Аллювиальные почвы тропиков и субтропиков

УДК 631.482.1

АЛЛЮВИАЛЬНЫЕ ПОЧВЫ ТРОПИКОВ И СУБТРОПИКОВ

АД. КАШАНСКИЙ, В.Д. НАУМОВ

Во влажно-тропической зоне формируются почвы двух групп — естественные: гумусово-глеевые, торфянисто-глеевые, торфя но-глеевые преимущественно глинистого гранулометрического состава и антропогенные — преимущественно рисовые почвы с развитой степенью деградации. Синтез и минерализация органического вещества сопровождаются оглинением и латеризацией. В аридных условия х тропиков и субтропиков при ливневых потоках в долинах рек часто наблюдаются слабоотсортированные делювиально-аллювиальные каменисто-песчаные и песчаные отложения.

Ключевые слова: аллювиальные почвы, пойменные террасы, ферраллитный глинистый материал, зонально-автоморфные почвы, пульсирующая поемность, оглинение, латеризация.

Аллювиальные почвы встречаются в различных почвенно-биоклимати-ческих поясах, широко распространены они в субтропиках и тропиках. В Камбодже аллювиальные почвы занимают площадь более 1,7 млн га, во Вьетнаме — 1,2 млн га. Общая площадь аллювиальных почв во влажных тропиках составля ет более 120 млн га. Данные почвы приурочены к долинам рек, озер и прибрежным полосам морей. Минеральна часть аллювиальных почв образуется, главным образом, из наносов разного гранулометрического и минералогического состава в результате действи многообразных элементарных почвообразовательных процессов. Однако главной особенностью аллювиальных почв, что позволя ет их объединить в одну обширную группу, я вля ются поёмные и аллювиальные процессы почвообра-зовани .

Под поёмным процессом понимают затопление поймы полыми водами, длительность которого может колебаться от нескольких дней до 1-2 мес. и больше. Поёмность способствует

поднятию грунтовых вод, смягчает климат, влияет на направленность микробиологической активности, а также на характер природной растительности и ее продуктивность, на солевой режим почв и почвенногрунтовых вод.

Под аллювиальным процессом следует понимать принос паводковыми водами взмученного материала, размывание поймы и переотложение на её поверхности слоя наилка, или ал-люви . Большую роль в этом играют особенности водосборных бассейнов. Для влажных тропиков в дождливый сезон характерны продолжительные и многоводные паводки, что сказыва-етс на про влении поёмного и аллювиального процессов.

В услови х тропиков аллювий пойм представл ет собой результат аккумуляции богатых железом и алюминием продуктов разрушени водораздельных пространств, которые транс-формируютс в пойму паводковыми водами.

Аллювиальные почвы формиру-ютс на террасах, которые дел тс

на три уровня: а) пойменные высотой 1$2 м; б) первые надпойменные высотой от 1$2 до 4$6 м; в) вторые надпойменные террасы высотой от 4-6 до 8$10 м. Все вышеперечисленные террасы различаютс по составу аллювиальных отложений, рельефу, гидрологическим условия м и, как следствие, по растительности и почвенному покрову, который в дельтах и долинах рек отличаетс исключительно большим разнообразием.

В аридных услови х тропиков и субтропиков при периодически возникающих ливневых потоках в долинах рек часто наблюдаютс слабоотсорти-рованные делювиально-аллювиальные каменисто-песчаные и песчаные отложения. В процессе высушивания мертвых рукавов, озер формируются суглинистые или глинистые темноо-крашенные отложения, минеральная часть которых обогащена минералами группы монтмориллонита. Если во-досборна территори представлена почвами и почвообразующими породами, содержащими карбонаты, образуется карбонатный аллювий, почвы приобретают нейтральную или слабощелочную реакцию среды бла-годар обогащению обменными катионами и, прежде всего, кальцием. Среди глинистых минералов преобладает гидрослюда, встречается также монтмориллонит и каолинит. Когда аллювиальные отложения бедны первичными минералами, а среди вторичных минералов больше минералов группы каолинита, почвы, как правило, тяжелые, кислые, слабо насыщенные катионами, обогащенные окислами железа.

Во влажных тропиках форми-руютс почвы преимущественно на однородном глинистом субстрате, особенно в дельтах и устья х рек, поскольку размыву и сносу подвергает-с ферралитный глинистый материал. Этим объясняется основное отличие аллювиальных почв от зонально-автоморфных.

В аридных област х специфика почвообразовани определ етс от-

сутствием посто нного водного потока в вади, периодичностью и кратковременностью поёмного процесса, свя -занного с неоднократным разливом временных потоков воды во влажный период года (пульсирующа по-ёмность). В этих услови х несколько смя гчается гидротермический режим, свойственный аридному климату, дополнительна влагозар дка способствует повышению продуктивности растительности, отмечается наложение зонального процесса почвообразования. Продолжительное его воздействие, как правило, приводит к ослаблению исходной слоистости аллювиальных отложений, к более четкой трансформации физического и физико-химического состава. Прежде всего, происходит сильная карбонатная цементация нижней части профил . В замкнутых западинах, выт нутых преимущественно вдоль русла вади, в результате процессов выветривания и почвообразования, а также за счет внутрипочвенного пере-распределени солей в бессточные понижения при слабой дренированности профил наблюдаютс аккумул ции водорастворимых солей и формирование аллювиальных засоленных почв.

Синтез и минерализаци органического вещества сопровождаются оглинением и латеризацией. Восстановленное железо окисляется и теря-ет подвижность, сульфиды переходя т в сульфаты. При окислении большого количества серы почва значительно подкисля ется (до рН 2$3). Если грунтовые воды сильно минерализованы и располагаютс вблизи от поверхности, почвы подвергаются засолению. Подвижность фосфатов уменьшается , а калия — увеличивается . Аллювиальные тропические и субтропические почвы богаты конкреция ми Ее, А1, Мп; в аридных и полупустынных районах аккумулируютс растворимые соли, карбонаты и гипс.

Результаты

В услови х тропиков и субтропиков в долинах и дельтах рек форми-руютс следующие группы аллювиальных почв [1]: 1 — в экстрааридной зоне — слаборазвитые делювиальноаллювиальные с нея сно выраженной глееватостью, подразделя ющиеся на песчаные, супесчаные и среднесуглинистые малогумусные почвы; 2 — в субаридной (саванной) зоне выдел ютс : а) красновато-бурые слабокарбонатные, б) темно-бурые слабокарбонатные, в) темно-коричневые вертисолеобразные карбонатные, легко-, средне- и тяжелосуглинистые, преимущественно малогумусные почвы; 3 — во влажно-тропической зоне формируютс почвы двух групп — естественные (гумусово-глеевые, тор-фя нисто-глеевые, торфя но-глеевые; преимущественно глинистого гранулометрического состава) и антропогенные (преимущественно рисовые почвы с развитой степенью деградации).

Естественно, что данным перечнем не исчерпываетс многообразие аллювиальных почв. Так, в дельтах крупных рек, в условиях влажных тропиков формирование речных террас происходит главным образом под действием приливов и отливов. В данном случае пойменные террасы ха-

рактеризуютс приливно-отливным

водным режимом и до 6 мес. в году наход тс под паводковыми водами, глубиной от нескольких сантиметров до метра и более. Как правило, пойменные террасы зан ты мангровыми лесами или водоросл ми и на них формируютс торф ные глеевые, глеевые кислые засоленные или болотные почвы. В сельском хозя йстве территори данных террас использу-етс ограничено и главным образом в сухой сезон.

Надпойменные террасы не за-ливаютс во врем приливов и поэтому интенсивно используютс в сельском хозяйстве для возделывания многих с.-х. культур, включая рис, овощные и технические культуры. На данных террасах нередко формируются красно-бурые, красные ферраллитные кислые, вертисо-ли и другие почвы. Типичным свойством аллювиальных почв вл етс их гранулометрический состав. По гранулометрическому составу аллювиальные почвы имеют существенные различия . Например, в верховья х рек они легкие песчаные, в средней части — суглинистые и в нижней — глинистые. По мере удалени от реки на повышенных террасах гранулометрический состав аллювиальных почв имеет тенденцию к облегчению (табл. 1).

Т а б л и ц а 1

Гранулометрический состав аллювиальных почв

Разрез Глубина, см Размер фракций

1-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,001 <0,01

Пойменная терраса

131 0-38 2,01 14,73 14,17 13,64 28,49 26,96 68,79

38-64 3,17 15,93 9,48 7,83 21,12 42,47 71,42

90-130 3,14 31,17 6,17 5,19 7,25 47,08 59,52

Надпойменная терраса

139 0-17 13,11 21,13 20,60 16,05 11,43 17,68 45,16

17-31 19,14 20,96 21,13 10,21 8,17 19,89 38,77

31-93 16,43 23,17 16,97 8,92 6,49 28,02 43,43

93-165 14,05 24,09 18,13 8,75 7,63 27,35 43,73

Характерной особенностью гранулометрического состава аллювиальных почв влажных тропиков я вля ет-ся слабовыраженная по сравнению с подобными почвами умеренной зоны горизонтальная слоистость, что наглядно подтверждают и данные физических свойств (табл. 2).

Аллювиальные почвы в долине реки Меконг характеризуются повышенной плотностью, сравнительно небольшой пористостью и низкой аэрацией, особенно в подпахотных горизонтах, что объясняется посто-нными поверхностными мелкими обработками, которые нередко приводя т к образованию плужной подошвы. Аллювиальные почвы имеют сравнительно невысокий диапазон продуктивной влаги, так как влажность зав дани достигает значительных величин (11,8-13,1%). Высокая влаж-

ность завя дания данных почв, по нашему мнению, связана не столько с их тяжелым гранулометрическим составом, сколько с их минералогическим составом, в частности, с высоким содержанием в них минералов полуторных окислов (табл. 3).

В соответствии с водными свойствами, при сравнительно высоких общих запасах влаги (при ППВ дл слоя 1 м = 353,9 мм), продуктивный запас влаги не превышает 181,2 мм, что составля ет 51,2%. Для пахотного горизонта продуктивный запас влаги не превышает 45-48% от общего.

Характерной особенностью аллювиальных почв долины реки Меконг вл етс сравнительно высока гу-мусированность верхних горизонтов и резкое снижение содержания гумуса в нижних. Такая специфика распре-делени гумуса по почвенному про-

Т а б л и ц а 2

Физические свойства аллювиальной почвы

Разрез Глубина, см Плотность, г/см3 Плотность твердой фазы, г/см3 Пористость, % ППВ, % Аэрация, %

131 0-10 1,03 2,64 61,0 26,4 33,6

10-20 1,23 2,68 54,1 26,0 22,1

20-30 1,44 2,67 46,1 23,7 11,9

30-40 1,59 2,69 40,9 24,9 1,3

40-50 1,53 2,73 44,0 25,3 5,3

50-60 1,59 2,69 40,9 24,6 1,8

60-70 1,40 2,71 48,3 26,9 10,6

70-30 1,41 2,73 48,4 25,7 12,2

80-90 1,37 2,74 50,0 25,8 14,7

90-100 1,29 2,70 52,2 26,0 18,7

Т а б л и ц а 3

Водные свойства аллювиальной почвы

Разрез Глубина, см ППВ, % МГ, % ВЗ, % ВЗ МГ ДПВ, %

131 0-30 25,4 9,6 13,1 1,37 12,3

30-60 24,9 8,7 11,8 1,35 13,1

60-100 26,1 10,1 12,4 1,23 13,7

П р и м е ч а н и е. ППВ — предельная полевая влагоемкость; МГ — максимальная гигроскопическая влажность; ВЗ — влажность завядания растений; ДПВ — диапазон продуктивной влаги.

филю вл етс естественным следствием высокой влажности в сезон дождей, глубоким периодическим прома-чиванием и сравнительно неглубоким проникновением корневых систем растений (на глубину 35-40 см). Почвы характеризуются кислой реакцией почвенного раствора и низким содержанием доступных форм фосфора. Причины такой низкой подвижности фосфора могут быть объяснены образованием в аллювиальных почвах тропиков практически нерастворимых солей железа и алюминия, а также высокой анионной поглотительной способностью (табл. 4).

Физико-химические свойства аллювиальных почв дельты реки Меконг хорошо отражают особенности их генезиса (табл. 5). Аллювиальные почвы пойменной террасы дельты

реки Меконг имеют кислую реакцию и не насыщены основани ми (V = 19,75 - 41,30%). Ёмкость погло-щени в гумусовом горизонте достигает 20,13 мгэкв на 100 г почвы и с глубиной имеет тенденцию к снижению, что вполне согласуетс с изменением содержания гумуса.

Аллювиальные почвы надпойменной террасы имеют более высокие показатели степени насыщенности основаниями (V = 65,55 - 89,14%) и слабо кислую рН 5,3-6,1, а в отдельных случа х нейтральную реакцию. Емкость поглощения практически не измен етс и вполне согласуетс с гранулометрическим составом и содержанием в них гумуса.

Наиболее резко отличаютс от рассмотренных аллювиальных почв долины реки Меконг почвы аридной

Т а б л и ц а 4

Агрохимические свойства аллювиальной почвы

Раз- рез Глубина, см Гумус, % Азот, % С:Ы рН солевой Р2О5 мг/100 г почвы К2О мг/100 г почвы

131 0-10 5,17 0,269 11,1 4,2 1,69 17,03

10-20 3,95 0,237 9,6 4,7 1,73, 18,00

20-30 1,64 0,120 7,9 5,3 0,91 17,14

30-40 0,71 0,062 6,6 5,1 1,38 12,98

40-50 0,82 0,092 5,1 5,7 0,72 13,05

Т а б л и ц а 5

Физико-химические свойства аллювиальной почвы

Разрез Глубина, см рН солевой 0бменные основания, мгэкв на 100 г почвы Сумма обменных оснований

Н+ К+ Са++ Мд++

Пойменная терраса

131 0-10 4,2 0,07 0,37 3,73 0,83 5,00 20,13 24,84

10-38 4,8 0,09 0,44 2; 48 0,61 3,62 16,74 21,63

38-64 5,2 0,09 0,52 1,64 0,64 2,89 14,63 19,75

90-130 5,1 0,11 0,49 2,73 1,23 4,56 11,04 41,30

Надпойменная терраса

139 0-17 5,3 0,09 0,32 8,17 4,17 12,75 19,45 65,55

17-31 5,6 0,11 0,51 9,14 5,35 15,11 15,95 89,14

31-93 6,0 0,14 0,73 10,16 3,42 14,45 16,63 86,89

93-165 6,1 0,14 0,61 9,98 3,14 13,87 15,85 87,50

и субаридной зон. Так, аллювиальные почвы в долине реки Нил, на территории Республики Судан, характери-зуютс в большинстве случаев легким и среднесуглинистым гранулометрическим составом, сравнительно рыхлым сложением и хорошей пористостью (Робщ= 50,6-58,7%). При орошении данных почв отмечена тенденци к их уплотнению, снижению аэрации и водопроницаемости (табл. 6).

В отличие от аллювиальных почв влажных тропиков почвы аридной и

субаридной зон имеют реакцию щелочную, что прежде всего свя зано с их минералогическим составом и накоплением в последних карбонатов. Аллювиальные почвы долины реки Нил характеризуютс низким содержанием гумуса, сравнительно высокой поглотительной способностью и насыщенностью основани ми (табл. 7).

В большинстве случаев аллювиальные почвы долины реки Нил засолены, причем степень засоления во многом обусловлена дренирован-

Т а б л и ц а 6

Физические свойства аллювиальных почв

Разрез Глубина; см Плотность, г/см3 Плотность твердой фазы почвы, г/см3 Общая пористость, %

Целинный участок

116 0-17 1,12 2,71 58,7

17-30 1,23 2,68 54,2

30-60 1,35 2,73 50,6

60-135 1,21 2,72 55,5

Староорошаемый участок

117 0-19 1,24 2,63 52,9

19-38 1,56 2,68 41,8

38-75 1,61 2,70 40,4

75-140 1,53 2,69 43,3

Т а б л и ц а 8

Физико-химические и химические свойства аллювиальной почвы

Раз- рез Глубина, см pH водная Гумус, % Азот, % С:Ы Сумма обменных оснований, мгэкв на 100 г почвы Содержание обмненных оснований, % от суммы

Са++ Мд++ Ыа+ К+

Целинный участок

116 0-17 8,1 1,55 0,031 29,92 22,40 51,79 16,07 22,32 9,82

17-30 8,4 1,03 0,031 19,88 21,20 40,57 34,90 18,87 5,66

30-60 8,6 0,98 0,030 18,71 18,80 38,04 15,91 34,09 11,36

60-135 8,8 0,60 0,032 11,58 12,81 18,74 18,73 54,64 7,86

Староорошаемый участок

117 0-19 7,9 2,01 0,039 17,35 20,64 49,17 19,35 10,50 10,46

19-38 8,3 1,38 0,040 14,64 23,17 38,64 29,17 17,31 12,03

38-75 8,7 1,45 0,034 17,35 20,60 40,52 20,01 23,14 10,64

75-140 8,6 0,75 0,033 12,14 12,05 16,39 14,17 38,62 6,95

ностью территории, химическим составом оросительных вод и другими факторами.

Описанная нами характеристика аллювиальных почв не охватывает всего их многообрази . Мы полагаем, что сравнительная характеристика аллювиальных почв в поймах двух рек Меконга и Нила подтверждает вышесказанное и дает представление об их генезисе и основных свойствах.

Аллювиальные почвы в условиях тропиков и субтропиков вл ютс самыми широко используемыми в сельском хоз йстве.

В экстрааридной зоне аллювиальные почвы используютс локально, главным образом пойменные террасы.

Аллювиальные почвы аридной и субаридной тропической зон при орошении вполне благопри тны дл возделывани многих с.-х. культур, в т.ч. сахарного тростника, овощей, хлопчатника, цитрусовых и др. Освоение данных почв требует прове-дени различных способов мелиорации, включая борьбу с засолением и переуплотнением. С этой целью на почвах, подверженных засолению, целесообразно проведение промывных поливов, пескования, гибсования, глубокого рыхлени и использование промывного режима орошения с.-х. культур. С целью повышени в аллювиальных почвах запасов гумуса и водопрочной структуры целесообразно внесение компостов, возделывание сидеральных культур, многолетних трав и применение искусственных структурообразователей.

Во влажно-тропической зоне обширные территории аллювиальных почв используются под рис, который возделывают сразу после схода паводковых вод. В сухой сезон на данных почвах возделывают кукурузу, сахарный тростник, овощи, табак, джут и другие с.-х. культуры. На данных почвах без внесени удобрений получают на 1 га 1,0-1,6 т риса;

4,0 т кукурузы; около 15-16 т технических стеблей сахарного тростника.

Большая площадь аллювиальных почв влажно-тропической зоны переувлажнена и для рационального ис-пользовани их в с.-х. производстве необходимо проведение осушительных и химических способов мелиорации, строительство оросительных систем двухстороннего регулировани , защитных валов и дамб.

Выводы

1. Во влажных тропиках в дельтах крупных рек аллювиальные почвы формируютс под действием приливно-отливного водного режима, до 6 мес. в году они наход тс под паводковыми водами. На пойменных террасах под мангровыми лесами формируются торфяно-глеевые, глеевые кислые засоленные, засоленные и болотные почвы.

2. Характерной особенностью гранулометрического состава аллювиальных почв влажных тропиков является сла-бовыраженная горизонтальная слоистость.

3. Аллювиальные почвы долины реки

Меконг характеризуются повышенной плотностью, небольшой пористостью, низкой аэрацией, высокой величиной влажности завядания, что связано как с тяжелым их гранулометрическим составом, так и с высоким содержанием минералов полуторооксидов. Почвы, как правило, высокогумусированы,

имеют кислую реакцию среды, низкое содержание доступных форм фосфора. Почвы надпойменных террас отлича-ютс более высокими показател ми степени насыщенности, слабокислой, реже нейтральной реакцией среды.

4. Аллювиальные почвы аридных и субаридных областей тропиков и субтропиков характеризуются невысоким содержанием гумуса, щелочной реакцией среды, высокой поглотительной способностью и насыщенностью основаниями, в большинстве случаев засолением.

1. d%K!%"%льc*uL c.b. Почвы речных пойм центра Русской равнины. М., МГУ, 2005.

2. 3%нн C.b. Тропическое почвоведение. М.: Изд-во УДН, 1986.

3. К%!сун%" b.M. Почвыпойменных экосистем Центральной Азии. Улан-Удэ, 2000. Изд БНЦ СО РАН.

4. Hadm%4uL П.П., Капшу* М.П. Агрономические свойства аквазёмов и аллювиальных почв государства Камбоджа и мероприятия по их улучшению. Мат научно-метод. конф. Пномпень, 1990. С. 3-5.

5. Dudal R. Les sols du basin du Mekong inferieur et leur utilization. Pedologie Gand, 1960.

6. Fauck R. Les racteurs et les mecanismes de la pedogenese dans les sols rouges et jaunes rerrallitiques sur sables et gres en Afrique. Cah. ORSTOM, ser. Pedol. Vol. XII. N 1. Paris, 1974.

SUMMARY

Soils of two types — natural: humus-gley, peaty-gley, boggy-gley, mainly of granulometric composition, and anthropogenic — mainly rice soils of high degradation rate, are formed in a damp-torrid zone. Both synthesis and mineralization of organic matter are accompanied by claying and laterization. Under arid conditions of the tropics and subtropics, during storm rainfall torrents, in river valleys, poorly graded dealluvial-alluvial stony-sandy and sandy depositions often occur.

Key words: alluvial soils, inundated (flood) terraces, zonal-automorphic soils, pulsating overflow land, claying, laterization.

Кашанский Анатолий Данилович — к. с.-х. н., РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева. Тел. 916-16-17.

Наумов Владимир Дмитриевич — д. б. н., РГАУ - МСХА имени К.А. Тимиря -зева. Тел. 976-14-58. Эл. почта: naumovsol@timacad.ru