Реферат: Чернозёмы карбонатные в Молдавии

Российскоегосударственное учреждение высшего профессионального образования

РоссийскийУниверситет Дружбы Народов

Аграрныйфакультет

Дисциплина:почвоведение

Курсоваяработа на тему:

чернозёмыкарбонатные в Молдавии

Группа:САБ-2.13

Выполнила:……. Е.М.

Проверил:……. В.М.

Москва2006

Содержание

1.        ВведениеФакторы почвообразования:

2.1            Климат

2.2            Почвообразующие породы

2.3            Растительность

2.4            Биологическиеособенности

2.        Свойства почв:

3.1     Карбонатность

3.2     Органическое вещество

3.3     Химическийи минералогический состав

3.4     Гранулометрический состав

3.5     Строение чернозёмов

3.6     Почвенный раствор

3.        МикроэлементыСельскохозяйственное использование

4.        Заключение

5.        Список литературы

 

1.        Введение

Черноземы Молдавии издавна представляливажнейший объект для всесторонних исследований; особое внимание они привлекаютк себе в настоящее время.

Черноземы карбонатные широкораспространены в Молдавии и занимают 654,3 тыс. га, или 19,38% территории. Онишироко представлены на равнинах и пологих склонах южных степейМолдавии, распространены на наиболее молодых надпойменныхтеррасах Днестра, Прута и малых рек, по которым продвигаютсядалеко на север. Это самые молодые в геологическом отношениипочвы. По грануло­метрическому составу они преимущественнотяжелосуглини­стые и суглинистые.

Черноземы карбонатные — наиболее сухие итеплые почвы.

Характеризуются наличием карбонатов вповерхностном слое, щелочной реакцией по всему профилю, повышенным известковымпотенциалом, заметной оглиненностью профиля, относительно незначительнойгумусированностью при довольно большой мощности гумусового горизонта, глубинойвскипания от HCl с 0 см. Эти признаки позволяют выде­лять их на уровне самостоятельного подтипа.

2.        Факторы почвообразования

 

2.1     Климат

Климат характеризуется тёплым летом иумеренно холодной зимой. Неоднородность климата проявляется в различнойобеспеченности теплом в период вегетации, в зимних температурах и характереувлажнения. По мере движения с запада на восток уменьшается количество тепла,нарастает континентальность климата, снижается количество осадков.

Количество атмосферных осадковобеспечивает успешное произрастание травянистой растительности и её высокуюконкурентную способность по отношению к древесным растениям. Естественное увлажнениестепной зоны обеспечивает успешное богарное (неорошаемое) земледелие, хотя вотдельные годы возможны засухи. Выпадающие осадки определяют периодическипромывной водный режим почв, т.е. в отдельные влажные годы почва и коравыветривания промывается до грунтовых вод и освобождается от легкорастворимыхсолей и гипса. В годы с пониженным количеством осадков происходит промачиваниепочв только до определенной глубины без смыкания с грунтовыми водами. При такомводном режиме карбонаты остаются в почве и коре выветривания, т.к. ихрастворимость в воде незначительная, в то же время почвенно-грунтовая толщачасто освобождается от легкорастворимых солей и гипса. Карбонаты Са2+и Mg2+ предопределяютщелочную реакции среды.

Температурные условия определяют периодичностьбиологической активности биогеоценозов. Характерен период зимнего покоя (2-5месяцев). Наибольшая активность живого вещества наблюдается в мае.Весенне-летне-осенний период обеспечивает длительный период вегетации растенийи обилие ежегодно синтезируемой биомассы. Однако среднесуточные летние температуры,не превышающие 25оС, зимний покой, ранневесенняя и позднеосенняяпрохладная погода не способствуют глубокому преобразованию минеральной корывыветривания и почв, характерному для тропических и субтропических условий. Длястепной зоны типично образование сиаллитной коры выветривания, обогащеннойвторичными глинистыми минералами.

2.2     Почвообразующие породы

Они в основном представлены лессовиднымиглинами и суглинками.

Характерная черта практически всехпочвообразующих пород – карбонатность. Содержание CaCO3 влессовидных отложениях 6-8%. Это влияет на характер почвообразования и создаетблагоприятные условия для развития травянистой растительности.

 

2.3     Растительность

Облик растительности степей представляетсяследующим образом. Наиболее красочна луговая степь  со значительной долейразнотравья и бобовых. Широко распространены: пырей, мятлики, ковыли, степныеовсы, костры, лядвенец, клевер, люцерна, вьюнки, и многие другие.Растительность разнотравно-ковыльных степей  составляют узколистные дерновинныезлаки – ковыли, типчак, тонконог и другие с широким участием разнотравья.Характерны для степей однолетние эфемеры, отцветающие и отмирающие весной имноголетние эфемероиды, у которых после отмирания надземных частей остаютсяклубни, луковицы, корневища. Типчаково-ковыльные степи формировались в болеезасушливых условиях и характеризовались менее мощной и разнообразнойрастительностью, основными представителями которой являлись ковыли, типчак,тонконог, житняки, а из бобовых и разнотравья: донники, люцерны, шалфеи,зверобой, полынь австрийская и другие. Меньшая фитомасса и проективное покрытиерастительности типчаково-ковыльных степей, широкое участие в травостое эфемерови эфемероидов, а также полыни – следствие заметного здесь дефицита влаги.

Степная растительность образует сплошнойтравянистый покров, полностью скрывающий почвенную поверхность. Основнаябиомасса сосредоточена в корневых системах растений (около 60-80%). Образноговоря, травы живут в основном в почвенной массе. Ежегодно синтезируемаябиомасса отмирает на 95% этом же году, т.е. практически полностью превращаетсяв растительные остатки и поступает в биологический круговорот, подвергаясьминерализации и гумификации.

Примечателен химический составтравянистой растительности. Характерно высокое содержание белковых и другихпитательных веществ для травоядных животных веществ (углеводы, жиры и др.), чтосоздаёт предпосылки для успешного существования первичных консументов.

Травянистая растительность накапливает всвоей биомассе значительное количество зольных элементов (Ca, Mg, K, Na, P и др.). Высокая зольность обеспечивает полнуюнейтрализацию всех кислот, образующихся при минерализации и гумификации.

Высокое содержание протеина в растительныхостатках и другие благоприятные факторы способствуют успешной жизнедеятельностимикробных форм микроорганизмов.

2.4     Биологическиеособенности

Щелочнаяреакция, обогащенность СаСО3, хорошая аэрация, повышенная сухость Чк и другие свойства существенно влияют на развитие в них микроорганизмов имезофауны. Численность последней, в том числе и червей, в карбонатном черноземениже, чем в любом другом представителе типа. По средним данным, полученным вМолдавии, на 1 м2 приходится 38 представителей мезофауны, из них 14червей (в обыкновенных – 44 и 23, типичных – 61 и 30).

Поматериалам, собранным в Башкирии, карбонатные черноземы значительно уступаютвыщелоченным по численности микронаселения и содержат в среднем аэробныхмикроорганизмов 65,4, анаэробных – 31,5 и споровых – 21,5 млн./1г почвы.Споровых м/о в Чк в два раза больше, чем в выщелоченных. Этосвидетельствует о том, что для микроорганизмов в Чк складываютсяжесткие условия обитания (Почвы Башкирии, 1973).

Экспериментальнопоказано, что наличие СаСО3 в почве положительно сказывается наразвитии азотобактера и, следовательно, на фиксации азота (Сабельникова, 1960).Действительно, по интенсивности развития этого микроба карбонатные чернозёмыМолдавии вдвое превосходят обыкновенные и втрое – типичные (Черноземы СССР,1974).

3.   Свойствапочв

 

3.1     Карбонатность

При исследовании СаС03в разных подтипах черноземов выявлена следующаякартина (Клещ, 1964; Крупеников, 1967; Мокану, 1973;Синкевич, 1973).Дополним это данными по влияниюгранулометрическогосостава в разрезе пяти его градаций (рис.1). Из рисунка виднаоднотипность в средних величинах по различным глубинампочвенногопрофиля. Однако связь с гранулометрией все жепрослеживается. До глубины 50 см различия между разновидностями невелики, но ниже заметно, что более тяжелые содержат больше карбонатов: первое местозанимают тяжелосуглинистые, последнее- легкосуглинистые; для них характеренвибрирующий ход профильного распределения карбонатов, что, вероятно,объясняется изначальной неоднородностью почвообразующего субстрата.

/>Рис. I. Профильное распределение содержания СаС03 вчерноземе карбонатном:

I — пылевато-тяжелосуглинистые; 2 — тяжелосуглинистые; 3 — пылевато-суглинистые; 4 — суглинистые; 5  - легкосуглинистые;6 – супесчаные

 

В пахотном слое содержится в среднем 2,9%СаСО3. Количество СаСО3 резко повышается на глубине 60-90 см, глубже оно выравнивается и колеблется в пределах 12-14%. Среди описываемых черноземовпрактически нет резко обогащенных СаСО3 с самой поверхности. Однакона глубине  50-60  см  более  40%  разрезов  содержат  больше

Глубина, см

[CaCO3]

0-20

30-40

40-50

50-60

70-80

90-100

110-120

140-150

190-200

2,9

5,5

6,7

8,2

12,1

13,1

12,5

11,2

11,6

10% карбонатов. В более глубоких слояхнаблюдается сравнительно выровненная картина. Следует сделать вывод, чтокарбонатность этих черноземов носит в пределах разновидности однотипный,компактный характер.

 

Таблица 1. Содержание CaCO3в черноземе карбонатном суглинистом,%

По массовым определениям объемного веса и карбонатов исчислены их запасы(в т/га) в отдельных слоях ряда подтипов чернозёмов (рис.2). Из зональныхподтипов они занимают первое место по запасам карбонатов в слоях 0,5, 1 и 1,5 м; лишь черноземы солонцеватые (переходный подтип) перекрывают их. Сопоставим по послойнымзапасам СаС03 черноземы карбонатные и обыкновенные, стоящие вэволюционном ряду на следующем месте. В слое 0,5 м отмечено подтиповое диагностическое различие обеих почв, которое сохраняется в метровой и дажеполутораметровой толще. Из этого следует, что проходит или происходило впрошлом не только перераспределение карбонатов в ее пределах, но и частичный ихвынос в более глубокие слои.

Влияние гранулометрического состава на запасы СаС03 в почве видно изрис.2 (правая сторона). В легкосуглинистых разновидностях их меньше, а востальных запасы близки между собой. Для черноземов обыкновенных установленааналогичная закономерность, но по всем категориям гранулометрического составазапасы заметно ниже.

/>Рис.2. Запасы СаСО3 вчернозёмах Молдавии, т/га

I— подтипы чернозёмов:

1 – карбонатные,

2 – обыкновенные,

3 – ксерофитно-лесные,

4 – типичные,

5 – выщелоченные,

6 – оподзоленные,

7 – слитые;

II– карбонатные,

III– обыкновенные

а — легкосуглинистые,

б – суглинистые,

в – пылевато-тяжелосуглинистые,

д – тяжелосуглинистые

 

Для агрономическойоценки почвы важное значение имеют связанные с её карбонатностью показателиактивности ионов кальция и известкового потенциала. В.Г.Унгурян и М.Ф.Сафроновав 1973, используя соответствующую методику (Крупский и др., 1967), провелисравнительное изучение этих показателей по профилю ряда почв Молдавии:карбонатные чернозёмы, в сравнении с другими их подтипами, имеют наивысшуюактивность ионов кальция даже в нижних горизонтах, где все являютсякарбонатными (рис.3). Что же касается величины известкового потенциала, то онавыражается близкими значениями для разных чернозёмов, а именно: рН – ½,рСа – 5-7 (Унгурян, Сафронова, 1973). В литературе имеются также сведения осодержании в карбонатных чернозёмах так называемых «активных карбонатов»(Мокану, 1973).

Под влияниемСаСО3 среднее значение рН в слое 0-40 см карбонатных чернозёмов составляет 7,48 при максимуме 8,7 (Чернозёмы СССР, 1974).

/>

Рис.3. Профильноераспределение активности ионов кальция (мг*экв/л почвенного раствора)в плантажированных черноземах:

1         –выщелоченные;

2          — обыкновенные;

3         –карбонатные.

Карбонатностьявляется главной диагностической особенностью Чк. Но важнейшей ихгенетической и одновременно агрономической характеристикой служит содержаниегумуса.

3.2     Органическоевещество

Глубина, см [гумус]

0-20

20-30

30-40

40-50

50-60

60-70

70-80

90-100

110-120

120-130

140-150

190-200

3,47

3,38

2,97

2,63

2,25

1,94

1,72

1,25

1,15

0,77

0,59

0,53

Известно, чтосредняя многолетняя урожайность большинства культур тесно коррелирует c количеством гумуса в почве, егозапасами и мощностью гумусового горизонта; Чк не составляет в этомсмысле исключения (Гаврилюк, 1974; Лунева, Рябинина, 1976). Содержание ипрофильное распределение гумуса приведены в таблице 2.

Таблица 2. Содержание гумуса в черноземе карбонатномпылевато-тяжелосуглинистом, %

Несколько пониженное содержание гумуса,в карбонатных чер­ноземах является следствиемприсутствия СаС03 с поверхности. Тем не менее, их гумусовый профильне специфичен, является типичночерноземным и отражает особенности современной биоклиматической обстановки, что хорошо показано В.Р.Волобуевым(1973).

Сведения по качественному составу гумуса карбонатных черноземовнемногочисленны. По единичным данным он более фульват­ный, чем вдругих подтипах, и Сг: Сф равно 1,5:2,0 (Крупеников, 1967). С глубиной доляфульвокислот нарастает, и кривая их про­фильного хода пересекаетсяс кривой гуминовых кислот, образуя так называемые«ножницы» В.В.Пономаревой (1974). В карбонатных черноземах точка пересечениярасположена выше всего (Крудена­ков,Ганенко, 1970; Черноземы СССР, 1974), что свидетельству­ет о стадийнойих молодости.

Содержаниегумуса с глубиной падает очень плавно: в пахотном слое его 3,47%, на глубине40-50 см – 2,63, на метровой глубине – 1,25%. Следовательно, почва относится ккатегории мощных.

Таковы жеболее тяжёлые и более лёгкие разновидности (табл.3.). Суглинистые карбонатныечерноземы принадлежат уже не к малогумусным, а к слабогумусированным (2,8% гумусав слое 0-20 см).

Таблица 3.

Содержание гумуса вкарбонатных черноземах разного гранулометрического состава

Механический состав Глубина, см 0-20 40-50 90-100 140-I50 Тяжелосуглинистый 4,05 2,74 1,26 0,46 Пылевато-тяжелосуглинистый 3,47 2,63 1,25 0,59 Суглинистый 2,80 2,19 1,12 0,39

Вплантажированных карбонатных черноземах происходит искусственная инверсия впрофильном распределении гумуса, но в целом его запасы уменьшаются мало(табл.4). Сопоставляя их с пашенными черноземами (см. табл.2), видим, что слой0-20 см обедняется гумусом примерно на 0,5%. Начиная с 30-40 см его содержание в обоих случаях, примерно, одинаковое. Правилен вывод, что плантажная вспашка,применяемая перед посадкой винограда, выравнивает количество гумуса в слое 0,5 м (Унгурян, 1973).

Глубина, см [гумус]

0-20

30-40

40-50

60-70

90-100

2,88

2,81

2,67

1,82

1,13

Таблица 4.Профильное распределение гумуса в черноземах карбонатных плантажированных, %

3.3 Химический и минералогический состав

Валовой химическийсостав карбонатных черноземов по полной схеме изучен для многихразрезов во всех рассмотренных геогра­фическихобластях. Отмечается достаточно строгая стабильность в профильном распределении основных окислов и величин отношений SiO2:R2O3;SiO2: Аl2О3 и SiO2:Fe2O3.Выявляется вторичная аккумуляция ряда биологически важных элементов в верхнихгоризонтах.

Минералогический состав карбонатных черноземов изучен в МолдавииАлексеевым в 1971. Эти исследования показали, что по сравнению с другими подтипами чернозема карбонатныйхарактеризуется наименьшей преобразованностью своей минеральной части, наиболее высоким содержанием полевыхшпатов в составе частиц крупнее 0,001 мм (особенно плагиоклазов) и слюд. Так, в горизонте А Чк содержится 9,8% мусковита (Алексеев, 1971).

Эти данные наводят на мысль опервичности карбонатных чер­ноземов в эволюционномряду их подтипов. Она подтверждается и количественнымисопоставлениями состава глинистых минералов в разных черноземах. Карбонатный чернозем характеризуется аккумулятивнымтипом глинистого профиля, поскольку здесь глинообразование превалирует над разрушением глинистых минералов. Содержаниеглинистых минералов увеличиваетсявверх по профилю и обусловленонакоплением смектита и илпита.

Глинообразование в этих почвах осуществляется в условияхвысокого нагрева поверхностных горизонтов и периодического их увлажнения, непромывного водного режима, щелочнойреакцией и вы­сокими  концентрациямирастворов. Повышение температуры и периодическое увлажнениесопровождается гидролитическим выветриванием.Происходит слабое выщелачивание оснований (Nа,К, Са, Mg, Fе). Слоистые силикатыпретерпевают трансформацию. Накопление глины обусловлено дегидратацией слюд, впервую очередь серицита и триоктаэдрической слюды. Неустойчивый иллит-смектитпереходит в смектит, чем обусловлено снижение его содержания в верхнихгоризонтах. Продукты гидролиза – Al2O3 и SiO2 – осаждаются основаниями также с образованиемсмектитовой фазы (Алексеев,1971; Алещенко, 1973).

 

3.4                  Гранулометрический состав

Глубина, см [<0,001мм]

0-20

20-30

40-50

70-80

80-90

110-120

140-150

160-170

180-200

260-300

300-350

350-400

24

25

24

23

24

23

20

21

19

17

18

15

Сведения о гранулометрическом составе и физическихсвойствах ЧК Молдавии опубликованы в двух опубликованных работах(Агрофизическая характеристика, 1977; Атаманюк и др., 1977) Данные, полученныепо профильному распределению ила для четырёхметровой толщи черноземовкарбонатных суглинистых, приведены в таблице 5.

 

Таблица 5. Статистическиехарактеристики содержания фракции <0,001 мм в черноземе карбонатном суглинистом, %

Первый метрравномерно насыщен илом (23-25%), глубже его содержание начинает падать (140-150 см – 20%, 350-400 см – 15%), т.е. наблюдается вторичное оглинивание гумусированной частипочвенного профиля (Черноземы СССР, 1974).

МикроагрегированностьЧк Молдавии высокая: выход свободного ила по отдельным разрезам непревышает 2% (Крупенников, 1967), по многочисленным данным, в слое 0-20 см он составил 1,48%, до 150 см – 0,62-1,17% (Атаманюк, и др., 1977). Отмечена слабая тенденциявозрастания плотности в слое 0-20 см, которая в среднем для рядагранулометрических групп составляет 1,20; соответственно общая порозность равна54,6%.

Различия вфизических свойствах в сравнении с другими представителями типа при том жегранулометрическом составе незначительны, однако Чк имеют худшиефизические свойства. Вероятно, здесь оказывает влияние карбонатности споверхности.

 

/>/> Рис.4. Вещественный составкарбонатных черноземов:

/>1 — гумус, %;

/>2 – СО2,<sub/>%;

3 — Са2++Mg2+, мг*экв/100 г почвы;

/>/>4 — ил, %;

5 — рН