Антропогенные почвы.

Распределение земель на территории республики по типам почв представлено приложении 3

Дерново-карбонатные почвы на территории Беларуси встречаются в виде мелких пятен и островов среди дерново-подзолистых почв. Формируются они под влиянием дернового почвообразовательного процесса, протекающего на карбонатных почвообразующих породах – известняках, доломитах, мергеле, известковых туфах, там, где эти отложения выходят на поверхность и являются почвообразующими.

Дерновый процесс почвообразования – почвообразовательный процесс, протекающий под воздействием травянистой растительности, приводящий к формированию почв с хорошо развитым гумусовым горизонтом. Его сущность заключается в накоплении гумуса и питательных веществ и создание водопрочной структуры в верхнем горизонте почвы.

В наиболее чистом виде этот процесс протекает под воздействием травянистой растительности, органические остатки которой откладываются не только на поверхности, но и в массе почвы. Травянистая растительность с помощью своей мощной корневой системы извлекает из почвы и материнской породы зольные элементы питания и закрепляет их в верхних горизонтах в составе органического вещества. При разложении органических остатков травянистых растений образуются гумусовые вещества, которые, вступая во взаимодействие с минеральной частью почвы, способны накапливаться в больших количествах. В результате этого в верхней части почвы формируется гумусово-аккумулятивный горизонт (А₁), характеризующийся повышенным содержанием элементов питания растений, благоприятными физическими и физико-химическими свойствами, высокой активностью биологических процессов.

В чистом виде дерновый почвообразовательный процесс протекает под луговой и лугово-степной травянистой растительностью органические остатки которой откладываются не только на поверхности, но и в массе почвы. Травянистая растительность, извлекая своей мощно разветвленной корневой системой элементы зольной пищи из почвы и материнской породы, закрепляет их в верхних горизонтах в форме органического вещества. Происходит обогащение почвы и азотом за счет фиксации его из воздуха свободноживущими азотфиксирующими микроорганизмами и клубеньковыми бактериями бобовых растений.

При разложении органических остатков травянистых растений образуются гумусовые вещества, которые, вступая во взаимодействие с минеральной частью почвы, способны при благоприятных условиях накапливаться в больших количествах. В результате биологического круговорота веществ в верхних горизонтах почвы не только накапливается гумус, но и увеличивается содержание питательных веществ, улучшаются физические свойства, усиливаются микробиологические процессы и, в конечном итоге, образуются плодородные почвы.

Таким образом, дерновый процесс почвообразования имеет ряд особенностей (рис. 1.37)

Рис.1.37 Особенности дернового процесса почвообразования

Интенсивность проявления дернового процесса определяется биологической продуктивностью травянистой растительности, то есть количеством и качеством синтезированного и оставляемого в почве органического вещества, и, комплексом условий, от которых зависит образование и накопление гумуса.

Наибольшую массу органического вещества луговая травянистая растительность создает непосредственно в виде корней, которые и являются главным источником образования гумуса. Разложение корневых остатков происходит в тесном контакте с минеральной частью почвы, способствуя закреплению образующихся гумусовых веществ.

Основная масса (80—95%) и наибольшая протяженность корней приходится в основном на верхние горизонты почвы, в которых накапливается максимальное количество органических остатков и гумуса.

Так как продолжительность жизни трав составляет 1–3 года, их химический состав характеризуется высокой зольностью и повышенным содержанием азота, они обеспечивают интенсивный биологический круговорот веществ. Корневые системы травянистых растений имеют высокую разветвленность, что обусловливает активное развитие микробиологических и биохимических процессов в зоне их распростанения. В составе растительного опада, который формируют многолетние травы, на долю корней приходится от 20–85%. То есть, количество корневых остатков приблизительно равно назамному опаду или превышает его. Корневой опад попадает непосредственно в почвенную толщу и разлагается интенсивно за счет тесного контакта с почвенными частицами. Это способствует процессам гумификации и закреплению образующихся гумусовых веществ.

Наряду с аккумуляцией гумуса в почве увеличивается содержание питательных веществ, улучшаются физико-химические и физические свойства, усиливаются микробиологические процессы. Все это приводит к формированию плодородных почв.

Большое влияние на темп и характер разложения органического вещества оказывает аэрация почв. В аэробных условиях происходит интенсивное разложение органических остатков с образованием гумуса и окисленных минеральных соединений. Полной минерализации органического вещества в этих условиях не происходит, так как интенсивность аэробного процесса регулируется природными факторами: влажностью, температурой, содержанием питательных веществ.

В анаэробных условиях органическое вещество разлагается медленно, образуются восстановленные соединения — закисное железо, сероводород, метан и др., которые оказывают неблагоприятное влияние на рост и развитие растений. Органические остатки при этом накапливаются в виде торфяной массы и дерновый процесс переходит в болотный.

На образование гумуса большое влияние оказывает содержание в почве углекислого и обменного кальция. Они стимулируют разложение свежих растительных остатков, а образующиеся гумусовые вещества переводят в нерастворимое состояние, предохраняя тем самым от вымывания их из почвы и разложения микроорганизмами. Поэтому благоприятные условия для образования дерновых почв создаются на породах, богатых углекислым кальцием, – на карбонатных отложениях или на продуктах выветривания коренных известковых пород (известняках, доломитах, мергелях). Образовавшиеся на подобных породах дерновые почвы богаты гумусом, насыщенны основаниями и имеют реакцию близкую к нейтральной.

Дерновые почвы, сформированные на карбонатных почвообразующих породах, получили название дерново-карбонатных. Они подразделяются на дерново-карбонатные типичные, выщелоченные и оподзоленные. Дерново-карбонатные выщелоченные и дерново-карбонатные оподзоленные – самые плодородные почвы таежно-лесной зоны.

Бурые лесные почвы встречаются преимущественно в центральной и западной частях в виде пятен среди дерново-подзолистых почв, занимая относительно повышенные хорошо дренированные участки, сложенные преимущественно рыхлыми почвообразующими породами богатого минералогического состава.

Формируются бурые лесные почвы Беларуси под влиянием буроземного почвообразовательного процесса, который протекает под широколиственными или хвойно-широколиственными лесами с богатым разнотравным покровом.

Профиль бурых лесных почв имеет слабую внешнюю дифференцированность. Общее строение его следующее: гумусовый го­ризонт — серо-бурого цвета, комковатой структуры, мощностью 20—25 см, постепенно переходит в иллювиальный горизонт, кото­рый в верхней части ярко-коричнево-бурый, глинистый с комковато-ореховатой структурой; в нижней части структура становится более крупной, а коричневый оттенок уменьшается и цвет напоми­нает окраску породы. По всей толще профиля эти имеют высокую пористость и хорошо аэрированы.

В культуре бурые лесные почвы используют как пахотные и сенокосные угодья. Особую ценность они представляют в лесном хозяйстве, поскольку пригодны для выращивания дуба и других требовательных к почвенным условиям пород.

Подзолистые почвы(рис.1.38). Формируются под влиянием подзолистого почвообразовательного процесса. в чистом виде подзолистый процесс почвообразования идет под хвойными лесами со скудной травянистой растительностью или с полным ее отсутствием. при промывном типе водного режима.

Отмершие остатки лесной растительности, состоящие преимущественно из хвойной иглицы, шишек, веток, остатков мхов, бедны зольными элементами и азотом и богаты трудноразлагаемыми дубильными

Рис. 1.38 Профиль подзолистой почвы

веществами, лигнином, восками, смолами. Он скапливаются в основном на поверхности почвы в виде подстилки. Такая подстилка контактирует с почвенными частицами только по поверхности почвы и разлагается довольно медленно. Разложение лесной подстилки идет преимущественно грибной флорой. В результате образуется большое количество органических кислот, среди которых преобладают фульвокислоты. Частично кислоты нейтрализуются кальцием и другими основаниями, выделяющимися при минерализации подстилки, но превалирующая доля их с атмосферными осадками просачивается в почву и при отсутствии в ней оснований (кальция и др.) вступает во взаимодействие с минеральной частью. Под воздействием фульво- и некоторых других низкомолекулярных кислот (муравьиная, уксусная, соляная) минеральная часть почвы подвергается разрушению с переходом отдельных элементов в растворимое состояние. Последние при наличии промывного водного режима вымываются в глубь почвы и частично за ее пределы. В первую очередь вымываются органоминеральные соли щелочных и щелочноземельных металлов (натрия, калия, кальция, магния) и во вторую очередь железо, алюминий и марганец. Более трудно подвержен разрушению кремнезем, он почти полностью остается на месте. Часть продуктов разрушения, особенно соединения железа и алюминия, вымытые из верхнего слоя почвы в связи с увеличением их концентрации в растворе и по ряду других причин, из золей переходят в гели и тем самым закрепляются в почве.

В результате подзолообразования верхняя часть почвы обедняется окидами железа, алюминия и марганца и, наоборот, относительно обогащается кремнеземом. Одновременно на некоторой глубине наблюдается скопление лолуторных оксидов железа и алюминия, а также других соединений.

Таким образом, в профиле почвы формируется светлый по окраске горизонт вымывания – подзолистый (элювиальный) горизонт, обладающий следующими основными признаками и свойствами: светло-серый или белесый цвет, напоминающим цвет печной золы; беден элементами питания; имеет кислую реакцию; пластинчато-листоватую структуру или становится бесструктурным.

Ниже подзолистого горизонта формируется горизонт вмывания (иллювиальный) более темного цвета, плотный и богатый по химическому составу. Перемещение железа, алюминия и других элементов из верхних горизонтов почвы в нижние происходит не только в результате разрушения первичных и вторичных минералов, но и частично в виде выноса илистых частиц нисходящим водным током в форме суспензий.

Интенсивность подзолистого процесса определяется рядом факторов. Один из важнейших – нисходящий ток воды: чем меньше промачивается почва, тем слабее протекает подзолообразование.

Подзолистые почвы содержат мало гумуса –1,0–0,5%. Эти почвы бедны азотом и фосфором, особенно доступными для растений формами, реакция среды кислая. Содержание подвижного железа, алюминия и марганца часто бывает в количествах токсичных для растений. Подзолистые почвы бесструктурные, физические свойства неблагоприятны.

При вовлечении подзолистых почв в пашню отмечается склонность к заплыванию и образованию корки. Поэтому при введении в культуру эти почвы нуждаются в посеве многолетних трав, известковании, внесении органических удобрений и др.

Дерново-подзолистыепочвы (рис.1.39) формируются под травянистыми или мохово-травянистыми лесами при сочетании двух почвообразовательных процессов – дернового и подзолистого.

В верхней части профиля дерново-подзолистые почвы имеют гумусо-аккумулятивный (дерновый) горизонт, образовавшийся в результате дернового процесса, ниже — подзолистый горизонт, сформировавшийся под влиянием подзолистого процесса. Эти почвы характеризуются небольшой мощностью дернового горизонта, низким содержанием гумуса и питательных веществ, кислой реакцией и наличием малоплодородного подзолистого горизонта.

При формировании дерново-подзолистых почв не происходит накопления большого количества гумуса и питательных веществ. Дерновому процессу почвообразования противостоит подзолистый, органические остатки травянистых растений, выросших под пологом леса, содержат сравнительно мало зольных элементов и азота.

Рис.1.39 Профиль дерново-подзолистой почвы

Разложение растительного опада осуществляется как бактериальной, так и грибной микрофлорой. Дерново-подзолистые почвы характеризуются непрочной структурой, кислые.

В пахотных дерново-подзолистых почвах мощность дернового горизонта и содержание гумуса в нём зависят от степени окультуренности. Степень оподзоленности таких почв установить трудно, так как при механических обработках почв затрагивается подзолистый горизонт. И в названии почв вместо степени оподзолености указывают степень окультуренности.

Количество и качественный состав гумуса, кислотность и физико-химические свойства в дерново-подзолистых почвах могут сильно варьировать в зависимости от гранулометрического, химического и минералогического состава почвообразующих пород, степени выраженности подзолистого и дернового процессов и окультуренности почв.

Дерново-подзолистые заболоченныепочвы широко распространены в республике Беларусь. Они формируются при сочетании трех почвообразовательных процессов: дернового, подзолистого и оглеения.

Оглеение – сложный биохимический восстановительный процесс, протекающий при переувлажнении почв а анаэробных условиях (недостаток кислорода) при непременном наличии органического вещества и участии анаэробных микроорганизмов.

Избыточное увлажнение этих почв может формироваться как атмосферными, так и грунтовыми водами. При глееобразовании происходит разрушение минералов существенным изменениям подвергаются элементы с переменной валентностью (Fе, Mп, S и N). При длительном избыточном увлажнении в профиле почвы формируется глеевый горизонт. Если избыточное увлажнение не носит постоянного характера, то сплошной глеевый горизонт может не образовываться, а вместо него в почвеном профиле появляются отдельные сизоватые или зеленовото-голубоватые пятна. Такие горизонты называют глееватыми.

Развитие оглеения отрицательно влияет на агрономические свойства почв. Для прерывания этого процесса требуется коренное изменение водно-воздушного режима, которое достигается при временном избыточном увлажнении проведением комплекса агротехнических мероприятий, а при постоянном – проведением мелиорации.

Глеевые почвы не распахивают, они нуждаются в мелиоративных мероприятиях.

Глееватые почвы без мелиоративных мероприятий распахивают редко, большей частью в пашню включают отдельные контуры глееватых почв,расположенных среди автоморфных.

Урожаи на неосушенных пахотных почвах значительно ниже, чем на таких же почвах нормального увлажнения. Луга малопродуктивны. Основа травостоя белоус торчащий, полевица обыкновенная, щучка дернистая, разнотравье бедное.

Дерновые заболоченные почвы среди большого разнообразия переувлажненных почв обладают наибольшим потенциальным плодородием. Они встречаются практически во всех районах Беларуси. Заняты они в основном луговыми угодьями и только незначительная их часть – пашней.

Формируются дерновые заболоченные почвы под влиянием двух процессов: дернового и болотного.

Дерновые заболоченные почвы имеют хорошо выраженный и достаточно мощный гумусовый горизонт темного цвета с хорошей зернисто-комковатой структурой и различной степени оглеенность в нижележащих горизонтах. Они содержат большое количество гумуса и валового азота, но бедны подвижным; реакция среды близка к нейтральной.

Такие почвы характеризуются высоким потенциальным, но низким эффективным плодородием. В естественном состоянии они заняты сенокосами и пастбищами.

Болотно-подзолистыепочвы формируются в результате болотного и подзолистого процессов почвообразования и приурочены к пониженным элементам рельефа.

Торфяно-болотные почвы различных типов и мощности торфа занимают 2,9 млн га, что составляет 14,2% площади республики. Наибольшее количество торфяно-болотных почв расположено в Брестской, Минской и Гомельской областях.

Формируются эти почвы под влиянием болотного процесса почвообразования, который проявляется в накоплении органического вещества в виде полуразложившихся растительных остатков (торфообразование) и в оглеении минеральной части почвы.

Заболачивание суши может осуществляться несколькими путями: поверхностное заболачивание атмосферными водами, заболачивание мягкими грунтовыми водами, заболачивание жесткими грунтовыми водами. Основные массивы торфяно-болотных почв сформировались в результате заболачивания суши (рис.1.40)

Рис.1.40 Схема заболачивания суши

Образование торфяно-болотных почвы происходит и при заторфовывании водоемов (озер, заводей рек, стариц и др.) (рис.1.41) . При заторфовывании водоёмов мощность торфянников может достигать 15 и более метров.

Основная часть болот Беларуси сосредоточена в Полесской низменности. Преобладают торфяно-болотные почвы низинного типа.

Торфяно-болотные почвы низинного и верхового типов весьма различаются по своим свойствам, а следовательно и по сельскохозяйственному использованию.

Торфяно-болотные низинные почвы (рис.1.42) содержат много гумусовых веществ. В условиях, когда реакция среды близка к нейтральной в значительных количествах накапливаются гуминовые вещества, степень разложения и зольность торфа высокая.

Рис.1.41 Зарастание водоема (по В.Р. Вильямсу)

Растительные зоны: 1 – злаков; 2 и 3 – мелких и крупных осок; 4 – тростника; 5 – рогоза; 6 – камышей; 7– кувшинок; 8 – свободноплавающих водных растений.

Зоны торфа: 9 – камышово-тростниковая; 10 –аморфная чердачная; 11 – слизистая с раковинами; 12 – осоковая; 13 – землистая

Рис.1.42 Профиль низинной торфяно-болотной почвы

Низинный торф имеет плотность сложения 0,4–0,6г/см³, влагоёмкость – 400–600%, высокую сорбционную способность, низкую теплопроводность.

Торфяно-болотные верховые почвы образуются почвы преимущественно на водоразделах в условиях увлажнения пресными застойными водами. Растительный покров их представлен главным образом сфагновым мхом, полукустарниками (морошка, багульник, голубика и др.) и древесными породами (ель, сосна, береза), обычно сильно угнетенными.

Верховой торф представляет собой слаборазложившиеся не полностью утратившие анатомическое строение растительные остатки. Глубокого разложения растительных остатков не происходит из-за низкой микробиологической активности.

Верховой торф имеет низкую плотность, огромную влагоёмкость 1000–1100%, слабую водопроницаемость и плохую теплопроводность. Хорошо сорбирует газы.

Использование болотных почв в сельском хозяйстве может идти в двух направлениях: как источник органических удобрений и как объект освоения и превращения их в культурные угодья.

Для непосредственного удобрения используют хорошо разложившийся торф низинных болот. После разработки его тщательно проветривают для устранения избыточной влажности, усиления микробиологических процессов и окисления вредных закисных соединений.

Малоразложившийся торф целесообразно использовать на подстилку. Он хорошо впитывает навозную жижу и газы, тем самым устраняя потерю азота. Получающися торфяной навоз обладает высокими удобрительными качествами.

Высококачественные органические удобрения получают при компостировании торфа . При этом добавляют известь, фосфоритную муку, минеральные удобрения, навоз и др. компоненты

Как сельскохозяйственные угодья верховые и низинные торфяники имеют разную ценность. Более ценными являются низинные болотные почвы,торф которых обладает высокой зольностью, большим содержанием азота, а также благоприятной реакцией. После осушения они могут быть превращены в высокопродуктивные сельскохозяйственные угодья.

Аллювиальные (пойменные) почвы — большая группа почв, располагающихся впоймах рек. Их отличительной особенностью является периодическое затопление паводковыми водами (пойменный или поёмный процесс), сопровождающееся привносом и отложением на поверхности почвы нового минерального материала (аллювиальный процесс). Характер наносов определяется скоростью течения реки, формой, рельефа, строением поймы, продолжительностью паводков, а также составом геологических отложений, через которые протекает река. Кроме того, на формирование пойменных почв оказывает влияние близкое залегание грунтовых вод.

В поймах обычно выделяют три зоны: прирусловую, центральную и притеррасную (рис. 1.43).

Рис.1.43 Схема строения поймы реки (Н.В. Макарова, Т.В. Суханова «Геоморфология»).

1 - русловой аллювий с базальным горизонтом в основании; 2 - песчаные отложения прируслового вала; 3 - суглинки, супеси, глины; 4 - старичные отложения (а - торфяники, б - илы и глины); 5 - горизонт грунтовых вод.

Выделяются три группы типов аллювиальных почв:

· Аллювиальные дерновые неразвитые почвыв прирусловой части поймы.

· Аллювиальные луговые дерновые почвы в центральной пойме.

· Аллювиальные болотные почвы в притеррасной пойме.

На территории республики реки текут медленно, образуя широкие извилистые долины с несколькими (как правило, тремя) террасами.

Самая низкая – пойменная чаще всего занята луговыми угодьями, вторая – лесом, третья – полевыми угодьями.