственного земельного кадастра обеспечивается проведением необходимых космо-аэросъемочных, топографо-геодезических, почвенных, геоботанических и других обследований и изысканий. В состав почвенных исследований земель сельскохозяйственного назначения входит бонитировка почв.

Бонитировка почв (лат. bonitas—доброкачествен­ность) — это сравнительная оценка их качества и производительной способности на основе генетико-производственной классификации почв, плодородие которых выражено в баллах.

Бонитет почв— показатель качества почв, их продук­тивности, добротности и плодородности.

Бонитировка почв проводится на основе составления оценочных шкал бонитета, в которых ранжированы природные признаки и свойства почв, коррелирующие с урожайностью сельскохозяйственных культур. Экономическая оценка земли предполагает оценку земли не только по плодородию, но и по местоположению.

Большинство почвоведов бонитировку почв проводит на основеестественноисторического метода В. В. Докучаева. Элементарной таксономической единицей при бонитиров­ке почв является разновидность почв.

Для каждой почвенной разновидности методами вариационной статистики устанавливается корреляционная связь её урожайности с диагностическими признаками почвы. К диагностическим признакам или свойствам относят:

1. Тип и подтип почвы и площадь, им занимаемая.

2. Механический состав; содержание частиц 0,05— 0,01, <0,01 и <0,001 мм; каменистость (м³/га или слабая, средняя, сильная по имеющимся материалам).

3. Материнская и подстилающая порода (генезис, лёссовидность, двучленность песчаных и глинистых наносов, наличие глинистых прослоек в песке в пределах корнеобитаемой толщи, щебнистость, глубина подстилания плот­ными породами и пр.).

4. Мощность окрашенных гумусом горизонтов (A1 и А+В) и мощность пахотного слоя.

5. Содержание гумуса (%) и запас его (т/га).

6. Степень окультуренности (целинные, освоенные: сильноокультуренные, среднеокультуренные, слабоокуль­туренные, ухудшенные, искусственные и преобразован­ные).

7. Степень эродированности (слабая, средняя, силь­ная, очень сильная).

8. Степень солонцеватости или засоления (глубина за­легания солонцеватого горизонта; концентрация и глуби­на залегания вредных солей; их запасы в слое 0,5 м, 0 — 1 м и пр.).

9. Степень оглеения, глубина глееватого горизонта и горизонта сплошного оглеения; мощность слоя торфа, степень разложения торфа, тип торфа (верховой, переход­ный, низинный, пойменный).

10. Глубина грунтовых вод или верховодки, степень осушенности мелиорированных болот; химизм и степень минерализации грунтовых вод в районе вторичного засо­ления.

11. Глубина вскипания почвы при действии на нее 10%-ной соляной кислоты и степень выщелоченности.

12. рН солевой вытяжки.

13. Гидролитическая кислотность.

14. Содержание р, к (валовые и подвижные запасы т /га).

15. Сумма поглощенных оснований или емкость погло­щения; степень насыщенности почв основаниями.

16. Содержание поглощенного натрия и др.

17. Физические свойства: объемный вес, удельный вес, влажность, порозность, водопроницаемость (если имеют­ся).

В основу бонитировки почв из весьма многочисленных почвенных признаков отбираются только те признаки (свойства), которые имеют наибольшую корреляционную связь с урожайностью. В каждом отдельном случае из комплекса коррелирую­щих с урожайностью свойств почв выделяются ведущие в местных условиях. Так как они могут меняться от одного типа почв к другому, сравнительные бонитировочные коэффициенты отличаются для разных агроклиматических районов.

При расчетах за основу предварительной шкалы берется средняя урожайность того или иного типа почв с относительно однородными основными свойствами. Если за 100 % повсеместно условно принимается средняя урожайность, то в этом случае говорят об открытой бонитировочной шкале. Если за 100% принимается урожайность лучшего типа почв, то это означает, что используется закрытая шкала.

Бонитировочные баллы для основных коррелирующих с урожайностью признаков вычисляются по формуле:

(54)

где Б — балл почвы; З_ф — фактическое значение како­го-либо признака (запас гумуса, азота, фосфора, калия или др.); З_м—максимальное или оптимальное значение данного признака, соответст­вующее его содержанию в почве, принимаемой за 100 баллов.

На примере Ростовской области покажем основные этапы разработки бонитировочной шкалы. Основными коррелирующими с урожайностью свойствами, для основных типов почв в пределах Ростовской области, являются запасы гумуса в горизонте, мощность гумусового горизонта (А+В) и гранулометрический (механический) состав почв. Для этих показателей коэффициент корреляции с урожайностью составляет > 0,9.

За 100 % принимаются значения урожайности черноземов обыкновенных, среднее среди урожайности всех основных типов почв.

Таблица 7.3. Расчет баллов по урожайности

№	Почва	Урожайность, ц/га	Предварительный балл
	черноземы мощные и сверхмощные	20,0
	обыкновенные черноземы	15,8
	южные черноземы	13,7
	темно – каштановые почвы	11,5
	каштановые почвы	9,8
	светло – каштановые почвы	6,7

 

 

Затем рассчитывают баллы для интервалов среднего запаса гумуса и мощности гумусового горизонта

Таблица 7.4. Баллы по запасам гумуса и мощности гумусового горизонта

№	Почва	А+В, см	балл	Запасы гумуса (ЗГ), т/ц	балл
	черноземы мощные и сверхмощные	>125
	обыкновенные черноземы
	южные черноземы
	темно – каштановые почвы
	каштановые почвы
	светло – каштановые
<25
-	-
-	-

 

Используя эту шкалу, можно рассчитать бонитет почв при любом соотношении гумус / мощность. Например, если необходимо определить предварительный балл бонитета для фактических данных А+В = 105 см, запасы гумуса (ЗГ) = 550 т/г, то предварительный балл этого чернозема по почвенным признакам, по данным таблицы будет равен (140 + 130): 2 = 135 баллам.

Бонитет почв уточняется с учетом механического их состава. Для этого используют поправочные областные коэффициенты. Коэффициенты рассчитываются для каждого основного типа почв, имеющих различный гранулометрический состав.

Таблица 7.5. Шкала поправочных коэффициентов на механический состав почв

Тогда для мощного предкавказского чернозема с предварительной балльной оценкой в 135 баллов, имеющего глинистый механический состав, окончательный балл составит 135 * 0,9 = 121,5.

 

Окультуривание почв

Окультуренные почвы -это освоенные почвы, измененные деятельностью человека в сторону улучшения их агрономических свойств и плодородия. По степени антропогенного воздействия на почвы их делят на слабо-, средне- и сильноокультуренные. Создание новых, благоприятных для земледелия свойств достигается обогащением почв питательными веществами, улучшением их физического состава (в т.ч. структурированием), устранением сильной кислотности или повышенной щелочности, активизации деятельности почвенных организмов и др. мероприятиями.

Совокупность мероприятий по существенному улучшению земель, повышению их плодородия называется мелиорацией. Наиболее распространена гидротехническая мелиорация- осу­шение или орошение почв, обводнение пастбищ. Специфические методы улучше­ния водного режима почв — снегоза­держание, промывка, дренаж, кольматаж, регулирование стока и др.

Химическая и физическая мелиорация применяется на землях с неблагоприятными химическими и физическими свойствами: про­мывка засоленных почв, известкование кислых почв, гипсование солонцов, подкисление щелочных почв и т. п. Для улучшения физического состояния почв убирают камни, вносят песок в глинистые почвы, глину в лёгкие и торфяные почвы и др. На землях, подверженных эрозии или дефляции, особенно в горах, приме­няют террасирование склонов.

Агромелиорация. К ней следует отнести защиту почв от эрозии и дефляции путем применения современных щадящих приемов обработки земли и некоторых других агроприемов. При безотвальной обработке почвы мало затрагивается поверхностный гумусовый горизонт и сохраняется стерня, которая играет роль механической защиты. Скорость ветра над полем уменьшается на 30 – 40 %. Она способствует также задержанию снега, снижению испарения и сохранению влаги. Другой важный элемент защиты от эрозии и дефляции - водозадержание и усиление водопоглощения на полях. Для этого необходима правильная (контурно – ориентированная) обработка почв, регулярное внесение навоза, компостов и других удобрений, введение севооборотов. В результате этих мер в почвах увеличивается содержание гумуса, улучшается их структура и гидрофизические свойства.

К данному комплексу мелиоративных работ следует относить и облесение песков, овра­гов, создание лесных полос (агролесомелиорация), залужение почв и др.

 

Деградация земель

Человек оказывает на почву не только положительное, но и отрицательное влияние. Антропогенная деятельность, как правило, сопровождается отрицательными результатами: эрозией, засолением и загрязнением почв, прогрессирующим сокращением биологической продуктивности.

Ветровая эрозия, или дефляция. Развеивание верхних горизонтов сильными ветрами называется дефляцией. Потеря почвенных частиц при выдувании зависит от ско­рости ветра, размера частиц и степени их закрепления в почве. Размеры почвенных частиц, увлекаемых ветром, приведены ниже в табл. 7.6. Естественно, что и дальность воздушной миграции зависит от веса и диаметра частиц. Частицы в 0,1—0,01 мм переносятся главным образом на высоте нескольких сотен метров, дальность их переноса составляет обычно сотни — первые ты­сячи км. Более мелкие частицы (0,01—0,001 мм) могут перено­ситься на 5—7 тыс. км и дальше.

Таблица 7.6. Атмосферный перенос пыли

№	Скорость ветра м/с.	Максимальный диаметр захватываемых ветром частиц почвы, мм
	4,5-6,7	0,025
	6,7-8,4	0,050
	8,4-9,8	0,075
	9,8-11,4	0,100
	11,4-13,0	0,150

 

Атмосферный пере­нос пыли совершается постоянно. За 1952—1953 гг. для южных районов Русской равнины количество осевшей пыли составляло 500—1800 кг/га в год. В составе пыли преобладают кварцевые и глинис­тые частицы, присутствует примесь органических веществ.

Почва, теряя мелкие частицы, определенным образом изменяет свой химический состав. Из эро­дированных почв выносятся важнейшие химические элементы, поэтому в химическом составе ветровой пыли часто больше гу­муса, азота, фосфора, чем в эродированной почве.

Обычно выдуванию подвергаются распаханные черноземы на юге или рыхлые, плохо закреплен­ные почвы аридных ландшафтов. Поэтому воздушные массы, поступающие из этих районов, несут значительное количество пыли. Развитию дефляции способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной атмосферной увлажненностью, неумеренный выпас скота, отвальная распашка земель.

В ХХ столетии опустошительной была черная буря в 1928 г. Ветер, дувший со скоростью 10 м/с, выдувал почву в отдельных местах до глубины 12 см и более. Выдувание охва­тило площадь около 400 тыс. км² от Дона до Днепра. По пери­ферии этой территории происходило оседание черной пыли или черной грязи с дождем. Площадь отложения пыли состав­ляла более 200 тыс. км², а область потемнения атмосферы — до 470 тыс. км². В отдельных районах Украины осело до 24 т пыли на 1 км².

Водная эрозия. Разрушение почвенного покрова происходит не только в ре­зультате развеивания, но и под действием текучих вод. Атмо­сферные осадки сопровождаются плоскостным смывом мелких частиц с поверхности почвы, а при ливневом характере дож­дей — сильным разрушением всей почвенной толщи с образо­ванием промоин и оврагов. Растительность, особенно лесная, задерживает сток атмосферных осадков. Травянистая раститель­ность задерживает до 15—20% выпадающих осадков, кроны де­ревьев еще больше. Особо важную роль играет лесная подстил­ка, которая полностью нейтрализует ударную силу дождевых капель и резко снижает скорость текучей воды. Сведение лесов и уничтожение лесной подстилки вызывает усиление в 2—3 раза поверхностного стока за счет сокращения внутрипочвенного стока и питания грунтовых вод. Усиленный поверх­ностный сток влечет за собой энергичный смыв верхней части почв, наиболее богатой гумусом и элементами питания, способствует энергичному образованию оврагов. Благоприятные ус­ловия для водной эрозии также создаются при распашке обширных степей и прерий и низкой культуре земледелия.

Уменьшение биопродуктивности. Масса смываемой почвы в районах земледелия весьма значительна и составляет от 9 т/га до десятков тонн с каждого гектара. Количество органических веществ, смываемых на протяжении года со всей суши нашей планеты, составляет внушительную цифру — около 720 млн т. Однако, как ни велики явления разрушения почв, это лишь небольшая часть результатов воздействия человеческого общества на почвенный покров Земли.

Основной результат че­ловеческого воздействия на почву — постепенное изменение процесса почвообразования, все более глубокое регулирование процессов круговорота химических элементов и трансформации энергии в почве.

Один из важнейших факторов почвообразования — расти­тельность Мировой суши — подвергся глубокому изменению. За историческое время площадь лесов сократилась более чем наполовину. Обеспечивая развитие растений, которые ему по­лезны, человек на значительной части суши заменил естествен­ные биоценозы искусственными. Биомасса культурных расте­ний (в отличие от естественной растительности) поступает в круговорот веществ в данном ландшафте не полностью. Значи­тельная часть культурной растительности (до 40 и даже до 80%) вывозится с поля. Это приводит к истощению запасов в почве гумуса, азота, фосфора, калия, микроэлементов и в итоге к снижению плодородия почвы. Усиленная эксплуатация поч­вы без внесения удобрений и с невысокой культурой агротех­ники способствует постепенному снижению урожайности и качества продукции.

Засоление почвпредставляет серьезную проблему для современного земледелия. Почва содержит различные соли – Na₂CO₃, MgCO₃, CaCO₃, Na₂SO₄ и др. Некоторые из этих солей, и прежде всего натриевые соли, значительно ухудшают плодородие почв. В естественных условиях почвы засоряются через грунтовые воды, насыщенные солями. Если грунтовые воды расположены на небольшой глубине, в жарких аридных условиях они поднимаются по капиллярам и испаряются. На поверхности или на уровне корневых систем выкристаллизовываются растворенные до этого соли. Если грунтовые воды лежат на достаточно большой глубине, то даже в засушливых зонах почва не всегда подвергается засолению.

Наибольшую опасность представляет вторичное засоление орошаемых земель. Интенсивное искусственное орошение приводит к повышению уровня грунтовых вод и его приближению к поверхности земли. В результате происходит заболачивание и вторичное засоление земель.

Загрязнение земель. Почва в отличие от атмосферного воздуха обладает способностью аккумулировать попадающие в нее различные загрязнения. Загряз­няющие вещества поступают в почву и накапливаются в избыточных количествах за счет выбросов промышленных предприятий, животно­водческих комплексов, неудовлетворительного удаления и обезврежи­вания твердых и жидких хозяйст­венно-бытовых отходов в селитебных территориях. Почва может за­грязняться в результате нерационального применения различного рода минеральных удобрений и пестицидов. Накопление в почве загрязняю­щих веществ, особенно химических, может оказывать отрицательное влияние на свойства почвы. Например, может измениться общая чис­ленность микроорганизмов или их отдельных видов, а это повлечет за собой изменение способности почвы к самоочищению (процессов нитри­фикации, денитрификации и т. д.), может отразиться на ее плодородии. Загрязняющие почву вещества прямо или опосредованно могут ока­зывать отрицательное воздействие на здоровье человека.