В какой природной зоне содержится наибольшее количество гумуса

Содержание гумусовых веществ в почвах является характерным генетическим и классификационным признаком для каждого из известных типов почв. Изменение содержания перегноя в почвах происходит крайне медленно, являясь результатом не временных обстоятельств, а сложной и длительной предшествующей истории почвообразовательного процесса и взаимодействия почвы с внешней средой. Для каждого почвенного типа установлено определенное стабильное содержание гумуса в верхних горизонтах почвы и устойчивый тип распределения его запасов по профилю. Каждый тип почв вместе с тем характеризуется определенным качественным составом гумуса: соотношением гуминовых кислот и фульвокислот, строением их молекул и формами их органо-минеральных соединений (табл. 53).

Для черноземных почв типично содержание гумуса в количестве 8—10% в верхнем горизонте и медленное, постепенное уменьшение в нижних горизонтах. Мощность гумусовых горизонтов в черноземных почвах составляет не менее 1—1,5 м, а в черноземах Украины и Кубани достигает иногда 2 м и больше.
Почвы пустынных степей — сероземы — содержат, ничтожное количество гумуса — 1—2%, резко уменьшаясь при переходе от верхних горизонтов почвы к нижним, при этом мощность гумусовых горизонтов в них не превышает 30—40 см. А в такырах — типичных почвах глинистых пустынь — гумус содержится лишь в верхнем корковом микрогоризонте в количестве 0,5—1%. Органическое вещество почв пустыни и полупустыни и по химическому составу резко отличается от органического вещества черноземов. Если в составе гумуса черноземных почв преобладают гумины и соединения гуминовой кислоты, то в сероземных и такырных почвах заметная роль принадлежит соединению фульвокислот. Соответственно и окраска гумусовых горизонтов почв пустыни отличается от окраски черноземов.
В дерново-подзолистых и подзолистых почвах, расположенных к северу от черноземов, содержание гумуса и мощность гумусовых горизонтов также резко уменьшаются. Верхние горизонты дерново-подзолистых и подзолистых почв содержат от 1 до 5% гумуса, нижележащие горизонты, затронутые подзолообразовательным процессом, содержат лишь десятые доли процента гумуса и отличаются вследствие этого белесой светло-серой окраской. Органические вещества здесь представлены соединениями фульвокислот, характеризующимися высокой подвижностью.
Значительно содержание гумуса в дерново-луговых, пойменных и дельтовых почвах (до 12—14%), а также в горно-луговых почвах, где оно иногда достигает 15—25%. Однако мощность гумусовых горизонтов дерново-луговых и горно-луговых почв обычно невелика.
В географическом распределении гумусовых веществ в почвах устанавливается определенная закономерность (рис. 60). Максимальной величины накопление гумуса достигает в типичных мощных черноземах. Здесь складываются наиболее благоприятные гидротермические и биохимические условия, обеспечивающие высокую продукцию свежего органического вещества, умеренную активность микроорганизмов, консервацию и сохранение гумуса в почвах.

К югу и северу от черноземной зоны сочетание гидротермических и биохимических условий неблагоприятно как для синтеза перегноя, так и для его накопления и сохранения. В полупустынных и пустынных зонах годовая продукция растительной массы никогда не достигает больших величин. Вместе с тем органическое вещество здесь быстро минерализуется. К северу от черноземной зоны отмечается преимущественное накопление фульвокислот, отличающихся большой подвижностью и не аккумулирующихся в почвах. В северных зонах России при высокой кислотности и заболоченности почв происходит накопление полуразложившегося и неразложившегося органического вещества в виде торфа.
М.М. Кононова показала, что природа гумуса различных типов почв глубоко различна. Основываясь на содержании гумуса в верхнем горизонте, на отношении Сгк:СфК, на количестве подвижных гумусовых кислот и их оптической плотности2 (E4:E5), М.М. Кононова различает три типа гумуса (см. табл. 53).
Первый тип отличается резким преобладанием фульвокислот (Сгк:СфК колеблется в пределах 0,5-0,8), почти стопроцентной подвижностью гумусовых кислот и большой величиной их цветового коэффициента (E4:Е6 = 4,5; 5,5). Последнее свидетельствует о слабой конденсированности ароматического ядра и близости к фульвокислотам. Высокие гидрофильность и дисперсность гумусовых кислот обусловливают склонность к образованию внутрикомплексных соединений с поливалентными катионами и способность передвижения внутри почвенного профиля в водных растворах. Агрессивность и мобильность гумуса первого типа способствует развитию процессов элювиирования, подзолообразования, фераллитизации, аллитизации.
Второй тип гумуса, гумус черноземов, темных луговых и темно-каштановых почв, характеризуется превалированием гумусовых кислот (отношение Cгк:Сфк=1,5—2,5). Подвижные формы гумусовых кислот составляют 10—20% общего содержания. Гумусовым кислотам второго типа гумуса свойственны низкие значения цветового коэффициента (3,5—4). В молекулах гумусовых кислот этого типа ароматические структуры преобладают над алифатическими, что обусловливает их гидрофоб-ность, низкий порог коагуляции и неспособность к образованию внутрикомплексных соединений с железом, алюминием и другими катионами. Все это обусловливает инертность гумуса второго типа.
Третий тип гумуса (гумус бурых полупустынных почв), подобно первому типу, имеет фульвокислотный состав (Сгк:СфК колеблется в пределах 0,5—0,7), образование гуминовых кислот заторможено; оптическая плотность гуминовых кислот низкая (E4:E6 около 4,5); в отличие от первого типа гумуса в составе третьего типа гумуса гумусовые кислоты бурых полупустынных почв почти нацело (90%) соединены с минеральной частью почвы. Образование гумуса сопровождается почти полной нейтрализацией гумусовых кислот, прежде всего кальцием и магнием, которые присутствуют в этих почвах в большом количестве. Видимо, этим можно объяснить слабое воздействие гумусовых кислот на минеральную часть почвы. Гумус серых лесных почв занимает промежуточное положение между гумусом первого и второго типов, гумус светло-каштановых почв — между гумусом второго и третьего типов.
В зарубежной литературе широко применяется характеристика гумуса по морфологии. Она непременно дается при описании других морфологических свойств и учитывается при определении названия почв, их генетической принадлежности. При этом используются термины „мор“, „модер“ и „мюль“, впервые предложенные Мюллером для характеристики типа подстилки. В настоящее время их применяют при определении типа органического вещества подстилки и перегнойно-аккумулятивного горизонта. Классификацию типов гумуса по морфологии и характерным признакам предложил Дюшофур. В зависимости от условий образования гумус делят на две категории — образовавшийся в условиях аэробиозиса и в условиях анаэробиозиса.
В хорошо дренируемых почвах различают четыре типа гумуса.
Кальциевый мюль — гумус черноземов, каштановых, перегнойно-карбонатных и ряда других почв, сформировавшихся под травянистой растительностью на породах, обогащенных известью. Мюль — «сладкий» гумус — хорошо гумифицированное органическое вещество, образовавшееся в условиях повышенной биологической активности при трансформации растительных остатков беспозвоночными животными и бактериями. Для него характерна нейтральная реакция, С:N=10, полное включение органической массы в минеральный профиль, образование устойчивых органо-минеральных комплексов.
Лесной мюль — гумус лиственных лесов и пахотных почв после сведения лиственных лесов. По морфологии лесной мюль не отличается от кальциевого, но имеет меньшую степень насыщенности, pH около 5,5, отличается преобладанием бурых гуминовых кислот, отношением С:N от 10 до 20.
Модер — переходный тип гумуса от мюля к мору — гумус дерново-подзолистых, лёссивированных, горно-луговых и пахотных почв после сведения смешанных лесов. Модер включает в себя подстилку мощностью 2—3 см и перегнойно-аккумулятивный горизонт. Степень гумификации средняя, преобладают бурые гуминовые кислоты. В трансформации растительных остатков участвуют антроподы и ацидофильные грибы,, биологическая активность разложения растительных остатков средняя. Отношение C:N порядка 15—25. Органо-минеральные комплексы непрочные, контакт с минеральной частью почв неполный.
Mop — гумус почв хвойных лесов и вересковых зарослей. Mop — грубый кислый гумус — формируется в условиях низкой биологической активности, где заторможены процессы минерализации органического вещества. В трансформации растительных остатков принимают преимущественное участие ацидофильные грибы, при очень низкой активности беспозвоночных животных. В этих условиях накапливается мощная подстилка, в которой отчетливо выделяются три подгоризонта:
A0L — растительные остатки, сохранившие свою морфологию;
A0F — полуразложившиеся растительные остатки, переплетенные гифами грибов;
A0H — аморфное органическое вещество, почти не связанное с минеральной частью почвы.
Величина С : N для гумуса типа мор всегда больше 20, часто 30—40. Контакт с минеральной частью почвы очень слабый.
Для почв, формирующихся в анаэробных условиях, Дюшофур выделяет три типа гумуса: кальциевый торф, кислый торф и анмоор. Первые два типа фактически аналогичны торфяным горизонтам почв низинных и верховых болот. Термин „анмоор“ введен Кубиеной для характеристики органического вещества почв переменного увлажнения, оглеенных и глеевых почв. В формировании антмоора принимают участие водная фауна в период насыщения водой и аэробная в период аэробиозиса. Относительно высокой биологической активностью объясняется хорошее перемешивание органических и минеральных веществ. Степень гумификации слабая — гумифицировано меньше 30% органического вещества. Величина С:N больше 20. В то же время контакт гумифицированных веществ с минеральной частью почвы достаточно тесный. Типы гумуса в свою очередь подразделяются на ряд подтипов.
На основе приведенной классификации типов гумуса возможна расшифровка микроформ органического вещества в шлифах почв.

Это основная единица классификации почв, которая выделяется по характеру почвенного профиля. Первая Классификация почв была составлена в 1886 году В.В. Докучаевым, русским почвоведом. Он выделил для России 10 основных типов почв. В дальнейшем классификация становилась более сложной и подробной. Наиболее распространены сейчас зональные типы, образующие вместе с растительностью и другими компонентами ландшафта природные зоны (см. «Природные зоны»). Некоторые почвы не образуют зон, что связано с местными условиями рельефа и увлажнения, например, солончаки, солонцы. Особую группу составляют почвы, возникшие в результате окультуривания, то есть хозяйственного освоения площадей, прежде не пригодных для сельского хозяйства, — это осушенные торфяники, орошаемые сероземы и другие почвы. Современная классификация почв в своей основе имеет не только признаки и свойства почв, но и особенности их происхождения. 

Главные типы почв

Главными являются:

Тундрово-глеевые

Тундрово-глеевые почвы (4 % от общей площади почв Земли).

Расположены они в тундровой зоне и формируются в условиях постоянного переувлажнения при невысоких температурах короткого лета. Почвенный профиль этих почв развит слабо, его мощность всего 10-12, гумусовый горизонт маломощен, с плохоразложившимися органическими остатками. Для этих почв характерно явление оглеения почв.

Подзолистые

Подзолистые почвы (9%). Они залегают в зоне тайги и смешанных лесов. Формирование почв этого типа происходит в условиях континентального и умеренно континентального климата, при избыточном увлажнении и постоянном промыве просачивающимися водами. Подзолистые почвы содержат мало гумуса. В смешанных лесах, где в лесной подстилке больше трав, гумусовый слой развит лучше. Это дерново-подзолистые почвы. Подзолистые почвы требуют внесения удобрений. Из почвенного горизонта А2 вымываются глинистые частицы, оксиды железа и откладываются в нижнем горизонте.

Серые лесные

Серые лесные (9%) почвы. Это почвы широколиственных лесов и лесостепей. Они формируются в условиях умеренного климата. Гумусовый горизонт в них до 30 сМ, а содержание гумуса доходит до 9%, в соответствии с чем почвы делятся на светло- и темно-серые. Подзолистый горизонт выражен нечетко, в нем есть гумус.

Бурые лесные почвы. Эти почвы залегают в зоне широколиственных лесов. Формируются они в условиях умеренно теплого влажного климата. Более темная окраска бурых почв по сравнению с серыми лесными почвами объясняется накоплением во всех горизонтах глинистых минералов и оксидов железа. Гумусовый горизонт содержит 3-7% гумуса. Бурые лесные почвы обладают хорошей структурой. Многие сельскохозяйственные угодья расположены на этих почвах.

Коричневые почвы. Эти почвы расположены в зоне лесов субтропических районов и формируются в условиях сезонно-влажного климата (средиземноморского или муссонного). Обычно эти почвы глинистые, в их почвенном профиле нижняя часть гумусового горизонта уплотнена. Коричневые почвы содержат до 9% гумуса. Как правило, территории, где залегают эти почвы, используются под виноградники или сады.

Черноземы. Это почвы лесостепей и степей умеренного пояса. Они содержат самое большое количество гумуса (выше 9%), поэтому почвы имеют интенсивно черный или буро-черный цвет. Мощность гумусового слоя в почвенном горизонте достигает 120 см. Формирование этих почв происходит в условиях теплого, относительно сухого климата, поэтому при обеспечении полей влагой, при достаточном количестве тепла, на сельскохозяйственных землях выращивают пшеницу, кукурузу, подсолнечник, сахарную свеклу.

Каштановые почвы. Это почвы сухих степей и полупустынь (7% от общей площади почв). Формирование этих почв происходит при большом дефиците влаги. В почвенном горизонте гумусовый слой менее мощный, чем у черноземов, содержание гумуса от 2 до 5%, поэтому эти почвы имеют более светлую окраску, чем черноземы. Запасы органического вещества пополняются за счет обильного травяного покрова, который развивается в течение короткого времени, когда в почве достаточно влаги после зимы. При хорошем увлажнении эти почвы могут быть плодородны.

Серо-коричневые

Серо-коричневые почвы. Это почвы субтропических степей, которые формируются в условиях более теплых и сухих, чем степи умеренного пояса. В почвенном профиле толщина гумусового слоя небольшая, она не превышает 40 см, а содержание гумуса — до 4,5%, поэтому эти почвы более светлые, чем каштановые.

Бурые и серо-бурые

Бурые и серо-бурые полупустынные почвы. Это почвы засушливых районов — полупустынь и пустынь. Цвет этих почв зависит от содержания в них оксидов железа. Содержание гумуса в них очень низкое, поэтому эти почвы неплодородны. Для бурых и серо-бурых почв характерно засоление горизонтов.

Желтоземы

Сероземы. Это также почвы полупустынных и пустынных районов, но формируются они при недостатке влаги в предгорьях и подгорных равнин, сложенных лессом. Сероземы и бурые с серо-бурыми почвами занимают самую большую площадь на земном шаре по сравнению с другими почвами. Сероземы плохо разделены на горизонты, имеют светло-серый цвет, так как гумуса в них содержится от 1% до 4%. С глубин 150-200 см эти почвы содержат легкораство-римые соли, а материнская порода нередко содержит гипс. Гумус сероземов, как и в других засушливых регионах, накапливается в основном за счет весенней травянистой растительности. В целом сероземы обладают хорошей водопроницаемостью и при хорошем орошении могут быть плодородны. Ла орошаемых сероземах развилось древнее земледелие Востока.

Желтоземы. Это почвы лесов влажных субтропиков, которые содержат мало железа. Формируются эти почвы при сильном увлажнении, ио гумуса содержат очень мало, поэтому бедны питательными веществами. В основном я желтоземы используются под субтропические культуры.

Красноземы

Красноземы. Это почвы широколиственных лесов, влажных субтропиков и тропических саванн. Формируются эти почвы в условиях промывания на породах, богатых железом, что обуславливает их яркую красновато-оранжевую окраску. Это структурные почвы, по почвенный профиль развит слабо. Гумуса в верхних слоях красноземов содержится до 9%, но почвы бедны фосфором, калием, азотом. Красноземы на горных склонах подвергаются сильной эрозии. На этих почвах выращивают чай, цитрусовые и другие субтропические культуры. Красноземы покрывают территории, равные 19% от площади почв всей Земли. В саваннах под мощным травянистым покровом формируется сходный тип почв — краспо-бурые.

Красные ферралитпые. Красные ферралитпые, или латеритные (от лат. later — кирпич), — это почвы экваториальных и влажных тропических лесов. Их формирование происходит па корах выветривания (рыхлый поверхностный слой разрушенных горных пород) древней суши, подвергшихся ферраллитизации (от лат. ferrum — железо, aluminium — алюминий; греч. lithos — камень) — глубокому выветриванию, в результате которого разрушаются почти все первичные минералы (за исключением кварца и других самых устойчивых). При этом образуется латеритная, или ферралитная, кора выветривания, тяжелая, глинистая, красного цвета, иногда с желтыми пятнами. Она содержит большой процент оксидов железа и алюминия. С латеритной корой выветривания связаны месторождения бокситов (руды алюминия). Эти почвы содержат очень большой слой гумуса в верхнем горизонте (до 10%). Иногда на поверхности красных фер-ралитных почв образуются панцирные железистые корки. После сведения лесов, как правило, на этих почвах выращивают рис, сахарный тростник, кофе, какао и другие культуры.

Засоленные почвы. К этой группе относят почвы с высоким (более 0,25%) содержанием легкорастворпмых солей — хлоридов, сульфатов, карбонатов. Образование их связано с повышенным содержанием солей в материнской породе или с привносом солей грунтовыми водами. В условиях сильного испарения влаги с поверхности почвы соли накапливаются в верхних почвенных горизонтах. Нередко засоленные почвы образуются в ложбинах, где грунтовые воды подходят ближе к поверхности, а сток оттуда затруднен. В таких местах образуются солонцы, солончаки.

Солонцы — почвы, содержащие на небольшой глубине (до 80 см) значительное количество соды и других солей. Обычно они содержат много глинистых частиц, при намокании становятся вязкими, липкими, а при высыхании растрескиваются. В почвенном профиле солонцов выделяются два горизонта: верхний, мощность которого от 1 до 30 см — светлый, пылеватый, с малым количеством илистых частиц, и нижний — иллювиальный горизонт (горизонт вмывания В), солонцовый горизонт, по цвету — бурый, разбивающийся на столбы призмовидной формы, обогащенный илом и солями. Ниже этих почвенных горизонтов располагаются гипсовый и хлоридно-суль-фатный слой. Солонцы распространены пятнами в засушливых областях, они могут чередоваться со степными и полупустынными почвами. Солонцы мало плодородны, для их использования в сельском хозяйстве необходимо внесение удобрений, промывка солонцов, внесение гипса для замены в почвенных солях натрия на кальций и другие мероприятия. Солончаки — это засоленные почвы, которые содержат в поверхностном слое 1% и выше растворимых солей. Их формирование связано с испарением минерализованных грунтовых вод, которые близко подходят к поверхности земли. Солончаки различают по составу солей, от которого зависит их облик: хлоридные (с хлоридами натрия, магния, кальция) из-за гигроскопичности солей выглядят как «мокрые»; сульфатные (с сульфатом натрия) производят впечатление «пухлых», верхний слой почвы при высыхании обращается в пылевую массу. Солончаки распространены пятнами в полупустынных и пустынных зонах. Почвенный профиль содержит очень маленький гумусовый слой (до 1%) с пятнами солей, ниже располагается соленосная материнская порода или сильно минерализованный водоносный горизонт. Солончаки могут быть пригодны для земледелия только при следуюих условиях:понижение уровнягрунтовых води последующее промывание почвы, орошение, хотя при неправильном орошении может возникнуть явление «вторичного засоления» из-за нарушения водного режима в условиях жаркого климата.

Итак, почва — верхний плодородный слой земли. Она состоит из гумуса, минеральных солей, воды, воздуха, песка, глины.

Соотношение компонентов почвы для разныхтипов ее различно.

В зависимости от способности почвы распадаться на комочки разной формы и размера различают структурные и бесструктурные почвы. Почву составляют слои, или почвенные горизонты. Состав и окраска их различается у почв разного типа, однако выделяют несколько общих горизонтов. Почвы могут обладать плодородием, которое при разумном их использовании может увеличиваться, а неумелое хозяйствование приведет к деградации почв. Разрушение верхнего плодородного слоя поверхностными водами и ветром — эрозия почв — бедствие, способное нанести ущерб плодородию почв. Борьба с эрозией разнообразна. Образование почв начинается с выветривания, большую роль в дальнейшем формировании почв играют микроорганизмы и растения. Основоположником отечественного почвоведения является В. В. Докучаев, ему принадлежит первая классификация почв.