Морозов
А.Н.
Лекция
3. Почвенный субстрат - каркас для почвы - что он собой представляет.
|
Если
знания человека не упорядочены, то чем больше он знает, тем
больше путаницы в его голове. |
|
ГЕРБЕРТ
СПЕНСЕР
|
Почва
- живой организм.
Мы ходим
по нашим полям и часто даже не задумываемся, из чего состоит наша
почва. Конечно, мы довольно легко различаем песчаные, глинистые
и каменистые почвы. Любой из нас может с первого взгляда сказать,
какую поверхность имеет поле (рельеф, качество планировки, уклоны,
качество обработки почвы). Труднее определить, заболочены или засолены
они. Для этого уже нужно иметь определённыые знания и навыки.
Нас очень интересует вопрос, как надо почву правильно обработать,
чтобы получить хороший урожай. Мы обрабатываем почву, боремся с
сорняками, вносим удобрения, промываем от избытка солей. Возделывая
нашу землю, мы часто совершенно не задумываемся над тем, приносим
ли мы ей пользу или вред. Мы верим опыту наших предков, смотрим,
что делает сосед и, иногда, механически повторяем его действия.
Читаем книги, учебники, газеты, слушаем радио, смотрим телевизор,
подчиняемся авторитетным руководителям, агрономам и в голове у нас
возникает некоторая мешанина из понятий. Да это и понятно, ибо даже
многие учёные спорят иногда о том, как правильно обрабатывать почву,
поскольку многие эффективные способы и приёмы обработки в одних
природных условиях, совершенно не пригодны в других.
Опытные
земледельцы, часто, не отдавая себе отчёта, действуют интуитивно
и применяют те или иные приёмы обработки. Они часто даже не могут
объяснить, почему они поступили так, а не иначе. За многие годы
крестьянской жизни они накопили знания, которые из поколения в поколение
переходят от отцов и дедов к детям и внукам.
Но...!!!
Условия
не остаются веками (и даже десятилетиями!) прежними. Меняется водность
рек, качество воды в них, строятся водохранилища и гидроэлектростанции.
Растёт степень использования земель (с развитием орошаемого земледелия
растёт, так называемый, коэффициент земельного использования - КЗИ).
Строится дренаж, новые каналы и водохранилища. Изменяются состав
сельскохозяйственных культур, появляются их новые сорта. Всё это
влияет на почву, меняет условия формирования водного и солевого
режима её, а, следовательно, влияет и на урожай. Если учесть, что
в природных условиях Узбекистана около половины орошаемых земель
подвержены засолению, то становится понятным интерес к проблеме
промывок засолённых почв и к приёмам поддержания солевого режима
почв, как у учёных, так и у земледельцев.
Как
ориентироваться в условиях таких быстрых перемен? Откуда взять опыт
и знания, которые во многих крестьянских семьях накапливались иногда
в течении нескольких поколений? Как надо приспосабливаться к новым,
изменившимся условиям? А что делать тем, кто получил землю в аренду
недавно, а до этого не имел опыта земледелия и не имеет сельскохозяйственного
образования?
Путь
один - учиться понимать почву. Изучать свойства её, определять,
какие приёмы обработки почвы, эффективные у соседей, могут быть
полезны на вашей почве, а какие просто не приемлемы. Учиться понимать
те процессы, которые происходят в почвах, читать книги и постоянно
думать о почве, как о живом существе, буквально, как о малом ребёнке.
Известный
специалист по психологии и менеджменту Д.Карнеги полушутя рекомендует:
"Если Вы собираетесь ловить рыбу, то выбирайте для приманки
то, что любит рыба, а не то, что нравится вам". Тоже можно
сказать и об обработке почвы: "Собираясь улучшить её плодородие,
обрабатывайте её так, как полезно ей, а не так, как нравится Вам!"
В помощь
тем, кто желает самостоятельно разобраться в основах управления
водным и солевым режимом почв, написаны эти лекции. Мы старались
просто и понятно изложить те понятия и знания, которые помогут Вам
и Вашим соседям по Ассоциации фермеров - водопользователей (АВП)
разобраться в далеко не простых вопросах мелиорации засолённых земель
и, по возможности, научиться простыми и доступными всем приёмам
управления влажностью и засолением почв. Но, прежде чем перейти
к этим непростым вопросам, поговорим немного о, вроде бы знакомых,
но не совсем, вещах…
На
чём развивается почва.
В природе
почти все растения "живут" на почве, и только в условиях
влажного тропического леса многие растения приспособились обходиться
без почвы, либо просто опираясь на другие растения, либо паразитируя
на них. В наших климатических условиях такие растения - паразиты
тоже встречаются.
Что собой представляет почвенный субстрат (латинское слово, обозначающее
основу, подкладку) и чем он отличается от почвы?
Субстратом, на котором развиваются почвы, как правило, являются
осадочные породы. Слово "осадочные" уже содержит в себе
подсказку об их происхождении. Осадочными породами называют все
образования, возникшие путем осаждения перемещаемых потоками воды
или воздуха обломков горных пород или остатков растительного и животного
происхождения.
Монолитные горные породы под действием летнего тепла и зимней стужи
постепенно трескаются и распадаются на камни разной величины, которые
сначала двигаются в горах с массами льда и спрессованного снега
- ледниками (см. рисунок 3.1) или скатываются по скалам и образуют
осыпи.
Рисунок
3.1. Ледник Федченко, от которого берёт начало р. Вахш, приток р.
Амударьи. Хорошо видны обломочные материалы, образующие, так называемые,
морены - гряды камней, передвигаемых ледником.
Камни
на осыпях (см. рисунок 3.2) под действием силы тяжести движутся
вниз, трут и ударяют друг друга, раскалываясь постепенно на всё
более мелкие куски.
Рисунок
3.2. На рисунке, справа от горной реки, на склонах гор, хорошо видны
осыпи, формирующиеся из обломков горных пород (р. Чаткал приток
р. Чирчик в Узбекистане).
Сила
тяжести, дожди и снег способствуют их смещению в сторону дна оврагов
ручьёв и рек. Когда весной тает снег и идут сильные весенние дожди,
по ним с рёвом проносятся бурные потоки воды. Камни подхватываются
этими потоками и уносятся в крупные реки. Переносимые потоками воды
камни продолжают разрушаться от соударений друг от друга, образуя
всё более мелкие частицы горной породы.
Средняя крупность камней постепенно уменьшается в речных долинах
от верховьев к низовьям по мере уменьшения уклона реки и скорости
её течения, ибо скорость воды зависит главным образом, от уклона,
а способность передвигать наносы в виде камней, песка и глинистых
частиц, зависит от скорости воды.
Одновременно с разрушением камней при продвижении их в русле реки
и уменьшением их размеров происходит изменение их формы - бесформенные
куски с острыми гранями окатываются, приобретая довольно гладкие
и округлые очертания.
На рисунке 3.3 показано, какие крупные камни выносят речушки в горах,
а на рисунке 2.4 видно, что размер камней в пойме реки по выходу
её из гор значительно меньше.
Рисунок
3.3. В русле горного ручья видны крупные слабо окатанные водой камни.
Рисунок.
3.4. Вид типичной речной долины р. Ангрен на выходе в предгорья.
В пойме река разделяется на ряд русел (рукавов). Только в период
паводка пойма вся заполняется водой. Силы водного потока здесь способны
перемещать уже только мелкие, в основном уже окатанные, камни.
Поскольку
водность рек меняется по сезонам года, то и перенос обломков горных
пород сильно зависит от этого. В паводок (период резкого увеличения
стока реки в результате таяния ледников, снежного покрова или сильных
дождей) реки могут переносить более крупные обломки, а в межень
(период малого стока реки, осенью и зимой), реки питаются, практически,
только подземными водами - и способны переносить только самые мелкие,
глинистые частицы.
Каждый год эти процессы повторяются.
Чем дальше от гор, тем меньше становится уклон рек (отношение разности
высот между двумя пунктами, делённое на расстояние между этими пунктами,
иными словами, изменение высоты на единицу длинны (реки, борозды,
дороги и т.п.) и медленнее течение воды в них. Соответственно уменьшается
транспортирующая способность воды, поскольку способность увлекать
и перемещать частицы различной крупности, зависит от скорости течения
воды. Сначала крупные, а затем всё более мелкие частицы начинают
осаждаться на дно. В озёрах и старицах рек, (старых русел реки,
отделившихся от основного русла, иногда заливаемых в период паводков),
оставшихся после половодья, осаждаются самые мелкие - глинистые
частицы.
История
нашей планеты Земли насчитывает несколько миллионов лет. За это
время многие горы успели разрушиться до основания и превратиться
в песок, пыль и глину, более молодые горы образуются и разрушаются
на наших глазах. Реки непрестанно выносят обломочный материал с
гор в долины. За это время неоднократно менялся климат в отдельных
частях нашей планеты. Многоводные периоды сменялись засушливыми.
Возникали и исчезали реки. В засушливые периоды ураганы и пыльные
бури сортировали и переносили огромные массы наносов рек, которые
были вынесены на равнины в период многоводных периодов.
Если
Вы посмотрите на карту (рисунок 3.5), вы увидите две главные реки
Центральной Азии - Амударью и Сырдарью, впадавшие недавно в Аральское
море, которые за многие тысячелетия своего существования вынесли
во время паводков огромные массы осадочных пород, и образовали две
известные: пустыни Каракумы и Кызылкумы, а ближе к горам - множество
степей.
Рисунок
3.5. Фрагмент карты Центрально Азиатского региона.
Размер
Аральского моря по состоянию примерно 1993 г. От гор до Аральского
моря наносами двух великих рек, Амударьёй и Сырдарьёй заполнены
огромные пространства степей и пустынь. (Белым цветом показаны ледники,
коричневым - горы, серо-жёлтым степи и пустыни. Реки и каналы показаны
синими линиями).
Немаловажную
роль в перемещении почвообразующих пород играет ветер. Осадочные
породы, доставленные в степи и пустыни мощными потоками воды в периоды
половодий, за многие сотни и тысячи километров от гор, после спада
воды и обсыхания подвергаются воздействию сильных ветров, которые
на просторах равнин могут иметь скорость, сравнимую со скоростью
курьерского поезда. С весны по осень вблизи от пустынь наблюдаются
сильные пыльные бури, когда небо становится жёлто-коричневым от
пыли.
На рисунке 3.6 показан сделанный из космоса фотоснимок циклона над
территорией Китая, который несёт огромное количество пыли, имеющую
характерную для лёссов (вид осадочной породы, состоящей в основном
из пылеватых частиц, перенесённых ветром) палевую окраску.
Ветер производит как бы "сортировку" осадочных пород.
Камни, гравий и крупный песок не могут быть далеко передвинуты даже
очень сильным ветром, и они остаются, практически, на том месте,
куда их принесла вода. Песок может передвигаться "ползком",
насыпая огромные барханы (дюны) показанные на рисуноке 3.7. А мелкие
частицы пыли, подхватываемые ветром, переносятся на огромные расстояния
и, с уменьшением скорости ветра, оседают на землю. Самые мелкие
частицы пыли, поднятые ветром, начинают оседать, когда скорость
ветра сильно замедляется. При этом образуются так называемые, лёссовые
массивы, как правило, приуроченные к предгорьям, где скорость дующих
из пустыни ветров резко уменьшается из-за того, что горы являются
для них препятствием.
Рисунок
3.6. Вид огромного циклона над территорией Китая. На снимке из космоса
хорошо видны огромные пылевые массы цвета очень характерного для
лёссов, перемещаемые ветром на большие расстояния.
Рисунок
3.7. Буря переместила огромный бархан (песчаную дюну), который перегородил
дорогу.
Лёссовые
массивы присущи и другим местам, где также по какой-нибудь другой
причине уменьшается скорость ветра и пылевые частицы осаждаются
на поверхность земли.
На рисунке 2.8 показаны лёссовые отложения в предгорьях Ташкентской
области. Обратите внимание на однородность строения почвенного профиля
по глубине и на то, что стенки оврага держат вертикальный откос
- это одна из характерных особенностей лёссов.
Рисунок
3.8. Лёссовые отложения в окрестностях Ташкента, прорезанные водными
потоками.
Мощность
лёссовых отложений может достигать нескольких десятков метров. Можете
себе представить, сколько надо времени, или какие были пыльные бури,
чтобы образовались такие слои лёсса, если слой осаждающейся за год
пыли в обычных условиях не превышает 1 - 2 мм!
Лёссы
как чехлом покрывают предгорья и тянутся вдоль горных массивов.
Их свойства, вне зависимости от местоположения, очень близки и практически
неотличимы (в Китае, Центральной Азии, или в Европе), наверное,
потому, что источники их находятся очень далеко от места осаждения
и материал, переносимый ветром за тысячи километров, по пути в воздухе
хорошо перемешивается.
Характерной особенностью лёссов является их очень высокая однородность
по глубине, высокая пористость (суммарный объём всех пор, выраженный
в % к объёму почвы), хорошие капиллярные свойства (способность поднимать
влагу за счёт сил сцепления с почвенными частицами.), очень хорошие
водоудерживающие свойства, прочность в сухом состоянии и высокая
размываемость водой.
Итак,
мы напомнили Вам, как продукты дробления горных пород выносятся
на равнины водными потоками и сортируются ими по крупности. Затем
эти осадочные породы вновь сортируются, но уже ветром, и частично
возвращаются им обратно в сторону гор, образуя в предгорьях лёссовидный
почвенный субстрат.
Но на
этом не заканчивается движение пылеватых частиц, образовавших лёссовые
массивы. Эти массивы, в свою очередь, являются "поставщиками"
осадочных материалов, размываемых и перемещаемых водными потоками
при таянии снегов, весенних дождях или в результате неумелого полива
на орошаемых полях. Даже малые потоки воды, не говоря уже о больших
и бурных, легко размывают лёссы (см. рисунок. 2.8) и вновь выносят
их из предгорий в сторону степей и пустынь.
Отлагаясь на равнине, они образуют иногда массивы переотложенных
лёссов (например, геологи считают, что почвы Голодной степи в Узбекистане
в значительной части сложены такими породами).
Переотложенные лёссы отличаются от истинных лёссов наличием характерной
слоистости, присущей всем осадочным породам, образованным водными
потоками, но многие свои первоначальные свойства они сохраняют и
после этого.
Как правило, переотложенные осадочные породы обычно очень слоистые,
особенно если образованы на более древних осадочных породах, и поэтому
наличие сильно, или слабоводопроницаемых слоёв может очень отражаться
на режиме влажности корнеобитаемого слоя почвы.
Мы рассказали
очень кратко о типичных процессах формирования почвенных субстратов
на примере Центральной Азии. В других местах в этих процессах за
долгую историю Земли успели поучаствовать и ледники и озёра с болотами,
но везде главными действующими факторами являлись вода и ветер.
Стоит,
однако, сказать, что почвы могут образовываться практически на любых
горных породах, включая горно-кристаллические, песчаники, известняки,
озёрные и морские отложения.
В следующих
статьях этого раздела сайта мы продолжим рассказ о том, как и где
климатические условия и рельеф местности формируют на разных субстратах
различные почвы.
Как
связаться с нами
