Карбонатные почвы характеристика описание

Обновлено: 04.07.2024

Для Крыма характерны карбонатные и выщелоченные черноземы, а также солонцеватые черноземы. Эти почвы могут иметь различный механический состав – среднесуглинистые, тяжелосуглинистые. Содержание гумуса в них колеблется в среднем около 3,4–3,8%, до 4,5%, то есть почвы достаточно плодородные. Глубина гумусированного горизонта может варьировать от 50 до 100 см в зависимости происхождения почвы. Отдельный проблемный тип почв – солонцеватые черноземы, они отличаются слабой водопроницаемостью, высокой щелочностью, во влажном состоянии они заплывают, а в сухом уплотняются и растрескиваются. Солонцеватые черноземы требуют специальных мер по мелиорации, в частности – гипсования.

Все карбонатные почвы отличаются повышенным содержанием извести, однако пригодность их для выращивания сельскохозяйственных культур зависит от степени щелочности, а также от глубины коренных известковых пород. Если известняки залегают на глубине 1,5 м, то в этом месте можно разбивать виноградники, при глубине более 2 м можно сажать сады. Если плотные известковые породы лежат на глубине 50–60 см, то на таких почвах можно выращивать зерновые культуры и овощи.

Избыточная щелочность почвы (pH более 8,5) затрудняет перемещение и доступность железа и фосфора, угнетает развитие растений и почвенных микроорганизмов, ухудшает физические свойства почв (они становятся плотными, твердыми, менее пористыми и водопроницаемыми). Растения страдают от хлороза. Сильно щелочные почвы не подходят для большинства культур, для винограда и плодовых.

При невысоком защелачивании (pH менее 8) успешно можно сажать многие плодовые растения – персик, абрикос, черешню, грушу, айву, кизил, орех грецкий, миндаль, шелковицу. Из овощных культур такие условия выдержат свекла, капуста, горох, фасоль, тыква, кабачок, лук, чеснок. Из декоративных – клематис и жимолость каприфоль, бобовник, кизильник, самшит, лаванда, розмарин, тамарикс, колокольчики, камнеломки, молочай, молодило, иберис и другие многолетние растения.

Другие культуры предпочитают нейтральную или слабокислую почву, а некоторые растут исключительно на кислых почвах (вересковые).

Добиться уменьшения щелочности почвы можно путем использования органики и сидератов, внесением специально подобранных минеральных удобрений.

Уменьшить щелочность почвы при значении pH 8 можно путем внесения органических удобрений (перепревший навоз, компост, торф). Органика сделает почву более плодородной и структурной, при ее разложении в условиях достаточного увлажнения повышается кислотность. Помогает также посев сидератов с неглубокой их заделкой в почву (горчица, люцерна, рапс и другие). Регулярное внесение удобрений, содержащих азот в аммонийной форме (сульфат аммония), приводит к повышению кислотности почвы.

В щелочных почвах становятся дефицитными фосфор и железо. Важно использовать при посадке многолетних культур и при основной обработке почвы фосфорные удобрения (суперфосфат). Избежать дефицита железа и заболевания хлорозом можно, если использовать для подкормок (корневых и некорневых – по листьям) удобрения, содержащие доступное железо в хелатной форме.

Карбона́тные по́чвы — почвы, образующиеся в верхнем (гумусовом) слое земли и содержащие карбонаты.

Содержание

Классификация

Подразделяются на подтипы: сероземы, каштановые почвы, черноземы предкавказские, южные, обыкновенные и карбонатные [1] .

Состав

В своем составе содержат соли угольной кислоты, а также, главным образом, кальций и магний. Также встречаются минералы: кальцит, доломит, люблинит, анкерит, арагонит [1] .

Выделяют первичные карбонаты, которые содержатся в почвообразующих слоях, и вторичные, которые накапливаются в процессе почвообразования и встречаются в виде карбонатной плесени, сединки, инея, жилок, псевдомицелий и конкреций [1] .

Свойства

Из-за тонкого верхнего слоя, где содержание гумуса небольшое, карбонатные почвы обладают не высокой плодородностью и, следовательно, не пригодны для выращивания культур с глубокой корневой системой. Из-за pH-показателя равному или большему 7 усложняется усвоение растениями железа и марганца. Понизить данный показатель можно путем внесения органических веществ. Не рекомендуется применять минеральные кислоты, повышающие вероятность повреждения растений.

Содержание в почве общих и активных карбонатов напрямую влияет на сахаристость и содержание ароматических веществ в ягодах винограда, а также на количества спирта в вине. Избыток карбонатов в почве часто отрицательно влияет на плодоношение винограда, вызывая нарушение минерального питания растений, что не редко приводит к заболеванию хлорозом, которое усиливается при не достаточном содержании гумуса, плохой структуре и неблагоприятных физических свойствах почвы [2] .

Применение

Широко используются для выращивания устойчивых к карбонатам сортов винограда для производства высококачественных столовых, десертных и крепких вин повышенной свежести, а также шампанских виноматериалов [3] .

На карбонатных почвах следует выращивать культуры, которые хорошо переносят щелочную почву: черешню, капусту, горох и фасоль. И напротив, не рекомендуется возделывать культуры, предпочитающие кислую почву: рододендрон, олеандр, хвойные растения. Выращивать картофель на данных почвах также не рекомендуется, так как он часто поражается фитофторозом.

Добиться уменьшения щелочности почвы можно путем использования органики и сидератов, внесением специально подобранных минеральных удобрений.

Карбонатность - содержание в почве или почвообразующей породе карбоната кальция (СаСО₃).

Это одна из характеристик вещественного состава почвы. Карбонаты рассматриваются не как причина или способ изменения реакции среды, что общеизвестно, а как почвенная масса, постоянно присутствующая в горизонтах почвенного профиля. Причем, карбонатные профили как почвенно-генетические образования адекватны современной биоклиматической обстановке.

Карбонатность почв определяет кальцит - СаСО₃. Присутствие в почве других минералов с этой химической формулой (арагонит и др.), а также кальцийгидратов (СаСО₃ . nH₂O) проблематично (Минкин и др., 1995) хотя арагонит за пределами почв и кор выветривания весьма распространен. В почвах его можно обнаружить во включениях раковин моллюсков. Кальцит в почвах всегда со-

Уровень плодородия почв под многолетними насаждениями в зависимости от глубины залегания повышенных концентрации

вредных солей (Вальков, Фиськов)

Генетическая классификационная значимость карбонатности показана в табл. 4.36-4.38.

Вскипание почвы от 10 % HCl и примерное содержание CaCO₃

Характер вскипания	Содержание СаСО₃, %
Нет	0-0,3
Слабое	0,3-1,0
Среднее	1,0-2,5
Сильное	2,5-5,0
Бурное	более 5,0

Степень карбонатности почв по содержанию CaCO₃

Таксономическое определение почв	Начало вскипания от 10 %
Карбонатные	С поверхности
Слабо карбонатные	В пределах горизонта А
Слабо выщелоченные	В пределах горизонта АВ
Выщелоченные	В нижней части горизонта АВ или в пределах горизонта В
Сильно выщелоченные	За пределами гумусового профиля
Бескарбонатные	Вскипание не обнаруживается в материнской породе

Степень карбонатности и выщелоченности почв по глубине вскипания

Степень карбонатности	Содержание СаСО₃, %
Бескарбонатные (выщелоченные)	Нет
Слабо карбонатные	Менее 1,0
Мало карбонатные	1,0-3,0
Средне карбонатные	3,0-8,0
Сильно карбонатные	8,0-20,0
Высокая карбонатность на уровне элювия известняков и мергелий	20,0-40,0
Мергелистая карбонатность	40,0-95,0

Вынос карбонатов, или декарбонизация почв и кор выветривания, представляет глобальное экологическое и геохимическое явление, достигающее на земном шаре огромных размеров. В составе солей речных вод и предшествующих им грунтовых вод и верховодки углекислые соли кальция 143

занимают одно из первых мест. В. А. Ковда (1973) рассчитал, что ежегодный химический сток углекислого кальция с суши в океан речными водами составляет около 558 млн т. Содержание карбонатов в земной коре составляет 1,7 %. Однако, несмотря на большой сток углекислого кальция в океан, значительные его количества задерживаются в ландшафтах суши, в почвах и породах коры выветривания, определяя во многом облик сухопутной биосферы.

Выщелачивание карбонатов как почвенное явление представляет передвижение и вынос с растворами за пределы отдельного горизонта, почвы и коры выветривания карбоната кальция и других растворимых солей. В генезисе почв особое положение занимает карбонат кальция, в силу его относительной устойчивости по сравнению с легкорастворимыми солями и высокой подвижности в сравнении с силикатами и алюмосиликатами. Подвижность определяется гидролизом карбонатов:

Бикарбонат кальция (соль) существующий в природе только в растворимом состоянии, представляет, в сущности, главный компонент выщелачивания. Растворимость же самого кальцита крайне незначительна и не принимается во внимание. Са(НСО₃)₂ при изменении концентрации раствора и содержания в нем СО₂ легко снова переходит в кальцит. Эта переходная форма кальцита формирует в почвах различного рода карбонатные новообразования, представляющие в той или иной форме карбонатный профиль.

Карбонатный профиль - распределение карбонатов по генетическим горизонтам почвы. В почвах с периодическим промывным режимом нижняя граница максимума карбонатов совпадает с нижней границей почвы в целом.

К таким почвам относятся серые лесные, черноземы оподзоленные. выщелоченные, типичные, слитоземы, серые лесостепные почвы, коричневые субтропические почвы и др. В почвах с непромывным водным режимом нижняя часть карбонатного профиля располагается практически в иллювиальном горизонте гипса и легкорастворимых солей. Это черноземы обыкновенные и южные, каштановые, бурые полупустынные и серо-бурые пустынные почвы суббореального пояса, а также серо-коричневые почвы и сероземы субтропиков. Нижняя граница карбонатного профиля совпадает с наличием равномерного содержания карбонатов в почвообразующей породе, типичной для конкретных ландшафтов.

Главное в определении типа миграции и аккумуляции карбонатов по почвенному профилю и за его пределы зависит от концентрации в растворах бикарбоната кальция. Динамика растворов этой соли зависит, в первую очередь, от концентрации СО₂, т. е. от интенсивности биологических процессов по сезонам и годам. Такова сущность системности явлений в природе: чисто химические и физико-химические процессы определяются биологической активностью объекта. Высокая динамичность биологических процессов и погодных условий определяет наибольшую степень вариабельности почвенно-генетических характеристик, связанных с карбонатностью и выщелоченностью.

Экологические аспекты карбонатности почв. Карбонатность как экологический фактор плодородия почв имеет давнюю историю изучения. Карбонатные почвы используются как пахотные земли, под виноградники и сады. На обширных равнинах Предкавказья встречаются карбонатные черноземы (обыкновенные южно-европейской теплой фации). Такие богатейшие почвы содержат в верхней корнеобитаемой толще 1-6 % СаСО₃. Однако это не умаляет высокого плодородия почв для многих растений. Большие урожаи на них зерновых культур, сахарной свеклы, подсолнечника, плодовых и винограда известны всей стране. На сильнокарбонатных рендзинах и в Крыму, и на Кавказе, и во Франции, и в Испании и т. д. виноградные растения находят лучшие условия.

Однако в отношении содержания карбонатов существует определенный количественный предел, после которого могут проявляться неблагоприятные свойства карбонатности. Так, в условиях вегетационного опыта (Anter и др., 1973) изучалось влияние степени карбонатно- сти почвы на рост зерновых культур и поступление в них фосфора и железа. Установлено, что при содержании в почве 8 % и более СаСО₃ рост растений резко тормозится. При увеличении содержания СаСО₃ до 5 и 10 % относительная урожайность озимой пшеницы на Ставрополье составляла 82 %, при 20 % содержании извести - 71 %, а при 30 % опускалась до 62 % (Куприченков и др., 2002). Карбонат кальция при добавлении к образцам выщелоченного чернозема увеличивал численность микроскопических грибов на 4-42 %, способствуя минерализации послеуборочных остатков злаковых культур (Коржов, Коронев, 2004).

Индикаторами карбонатных почв с рН 7,5-8,7 являются растения - обязательные кальциефилы. На почвах с содержанием СаСО₃ свыше 3 % с высоким обилием произрастают венерин башмачок, дремлик темно-красный, язвенник крупноголовчатый, мордовник 145

обыкновенный, астра ромашковидная и меловые растения - ит- сечек, полынь солянковидная. Переменными индикаторами являются факультативные кальциефилы - желтушник левкойный, язвенник обыкновенный, горичник олений, пупавка красильная. Существуют растения, для которых карбонатность - экологическое благо. К ним относятся особая флора меловых отложений (иссоп меловой, льнянка лиловая, венерин башмачок и др.). Хорошо произрастают на почвах с СаСО₃ карагана (акация желтая), абрикос, вишня, грецкий орех и, конечно, виноград, несомненный карбонатофил (Пелипенко, 2004).

В большинстве случаев карбонатов в основной корнеобитаемой толще нет и при промывном водном режиме, типична кислая реакция среды и создаются благоприятные условия для растений ацидофилов: чайный куст, люпин, клевер, вереск, клюква, брусника и др. Отсутствие СаСО₃ при периодическом промывном и непромывном режиме определяет нейтральную или слабокислую реакцию среды и экологический оптимум для большинства культурных растений: пшеница, кукуруза, сахарная свекла, яблоня, груша, слива, вишня и др.

Таким образом, отношение растений к содержанию карбонатов в почвах неоднозначно. Для многих культур, а их большинство, невысокие концентрации СаСО₃ в почвах благоприятны, а известкование является важнейшим агромелиоративным приемом повышения плодородия кислых почв. Однако положительное действие карбонатов или отсутствие негативных последствий наблюдается до определенного порога. Этот порог лежит в пределах 5-15 % СаСО₃. При большем количестве извести в корнеобитаемой толще снижение продуктивности почв по мере возрастания карбонатности обусловлено физической и биологической инертностью балластного кальцита, занимающего места других, более активных в почве минералов.

На почвах с повышенным содержанием карбонатов иногда у плодовых растений появляется хлороз. В карбонатной почве под пораженными хлорозом деревьями и под здоровыми в содержании подвижного фосфора, калия, гумуса, а также рН существенных различий не отмечается. Высокое содержание СаСО₃ в почве не нарушает общей закономерности в динамике золы и отдельных зольных элементов. Оно не влияет на поступление воды в растение, не способствует тому, что плодовые деревья быстрее заканчивают рост и раньше начинают отмирать (Молчанов, 1971). На фоне высокого количества СаСО₃, в почве проявлению и усилению интенсивности хлороза способствуют (по Молчанову):

• пониженная температура и повышенная влажность почвы и воздуха;

• уплотнение почвы и подпочвы, ведущее к нарушению газообмена и аэрации и, как правило, затрудняющее рост активной части корневой системы;

• наличие солонцеватости, содержание в почве и почвообразующей породе, кроме СаСОз, легкорастворимых солей;

• близкое залегание уровня минерализованных грунтовых вод и колебание их зеркала.

В Краснодарском крае хлороз на карбонатных почвах наблюдается не всегда и развивается только в тех случаях, когда почвы переувлажнены (Неговелов и др., 1985). На карбонатных сухих почвах хлороз встречается крайне редко, более того, он исчезает при подсыхании переувлажненных почв.

В Анапском районе отмечены хорошие сады из яблони и груши па перегнойно-карбонатных почвах с количеством СаСОз в верхнем горизонте от 7 до 12 %. В степной части Краснодарского края и Ростовской области сплошное распространение имеют карбонатные черноземы, и на них получают высокие урожаи плодов во многих хозяйствах.

На основании обширного материала по почвам Краснодарского края, нами была произведена сравнительная оценка по урожайности семечковых и косточковых многолетних насаждений на почвах типичных и выщелоченных, с одной стороны, и карбонатных - с другой. Уровень плодородия для садов карбонатных черноземов на 10-25 % ниже в сравнении с выщелоченными и типичными черноземами. Следовательно, при бонитировочной оценке почв в качестве поправочного коэффициента на карбонатность для семечковых может быть взято значение 1,2 в ряду от выщелоченных к карбонатным или 0,8 в ряду от карбонатных к выщелоченным.

Неизученная сторона карбонатности почв в степных условиях - карбонатность пахотного горизонта не способствует оптимизации оструктуривания. Бытует мнение, что карбонатные черноземы быстрее распыляются, больше подвержены ветровой эрозии. Однако это пока еще просто визуальное наблюдение, не подтверждаемое исследовательским опытом.

Есть еще один важнейший аспект карбонатности почв, а именно - карбонаты в составе геологических пород биологического происхождения (мергели, известняки, доломиты и др.). Эти породы и элювий из них биологически активны в силу своего происхождения как остатки организмов, что отражается на 147

продуктивности многих растений (эфиромасличные культуры, виноград и др.) и в первую очередь, на качественных характеристиках растительной продукции. Обломочный материал мергелистого и известнякового происхождения высоко ценится виноградарями и придает виноматериалам особую экологическую и географическую специфику.

Таким образом, общая экологическая оценка карбонатности почв включает следующие положения:

• в профиле почвы карбонатов нет. В этом случае типична кислая реакция среды и создаются благоприятные условия для растений ацидофилов: чайный куст, люпин, клевер, вереск, клюква, брусника и др. Отсутствие СаСО₃ при периодически промывном режиме определяет нейтральную или слабокислую реакцию среды и экологический оптимум для большинства культурных растений: пшеница, кукуруза, сахарная свекла, яблоня, груша, слива, вишня и др;

• слабо- и среднекарбонатные почвы, т. е. содержащие СаСО₃ до 8 %, обычно снижают биологическую продуктивность для большинства сельскохозяйственных растений на 10-15 % по сравнению с почвами выщелоченными. Снижение продуктивности почв по мере возрастания карбонатности обусловлено физической и биологической инертностью балластного кальцита, занимающего места других, более активных в почве минералов;

• существуют растения, для которых карбонатность - экологическое благо. К ним относится особая флора меловых отложений (иссоп меловой, льнянка лиловая, венерин башмачок и др.). Хорошо произрастают на почвах с СаСО₃ карагана (акация желтая), абрикос, вишня, грецкий орех и, конечно, виноград, несомненный карбонатофил.

• карбонатность профиля и пахотного горизонта не способствует оптимизации оструктуривания. Черноземы быстрее распыляются, больше подвержены ветровой эрозии.

Читайте также: