Засоленные почвы и солоди.
В семиаридных и аридных областях различных географических поясов и зон локально распространены почвы, относящиеся к отделам галоморфных, щелочных глинисто-дифференцированных и текстурно-дифференцированных, генезис и свойства которых обусловлены процессами засоления и рассоления, – солончаки солонцы и солоди (Табл. 15).
Таблица 15
Корреляция почвенных классификаций 1977 и 2004 годов
Классификация почв России (2004) | Классификация и диагностика почв СССР (1977) |
Ствол: Постлитогенные почвы | |
Отдел: галоморфные почвы | |
Типы отдела галоморфных почв | |
Солончаки | Тип солончаков автоморфных и подтип типичных в типе солончаков гидроморфных |
Отдел: щелочные глинисто-дифференцированные почвы | |
Типы отдела щелочных глинисто-дифференцированных почв | |
Солонцы темные; Солонцы светлые | Черноземный подтип в типе солонцов автоморфных, лугово-черноземный и частично лугово-каштановый подтипы в типе солонцов полугидроморфных Каштановые и полупустынные подтипы в типе солонцов автоморфных и лугово-каштановый и лугово-полупустынный подтипы в типе солонцов полугидроморфных |
Отдел: текстурно-дифференцированные почвы | |
Типы в отделе текстурно-дифференцированных почв | |
Дерново-солоди Дерново-солоди глеевые Солоди темногумусовые Солоди перегнойнотемногумусовые гидрометаморфические | Светлые и серые виды подтипа солодей лугово-степных в типе солодей Частично соответствуют светлому и серому видам подтипа луговых солодей в типе солодей Примерно соответствуют темному виду подтипа лугово-степных солодей в типе солодей Темный вид в подтипе луговых и лугово-болотных солодей в типе солодей |
Несмотря на то, что географически и генетически они связаны друг с другом, каждый из этих почвенных типов имеет индивидуальные признаки и свойства.
Засоленными называются почвы, содержащие в своем профиле легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных растений количествах. К ним относятся солончаки, солончаковатые почвы и солонцы. Они широко распространены в семиаридных и аридных областях суббореального, субтропического и тропического поясов и даже в бореальном поясе. По подсчетам Е.В.Лобовой и А.В.Хабарова (1983) засоленные почвы занимают 240,4 млн.га.
О количестве и составе водорастворимых соединений в почвах судят по данным анализов водных вытяжек. В водной вытяжке определяют плотный остаток, прокаленный остаток, водорастворимый гумус, а также анионы и катионы: CO32‑, HCO3‑, Cl‑, SO42‑, Mg2+, Ca2+, Na+. Результаты анализов выражаются в процентах и в милли-эквивалентах (м-экв) к абсолютно сухой почве, или в эквивалент-процентах от массы прокаленного остатка. Величины сухого и прокаленного остатков позволяют судить об общем содержании легкорастворимых солей в почве, соотношении растворимых минеральных и органических соединений и о распределении их по профилю. Засоленными считаются почвы, содержащие легкорастворимые соли в количестве > 0,25% от массы почвы.Почвы, в которых количество легкорастворимых солей составляет от 0,25 до 1% относят к солончаковатым. В солончаках величина легкорастворимых солей не опускается ниже 1% ни в одном из горизонтов почвенного профиля, иногда достигая 15% и более. Солончаковый процесс может проявляться в любом типе почв, если есть источник поступления легкорастворимых солей и условия, способствующие их накоплению.
По глубине залегания солевых горизонтов (положение верхней границы, см) в солончаковых почвах выделяются следующие виды:
Солончаковые 0 – 30;
Солончаковатые 30 – 80;
Глубокосолончаковатые 80 – 150;
Глубокозасоленные > 150.
По степени засоления солончаковатые почвы делятся на виды в соответствии с величиной плотного остатка, который зависит от химизма засоления (табл.16).
Таблица 16.
Виды по степени засоления почв в зависимости от химизма засоления (над чертой – сумма солей, под чертой – сумма токсичных солей, % от массы; водная вытяжка 1:5) (Классификация почв 2004)
Степень засоления | Химизм засоления | ||||
Нейтральное засоление (рН < 8,5) | Щелочное засоление (рН > 8,5) | ||||
Хлоридный, сульфатно-хлоридный HCO3<Ca+Mg | Хлоридно-сульфатный HCO3<Ca+Mg | Сульфатный HCO3<Ca+Mg | Содовый и содово-хло-ридный HCO3>Ca+Mg | Сульфатно-содовый и содово-суль-фатный HCO3>Ca+Mg | |
Порог токсич- ности (незасо- ленные почвы) | <0,1 <0,05 | <0,2 <0,1 | <0,3(1,0)* <0,15 | <0,1 <0,1 | <0,15 <0,15 |
Слабая | 0,1-0,2 0,05-0,12 | 0,2-0,4(0,6) * 0,1-0,25 | 0,3(1,0)-0,6(1,2) * 0,15-0,3 | 0,1-0,2 0,1-0,15 | 0,15-0,25 0,15-0,25 |
Средняя | 0,2-0,4 0,12-0,15 | 0,4(0,6)-0,6(0,9) * 0,25-0,5 | 0,6(1,2)-0,8(1,5) * 0,3-0,6 | 0,2-0,3 0,15-0,3 | 0,25-0,4 0,25-0,4 |
Сильная | 0,4-0,8 0,35-0,7 | 0,6(0,9)-1,0(1,4)* 0,5-1,0 | 0,8(1,5)-1,5(2,0) * 0,6-1,5 | 0,3-0,5 0,3-0,5 | 0,4-0,6 0,4-0,6 |
Очень сильная | >0,8 >0,7 | >1,0(1,4) * >1,0 | >1,5(2,0) * >1,5 | >0,5 >0,5 | >0,6 >0,6 |
· Цифры в скобках соответствуют степени засоления по сумме солей в гипсоносных почвах, к которым отнесены почвы, содержащие более 1% CaSO4 . 2H2O.
Степень токсичности солей определяется их составом и растворимостью.Токсичность солей возрастает от сульфатного к содовому типу засоления. Особенно ядовита сода, наименее токсичен сернокислый натрий. Сернокислый кальций безвреден, но он является спутником других солей, поэтому большое его содержание служит показателем низкого плодородия почвы.
Многие засоленные почвы имеют очень сложный солевой профиль с несколькими максимумами накопления солей, что свидетельствует о нескольких этапах засоления, связанных с различными уровнями стояния грунтовых вод в прошлом или периодическими колебаниями уровня вод по сезонам года и в многолетних климатических циклах.
Таким образом, формирование засоленных почв связано с накоплением легкорастворимых солей в профиле.
Источниками легкорастворимых солей являются:
1. Засоленные почвообразующие породы. При выветривании таких пород образуется большое количество легкорастворимых солей. Ежегодный приток легкорастворимых солей с суши в океан составляет 2735 млн. т. Около 1 млрд. т солей каждый год поступает в бессточные области материков земного шара (Ковда,1946).
2. Засоленные грунтовые воды. Неглубокое залегание минерализованных грунтовых вод в условиях засушливого климата приводит к засолению почв и грунтов. Эти воды играют важную роль в перераспределении легкорастворимых солей в почвенном профиле.
3. Выход на дневную поверхность морских соленосных осадков, обусловленный либо тектоническими процессами, либо антропогенными воздействиями, приводящими к аридизации суши.
4. Импульверизация – эоловый перенос солей ветром. Этот процесс широко развит в районах распространения соленых озер, морей, засоленных почв. При переносе ветром на поверхность суши может поступать от 2 до 20 т солей на 1 км2.
5. Извержение вулканов. При извержении вулканов выделяются газы и пары, содержащие серу, хлор, которые в дальнейшем переходят в сульфаты и хлориды.
6. Аккумуляция солей в растениях. Полыни, кермек, перекати-поле, и другие растения накапливают большие количества растворимых солей, которые с опадом поступают в почву.
7. Атмосферные осадки. С атмосферными осадками в почвы может поступать от 20до 30 мг/л солей.
8. Вторичное засоление. Характерно для районов орошаемого земледелия при поливе минерализованными водами, либо при неоправданно высоких поливных нормах. При высоких нормах полива повышается уровень грунтовых вод и, если они минерализованы, то легкорастворимые соли достигают пределов почвенного профиля, и происходит вторичное засоление.
Во влажном климате при промывном типе водного режима соли выносятся за пределы почвенного профиля. В районах с засушливым климатом, где испаряемость превышает количество выпадающих осадков, при выпотном типе водного режима, создаются условия для накопления солей в почвах. В разных природных зонах особенности климата влияют на качественный состав солей. В лесостепных и степных районах при общем незначительном засолении почв и минерализации грунтовых вод в составе легко растворимых солей преобладают карбонаты и бикарбонаты натрия, встречаются сульфаты, обусловливающие содовый и содово-сульфатный типы засоления почв. Накопление соды в этих зонах связано с меньшей растворимостью ее по сравнению с сульфатами и хлоридами натрия.
В полупустынных и пустынных областях условия благоприятны для образования сульфатов и хлоридов натрия, а также гипса. Иногда возможно образование соды и формирование почв с содовым типом засоления.
Солончаки.
Солончаки (S-Cs,q) формируются в условиях, когда поступление легкорастворимых солей в поверхностный горизонт почвы не компенсируется их выносом. Накопление солей реализуется при выпотном или периодически выпотном типе водного режима при близко залегающих засоленных грунтовых водах в условиях аридного или полуаридного климата. Интенсивное физическое испарение влаги обусловлено высокими температурами, низкой влажностью воздуха и сильными ветрами. Максимум солей в этих условиях накапливается непосредственно на поверхности почвы в виде налетов, корочек и т. п. Эти почвы образуются и на засоленных почвообразующих породах, и в результате влияния других перечисленных факторов засоления. Близкое залегание грунтовых вод приводит к развитию процессов оглеения в нижней части почвенного профиля.
Растительность солончаков специфична и легко может служить индикатором засоления. Это солерос, сарсазан, шведка, некоторые виды лебеды. На солончаках с очень высокой степенью засоления растительность сильно изрежена и представлена различными видами солянок. Размеры фитомассы и, соответственно, гумусонакопление в солончаках находятся в обратной зависимости от количества и токсичности присутствующих в профиле солей. На сильно засоленных почвахвысшая растительность отсутствует, встречаются лишь некоторые виды водорослей (например, диатомовые), гумусовый горизонт не формируется.
В Классификации почв России (2004) солончаки относятся к отделу галоморфных почв.
Выделяется шесть типов солончаков: солончаки(S-Cs,q),солончаки глеевые(Sg-Cs-CGs),солончаки сульфидные(S-SS-Gs), солончаки темные(S[AU]-Cs,g),солончаки торфяные(S[T]-Gs-CGs),солончаки вторичные(S[A-B-C]).Главным диагностическим признаком солончаков является поверхностный солончаковый (солевой) горизонт. Он характеризуется наличием в верхних 20 см легкорастворимых солей в количестве не менее 1% от массы (по данным водной вытяжки), что исключает развитие большинства растений, кроме галофитов, не образующих сомкнутого покрова. На подтипы солончаки подразделяются по наличию такыровидной корочки, степени дифференцированности, солонцеватости и омергеления. Морфологически засоление проявляется в наличии поверхностной солевой корки и/или солевых выцветов. Солевая корка и выцветы солей обычно наблюдаются при сухом состоянии почв. В зависимости от состава солей внешний вид и свойства поверхности почвы различаются. Сульфаты магния и натрия, кристаллизуясь, присоединяют большое количество воды и увеличиваются в объеме. При таком типе засоления образуются солончаки пухлые, имеющие с поверхности пухлую корочку. Малогигроскопичный хлорид натрия дает на поверхности сухую хрупкую корочку («корковые» солончаки), а сильногигроскопичный хлорид кальция никогда не просыхает («мокрые» солончаки). Наличие в составе солей соды приводит к формированию черных солончаков, т к. в щелочной среде гуминовые вещества становятся подвижными и прокрашивают почву.
В значительном количестве соли присутствуют по всему профилю солончаков, часто без заметных видимых выделений. Одновременно с накоплением солей может наблюдаться оглеение.
Роды солончаков по химизму (типу) засоления выделяют по качественному составу анионов и катионов (табл.17, 18):
Таблица 17.
Химизм засоления почв по соотношению анионов (моль(-)/100г почвы)
(Классификация почв 2004)
Почвы, засоленные нейтральными солями (Щобщ < Ca2+ + Mg2+ , pH < 8,5) | Щелочные почвы ( Щобщ ≥ Ca2+ + Mg2+ , pH ≥ 8,5) | |||
Щобщ < 20% от ∑ анионов | Щобщ > 20% от ∑ анионов | Щобщ < 20% от∑ анионов | ||
Химизм засоления | ||||
Хлоридный | Cl/SO42- > 2 | Содовый | Щобщ > Cl- и > SO42- | Хлоридный и сульфатно-хло-ридный с учас-тием соды |
Сульфатно-хлоридный | Cl/SO42- =1-2 | Хлоридно-содовый | Щобщ > Cl- , SO42-<20% от∑ анионов | |
Хлоридно-сульфатный | Cl/SO42- =0,5-1 | Сульфатно-содовый | Щобщ > SO42- , Cl- <20% от∑ анионов | Сульфатный и сульфатно-хло-ридный с учас-тием соды |
Сульфатный | Cl/SO42- < 0,5 | Содово-хлоридный | Щобщ < Cl- , SO42- < 20% от∑ анионов | |
Сульфатный (гипсовый) | Cl/SO42- < 0,5 SO4 ≥Ca2+ Ca2+ > 8-12ммоль | Содово-сульфатный | Щобщ > SO42- , Cl- < 20% от∑ анионов |
Таблица 18
Химизм засоления почв по соотношению катионов (моль(+)/100г почвы)
(Классификация почв 2004)
Химизм засоления | Соотношение катионов |
Натриевый | Na+ > Ca2+, Na+ > Mg2+, Ca2+ < 20%∑к*, Mg2+ < 20%∑ к* |
Магниевый | Na+ < 20%∑к, Ca2+ < 20%∑к, Mg2+> Ca2+ , Mg2+ > Na+ |
Кальциевый | Na+ < 20%∑к, Ca2+ > Na+, Ca2+ > Mg2+ , Mg2+ < 20%∑к |
Магниево-натриевый | Na+ > Mg2+ , Ca2+< 20%∑к |
Кальциево-натриевый | Na+ > Ca2+ , Mg2+ < 20%∑к |
Кальциево-магниевый | Na+ < 20%∑к, Ca2+ < Mg2+ , |
Натриево-магниевый | Na+ < Mg2+ , Ca2+ < 20%∑к |
Натриево-кальциевый | Na+ < Ca2+, Mg2+ < 20%∑к |
Магниево-кальциевый | Na+ < 20%∑к, Ca2+ > Mg2+ |
- ∑ к - сумма катионов, ммоль(+)/100г почвы.
Морфологически профиль солончаков слабо дифференцирован и имеет следующее строение:
S (S[AY]; S[AU}) – солончаковый (светлый, темный). Может иметь бурую, палевую (S[AY]), темно-серую (S[AU}) окраску в зависимости от содержания гумуса. В сухом состоянии имеет солевую корку или солевые выцветы. Мощность в пределах 20см.
Cs,q – засоленная почвообразующая порода. Часто имеет оливковый оттенок, признаки оглеения, бесструктурный. Возможны конкреционные и мергелистые формы карбонатных новообразований, а также ржавые примазки и пятна.
Почвы диагностируются по наличию солончакового горизонта, в котором содержание гумуса колеблется от 0,5 до 5(8)% и зависит от степени и вида засоления. В большинстве случаев солончаки относятся к малогумусированным почвам. В составе гумуса преобладают фульвокислоты. Мало накапливается азота и зольных элементов. Емкость катионного обмена низкая (10-20 м-экв/100 г.), но в некоторых высокогумусных луговых солончаках лесостепной зоны она достигает 50-60 м-экв/100 г. В составе обменных катионов преобладают кальций, магний, имеется натрий. Почвенный поглощающий комплекс содовых солончаков содержит магний и натрий. Реакция среды слабощелочная (рН 7,3-7,5), в содовых солончаках – щелочная (рН 9,0-11,0). Карбонаты обнаруживаются с поверхности. Содержание и глубина залегания гипса зависит от аридности климата. Больше всего гипса накапливается в солончаках пустынной и полупустынной зон.
Солонцы
Наряду с каштановыми почвами, встречаются солонцы темные(AU-EL-BSNth-BMKth-BCAth-Cca),солонцы светлые(AJ-EL-BSN-BMK-BCA-Cca) – степные(автоморфные)солонцы и солонцы гидрометаморфические светлые(AJ-EL-BSN-BMKq-BCAq-Q-CQ), солонцы гидрометаморфические темные (AU-EL-BSNth-BMKthq-BCAthq-Q-CQ)– луговые (гидроморфные) солонцы.Солонцы распространены не только в суббореальной зоне Евразии и Северной Америки, но в семиаридных областях практически всех континентов. Обычно это небольшие пятна различной формы и величины, довольно четко выделяющиеся по характеру растительного покрова, в котором исчезают дерновинные злаки и появляются прутняк (кохия стелющаяся), грудница мохнатая, черная полынь, биюргун, кермек, кокпек, нанофитон и др.
Степные солонцы встречаются в комплексе с каштановыми почвами. Гидроморфные солонцы 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 черноземами, черноземами текстурно-карбонатными гидрометаморфизованными, каштановыми и каштановыми гидрометаморфизованными почвами (лугово-черноземными и лугово-каштановыми почвами, часто солонцеватыми).
Солонцами называют почвы, содержащие в почвенном поглощающем комплексе большое количество обменного натрия (свыше 20% от ЕКО), а иногда и магния в солонцовом (BSN) горизонте. Они имеют резкую элювиально-иллювиальную дифференциацию профиля, как по морфологическим, так и по химическим показателям и характеризуются неблагоприятными агрономическими свойствами. Солонцы относятся к категории засоленных почв, но содержат легкорастворимые соли не с поверхности, а на некоторой глубине.
Существует несколько теорий происхождения солонцов (Ковда В.А., 1973). Общим для всех теорий происхождения солонцов является признание ведущей роли иона натрия в их генезисе и в формировании неблагоприятных свойств.
По теории К.К. Гедройца (1926) солонцы образуются при рассолении солончаков, засоленных нейтральными солями (хлорид натрия). В почвах, содержащих большое количество нейтральных солей, создаются условия для насыщения почвенного поглощающего комплекса (ППК) ионами натрия путем вытеснения из него других катионов. Коллоиды, обогащенные натрием, удерживают на своей поверхности воду, что приводит к их сильному набуханию, расстояние между частицами увеличивается, и они, теряя способность к коагуляции, пептизируются. Коллоиды, находящиеся в состоянии пептизации, становятся подвижными. Поэтому в почвах, насыщенных натрием, разрушается структура, ухудшается агрегатное состояние.
Вследствие обменной реакции между натрием, находящимся в почвенном поглощающем комплексе, и ионом кальция, присутствующим в почвенном растворе, образуется сода, которая создает щелочную среду:
(ППК- )2Na+ + Ca(HCO3)2 ↔ (ППК- )Ca+ + 2NaHCO3
Щелочная реакция почвенного раствора способствует дальнейшему диспергированию коллоидов и увеличению растворимости и подвижности гуминовых веществ, главным образом, гуматов натрия. В результате этих процессов под влиянием нисходящего тока атмосферных осадков в первую очередь выносятся водорастворимые соединения (легкорастворимые соли), затем вниз по профилю перемещаются тонкодисперсные частицы и гуминовые вещества, содержащие натрий. С глубиной концентрация почвенного раствора возрастает. Золи минеральных и органических коллоидов, передвигаясь по профилю, встречаются на некоторой глубине с минерализованным почвенным раствором, в котором концентрация электролитов повышена, что вызывает коагуляцию коллоидов и приводит к формированию солонцового горизонта – BSN.
К.Д. Глинка считал, что образование солонцов в результате рассоления областей древнего засоления возможно, но это частный случай, а, в основном, эти почвы формируются за счет ежегодного весеннего поднятия грунтовых вод, содержащих натрий. При поднятии грунтовых вод происходит насыщение тонкодисперсной массы натрием и внедрение его в ППК, а последующее промывание почв фильтрующимися водами приводит к формированию солонцов. То есть механизм формирования солонцов аналогичен, связан с внедрением катионов натрия в ППК, только наблюдается постоянное чередование (идущее веками) процессов засоления и рассоления.
В.Р. Вильямс развивал биологическую теорию образования солонцов. Он считал, что источником солей натрия служит степная и полупустынная растительность – полыни, солянки, камфоросма, кермек и др. При минерализации высокозольных растительных остатков образуется большое количество солей, в том числе и сода. Происходит насыщение почвенного поглощающего комплекса натрием, и не солонцеватая почва постепенно превращается в солонец.
В.А.Ковда, И.Н. Антипов-Каратаев доказали, что солонцы могут формироваться, минуя стадию солончаков. Такое образование солонцов возможно, когда источником натрия является сода. В этом случае происходит внеконкурентное поглощение натрия из почвенного раствора. Поэтому даже при незначительной концентрации соды в растворе возможно насыщение натрием почвенного поглощающего комплекса.
Таким образом, важным для образования солонцов является факт внедрения натрия в почвенный поглощающий комплекс и наличие щелочной реакции среды, обусловленной появлением соды. Это приводит к подвижности коллоидов и резкой дифференциации почвенного профиля.
Морфологически профиль солонцов светлых включает следующие горизонты:
AJ – светлогумусовый, светло-серый с буроватым оттенком, среднесуглинистый, мелкокомковато-порошистой структуры, уплотнен. Наблюдаются копролиты, червороины, включения корней, их основная масса сосредоточена в верхнем 5-см слое. Мощность горизонта от 2-3 до 20-25 см.
EL –элювиальный, светло-серый с белесоватым оттенком, легкосуглинистый, комковато-плитчатый, комковато-чашуйчатой структуры, пористый. По верхним граням плиток – белесоватые скелетаны. Присутствуют копролиты, корней значительно меньше. Мощность горизонта 3 -10 см.
BSN – солонцовый, темно-бурый с коричневым оттенком, тяжелосуглинистый, призматически-плитчатой, чаще столбчатой структуры, распадается на мелкие орехи. По вертикальным граням структурных отдельностей – сплошные глянцевые серовато-бурые кутаны. Наблюдаются отдельные мелкие корни. В сухом состоянии очень плотный, во влажном – вязкий, бесструктурный мажущийся. Мощность горизонта от 7-12 до 25 см и более.
BMK – ксерометаморфический, палево-светло-желтый, тяжелосуглинистый, призматически-плитчатый, пористый, менее плотный, чем солонцовый. Вскипает от действия 10 % HCl. Содержит гипс в виде прожилок и карбонаты в виде пятен. Мощность горизонта до 25 см.
BCA – аккумулятивно-карбонатный, желтовато-палевый, крупно-плитчатый, пористый, плотный. Бурно вскипает от действия 10 % HCl. Содержит прожилки гипса, пятна карбонатов, легкорастворимые соли. Мощность горизонта до 25 см.
Cca – почвообразующая порода, желтовато-палевый, плитчатый, пористый, плотный. Бурно вскипает от действия 10 % HCl. Встречаются новообразования гипса в виде округлых друз, прожилок, выцветы легкорастворимых солей, карбонаты.
В зоне распространения каштановых почв солонцы светлые имеют светлогумусовый горизонт с рыхлой комковато-чашуйчатой структурой. Ниже обособляется маломощный белесый тонкослоеватый или пластинчатый элювиальный горизонт. Солонцовый горизонт (BSN) самый темный в профиле, коричнево-бурый, плотный, со столбчатой и столбчато-призматической структурой. По граням структурных отдельностей наблюдаются гумусово-глинистые кутаны. Ксерометаморфический «подсолонцовый» горизонт (ВМК) отличается от солонцового более тусклой окраской и более мелко оформленной структурой, чем в горизонте BSN. Призмы имеют горизонтальную делимость, образуя отдельности в виде «таблеток». При отсутствии кутан иллювиирования поверхность структурных отдельностей окрашена несколько темнее их внутренней части. Горизонт содержит карбонаты, количество которых меньше, чем в ниже залегающем аккумулятивно-карбонатном горизонте. Карбонатные новообразования отсутствуют. Аккумулятивно-карбонатный горизонт (ВСА) менее плотный, призматический, с карбонатными новообразованиями в виде «белоглазки». Глубина залегания гипсовых новообразований и легкорастворимых солей значительно варьирует. Гипс может встречаться в аккумулятивно-карбонатном горизонте или ниже. Легкорастворимые соли залегают под гипсовым горизонтом (преобладают процессы рассоления почв) или выше него (преобладают процессы засоления почв). Среди солонцов светлых выделяется три подтипа: типичные, гидрометаморфизованные, турбированные.
Содержание гумуса в солонцах светлых менее 3%. Состав гумуса гуматно-фульватный. Надсолонцовые горизонты имеют нейтральную реакцию среды, солонцовый и подсолонцовые горизонты – слабощелочную и щелочную. Наблюдается дифференциация профиля по илу и емкости поглощения. Почвенный поглощающий комплекс насыщен основаниями. Содержание обменного натрия в солонцовом горизонте может варьировать от нескольких процентов до 40%, от суммы обменных оснований. Солонцы светлые формируются в сухостепной и полупустынной зонах в нижних частях водораздельных склонов, в долинах рек на засоленных породах.
В лесостепной и степной зонах при отсутствии дополнительного увлажнения поверхностными или грунтовыми водами формируются солонцы темные. Среди целинных солонцов темных выделяется два подтипа: типичные и гидрометаморфизованные. В солонцах темныхгумусовый горизонт темнее, чем в солонцах светлых, он содержит 3-5% гумуса фульватно-гуматного типа. Элювиальный горизонт светло-серого цвета, под которым залегает наиболее темный в профиле солонцовый горизонт – темно бурого, темно-серого цвета, с хорошо выраженной столбчато-призматической структурой, с блестящими глинисто-гумусовыми кутанами темно-серого или черного цвета по граням структурных отдельностей всех уровней. Суммарная мощность прокрашенной гумусом толщи 30-40 см. Ксерометаморфический горизонт светлее солонцового и имеет более мелкую структуру. Гумусово-глинистые кутаны выражены слабее, присутствуют карбонаты, но они не оформлены в новообразования. Аккумулятивно-карбонатный горизонт имеет светлую окраску, крупноореховатую или призматическую структуру с гумусовыми затеками по граням структурных отдельностей. Горизонт включает карбонаты в виде пропиточных пятен или «белоглазки». Глубина залегания гипса варьирует, но чаще его выделения встречаются в нижней части профиля, где наблюдаются и легкорастворимые соли.
Солонцы гидрометаморфические темные и светлые (гидроморфные) отличаются от автоморфных появлением пепельных и грязно-серых тонов окраски в элювиальных горизонтах, оливковых тонов в ксерометаморфических и аккумулятивно-карбонатных горизонтах и наличием черно-серых гумусовых затеков и сегрегационных форм железа в них. Окраска кутан солонцовых горизонтов, также приобретает оливковые тона. Изменения в морфологическом строении профилей гидроморфных почв связаны с неглубоким залеганием (1-3м) минерализованных грунтовых вод.
Солоди
Солоди и в различной степени осолоделые почвы, встречаются в широком диапазоне географических поясов всех континентов. В Северном полушарии на Евроазиатскомконтиненте они описаны в области распространения вечной мерзлоты близ полюса холода – в Якутии, на террасах рек Лены и Вилюя (таежно-лесная зона), на низменных древнеаллювиальных равнинах в лесостепной и степной зонах Западной Сибири, Дальнего Востока (где получили название луговых подбелов) и Северо-Восточного Китая; на Русской равнине. Солоди и осолоделые почвы описаны в Венгрии на Среднедунайской равнине. В зоне сухих степей и полупустынь умеренного пояса Евразии солоди и осолоделые почвы распространены в Западной Сибири и в падинах и лиманах Прикаспийской низменности. Они широко распространены в лесостепной зоне на равнинах Северной Америки в Канаде и США, где известны под названием планосолей. В тропическом поясе Северного полушария солоди и осолоделые почвы описаны в котловине озера Чад в Африке. В Южном полушарии в субтропических и тропических поясах южной и восточной Австралии, на аллювиальных равнинах Параны и Уругвая в Южной Америкеи в юго-восточной 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 2,0-3,5м) находятся грунтовые воды гидрокарбонатно-натриевого или хлоридно-сульфатно-натриевого состава. В периоды обильных дождей или снеготаяния наблюдается кратковременное переувлажнение или даже затопление почв.
Солоди развиваются под различными растительными сообществами: влажными лугами, травяно-осоковыми болотами, травяными березняками или осинниками.
Представления К.К.Гедройца (1926) о формировании солодей, в результате деградации солонцов, до сих пор являются актуальными. Он рассматривал солоди как дальнейший этап развития солонцов под влиянием промывания поверхностными водами. Формирование этих почв он представлял следующим образом. Депрессии рельефа (блюдца, поды, западины, лиманы и др.) во время снеготаяния или обильных дождей получают дополнительный приток атмосферных осадков. Чаще всего почвы формируются на породах тяжелого гранулометрического состава, поэтому поступившая влага застаивается над солонцовым горизонтом и длительное время воздействует на верхнюю часть почвенного профиля. Насыщенные натрием органические коллоиды и коллоиды полуторных оксидов под воздействием воды диспергируются и по мере просачивания растворов вымываются в глубокие горизонты, что сопровождается обесцвечиванием верхних горизонтов почвы.
Глинистые минералы также диспергируются и частично выносятся, а частично, благодаря большой удельной поверхности и дисперсному состоянию, подвергаются гидролитическому разложению под действием воды, насыщенной углекислотой. При этом идет вытеснение из почвенного поглощающего комплекса натрия и замена его на ион водорода. Ион натрия образует с ионом HCO3‑ соду, которая при господстве во влажные периоды года нисходящего тока влаги также вымывается из верхних горизонтов и обусловливает осолонцевание нижней части профиля на глубине 50-100см 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 прокрашен гумусом.
Наличие солонцов с разной степенью осолодения является подтверждением представления К.К. Гедройца о процессах формирования солодей.
Более поздними исследованими (Базилевич Н.И., 1967) было установлено, что формирование солодей может происходить не только при рассолении солонцов, но и при периодическом грунтовом увлажнении болотных солонцеватых и солончаковатых почв. Во многих солодях признаки оглеения наблюдаются по всему профилю, усиливаясь с глубиной. В этом случае в нижних горизонтах появляются сизые и охристые пятна, их количество увеличивается к породе. Эти почвы располагаются в депрессиях, где сохраняется периодическая связь со слабозасоленными, но щелочными водами. Необходимым условием для осолодения, в данном случае, является начальное осолонцевание почвы под воздействием щелочных вод и вынос продуктов распада, образующихся в результате щелочного гидролиза, идущего в восстановительных условиях.
Таким образом, весьма существенным моментом процесса осолодения является периодическая смена окислительно-восстановительных условий. Это отражается в морфологии почвенных горизонтов. В гумусово-элювиальном и осолоделом горизонтах обычно присутствуют плотные округлые марганцево-железистые конкреции (бобовины). Они свидетельствуют о явлениях сегрегации гидроксидов железа и марганца, типичных для почв, периодически испытывающих восстановительный режим. Считается, что периодические восстановительные условия и образование подвижных закисных железоорганических соединений служат одним из главных факторов осолодения. Согласно этим взглядам, солоди можно отнести 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 лесостепных областей имеют кислую реакцию, в то время как в нижних горизонтах сохраняется щелочная среда, присутствуют карбонаты кальция и даже легкорастворимые соли.
Одним из существенных признаков солодей, является наличие аморфной кремнекислоты, образующейся в результате распада алюмосиликатов под действием щелочных растворов. Возможно и ее биогенное накопление, связанное с развитием диатомовых водорослей, концентрирующих кремнезем при построении своих панцирей, а также за счет фитолитарий (кремниевых телец), образующихся в тканях злаков и осок.
Следовательно, образование солодей связано не только со специфическими физико-химическими и химическими процессами, протекающими в профиле этих почв, но и с определенной совокупностью биологических и биохимических процессов. При осолодении существенное изменение претерпевает минеральная и органическая части почвы. Появляется четкая дифференциация профиля.
По современной классификации почв России (2004) солоди относятся к отделу текстурно–дифференцированных почв. Выделяется четыре типа: дерново-солоди (AY-EL-BT-BCAg-Cca,g), дерново-солоди глеевые (AY-EL-BTg-G(s)-CG(s)), солоди темногумусовые (AU-EL-BT-BCA-Cca,(s)), солоди перегнойно-темно-гумусовые гидрометаморфические (AH-EL-BTq-Q-CQ).
Дерново-солоди обычно приурочены к слабо выраженным отрицательным элементам рельефа. Чаще всего они формируются в блюдцеобразных западинах под березовыми и березово-осиновыми колками и в лиманных понижениях.
Морфологически почвенный профиль дерново-солоди выглядит следующим образом:
AY –серогумусовый, серого цвета, рыхлый, бесструктурный или порошистой структуры, расчленяется на рыхлые горизонтальные пластинки, среднесуглинистый. Мощность 5-10 см.
EL – элювиальный, осолоделый, сильно осветлен, белесовато-серый, расчленяется на ноздревато-пористые горизонтальные пластинки, бескарбонатный среднесуглинистый, часто содержит железисто-марганцевые стяжения. Нижняя граница располагается на глубине примерно 40 см.
BT – текстурный, серовато-оливковый, ореховато-пр
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 906;