Сероземы

Сероземы распространены в зоне субтропической полупустыни предгорий Средней Азии и Закавказья, где их площадь составляет около 32 млн га.

Общие черты природных условий субтропической полупустыни — климата, растительности и почв на территории зоны — заметно различаются в связи с главной ее геоморфологической особенностью — приуроченностью к подножьям горных сооружений и, как следствие, проявлением вертикальной поясности.

Условия почвообразования

Климат. Континентальный, сухой и жаркий, с мягкой теплой зимой. Почвы или не промерзают, или периодически промерзают на небольшую глубину. Средняя температура января колеблется от +2 до —5 °С, а июля — от 26 до 30 °С.

Продолжительность периода с температурами более 10 °С 170-245 дней, сумма температур за этот период 3400-5400 °С. Годовое количество осадков в зависимости от абсолютной высоты местности колеблется от 100 до 500 (600) мм.

Читайте также: Дерновые почвы

В предгорных равнинах их величина составляет 100-250 мм, а в горных районах зоны — 450-600 мм. Основное количество осадков выпадает зимой и весной; летом дождей почти нет. Испаряемость составляет 1000-1700 мм; КУ 0,12-0,33.

Таким образом, важная особенность климата — резкая контрастность весны и лета. Весна теплая, влажная, короткая; лето жаркое, сухое и продолжительное. По обеспеченности теплом зона относится к территории однолетних субтропических культур с длинным вегетационным периодом, по обеспеченности влагой — к очень сухой и сухой.

Рельеф и почвообразующие породы

Нижний пояс сероземной зоны (абс. высота 200-400 м) приурочен преимущественно к обширным наклонным подгорным равнинам, расчлененным временными водотоками (саями).

По мере приближения к горам он сменяется холмистыми предгорьями (адырами) с абсолютными высотами 500-900 м. Низкогорья (горные склоны, плато) представляют верхний пояс с фаницами распространения сероземов на высоте 1200-1600 м.

Преобладающими породами в зоне являются лёсс и лёссовидные суглинки, часто подстилаемые галечником. Иногда сероземы развиваются на щебнистом элю-виоделювии плотных пород.

Растительность

Общие черты климата субтропической зоны определяет господствующий тип ее растительности — эфемерные и эфемероидные степи. Ее основу составляют мятлик живородящий и пустынная осочка.

На их фоне по мере увеличения осадков с повышением абсолютных высот возрастают доля и разнообразие многолетних растений. В низкогорной части зоны (темные сероземы) основу растительности составляют пырей пушистый, ячмень луковичный, девясил и др. В межгорных долинах и поймах рек встречаются тугайные леса из тополя, ивы, лоха.

Строение профиля и генезис

Строение профиля. Профиль сероземных почв имеет следующее строение (рис. 18): верхняя гумусовая часть профиля разделяется на два горизонта: гумусовый (А) и переходный (В₁). Ниже залегает иллювиальный карбонатный горизонт (В_к), постепенно переходящий в материнскую породу (С). Наиболее отчетливо гумусовая часть профиля выражена у темных сероземов.

Генезис. Большинство сероземных почв зоны имеют значительный абсолютный возраст и прошли сложную историю развития и эволюции.

Современный почвообразовательный процесс проходит в условиях контрастного субтропического климата: сочетания благоприятных температур и хорошего увлажнения в весенний период, сильного иссушения профиля в ксеротермический жаркий и сухой летний периоды.

За счет зимне-весенних осадков профиль увлажняется до 1-1,5 м и более; летом иссушается до максимальной гигроскопичности. В таких условиях гидротермического режима природный процесс образования сероземов характеризуется двумя периодами:

1. непродолжительным весенним теплым и влажным, с активным развитием биологических процессов;
2. длительным сухим и жарким, с почти полностью прекращенной биологической деятельностью и с господством в профиле восходящих пленочно-капиллярных токов.

Весной бурно развивается растительность, протекает процесс активного гумусирования и вместе с тем происходит интенсивная минерализация органического вещества под влиянием микроорганизмов.

И при активном участии почвенной фауны (червей, термитов, жесткокрылых, пресмыкающихся), деятельность которой во многом способствует рыхлому сложению профиля. В сухое время года происходит подтягивание к поверхности карбонатов и легкорастворимых солей.

Гумусированность и опресненность профиля сероземов тесно связаны с абсолютной высотой местности: по мере ее возрастания увеличиваются количество осадков и глубина промачивания почв, разнообразнее и обильнее становится растительность, увеличивается ее ежегодный опад, усиливается гумификация.

Поэтому от сероземных почв предгорных равнин и аллювиальных террас (подзона светлых сероземов) к сероземам предгорий (подзона типичных сероземов) и низкогорий (темные сероземы) увеличиваются мощность гумусового профиля и содержание в нем гумуса, формируется более мощный, промытый от легкорастворимых солей профиль.

Рассмотренные главные особенности генезиса сероземов определяют следующие основные их признаки и свойства:

1. слабую дифференцированность профиля на генетические горизонты,
2. низкую гумусированность,
3. отсутствие ясно выраженной макроструктуры при хорошей микроагрегатности,
4. высокую пористость и рыхлое сложение,
5. карбонатность всего профиля при обособлении карбонатного иллювиального горизонта,
6. заметно выраженную по всему профилю деятельность почвенной фауны (ходы червей, крупные кавернозные поры и т. д.).

Сельскохозяйственое использование сероземов в условиях орошения существенно изменяет природное почвообразование. Непромывной тип водного режима сменяется ирригационным (часто промывным). С оросительными водами приносятся взвешенные частицы.

При их отложении на поверхности почвы формируется новый агроирригационный слой. Усиливается вынос карбонатов и легкорастворимых солей, активизируется деятельность микроорганизмов (нитрификатов, азотфиксаторов и др.) и почвенной фауны (червей, мокриц и др.).

Внесение удобрений, посев люцерны способствуют гумусированности сероземов и улучшению их питательного режима. Происходит изменение физических свойств: некоторые разрушения микроагрегатов, усадка почвогрунтов, уменьшение пористости, образование уплотненного подпахотного слоя.

При неграмотном орошении могут возникать отрицательные явления, существенно снижающие плодородие и эффективность использования почв: вторичное засоление, заболачивание и ирригационная эрозия.

Классификация, состав и свойства

В таблице 54 представлено разделение сероземов на типы, подтипы и роды. Деление на виды проводят по показателям мощности гумусового слоя и ирригационного наноса, степени засоления, оглеенности, по степени эродированности.

54. Классификация сероземов

Светлые сероземы — наиболее аридный подтип, распространенный на предгорных равнинах и речных террасах. Мощность светло-серого, слабо прокрашенного органическим веществом гумусового слоя (А+ В₁) в среднем около 30-40 см.

Содержание гумуса в целинных почвах 1-1,5 %, в пахотных 0,6-1,0 %. Часто с глубины 150-180 см встречаются гипс и легкорастворимые соли.

Типичные сероземы — приурочены к более высоким территориям предгорных равнин и холмистым предгорьям, образуют средний пояс зоны. Гумусовый профиль выражен четче, имеет серую и палево-серую окраску; содержание гумуса в верхней его части 1,5-2,5 %, в пахотных почвах 1,0-1,5 %.

Профиль промачивается осадками до 1,5 м. Солончаковатые роды встречаются реже, чем среди светлых сероземов.

Темные сероземы — занимают высокие предгорья и низкогорья. Имеют хорошо выраженный серый или темно-серый гумусовый профиль мощностью 40-60 см.

Содержание гумуса 2,5-4,0 %, у пахотных почв 1,5-2,0 %. Солончаковатость обычно не обнаруживается. Среди темных и типичных сероземов широко распространены эродированные почвы и встречаются, особенно среди темных, щебнистые, развитые на элювии плотных пород.

Ранее мы писали про Болотные почвы

Орошаемые сероземные почвы — имеют монотонный слабодифференцированный профиль с относительно равномерным распределением гумуса на всей глубине ирригационного наноса, с невысоким его содержанием (1,0-1,8 %).

Староорошаемые сероземные почвы — распространены в районах древнего орошения среди всех подтипов. Отличаются большей мощностью ирригационного наноса, лучшей гумусированностью профиля и являются наиболее ценными почвами.

Лугово-сероземные почвы — развиты в условиях слабого дополнительного грунтового увлажнения при глубине грунтовых вод 2,5-5,0 м. Имеют более четко выраженные гумусовый профиль по сравнению с автоморфными сероземами и признаки оглеения в нижней части профиля. Среди них чаще встречается род солончаковатых почв.

Луговые почвы — формируются при повышенном увлажнении по долинам и дельтам рек на нижних частях предгорных склонов при залегании грунтовых вод на глубине 1,0-2,5 м.

По гранулометрическому составу среди сероземных почв преобладают легко- и среднесуглинистые. Для них характерно высокое содержание фракции крупной пыли (0,05-0,01 мм), создающей вместе с микроагрегатностью благоприятную капиллярную пористость. Среди почв, развитых на элювии плотных пород, распространены в разной степени каменистые почвы.

В минералогическом составе преобладают первичные минералы (кварц, полевые шпаты, кальцит). Вторичные минералы представлены гидрослюдами, минералами монтмориллонитовой группы, хлоритами и вермикулитом.

Характерными чертами химического состава являются:

1. малогу-мусность при фульватном составе гумуса (темные сероземы, луговые и лугово-сероземные почвы имеют гуматно-фульватный состав гумуса),
2. равномерное распределение по профилю компонентов алюмосиликатной части,
3. карбонатность всего профиля при некотором элювиально-иллювиальном распределении карбонатов,
4. отсутствие токсичного количества водорастворимых солей до глубины 1,5-2,0 м.

Сероземы имеют низкое содержание валового азота и значительное — фосфора и калия. Количество доступных форм этих элементов варьирует в зависимости от применяемых удобрений.

Для физико-химических свойств типичны: невысокая емкость поглощения (9-10 мг-экв. у светлых сероземов, 12-15— у типичных и до 18-20 мг- экв. у темных), щелочная реакция, насыщенность основаниями при постоянном присутствии небольших количеств обменных ионов К⁺ и Na⁺ (около 2-5 % емкости).

Сероземы имеют благоприятные общие физические свойства — низкую плотность и высокую пористость (50-60 %). При орошении происходят уплотнение профиля и снижение водопроницаемости. Некоторые показатели состава и свойств сероземов были представлены на рисунке 18 на примере профиля типичного серозема.

Структура почвенного покрова (спп)

СПП зоны определяется в основном двумя факторами: особенностями геоморфологии территории, мезо- и микрорельефом ее главных форм и характером изменения почв при их сельскохозяйственном использовании (окультуренностью, эродированностью, проявлением вторичного засоления и др.).

В низкогорьях на элювиально-делювиальных отложениях господствует подтип темных сероземов с вариациями, различающимися по мощности мелкоземистого слоя, эродированное™, каменистости в сочетании с выходами плотных пород и их каменистыми осыпями. Здесь развиты сложные сочетания-мозаики и реже — сочетания-вариации.

В низкогорьях и расчлененных предгорьях, где распространены мощные лёссовые отложения, развиты комбинации несмытых сероземов разной мощности и их эродированных аналогов.

Рекомендуем прочитать: Солончаки

На аллю-виально-пролювиальных отложениях в расчлененных предгорьях преобладают сочетания и сложные сочетания-мозаики типичных сероземов, различающихся по каменистости и мощности скелет-но-мелкоземистого слоя.

На предгорных равнинах формируется наиболее благоприятная в агрономическом отношении СПП. Здесь на мощных лёссах и лёссовидных отложениях встречаются вариации и вариации-сочетания сероземов с лугово-сероземными почвами, а также сочетания с участием этих почв с разной степенью вторичного засоления и солончаки.

На нижних террасах речных долин преобладают незасоленные и в разной степени солончаковатые почвы, луговые почвы в сочетаниях с болотно-луговыми и лугово-сероземными.

Агрономическая характеристика и сельскохозяйственное использование

Главная особенность земледельческого использования сероземов — орошение. Основные возделываемые культуры — хлопчатник, рис, сахарная свекла, кукуруза, пшеница, лубяные, бахчевые. В зоне широко развиты садоводство, виноградарство и шелководство.

Агрономическая оценка орошаемых сероземов и сопутствующих им лугово-сероземных, луговых и других почв определяется следующими особенностями:

• генетической принадлежностью почв,
• давностью орошения, степенью окультуренности,
• подверженностью почв процессам засоления,
• эрозии,
• генезисом почво-образующих пород,
• гранулометрическим составом и сложением почв и пород,
• дренированностью почв (Конобеева, 1985).

С генетическими особенностями сероземных почв связаны такие важные агрономические показатели, как мощность гумусового слоя и степень его гумусированности, условия увлажнения атмосферными осадками и грунтовыми водами, валовые запасы азота, теплообеспеченность и др.

Поскольку орошение всегда сопровождается приемами окультуривания почв (внесение удобрений, посев люцерны и др.), то, как правило, почвы более длительного периода использования в условиях орошения отличаются и по уровню плодородия.

В связи с этим по давности орошения почвы подразделяются на древнеорошаемые (оазисные), орошаемые и новоосвоенные.

Наилучшими свойствами обладают древнеорошаемые почвы: они гумусированы на всю глубину ирригационного наноса, содержат больше гумуса и элементов питания, имеют довольно однородное строение корнеобитаемого слоя.

Орошаемые почвы в меньшей степени благоприятно изменяются под воздействием земледельческого использования, и эти изменения преимущественно затрагивают только пахотный слой.

Орошаемые новоосвоенные (менее 10 лет) почвы имеют наименьшую продуктивность (они менее гумусированы, беднее элементами питания, характеризуются пониженной биологической активностью по сравнению с почвами более длительного периода орошения).

По степени окультуренности (обогащенности гумусом, содержанию подвижных форм NPK, показателям биологической активности и др.) почвы различаются на слабо-, средне-и высокоокультуренные.

Читайте также: Подзолистые почвы таежно-лесной зоны

Последние имеют наилучшие свойства и наивысшую урожайность хлопчатника (3,0-4,0 т/га и более). Производительность слабоокультуренных почв наименьшая (1,0-1,4 т/га хлопка-сырца).

В условиях орошения исключительное значение приобретают агрофизические свойства, определяемые гранулометрическим составом, агрегированностью и сложением почв и пород.

Лучшими почвами по гранулометрическому составу являются легко- и среднесуглинистые, развитые на лёссах и лёссовидных суглинках.

В этих почвах благодаря их высокой микроагрегированности (0,25-0,01 мм) и значительному содержанию крупной пыли (0,05-0,01 мм) создаются благоприятная капиллярная пористость и хорошая аэрация.

Такое строение и сложение почв определяют их высокую влагоемкость, ббльшую мобильность и хорошую отдачу воды. Все это обеспечивает быстрое поступление в зону корней влаги и элементов питания, образующихся при активных аэробных процессах в почве и вносимых с удобрениями.

У глинистых и тяжелосуглинистых почв относительная оценка их по гранулометрическому составу снижается и составляет 0,7-0,9 по сравнению с легко- и среднесуглинистыми, у супесей — 0,6-0,8 и у песчаных почв — 0,5-0,6.

Снижается оценка почв и при заметной их каменистости. По показателям плотности лучшими являются почвы с d_v 1,1-1,4 г/м³ и худшими —с d_v 1,6 и более.

Оптимальная плотность обеспечивает хорошую пористость, влагоемкость и аэрацию, высокую подвижность воды и содержащихся в ней элементов питания. При повышенной плотности резко ухудшаются эти качества и снижается урожай хлопчатника — при d_v 1,5 на 30-40%, а при dy> 1,6 в 2-2,5 раза.

Засоление резко снижает качество и производительность орошаемых почв, приводит к существенному падению экономической эффективности применяемых удобрений (до 50-75 % на средне- и сильнозасоленных почвах). Урожай культур при высокой степени засоления уменьшается в 2—-3 раза и более.

Подверженность почв эрозии снижает их оценку на 15-60 % в зависимости от степени эродированности и генетической принадлежности пород. В меньшей степени падает плодородие у сероземов, развитых на лёссах, и более резко — на элювии третичных пород.

В зависимости от устойчивости к проявлению дефляции орошаемые почвы располагают в следующий убывающий ряд (по Мирзажанову): болотно-луговые среднесуглинистые — такырные тяжелосуглинистые — сероземы светлые тяжелосуглинистые — луговые сазовые песчаные.

Основными мероприятиями по повышению плодородия почв зоны являются:

1. организация правильного орошения;
2. создание глубокого пахотного слоя;
3. систематическое обогащение почв органическим веществом путем введения севооборотов с посевом люцерны, применением сидератов;
4. внесение минеральных и органических удобрений;
5. борьба с эрозией почв.

При орошении важнейшее значение имеют мероприятия по предупреждению вторичного засоления и борьба с ним:

• организация орошения на основе данных по мелиоративной оценке почв (водно-физические свойства, солевой и гидрологический режимы и др.) и условий дренированности территории;
• определение правильной поливной и оросительной норм;
• применение наиболее совершенных способов полива;
• борьба с потерей воды от инфильтрации;
• своевременная обработка почвы, исключающая развитие интенсивных восходящих пленочно-капиллярных токов воды;
• планировка поверхности почв, обеспечивающая равномерность полива всего участка;
• борьба с потерями воды в ирригационной сети;
• проведение промывок и др.

Особенно чувствительны к засолению пшеница, кукуруза, хлопчатник, картофель и плодовые культуры.

При определении глубины основной обработки почвы необходимо учитывать мощность гумусового слоя и уплотненность пахотного и подпахотного слоев.

На луговых и лугово-болотных почвах важно учитывать глубину расположения оглеенных горизонтов. При близком залегании они препятствуют глубокому проникновению корней растений.

На таких почвах следует создавать глубокий пахотный слой путем предварительного рыхления с последующей постепенной припашкой оглеенного горизонта.

В орошаемых районах зоны интенсивно применяют удобрения. В связи с обедненностью почв органическим веществом на первом месте стоят азотные удобрения.

Наиболее высокий эффект от фосфорных удобрений наблюдается на почвах, где содержание подвижных фосфатов (по Мачигину) составляет менее 30 мг и особенно менее 15мг/кг почвы.

При содержании подвижных фосфатов более 60 мг/кг почвы фосфорные удобрения не оказывают положительного действия.

При оценке обеспеченности подвижным калием можно руководствоваться шкалой: очень низкая — меньше 100 мг К₂О на 1кг почвы, низкая — 100-200, средняя — 200-300, повышенная — 300-400 и высокая — более 400 мг на 1 кг почвы.

На темных сероземах применяют богарное земледелие с возделыванием зерновых и кормовых культур, а также плодовых и виноградников; типичные сероземы частично (особенно по высоким предгорьям) используют под богарное земледелие (полуобеспеченная богара).

В условиях расчлененного рельефа сероземы подвержены водной эрозии, развитие которой усиливается от светлых к темным сероземам. Поэтому важное значение приобретают мероприятия по предотвращению эрозии и борьбе с ней как при орошении (ирригационная эрозия), так и богарном земледелии.

В зоне развита ветровая эрозия, чему способствуют климатические условия, слабовыраженная макроструктура сероземных почв, их легкий (пылеватый) гранулометрический состав и распространение среди них песчаных массивов.

Основными мероприятиями по борьбе с ветровой эрозией в орошаемой зоне сероземов являются:

• посев хлопчатника в дно борозды,
• кулисные посевы среди хлопковых полей,
• закрепление почвы опрыскиванием продуктами нефтеотходов,
• латексом,
• неразином,
• полимерами (Расулов, Мирзажанов).

Важное значение для рационального использования почвенных ресурсов зоны распространения сероземов и повышения плодородия почв имеют:

• освоение трудномелиорируемых почв (гипсо-носно-солончаковых и супесчано-галечниковых сероземов и др.),
• использование минерализованных вод с разработкой мер по устранению их отрицательного воздействия на почву,
• борьба с опустыниванием луговых почв, улучшение физических и физико-химических свойств орошаемых почв в связи с ухудшением катион-ного состава солей в оросительных водах и уменьшением применения органических удобрений,
• освоение внутриоазисных массивов малоплодородных почв (солончаковых, заболоченных и др.).

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте характеристику условий почвообразования в зоне сероземов и расскажите об их генезисе.
2. Укажите основные показатели агрономической оценки сероземных почв.
3. Как используются сероземные почвы и каковы основные приемы сохранения и повышения их плодородия?