креционным слоем; 4) высокая ожелезненность всего профиля; 5) низкая емкость катионного обмена; 6) низкая гумусированность при резком падении содержания гумуса с глубиной и его фульватном характере; 7) высокая кислотность всего профиля, как актуальная, так и потенциальная, высокая ненасыщенность
почвы; 8) резкая дифференциация |
профиля |
по глине и илу; |
9) сиаллитный состав минеральной |
массы при |
каолинитово-полу- |
торооксидном составе илистой фракции. |
|
|
Формирование таких почв связывается с двумя факторами, имеющими определяющий характер на общем фоне элювиального почвообразования: грунтовый боковой привнес железа и его осаж дение в соответствующих почвенно-геохимических условиях и пе ременный (пульсационный) окислительно-восстановительный ре жим. Данные ландшафты (серия древних плоских речных или морских террас) являются геохимическим барьером для железа, а пульсационный окислительно-восстановительный режим способ ствует конкрециеобразованию. Возникающие в этих условиях железистые конкреционные прослои относятся к типичным лате ритам, столь характерным для подобных почвенно-геохимических ландшафтов тропического пояса.
Потенциальное плодородие этих почв крайне низкое. Они име ют неблагоприятные физические свойства и бедны элементами минерального питания растений, а конкреционный слой, если под ходит близко к поверхности, требует взрывных работ для раз рыхления. Освоение этих почв и окультуривание возможны лишь при больших капитальных затратах и постоянно высоких дозах органических и минеральных удобрений. Слабая естественная дренированность приводит к необходимости применения соот ветствующих мелиоративных работ, причем в зависимости от специализации земледелия может требоваться как поверхностный, так и глубокий дренаж.
11.3. Железистые тропические почвы
Железистые |
тропические |
почвы |
под |
данным |
названием |
(sols ferrugineaux |
tropicaux) |
впервые |
были |
выделены |
в Африке |
французскими и бельгийскими почвоведами, проводившими широ кие почвенно-географические обследования в бывших колониаль ных странах континента в послевоенный период и отделившими их от более сухих саванных ожелезненных почв — феррисолей (ferrisols), с одной стороны, и от более влажных типичных ферраллитных почв (ferralsols), с другой.
Судя по сводке Е.В.Лобовой и А.В.Хабарова (1983), почти 50% всех площадей этих почв сосредоточено в Африке, около четверти в Евразии и понемногу они встречаются на всех других континентах. Они составляют половину площадей всех ферсиаллитных почв мира и должны быть, таким образом, их типичными представителями. Однако, несмотря на это, изучены
208
они в наименьшей степени и характеризуются лишь отрывочными
данными для тех или иных районов. В СССР таких |
почв нет. |
В значительной степени это почвы высоких равнин, |
лишь ред |
ко выходящие в низкие предгорья. Формируются под листопад ными или полулистопадными тропическими лесами, частично пар ковыми, и высокотравными саваннами тропического пояса, окру жающими экваториальный пояс дождевых тропических лесов. Это переходная полоса от влажных тропиков к сухим саваннам, где количество атмосферных осадков составляет 1000—1300 мм, а су хой сезон длится 3—4 мес.
Для профиля железистых тропических почв характерна рав номерная красная окраска, особенно яркая в горизонте В, который может быть как текстурным Bt, так и структурным Вт. Красная окраска связана с большим содержанием свободных оксидов железа, которые аккумулируются при выветривании вместе с глиной и равномерно распределяются в профиле, часто сегре-
гируясь в |
мелких конкрециях. |
|
Глинистый материал этих почв имеет каолинитово-иллитовый |
||
состав |
при отсутствии гиббсита и характеризуется отношением |
|
SiО2:Al2 |
О3 |
> 2,0, что вместе с большим резервом первичных невы- |
ветрелых |
минералов является свидетельством их сиаллитного ха |
|
рактера. Поскольку сиаллитный характер минеральной массы со четается с высоким содержанием железа, эти почвы обоснован но относятся к ферсиаллитным. Иногда их относят к ферраллити-
зованным |
или слабо |
ферраллитизованным, желая подчеркнуть |
их переходный характер к типичным ферраллитным почвам. |
||
Обычно |
профиль |
этих почв недифференцированный либо |
слабо дифференцирован по элювиально-иллювиальному типу, при чем никогда не имеет морфологически выраженного элювиального горизонта Е. Французские и бельгийские почвоведы (Р. Меньен, Ж. Л. Д'Ор) полагают, что дифференциация глины в этих почвах связана с процессом лессивирования, что проявляется в появлении глинистых натеков, включая глинистые пленки, на гранях струк турных отдельностей и в тонких порах в горизонте В, который часто проявляется как горизонт Bt (рис. 52).
В связи с каолинитово-иллитовым составом глинистого мате риала емкость катионного обмена железистых тропических почв невысокая (10—20 мг-экв/100 г), но насыщенность основаниями обычно превышает 50, часто достигая 80—100%. В составе обмен ных катионов ведущую роль играют кальций и магний.
Основная масса оксидов железа в профиле распределена равномерно в почвенном материале, однако часть их связана в конкрециях, разбросанных по всему профилю. В горизонте В иногда отмечается максимум аккумуляции оксидов железа вплоть до образования железистого панциря, который при выходе на поверхность в результате смыва верхних горизонтов отвердевает, превращаясь в непроницаемую кирасу. По наблюдениям Ж. Обера в Гане такие плотные поверхностные железистые кирасы образу ются в течение 2—3 лет после сведения леса, в результате чего
209
Рис. 52. Профильная характеристика железистой тропической почвы
почва становится бесплодной и непригодной для земледелия. В целинных условиях горизонт А железистых тропических почв содержит 2—3 % гумуса; мощность этого горизонта дости гает 20—30 см. Гумус гуматно-фульватный, отношение Сгк:Сфк = 07—0,9. В распахиваемых почвах содержание гумуса снижается и он становится фульватно-гуматным.
Реакция почвы слабокислая во всем профиле, но рН несколько растет с глубиной, достигая максимума в коре выветривания, где имеется резерв оснований.
Характерна массивная структура почвы в горизонтах А и В, но в наиболее гумусированных видах в горизонте А она может быть и более оформленной, комковатой.
Согласно И.А.Денисову (1971), железистые тропические поч вы обладают удовлетворительными физическими свойствами, в частности имеют высокую фильтрационную способность вслед ствие большой порозности и, соответственно, хорошо аэрированы. Этому способствует высокая микроагрегированность почвы вслед ствие склеивания тонких глинистых и песчаных частиц оксидами железа. Плотность горизонта А под лесом составляет 1,0—1,2 г/см3, но ниже по профилю возрастает, достигая 1,3—1,4 г/см3 в горизон те В, который всегда несколько уплотнен.
В зависимости от состава исходных почвообразующих пород эти почвы в разной степени обеспечены элементами минерального питания растений. Среди них выделяется группа эутрофных почв на богатых ферромагнезиальными минералами породах, а есть и очень бедные почвы на элювии песчаников или кварцитов. Во всех
210
случаях отмечается низкая обеспеченность доступным фосфором из-за связывания его железом.
Почвы хорошо дренированы, однако на нижних частях склонов формируются железистые тропические глеевые почвы с избыточ ным фунтовым увлажнением. В соответствующих геохимических условиях (перегибы склонов, нижние части склонов) в железистых тропических почвах часто формируются латеритные панцири, обычно конкреционного характера.
Как правило, железистые тропические почвы используются под плантационные культуры — кофе, какао, бананы, фруктовые деревья, реже для полевого земледелия. Урожайность полевых культур (хлопчатник, сорго, ячмень, картофель, арахис) низкая при преобладающей отсталой технологии земледелия в большин стве стран тропиков.
С целью предохранения почвы от эрозии и поверхностного панциреобразования распространена теневая культура земледелия (выращивание культур под тенью оставленных при сведении леса или специально выращенных деревьев), а в настоящее время интенсифицируется внедрение агролесоводства — совместного вы ращивания леса и культурных растений. Для защиты почвенной поверхности от размывания ливневыми осадками и прокаливания солнцем применяется мульчирование различными органическими материалами.
11.4. Красно-бурые саванные почвы
Это наиболее типичные почвы сухих саванн тропического пояса в районах с продолжительностью сухого сезона 6—7 мес и годовой суммой осадков 800—1200 мм. Особенно широко они распространены в Африке, Австралии и в Юго-Восточной Азии, преимущественно на хорошо дренированных высоких равнинах, значительно реже в горных районах.
Сухие саванны тропиков довольно резко различаются по сво ему облику, варьируя от классической формы травянистых пространств с редко разбросанными зонтичными акациями до ксерофитных редколесий и кустарниковых зарослей с опадающей на сухой сезон листвой.
Для гидротермического режима саванн характерны постоянно высокая температура и резко меняющееся по сезонам увлаж нение: среднегодовая температура 24—28°С; коэффициент увлаж нения во влажный сезон 0,6—0,8, а в сухой 0,3—0,4; многие месяцы осадков не бывает вовсе, а в сезон дождей характерны мощные ливни. Такой специфический режим определяет особен ности выветривания и новообразования минералов, а также мигра
ционные процессы. |
|
|
Весьма специфичен здесь и биологический круговорот |
веществ, |
|
характеризующийся высокой емкостью |
и интенсивностью. Дело |
|
в том, что тропические саванны — это |
области особенно |
высокой |
211
плотности жизни, высоких экологических пирамид, длинных пищевых цепей. Годичная продуктивность естественного расти тельного покрова достигает здесь 80—100 ц/га, а запас биомассы 500—1500 ц/га, причем в составе биомассы существенную роль играет зоомасса.
Травянистая растительность ежегодно продуцирует большую фитомассу, как наземную так и подземную, но она в значительной мере в тот же год уничтожается, с одной стороны, в длинных пи щевых цепях, для которых характерно особенно большое потреб ление и рассеяние энергии, а с другой, — при интенсивной мине рализации в сухой жаркий сезон. Здесь особенно много консументов первичной биологической продукции: наземную фитомас су интенсивно потребляют обильные травоядные крупные млеко питающие — слоны, носороги, зебры, жирафы, антилопы, обезья ны, за спиной которых стоит большая группа хищников — львы, гепарды, гиены, шакалы. С другой стороны, здесь исключительно обильны термиты, интенсивно потребляющие как подземную, так и надземную фитомассу, причем не только отмирающую, но и живую.
Все это приводит к тому, что органическое вещество в этих экосистемах не аккумулируется ни в подстилке, ни в почве в отли чие от травянистых экосистем лугов и степей. Горизонта О у крас но-бурых саванных почв нет, а содержание гумуса в горизонте А обычно 1,5—2, редко достигая 3%. Распределение гумуса по про филю очень равномерно убывающее: на глубине 60—70 см его содержание может быть до 1%. Еще одно существенное отличие
от |
луговых и |
степных почв — фульватный |
характер гумуса |
(Сг к |
:Сф к = 0,3-0,5). |
|
|
Указанными |
экологическими особенностями |
(факторами вы |
|
ветривания и почвообразования) определяется и специфика соста ва и строения красно-бурых саванных почв, для которых харак терны следующие особенности (рис. 53).
Рис. 53. Профильная характеристика красно-бурой саванной почвы
212