Вопрос 76. Почвы зоны сухих степей

Природные условия зоны сухих степей и их влияние на почвообразование. Зональным типом являются каштановые почвы, сменяющие черноземы на юге. Располагаются узкой полосой на западе Восточной Европы вдоль Черного моря, которая расширяется на восток Евразии и занимает наибольшие площади в Монголии и Казахстане.

География 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). 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 резко-континентальный с жарким засушливым продолжительным летом и слабо-снежной холодной зимой. Осадков выпадает мало (180 – 350 мм), испаряемость в несколько раз превышает их количество, в результате чего в почве создается дефицит влаги. Летом дуют суховеи, сильно иссушающие землю. Сухость климата увеличивается в восточном и южном направлении.

Тип водного режима непромывной, слабо выраженный выпотной (КУ»0,5 – 0,6).

Почвообразующими породами чаще всего являются лёссовидные карбонатные суглинки, глины, реже – лёсс. Часто почвообразующие породы засолены.

Рельеф представляет собой плоскую или слабоволнистую равнину с хорошо выраженным микрорельефом, что обусловливает неравномерное распределение влаги и приводит к пестроте почвенного покрова (на небольшой площади можно встретить несколько типов почв – каштановые, солончаки, солонцы).

Растительность довольно бедная по сравнению с зоной черноземов, изреженная, низкорослая. Типчаково-ковыльные степи на севере сменяются полынно-типчаковыми с большим количеством эфемеров и эфемероидов (мятлик луковичный, тюльпаны, ирисы и др.). Растительность не создает сплошного покрова, а произрастает обособленно. Древесные породы (спирея, бересклет бородавчатый, дуб и др.) приурочены к долинам рек и балкам. 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.

Почвообразовательный процесс идет в условиях засушливого климата под изреженной травяной растительностью. Небольшое количество растительных остатков, менее благоприятные условия их гумификации (в засушливый период деятельность микроорганизмов приостанавливается, а во влажный – происходит быстрая минерализация) приводят к замедленным темпам накопления гумуса и его небольшому количеству, т.е. дерновый процесс выражен слабее, чем в зоне черноземов. В составе гумуса уменьшается количество гуминовых кислот, поэтому окраска каштановая. При аэробном разложении органического вещества (особенно в полынных группировках) в почву вместе с кальцием, кремнием, магнием поступают щелочные металлы, которые являются причиной появления солонцеватости этого типа почв. Следовательно, особенностью почвообразовательного процесса в зоне сухих степей является наложение солонцеватого процесса на дерновый. Почвы легкого механического состава менее, а тяжелого – более солонцеватые, на карбонатных породах засоленность не проявляется или проявляется слабо. По мере перехода от темно-каштановых к светло-каштановым почвам уменьшается общий запас органического вещества, увеличивается отношение корневой массы растений к надземной. 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 полутора оксидов освобождается большое количество щелочных металлов, которые являются причиной развития солонцеватости, что следует рассматривать как зональное явление. Степень солонцеватости определяется гранулометрическим составом. Более тяжелые по гранулометрическому составу почвы отличаются более высокой степенью солонцеватости. 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.

Генетический профиль каштановых почв состоит из горизонтов А₀, А₁, АВ, В_Са, С. Гумусовые горизонты А₁ и АВ (переходный) мощностью около 35 – 45 см от темно-серого с коричневатым оттенком до светло-коричневого цвета. Вскипают с глубины 45 – 50 см (иногда выше). Иллювиально-карбонатный В_К буровато-желтого цвета, много скоплений карбонатов в нижней части горизонта, который переходит постепенно в малоизмененную материнскую породу С. Она более светлая, залегают гипс и легкорастворимые соли (с 2 м).

Профиль каштановой суглинистой почвы имеет следующее строение: А — гумусовый горизонт, каштановый с буровато-серым или коричневато-серым оттенком, пороховато-мелкозернистой структуры, нередко с поверхности слоеватый; мощность 15—30 см;

АВ1 — слабее прокрашенный гумусом горизонт, серовато-бурый, комковатый или призмовидно-комковатый, обычно вскипает от НС1; мощность около 10 см;

АВ2 — неоднородно окрашенный, с темными серовато-бурыми гумусированными языками на буровато-палевом фоне, призмовидно-крупно-комковатый; характерны ходы крупных червей, редкие кротовины; вскипает от НС1; мощность около 10 см;

Вса — буровато-желтый, плотный, призмовидный или призмовидно-ореховатый, пропитанный карбонатами; карбонаты выделяются в виде обильной белоглазки, прожилок или мучнистых скоплений в зависимости от термического режима и свойств почвообразующих пород; мощность 50—100 см;

Bcs — более светлый и однородный по окраске, более рыхлый, с очень редкими выделениями карбонатов и вкраплениями гипса в виде друз, гнезд, прожилок; в нижней части горизонта выделения легкорастворимых солей; в почвах некоторых фаций и провинций этот горизонт отсутствует;

С — материнская порода.

Классификация каштановых почв. 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 + B ₁ более 50 см), среднемощные (30-50 см), маломощные (20-30 см) и маломощные укороченные (менее 20 см); несолонцеватые виды, содержащие поглощенного натрия в горизонте B ₁ менее 3 % емкости поглощения, слабосолонцеватые — 3-5, среднесолонцеватые — 5-10 и сильносолонцеватые — 10-15 %.

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 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-каштановых 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 В ₁, 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.

Агрохимические свойства: содержание гумуса – 2 – 5 %, гуматного типа (но соотношение С_ГК: С_ФК меньше, чем в черноземах), реакция верхних горизонтов слабощелочная (рН_КСl 7,2 – 8,0), Т – 8 – 40 мг×экв/100 г почвы, высокая насыщенность основаниями, в составе поглощенных оснований Са (70 – 75 %), Mg (20 – 25 %), Na до 4 %. Наличие поглощенных натрия и калия сказывается на структуре почв – она менее водопрочная.

Каштановые почвы обладают высоким естественным плодородием и при высокой агротехнике дают хорошие урожаи. Главный недостаток – небольшое количество влаги, поэтому в этой зоне еще более актуальными являются мероприятия по накоплению влаги: снегозадержание, посадка лесополос, особые агротехнические приемы, оросительная мелиорация. Большое значение имеют мероприятия по охране каштановых почв от ветровой эрозии (так как здесь часто дуют сильные ветры), лучше их использовать как пастбища. Засоленные почвы улучшают гипсованием, внесением органических удобрений.

  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 сильнодефлированных почв.

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.