13.2. Слитоземы

Географическое распространение в мире и в нашей стране.

В тропических странах с муссонным климатом, когда периоды проливных дождей сменяются месяцами изнуряющей жары и засухи, азонально распространены оригинальные ландшафты - саванны на черных почвах. Это громадные площади равнин на Африканском континенте, на полуострове Индостан, на западе Австралии, на острове Куба и т. д.

Их можно назвать космополитами, так как они встречаются в разных зонах Земли. Однако повсюду они имеют сходное строение и для всех них характерно явление слитости и черный цвет профиля. Слитые почвы могут встречаться в суббореальном, субтропическом и тропическом поясах, на всех континентах Земли, исключая Антарктиду. Они отмечены в на Балканах, в Индии, в ряде районов Америки и Африки, а на территории СНГ - в долинах рек Дона, Волги, Кубани, Урала, в Молдавии, Грузии, Азербайджане, на Северном Кавказе. Их названия очень разнообразны: слитоземы, смольницы, черные хлопковые почвы, регуры, грумосоли, бадоп, тирсы, слитые черноземы и т. д. В разных странах эти почвы называли по-своему, хотя все они однотипны по своему строению и свойствам. Сейчас широко используется международный термин «вертисоли».

Факторы почвообразования.

Вертисоли формируются в климате с высокими температурами и в средним или низким количеством атмосферных осадков. Среднегодовая температура 16-29^оС. Годовое количество осадков в среднем составляет 500-900 мм, но колеблется от 150 мм до 1000 мм. Необходимое условие для формирования этих почв – смена сухих и влажных периодов. Продолжительность сухих периодов может достигать 9 мес.

Вертисоли субтропического пояса связаны исключительно с палеогидроморфными и гидроморфными ландшафтами. Вертисоли тропиков также являются преимущественно палеогидроморфными и гидроморфными почвами, но могут образовываться и в элювиальных ландшафтах и на материнских породах с определенными свойствами. В большинстве случаев черные слитые почвы развиваются на плоских слаборасчлененных равнинах или в депрессиях. Они часто приурочены к долинам рек и террасам озер.

Общей чертой материнских пород вертисолей является их тяжелый гранулометрический состав, обогащенность щелочно-земельными элементами, железом, большое содержание глинистых минералов.

Вертисоли формируются главным образом под покровом саванны – растительных сообществ, в которых доминируют травы в сочетании с отдельными деревьями, группами деревьев или кустарников.

Почвообразовательный процесс.

Основной почвообразовательный процесс, формирующий вертисоли, называют слитогенезом.

Для тропических слитоземов саванн, а также для подобных почв в суббореальном и субтропическом биоклиматических пояса Земли едины процессы их формирования.

1. Образование и накопление фульватно-гуматного гумуса из остатков травянистой растительности, представленной луговыми степями или высокотравными саваннами. Богатство трав белками и зольными элементами определяет однотипную экологическую специфику биологического круговорота, несмотря на широкое видовое разнообразие фито- и зооценозов в различных странах Земли. Однотипные циклы развития и роста с преобладанием фитомассы корневых систем обеспечивают регулярность поступления растительных остатков в биологические процессы их преобразования, в т.ч. и гумификации.

2. Слитогенез минеральной массы с образованием глинистых минералов монтмориллонитовой группы. Возникающие свойства слитости: бесструктурность, сплошность (слитость) почвенной массы, интенсивная сезонная динамика плотности почвы, определяемая явлениями набухания и усадки глинистых минералов, высокое содержание недоступной растениям почвенной влаги. Слитогенезу подвергается толща почвы от 30 до 120 см.

3. Дерновый процесс происходит под воздействием травянистой растительности. Если объем фитомассы трав на 80-90% состоит из корневых систем, то масса этих корней на 80-90% сосредоточена в верхнем 30-сантиметровом слое. Велика их структурообразующая и разрыхляющая роль. Структурные агрегаты зернистые, комковато-зернистые и отчасти ореховатые. Этот же горизонт почвы является сосредоточием биологических процессов, зооценозов и микробоценозов.

4. Для слитых почв характерно явление педотурбации. Педотурбация - механический процесс внутрипрофильного перемещения почвенной массы, при котором происходит перемешивание веществ в почве. В конце сухого сезона мелкоземлистая почва поверхностного горизонта по глубоким трещинам осыпается в нижнюю часть профиля. При увлажнении и набухании почвы происходят горизонтальные и вертикальные движения почвенных блоков. Чаще всего они поднимаются вверх под воздействием набухающего осыпавшегося материала. Ежегодные многовековые явления этих смещений приводят к формированию профиля, слабодифференцированного на горизонты.

5. Выщелачивание растворимых солей за пределы гумусовых горизонтов при замедленном промывном водном режиме с формированием карбонатного горизонта С_Са с новообразованиями СаСО₃.

Профиль почвы.

Профиль вертисолей представлен тремя генетическими горизонтами: А, АС и С.

А – черного или коричневато-серого цвета и имеет своеобразную ореховатую структуру. Ниже этот горизонт, не изменяя окраски и гранулометрического состава, становится слитым, очень плотным, приобретает крупную кубовидную, призмовидную, глыбистую структуру. Часто в нем рассеяны карбонаты в форме плотных конкреций, имеющих с поверхности черный цвет, а также железистые конкреции. Мощность горизонта 50-100 см и более.

АС – мощностью 50-60 см представляет темную желтовато-бурую глину, обогащенную карбонатами в виде мучнистых стяжений и плотных конкреций. Здесь заметны следы оглееения в виде сизоватых и ржавых пятен.

В сухое время весь профиль почвы рассечен трещинами шириной не менее 1 см и глубиной до 100 см и более.

Свойства почвы.

Для слитоземов характерна их низкая гумусность. Интенсивно черный, «антрацитовый» цвет гумусовых горизонтов объясняется не количественными, а качественными особенностями гумуса.. Это обусловлено прочным связыванием гуминовых кислот с глинистыми минералами в органо-минеральные комплексы. Для всех слитоземов парадоксальна черная окраска при малом содержании органического вещества (3-5%).

Групповой состав гумуса различных вертисолей различен: в одних преобладают гуминовые кислоты, в других – фульвокислоты. Наиболее часты случаи. Когда отношение С_ГК:С_ФК несколько превышает 1, падая вниз по профилю. Очень высок процент негидролизируемых соединений. Отношение С:N широкое, 12-14 вверху, но резко сужается с глубиной.

Вертисоли обладают большой (40-60 мг-экв/100 г) емкостью катионного обмена, обусловленной высоким содержанием монтмориллонитовых глин. Они насыщены основаниями. Главное место принадлежит кальцию, иногда магнию. Вертисоли содержат карбонаты.

Вертисоли обладают крайне неблагоприятными вводно-физическими свойствами.

Их характерное свойство – тяжелый гранулометрический состав. Содержание фракции < 0,001 мм в вертисолях колеблется в пределах 40-90 %. Для них характерны высокая набухаемость и усадка, высокая плотность (до1,7-1,9 г/см³) и твердость в сухом состоянии, вязкость, липкость, низкая водопроницаемость, большой процент недоступной влаги.

Все слитоземы однотипны по своему плодородию. При высоких показателях потенциального плодородия их эффективность для многих сельскохозяйственных растений оставляет желать лучшего. Во многих тропических районах это плодородные почвы (черные хлопковые почвы Индии, Бирмы и др.), в других они уступают по плодородию ферсиаллитным почвам (Куба, Гана), причем кроме неблагоприятных физических свойств обнаруживают крайнюю бедность азотом и фосфором. В основном они идут под посевы риса при затоплении в сезон дождей. В сухой сезон на вертисолях иногда возделываются и другие культуры – бобовые, кукуруза, кунжут, хлопчатник. Используются они и под сахарный тростник, бананы.

Наиболее эффективными средствами улучшения свойств вертисолей являются внесение органических удобрений, запашка сидератов, пескование небольших массивов почв. Все черные слитые почвы отзывчивы на минеральные удобрения, в первую очередь азотные и фосфорные. Очень важное значение имеет точное определение момента физической спелости почвы для начала ее обработки.