Глава 24. ПОЧВЫ И ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ ВЛАЖНЫХ ЛЕСНЫХ СУБТРОПИЧЕСКИХ, ТРОПИЧЕСКИХ И ЭКВАТОРИАЛЬНЫХ ОБЛАСТЕЙ
Во влажных лесных субтропических, тропических и экваториальных областях широко распространены почвы на феррсиаллитных и ферраллитных корах выветривания и продуктах их переотложения. Они обладают общими чертами, позволяющими объединить их в одно большое семейство фульватно-ферраллитных почв (или фуль- ваферраллитов). Семейство включает ряд типов почв.
К нему принадлежат желтозёмы и краснозёмы влажных субтропических лесов, красные, красно-желтые и желтые ферраллитные почвы влажных тропических и экваториальных лесов.
Желтоземы и красноземы распространены в субтропических лесах северного и южного полушарий. Наиболее крупные массивы этих почв приурочены к восточным приокеаническим секторам континентов. В Евразии красноземы и желтоземы распространены в южной части полуострова Корея, на южных островах Японии, в Центральном и Юго-Восточном Китае. В Северной Америке они занимают южную часть Аппалачей и прилегающие равнины, а также наиболее хорошо дренированные территории на полуострове Флорида. В южном полушарии желтоземы и красноземы распространены в горном поясе Восточной Австралии, на Северо-Востоке Тасмании, на Северном острове Новой Зеландии и на крайнем юго-восточном побережье Африки.
В субтропическом поясе западных секторов континентов красноземы и желтоземы встречаются локально, в особых орографических условиях и достаточно влажном климате; в Южной Болгарии, Югославии, на Черноморском побережье Кавказа в Аджарии и Абхазии, на побережье Каспийского моря в Ленкорани и и некоторых других местах.
Красные, красно-желтые и желтые ферраллитные почвы распространены в тропических и экваториальных областях под влажными тропическими и экваториальными лесами. В экваториальном поясе желтые и красно-желтые, ферраллитные почвы широко распространены в Южной Америке, Африке, на полуострове Малакка, на Новой Гвинее. В Южной Америке широтно вытянутая зона желтых и красно-желтых ферраллитных почв протягивается через весь континент: от Анд до Атлантического побережья. Она охватывает всю Амазонскую низменность, Гвианское нагорье и северную часть Бразильского нагорья. В Африке зона желтых и красно-желтых ферраллитных почв охватывает конго-гвинейскую почвенную область (впадина Конго и примыкающие с севера части плато Азан- де, массив Камерун и побережье Гвинейского залива). Границы ее проходят почти симметрично по 5—8° северной и южной широты.
Для образования фульватно-ферраллитных почв влажных субтропических, тропических и экваториальных лесов необходимы:
1. Влажный теплый или жаркий климат, при котором коэффициенты увлажнения 7—8 месяцев в году равны 1—2,0, а в остальные не опускаются ниже 0,6 и температуры почвы большую часть года или в течение всего года превышают 20° С, а в субтропиках в зимнее месяцы не опускаются ниже 8—10° С.
2. Почвообразующие породы — продукта выветривания ферр- сиаллитно-аллитного или ферраллитного состава, бедные основаниями, богатые полуторными окислами, и с глинными минералами каолинит-галлуазитовой группы.
3. Лесная растительность, большая емкость биологического круговорота веществ и обильный ежегодный опад.
4. Положение в рельефе, обеспечивающее свободный дренаж — вынос подвижных продуктов выветривания (оснований и ^асти кремнезема) и исключающее развитие сильной эрозии.
5. Возраст рельефа, достаточный для образования ферраллит- ных продуктов выветривания.
Ферраллитизация — стадия выветривания массивных пород или наносов, сопровождающаяся распадом большей части первичных минералов (за исключением кварца) и образованием вторичных минералов труппы каолинита и галуазита (AI2O3 • 2Si02 • 2Н20) с низким отношением Si02/Al203 меньше 2. Выветривание идет в условиях свободного дренажа, поэтому подвижные продукты разрушения первичных и вторичных минералов — Са, Mg, К, Na и значительная часть Si02 выносятся из выветривающейся толщи. Освобождающиеся при выветривании гидраты окислов железа и алюминия малоподвижны и накапливаются в больших количествах (50—^60°/о и более) в окислительной среде, бедной органическими кислотами. Гидроокислы железа накапливаются в форме гетита Fe203-H20 и гематита Fe203 и равномерно прокрашивают массу каолинита, сообщая выветривающейся толще охристо-желтый или красный цвет. Освобождающиеся окислы алюминия кристаллизуются и образуют гиббсит или гидраргиллит А1203’ЗН20 / и бёмит А120з’Н2р. •
Читайте также: Радионуклиды в почве лаборатория
В феррсиаллитных корах выветривания отношение Si02/Al203 равно 2—3. В составе глинистых минералов сохраняется несколько больше кремнезема и оснований.
Под пологом субтропических и тропических влажных лесов с густой и разветвленной корневой системой, большим спадом, разнообразной почвенной мезофауной, среди которой особенно обильны различные виды термитов, почвообразованием захватывается значительная толща породы. Если почва образуется на коре выветривания, сохранившей структуру исходной породы (так называемом литомарже), нижняя граница почвы легко устанавливается: в сфере почвообразования вследствие воздействия корней и почвенной фауны, утрачивается первоначальная структура породы, изменяется макро- и микроморфология.
В почвы поступает большое количество органических остатков, но и гумификация и минерализация их идут очень быстро, чему способствуют высокие температуры (в тропиках свыше 20° С в течение всего года) и постоянная влажность почвы, оптимальная для развития микроорганизмов. Поэтому содержание гумуса в почвах невелико, состав гумуса ульматно-фульватный. Растворимые фракции фульвокислот в среде, бедной основаниями, глубоко проникают в почву и воздействуют на большую ее толщу. Они растворяют полуторные окислы, связывают их в органо-минеральные комплексы, обладающие благодаря большому количеству полуторных окислов и низкому отношению — r о малой подвижностью. Тем не менее в результате растворения наблюдается перераспределение полуторных окислов, особенно окислов железа: вкоре выветривания они локализованы на отдельных участках (и образуют псевдоморфозы по выветрелым зернам железосодержащих минералов), а в почве рассеяны и равномерно прокрашивают почвенную массу, образуя местами мелкие зернистые выделения и микроконкреции (диаметром от 0,05 до 1,5 мм).
Фульвоферраллиты, как и буроземы, образующиеся на породах основного состава, умеренно ненасыщены основаниями. По отношению к катионам имеют очень малую емкость поглощения, но благодаря обилию гидроокислов железа они хорошо оструктурены, обладают хорошей водопроницаемостью. В кислой среде часть коллоидов гидроокислов железа и алюминия имеет положительный заряд, поэтому эти почвы способны поглощать анионы.
Итак, для почв, принадлежащих семейству фульвоферраллитов, характерно: интенсивное внутрипочвенное выветривание до ферр- сиаллитной или ферраллитной стадии, слабое или умеренное накопление гумуса ульматно-фульватного состава, накопление в илистой фракции каолинита, присутствие значительного количества гидратов окислов железа, а на ферраллитной стадии — и гидратов окислов алюминия.
Морфология почв варьирует в зависимости от характера почво- образующих пород. На основных породах почвы темно-красного цвета и хорошо оструктурены, на кислых породах светлые, кир- пично-красные или красновато-желтые, с хуже выраженной структурой. Выделяются ГОриЗОНТЫ Ао, Afu, Bmbi С Feral-
А0 — горизонт подстилки мощностью 1—2 см, состоит из сухих листьев, часто отсутствует.
Afu — гумусовый горизонт, в верхней части (до глубины 5—7 см) серый или коричневатой окраски, копролитовой или мелкокомковатой структуры, в нижней (до глубины 25—35 см) — бурый, желто-бурый или красновато-бурый, с комковатой структурой. Местами на гранях структурных отдельностей заметны глянцевитые коллоидные пленки.
ВщЬ — метаморфический горизонт буровато-красного или буровато-желтого цвета, рыхлый, с непрочнокомковатой структурой, пронизан корнями, ходами насекомых.
Мощность его 80—100 см. Окраска с глубиной становится более яркой, кирпично-красной или темно-красной. Часто в этом горизонте присутствуют округлые железистые конкреции. На глубине 150—180 см начинается почвообразующая порода CFerai. Переход к ней заметен по появлению признаков структуры исходной массивной породы или наноса.
В ферраллитной или в феррсиаллитной коре выветривания структура исходной породы сохраняется даже в том случае, когда выветривание дошло до стадии каолинитовой глины.
По сравнению с массивными коренными породами вся толща почв обеднена основаниями, кремнеземом и обогащена окислами железа и алюминия, составляющими в сумме около 50—60%. Отношение S1O2/AI2O3 в илистой фракции обычно меньше — 2,0. Наиболее низко оно в метаморфическом горизонте. Содержание оснований составляет десятые доли процента, несколько увеличиваясь в гумусовой части профиля. Механический состав почв по сравнению с почвообразующей породой более тяжелый, с некоторым максимумом содержания илистой фракции в горизонте Вть- В почве также больше подвижных форм железа с максимумом в верхней
Читайте также: Подзолистые иллювиально глеевые почвы
Почвы семейства фульвоферраллитов по всему профилю имеют кислую реакцию (рН 4,0—5,5), самые низкие значения рН свойственны нижней части гумусового горизонта (78). В нераспаханных почвах содержание гумуса в самом верхнем 3—5-сантиметровом слое часто достигает 10%. Однако уже на глубине 10—15 см оно падает до 2%, а в метаморфическом горизонте — до 1% и менее. В составе гумуса преобладает фракция фульвокислот, отйоше- ние Сг/Сф равно 0,5—0,6 в верхней части и 0,2—0,1 в нижней части гумусового горизонта. Фракция гуминовых кислот представлена бурыми гуминовыми или ульминовыми кислотами (первая фракция в групповом составе), связанными с фульвокислотами и подвижными формами окислов железа. Фракция гуминовых кислот, связанных с кальцием, отсутствует.
Емкость поглощения почв очень мала: в самом верхнем горизонте 10—15 мг-экв, в горизонте Вть—3—5 мг-экв на 100 г почвы, или 13—20 мг-экв на 100 г илистой фракции. В составе поглощенных оснований преобладает алюминий (60—80% от емкости поглощения), в небольшом количестве по всему профилю присутствует поглощенный водород. Поглощенные водород и алюминий составляют около 85—90% от суммы поглощенных оснований.
В красноземах, желтоземах, красных и красно-желтых ферраллитных почвах присутствуют и поглощенные анионы (сульфат-ион, хлор и др.), что связано с большим содержанием неокристаллизо- ваниых гидроокислов железа и алюминия, имеющих в коллоидном состоянии в кислой среде положительный заряд и поглощающие анионы.
Цвет почв зависит в значительной степени от содержания в почвообразующих породах окислов железа и от степени их гидратации. На породах основного состава, богатых железом, образуются красноземы, красные и темно-красные ферраллитные, хорошо острукту- ренные почвы. На породах среднего и особенно кислого состава, особенно в условиях слаборасчлененного рельефа, почвы имеют признаки гидроморфизма, в них меньше окислов железа, последние более гидратированы. Это -красно-желтые, желтые ферраллитные почвы и желтоземы, встречающиеся часто в сочетаниях с глеево- элювиальными ферраллитными и латеритными почвами, обогащенными железистыми конкрециями. Местами железистые конкреции образуют сплошные плотносцементированные горизонты. При эрозии почв и выходе на поверхность такие горизонты выступают как бронирующие латеритные панцири.
Желтоземы и красноземы широко используются для выращивания субтропических культур. В СССР к этим почвам приурочены плантации чайного куста и цитрусовых. В Юго-Восточной Азии они широко используются для культуры риса. На красных и красно-желтых ферраллитных почвах выращивают и более теплолюбивые тропические культуры — кофейное дерево, масличную пальму, каучуконосы и др.
Все почвы семейства недостаточно обеспечены азотом, калием и особенно фосфором, а также многими микроэлементами. Внесение удобрений, особенно органических, дает существенное повышение урожайности.
Желтые, красно-желтые и красные ферраллитные почвы влажных тропических и экваториальных лесов
Красно-желтые ферраллитные почвы формируются в наиболее теплых и влажных условиях (температура воздуха равна +25 – +27С, количество осадков достигает 2500 мм и более). Тропические леса являются наиболее продуктивной растительной формацией, однако большая часть органических остатков активно минерализуется, количество гумуса в самом верхнем толстом слое составляет 4–5%, в остальной части гумусового горизонта 1–2%. Гумус ультрафульватный. В профиле: А0 – лесная подстилка; А1 (12–17 см) – гумусовый горизонт коричневато-серой окраски, желтовато-бурой или красновато-бурой. Мелкокомковатая структура в верхней части, а в нижней – крупнее и менее стойкая комковатая, В – буровато-красной или буровато-желтый, рыхлый, нестойкой комковатой структуры, пронизанный корнями, ходами насекомых. В этом горизонте наиболее высокое количество ила. С – почвообразующая порода темно-красного или кирпично-красного цвета.
Почвы по всему профилю характеризуются кислой реакцией (рН 4,0–5,5), невысокой емкостью поглощения и насыщенностью основаниями: Е=3–10 мг*экв/100 г почвы, V – менее 50%. Вся толща почвы обогащена оксидами железа и алюминия, обеднена основаниями и кремнеземом. Среди поглощенных оснований преобладает алюминий, который составляет 60–80% емкости поглощения, а в небольшом количестве по всему профилю находится поглощенный водород. Водород и алюминий в сумме составляют 85–90% от общего количества поглощенных оснований.
Читайте также: География рельефы почвы равнины россии
Красные ферраллитные почвы развиваются в условиях достаточного количества осадков (1300–1800 мм), но при более выраженном сухом сезоне (3–4 месяца). В этих условиях леса менее сомкнутые, в нижнем ярусе появляются кустарники и травы; на просеках – высокотравные саванны. В связи с изменением годового хода водного режима в сухой сезон почвы глубоко пересыхают. Верхние горизонты в результате термической деградации оксидов железа приобретают ярко-красный цвет. Самая верхняя часть гумусового горизонта приобретает темно-бурую расцветку. Мощность горизонта А1 30–40 см, что превышает показатели красно-желтых почв; гумусность – свыше 4%, иногда до 10%. Состав гумуса преимущественно фульватный. Характерной чертой красных почв является наличие сцементированных прослоек и горизонтов в результате выпадения гидрооксидов железа, так называемый процесс латеритизации.
Латеритизация – сложный процесс, который происходит благодаря привносу соединений железа почвенными растворами, особенно под влиянием поверхностного оглеения и бокового стока. Растворяющее железо, что перемещается в составе почвенного раствора, выпадает в форме гидрооксидов. Это происходит, когда на пути движения растворов возникает геохимический барьер (смена реакции, окислительно-восстановительного потенциала) в результате смены механического и химического состава пород, воздействия грунтовых вод (гидрогенная аккумуляция железа).
Латеритный процесс в красных ферраллитных почвах проявляется в верхних горизонтах в виде отдельных железистых конкреций. Местами эти конкреции образуют сцементированные горизонты. Глубинные латеритные горизонты в гидроморфных условиях – это мощные плотные горизонты, которые во влажном состоянии свободно режутся, а при высыхании твердеют и преобразуются в латеритные панцири, или «кирясы». Когда такие горизонты выходят на поверхность в результате почвенно-эрозионных процессов, то эти площади из-за большой плотности почти полностью исключаются из использования в целях земледелия. Такие горизонты в Индии используются в качестве кирпича при строительстве, в связи с чем английский ученый Ф. Бьюкенен (1807) назвал их латеритом (от лат. later – кирпич).
В строении почвенного профиля выделяется гумусовый горизонт красновато- или желтовато-серого цвета, с комковатой структурой, который постепенно переходит в почвообразующую породу. Реакция почвы кислая (рН 3,4–4,8), но по мере приближения к коре выветривания кислотность уменьшается и реакция становится близкой к нейтральной (рН 5,1–5,6). Емкость поглощения (Е=10–25 мг*экв/100 г почвы) и степень насыщенности почвы основаниями (V) высокая. Глинистые породы с преобладанием коолинита плохо удерживают элементы, поэтому плодородие красных почв низкое.
Среди красно-желтых и красных почв на основных вулканических породах и известняках в Южной Азии, Индонезии, в Южной Америке и Африке небольшими массивами встречаются темно-красные и темные лесные тропические почвы, которые называются маргелитовыми. Для них характерны: глинистый состав пород, слабокислая реакция среды, значительная емкость поглощения (до 30 мг*экв/100 г почвы) и высокая насыщенность основаниями. За счет богатого минералогического и химического состава эти почвы плодородные и широко используются в земледелии.
В бассейнах рек Амазонки и Конго значительные площади занимают лесные ферраллитные глеевые почвы, которые нуждаются в осушении. Кроме того, во влажных тропиках значительные площади занимают тропические болотные, тропические аллювиальные и мангровые засоленные почвы океанических побережий. Все они еще недостаточно изучены.
Сельскохозяйственная освоенность влажно-лесных тропических областей невысокая – около 5% общей площади. Выращивают рис, сахарный тростник, кофейное дерево, масличную пальму, бананы, ананасы, какао, батат и др. В связи с интенсивным промыванием почвы и выносом элементов питания необходимо внесение минеральных удобрений, а из-за высокой кислотности проводить известкование. Важное значение имеют мероприятия по борьбе с эрозией, а также разработка способов освоения почвы с близкими к поверхности латеритными горизонтами.
Климатические условия влажных тропиков позволяют получать 2–3 урожая в год. Дальнейшее сельскохозяйственное освоение возможно за счет сведения лесов. Однако вырубка лесов тропических районов приводит к уничтожению почвенного покрова этих районов и приводит к изменению общеклиматического режима планеты, поэтому она должна проводиться ограниченно, в разумных пределах.
- Свежие записи
- Как избавиться от мошек в цветах комнатных растений
- Что добавить в воду чтобы цветы дольше стояли
- Какие цветы сочетаются друг с другом на клумбе
- Жмых от кофе как удобрение для комнатных цветов
- Белый липкий налет на комнатных цветах как избавиться