Каштановые почвы зоны сухих степей

Каштановые почвы являются зональными для сухих степей. Наиболее крупные массивы каштановых почв в Российской Федерации находятся в Восточном Предкавказье, Среднем и Нижнем Поволжье, южной части Западной Сибири (Кулунда).

В Средней Сибири, а также в Забайкалье они встречаются отдельными островками (Минусинская впадина, Тувинская котловина).

Природные условия почвообразования

Среди каштановых почв часто встречаются солонцы, солончаки, солоди, лугово-кащтановые почвы, обусловливающие комплексность почвенного покрова.

Около 30 % площади в зоне сухих степей приходится на каштановые солонцеватые почвы и их комплексы с солонцами.

Климат

Климат зоны сухих степей сухой и жаркий, с засушливым продолжительным летом, холодной малоснежной зимой. Высота снежного покрова колеблется от 15 до 40 см. Средняя годовая температура воздуха 7-9 °С в западной и 2-3 °С в восточной части зоны.

Средняя температура января от —5 до – 25 °С, июля от 25 до 20 °С; длина безморозного периода от 220 до 150-160 дней. Осадков выпадает в северной части зоны 350-400 мм, в центральной 300-350, в южной 250-300 мм в год.

В восточных районах осадков еще меньше — 200-300 мм. Коэффициент увлажнения в разных частях зоны с юга на север колеблется от 0,25 до 0,45. Водный режим непромывной.

Рельеф и почвообразующие породы

Каштановые почвы формируются в условиях равнинного слабоволнистого рельефа с выраженным микрорельефом, представленным серией западин, бугорков и других микропонижений и микроповышений.

Развиваются каштановые почвы преимущественно на четвертичных лёссовидных карбонатных суглинках, реже — на лёссах.

В южной части Западно-Сибирской низменности (Кулундинские степи) каштановые почвы развиты на древнеаллювиальных отложениях, подстилаемых на небольшой глубине морскими соленосными осадками.

Грунтовые воды почти повсеместно залегают глубоко и не оказывают влияние на развитие каштановых почв.

Растительный покров

Он низкорослый, комплексный и изреженный. Проективное покрытие составляет 50-60 %. Характерна эфемерность растительного покрова.

В северной части зоны (в подзоне темно-каштановых почв) растительность представлена типчаково-ковыльными степями, в состав которых входят различные виды злаков (ковыли, типчак, тонконог) с примесью разнотравья.

В центральной части зоны (в подзоне каштановых почв) преобладают полынно-типчаковые степи, а в южной части (в подзоне светло-каштановых почв) — типчаково-полынные, со значительной примесью эфемеров и эфемероидов (мятлик луковичный, тюльпаны, ирисы и др.).

На каштановых солонцеватых почвах в травостое встречаются различные виды полыней (белая, черная, австрийская), а также ромашник, прутняк и кермек. На поверхности появляются лишайники и водоросли.

Древесная и кустарниковая растительность приурочена к днищам и склонам балок, долинам рек и состоит преимущественно из дуба, клена татарского, бересклета бородавчатого, осины, степной вишни, бобовника.

Генезис

Изучением генезиса каштановых почв занимались многие исследователи (Димо, Келлер, Прасолов, Антипов-Каратаев, Першина и др.).

Начиная с В. В. Докучаева и Н. М. Сибирцева происхождение каштановых почв связывали с засушливостью климата и ксерофитным характером растительности.

Главнейшими особенностями процесса почвообразования являются замедленные тем гумусообразования и слабая выщелоченность профиля почв от карбонатов и легкорастворимых солей.

В формировании каштановых почв участвуют дерновый процесс, а также процессы миграции и аккумуляции карбонатов. Более изреженный растительный покров.

Ещё по теме: Дерновые почвы

Меньшее поступление в почву растительных остатков и менее благоприятные условия их гумификации определяют в зоне каштановых почв ослабленное по сравнению с черноземной зоной развитие дернового процесса.

Выраженность дернового процесса тесно связана с увлажнением, зависящим от зональных и провинциальных особенностей климата и конкретных условий рельефа.

В связи с этим наиболее гумусированы темно-каштановые почвы. Невысокое содержание гумуса имеют каштановые и особенно светло-каштановые почвы, формирующиеся в условиях сухого климата.

По мере перехода от темно-каштановых к светло-каштановым почвам уменьшается общий запас органического вещества, увеличивается отношение корневой массы растений к надземной.

Растительные остатки

Ежегодный опад растительных остатков колеблется от 4 до 8 т/га. Значительная его часть представлена корнями растений. Надземная растительная масса невелика и не превышает 0,8-1,0 т/га.

В биологический круговорот с опадом ежегодно вовлекается около 0,25-0,45 т/га зольных элементов и азота.

При разложении растительных остатков полынных группировок кроме кремния, кальция, магния и полутораоксидов освобождается большое количество щелочных металлов, которые являются причиной развития солонцева-тости, что следует рассматривать как зональное явление.

Степень со-лонцеватости определяется гранулометрическим составом. Более тяжелые по гранулометрическому составу почвы отличаются более высокой степенью солонцеватости.

Читайте также: Болотные почвы

Солонцеватость лучше выражена в нижней трети склонов, в понижениях, где концентрируются водорастворимые соли, в том числе натриевые. Почвообразующие породы, степень их засоления и карбонатность также оказывают большое влияние на развитие в почвах солонцеватости.

Характерная особенность почвенного покрова зоны сухих степей – его комплексность. Причиной комплексности являются микрорельеф.

Бессточность территории, ее слабая дренирован-ность, неравномерное первоначальное распределение солей в грунте, деятельность землероев и, как следствие, пятнистое распределение растительности и почв.

Строение профиля и классификация

Профиль каштановых почв имеет следующее строение: А – B₁ – В₂ – В_к – В_KS – С.

1. Горизонт А гумусовый, каштановый, с буровато-серым или коричневато-серым оттенком, гороховато-мелкозернистой структуры, мощностью 15-30 см.
2. Горизонт В₁ тоже гумусовый, серовато-бурый, комковатый или призмовидно-комковатый, вскипает от НСl, мощностью около 10 см.
3. Горизонт В₂ неоднородно окрашенный, с темными серовато-бурыми гумусиро ванным и языками на буровато-палевом фоне, призмовидно-крупнокомковатый, с ходами крупных червей, кротовинами, вскипает от НСl, мощностью около 10 см.
4. Горизонт В_к буровато-желтого цвета, плотный, при-змовидный, пропитанный карбонатами в виде обильной белоглазки, прожилок или мучнистых скоплений, мощностью от 50 до 100 см.
5. Горизонт B_KS светлый и однородно окрашенный, более рыхлый, с редкими выделениями карбонатов, вкраплениями гипса в виде друз, гнезд, прожилок; в нижней части горизонта в некоторых почвах встречаются легкорастворимые соли. Последний горизонт С — материнская порода.

В современной классификации каштановые почвы делят на три подтипа по содержанию гумуса в горизонте А: темно-каштановые с содержанием гумуса 4-5 %, каштановые с содержанием гумуса 3-4 и светло-каштановые с содержанием гумуса 2-3%.

В этих подтипах выделяют фациальные термические группы:

• темно-каштановые и каштановые теплые периодически промерзающие;
• темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые теплые кратковременно промерзающие;
• темно-каштановые, каштановые, светло-каштановые теплые промерзающие;
• темно-каштановые, каштановые умеренные длительно промерзающие.

Внутри типов выделяются роды: обычные, солонцеватые, солонцевато-солончаковатые; солонцевато-осолоделые, карбонатные, карбонатно-солонцеватые с пониженным вскипанием (глубоковскипающие) и неполноразвитые (на плотных породах).

На виды каштановые почвы разделяют по мощности гумусовых горизонтов и степени солонцеватости:

• мощные (А + B₁ более 50 см),
• среднемощные (30-50 см),
• маломощные (20-30 см) и маломощные укороченные (менее 20 см);
• несолонцеватые виды, содержащие поглощенного натрия в горизонте B₁ менее 3 % емкости поглощения;
• слабосолонцеватые — 3-5;
• среднесолонцеватые — 5-10; и сильносолонцеватые — 10-15 %;

Деление на виды по степени смытости приведено на с. 372.

Состав и свойства

Каштановые почвы по некоторым свойствам сходны с черноземами. Для обычных родов характерно равномерное распределение илистой фракции по всему профилю, в солонцеватых каштановых — ее перемещение из верхних горизонтов в горизонт В (табл. 47).

47. Гранулометрический состав каштановых почв (Алтайский край)

Дифференциация профиля по химическому составу отражает степень проявления в каштановых почвах солонцового или осолоделого процесса. Так, в обычных каштановых почвах валовое содержание SiO₂ кремнекислоты по профилю одинаково.

Более высокое содержание кремния в горизонте А отмечается в осолоделых каштановых почвах. Содержание полуторных оксидов в каштановых солонцеватых и осолоделых почвах увеличивается в горизонте В.

Некоторые химические и физико-химические свойства каштановых почв приведены в таблице 48.

48. Содержание гумуса, азота и некоторые показатели физико-химических свойств каштановых почв

Физические свойства каштановых почв удовлетворительны, менее благоприятны они у каштановых солонцеватых почв. Плотность верхних горизонтов почв составляет 1,25-1,35 г/см³, в карбонатных горизонтах она достигает 1,5-1,7 г/см³.

Скважность верхних горизонтов колеблется от 48 до 50 %, в слое 20-30 см и глубже значительно снижается и достигает в карбонатных горизонтах 42-43 %. Порозность обусловлена структурностью каштановых почв.

У среднесуглинистых разновидностей количество водопрочных агрегатов составляет 50-60 %. Обогащенность почв пылева-той фракцией обусловливает непрочность структурных агрегатов и быстрое их разрушение под действием дождей и обработки.

Ещё по теме: Сероземы

Количество водопрочных агрегатов у таких почв в пределах 10-15 %, а на старопахотных почвах — от 3 до 7 %. Под многолетними травами второго года пользования количество водопрочных агрегатов в каштановых среднесуглинистых почвах наибольшее — 70-75 %.

Максимальная гигроскопичность у суглинистых каштановых почв составляет около 3,5 %, что обеспечивает низкую их влажность завядания. Однако влагоемкость почв также низкая; наименьшая влагоемкость может составлять от 16 до 22 %.

Каштановые почвы формируются в условиях непромывного водного режима. Небольшое количество осадков, слабая острукту-ренность и высокая плотность профиля каштановых почв не обеспечивают глубокого их промачивания.

Осадки

Осенние осадки промачивают почву не глубже 70-100 см, а в отдельные годы —до 50 см. Более глубокое промачивание отмечается на легких каштановых почвах. В весеннее время промачивание почвы может быть до 1,5-2 м.

Непромывной водный режим и различные глубины промачивания обусловливают аккумуляцию на различной глубине карбонатов, гипса и легкорастворимых солей. В верхних горизонтах плотный остаток водной вытяжки не превышает 0,1 %.

Значительное накопление солей наблюдается на глубине 120-160 см. В составе солей преобладают сульфаты шс ючных и щелочно-земельных металлов. Более глубокое залегание солевых горизонтов имеют темно-каштановые почвы, а наименее глубокое — светло-каштановые.

По агрохимическим свойствам и плодородию темно-каштановые почвы уступают черноземам. Запасы гумуса в метровом слое колеблются от 115 до 200 т/га, в том числе 50-60 т/га в слое 0-20 см. Запасы валового азота невелики и в пахотном горизонте составляют 3-4, реже — 5 т/га, в подпахотном горизонте — в 2 раза меньше.

Рекомендуем прочитать: Солончаки

В типе каштановых почв мало доступного азота (2-3 мг/100 г почвы), или не более 2 % его валового количества. Содержание валового фосфора в каштановых почвах не превышает 0,06-0,1 %.

Но чаще всего обеспеченность почв подвижным фосфором удовлетворительная (10-20 мг/100 г почвы), подвижным калием — высокая (30-70 мг/100 г).

Темно-каштановые, каштановые и особенно светло-каштановые почвы, как правило, отличаются резким дефицитом влаги. Поэтому урожаи сельскохозяйственных культур на них неустойчивые.

Каштановые почвы, особенно легкого гранулометрического состава, подвержены дефляции, что приводит к их физическому разрушению, уменьшению мощности гумусового горизонта, содержания гумуса и других показателей плодородия.

Лугово-каштановые почвы

Лугово-каштановые почвы встречаются среди темно-каштановых и каштановых почв по пониженным формам рельефа, блюдцеобразным понижениям, приозерным котловинам, склонам и ложбинам.

Преобладают лугово-каштановые солонцевато-солончаковые почвы, являющиеся основными компонентами почвенных комплексов с лугово-каштановыми солонцами разных видов. Под этими почвами грунтовые воды залегают на глубине около 2 м.

Вода слабо- и среднеминерализованная (1-4 г/л), часто с преобладанием хлоридов, иногда содовая. Формируются лугово-каштановые почвы под влиянием периодического воздействия растворов, восходящих от грунтовых вод.

Растительность, участвующая в формировании лугово-кашта-новых почв, представлена лугово-степным и группировками с участием галофитов.

Лугово-каштановые почвы имеют темно-коричневый горизонт А мощностью 20-25 см, ниже которого залегает более светлый горизонт В] (до 30-35 см), иногда уплотненный (солонцеватый). Солевые выцветы появляются с глубины около 50-60 см.

В нижней части профиля имеется оглеение. Засоленность первого полуметрового слоя лугово-каштановых почв, как правило, невысокая (около 0,1 %); с глубиной она возрастает до 0,5 % и более.

Содержание гумуса в лугово-каштановых почвах несколько выше, чем в каштановых (4-5 %); емкость катионного обмена 25-28 мг • экв/100 г; в составе обменных оснований преобладает кальций (75-80% емкости); натрий появляется в горизонте В₁, обусловливая солонцеватость лугово-каштановых почв.

Среди лугово-каштановых почв часто встречаются осолоделые роды. Строение и свойства каштановых и лугово-каштановых почв широко варьируют в зависимости от провинциальных условий.

Структура почвенного покрова

Почвенный покров характеризуется сложностью, развитием мелкоконтурности и комплексности, что связано с распространением в зоне каштановых почв солонцов и других засоленных почв. Структура почвенного покрова сухостепной зоны во многом зависит от состава пород, геоморфологических и гидрологических особенностей территории.

В Сыртовом Заволжье, на Ставропольском плато почвенный покров в основном представлен сочетаниями различных родов темно-каштановых и лугово-каштановых почв с участием солонцов, а также эродированных почв на территориях со склоновыми элементами рельефа.

Районы Прикаспийской низменности отличаются большим разнообразием сочетаний и комплексов каштановых и светло-каштановых почв, солонцов с лугово-каштановыми, луговыми, солончаковыми почвами и солодями.

Сельскохозяйственное использование

Зона каштановых почв сухих степей имеет важное значение в сельскохозяйственном производстве. Здесь получили развитие как зерновое хозяйство, так и животноводство.

На каштановых почвах возделывают лучшие сорта пшеницы, кукурузы, проса, подсолнечника, бахчевых и других культур.

Однако сельскохозяйственные культуры в этой зоне часто страдают от засухи и суховеев. Особенно низкие и неустойчивые урожаи получают на светло-каштановых почвах без орошения.

Для повышения урожайности на каштановых почвах прежде всего необходимы мероприятия, обеспечивающие в почвах накопление влаги. Это безотвальная плоскорезная обработка почв, кулисные пары, снегозадержание, посадка полезащитных лесных полос и т.д.

На урожайности сельскохозяйственных культур отрицательно сказываются солонцеватость почв, развитие дефляции, которая также влияет на деградацию почв и потерю плодородия.

В связи с этим помимо плоскорезной обработки почвы с оставлением стерни необходимо проведение противодефляционных мероприятий – внедрение почвозащитных севооборотов, полосное размещение культур, залужение многолетними травами силь-нодефлированных почв.

Ранее мы писали про Подзолистые почвы таежно-лесной зоны

При разработке мероприятий по повышению плодородия каштановых почв и наиболее эффективному их использованию необходимо учитывать их провинциальные особенности.

Так, в Забайкальской провинции особое внимание следует обратить на снегозадержание и другие мероприятия по предохранению почв от глубокого промерзания; в Предалтайской и других провинциях с широким распространением каштановых почв легкого гранулометрического состава обязательны мероприятия по охране почв от дефляции.

При комплексном почвенном покрове (Заволжская, Прикаспийская провинции) требуется осуществление мероприятий по гомогенизации почвенного покрова (создание его однородности) путем окультуривания каштановых солонцеватых почв и солонцов.

Продуктивность сельскохозяйственных культур на каштановых и особенно светло-каштановых почвах можно повысить орошением. При орошении необходимо соблюдать поливной режим, чтобы избежать вторичного засоления и ухудшения физических свойств орошаемых почв.

Наиболее эффективный способ орошения — дождевание. На фоне орошения на каштановых почвах эффективно применение азотных, фосфорных и калийных удобрений; без орошения почти повсеместно наиболее эффективны фосфорные удобрения, вносимые в небольших дозах в рядки при посеве.

При правильном освоении каштановых почв их водно-физические свойства улучшаются, увеличивается содержание подвижных форм питательных элементов, что способствует повышению эффективного плодородия.

Контрольные вопросы и задания

1. В чем суть генезиса каштановых почв?
2. Расскажите о классификации каштановых почв и строении их профиля.
3. Охарактеризуйте состав и свойства каштановых почв.
4. Перечислите особенности структуры почвенного покрова в зоне сухих степей.
5. Каковы особенности сельскохозяйственного использования каштановых почв и мероприятий по повышению их плодородия?