CC BY
67
Известия ТСХА, выпуск 4, 2008 год
УДК 633.1.
ПОЧВЫ РИСОВЫХ ПЛАНТАЦИЙ КАМБОДЖИ — АКВАЗЕМЫ А.Д. КАШАНСКИЙ, к. с.-х. н.; В.Д. НАУМОВ, д. б. н.
(Кафедра почвоведения)
Представлены результаты исследований рисовых почв Камбоджи. Вследствие длительной культуры затопляемого риса формируются антропогенно-преобразованные почвы, обладающие специфическими свойствами и режимами. На формирование региональных рисовых почв — аквазёмов большое влияние оказывают особенности проявления факторов почвообразования. Для территории Камбоджи эта специфика определяет характер элементарных почвообразовательных процессов, строение и свойств почв. Проведена сравнительная оценка типов рисовых почв — аквазёмов Камбоджи, формирующихся на различных элементах рельефа, разных по генезису и минералогическому составу почвообразующихах пород и обладающих разным уровнем плодородия.
Акваземы — своеобразная группа типов почв, существенно преобразованных антропогенным воздействием и резко отличающихся от исходных почв, вследствие длительного культивирования риса при систематическом продолжительном затоплении. В научной литературе эти почвы выделяются под общим названием «рисовые почвы». Исходными почвами для формирования аквазёмов является большой набор типов почв от красных ферраллитных, вертисолей, пойменных, черноземовид-ных до каштановых почв и такыров, Акваземы формируются в контрастных условиях гидротермического и окислительно-восстановительного режимов. Ежегодное продолжительное затопление аквазёмов создает устойчивые длительно сохраняющиеся гидроморфные анаэробно-восстановительные условия в профиле. Особенности выветривания и почвообразования в акваземах определяются не столько природными условиями, сколько специфической хозяйственной деятельностью человека. В них складывается особый, антропогенно созданный периодически гидроморфный 'тип почвообразования, ведущую роль в котором играет трансформация и миграция минеральной части почв [2, 4, 6]. В этих условиях развитие получают про-
цессы растворения, восстановления, комплексообразования с переходом устойчивых оксидов Ге и Мп в закис-ные, весьма миграционно-способные формы, что и предопределяет возможность выщелачивания веществ, особенно из верхнего пахотного слоя горизонта аквазема. В сухой сезон происходит их деградация и закрепление в виде конкреций, латеризованных горизонтов или в виде корочек на поверхности почвы. Гумусообразование и гумусонакопление в акваземах заметно ослаблены. Количество органических веществ, поступающих с пожнивными остатками риса, в виде фито-зоопланктона и сорной растительности, вегетирующей при переходе к сухому сезону и в начале влажного до устойчивого затопления, весьма незначительно. Его недостаточно не только для накопления, но и для воспроизводства гумуса почвы. Анаэробные условия и высокая аэрация в сухой сезон благоприятствуют ускоренной минерализации поступающих органических остатков. Поэтому в акваземах складывается отрицательный гумусовый баланс. Темпы деградации гумуса обусловлены свойствами различных типов аквазёмов. Существенным фактором формирования аквазёмов является бессменная многовековая куль-
тура поливного риса и однообразная ежегодная система обработки: неглубокое (16-18 см), но достаточно интенсивное рыхление в начальный период затопления, с последующей нивелировкой поверхности почвы. Это приводит к обеднению горизонта Апах тонкодисперсными частицами. Под ним формируется уплотненный подпахотный слой, оглеенный, сильно оглинен-ный, служащий водоупором при затоплении. При наличии постоянной сети чеков и естественном испарении поливных вод в период массового созревания риса, в отличие от принудительного сброса воды, не происходит больших потерь тонкодисперсного материала, органических и органоминераль-ных соединений. Пахотный горизонт в течение года испытывает наиболее контрастный гидротермический режим, вызванный сменой затопления и иссушения. Влияние былых природных факторов, сформировавших исходные почвы для акваземов в настоящее время, сводится к минимуму.
Вследствие длительной культуры затопляемого риса, замены естественной растительности, нарушения естественного биологического круговорота веществ, почвенных режимов, установления специфического гидрологического режима исходные почвы утрачивают свои первоначальные свойства, морфологический облик и преобразуются до уровня самостоятельного типа почв — аквазем.
Неогенез определяется, главным образом, установлением специфического водного режима, приводящего к преобразованию направленности и интенсивности почвообразовательных процессов, свойственных той или иной почве до её введения под культуру риса. Среди почв, осваеваемых под рис, в меньшей степени подвержены серьезным нарушениям морфолого-ге-нетических свойств и режимов гидро-морфные аллювиальные почвы по сравнению с зональными. Так, по данным [1], период трансформации для чернозема составляет приблизительно 100 лет,
лугово-черноземной почвы — 40-60, аллювиальной луговой — 40, перегной-но-глеевой — около 30 лет. Среди особенностей рисовых почв необходимо назвать антропогенную преобразован-ность их профиля. Введение в процесс почвообразования дополнительного антропогенного фактора — длительного затопления — обусловливает создание в почвах ежегодно в течение 4-5 мес восстановительных условий. Такая резкая смена экологической обстановки неизбежно вызывает изменение основных элементарных почвенных процессов, приводит к нарушению сложившегося в почвах равновесия. Вследствие изменения окислительно-восстановительного режима меняется характер и направленность биологических, химических, физико-химических превращений. В силу этого в почвах рисовых полей развиваются процессы, которые не были свойственны исходным или обладали иной степенью выраженности и формой проявления. В частности, в результате длительного затопления и чередования восстановительных и окислительных условий разрушаются почвенные агрегаты, происходит глубокое разложение минеральной основы почвообразующих пород, проявляется сильное оглеение, утяжеление и уплотнение почв, уменьшается водопроницаемость, наблюдается вынос мелкопылеватых и иловатых частиц из верхнего слоя, частично раз-рушаеФся почвенный поглощающий комплекс, уменьшается содержание гумуса в пахотном горизонте, опресняется профиль почв, снижается и реакция почвенного раствора [5].
При длительном использовании почв под затопляемую культуру риса наблюдается одинаковая направленность процессов почвообразования на различных исходных почвах. Определяющее влияние на диагностику акваземов в настоящее время оказывают литологи-ческие и минералогические особенности почвообразующих пород, гранулометрический состав, глубина залегания грунтовых вод.
Почвообразование на акваземах складывается из ряда элементарных процессов: оглеения, конкрециообразова-ния, латеризации, обезилевания или поступления взвесей, элювиально-гле-евого процесса, отбеливания, слити-зации и педотурбации, гидрогенной аккумуляции вещества, наличия реликтовых признаков и т.д. Широкая география аквазёмов, различие условий почвообразования на фоне лито-логических и минералогических особенностей почвообразующих пород определяет специфические черты, генетические свойства, морфологическое и классификационное разнообразие аквазёмов.
Объекты исследования
Региональные особенности рисовых почв рассмотрены на примере Камбоджи, где были выделены следующие типы аквазёмов: акваземы гумусово-фер-ралитные; акваземы гумусово-каолини-новые; акваземы гумусово-кварцево-ал-литные; акваземы пластичные; акваземы гумусовые элювиально глеевые. Выделенные типы почв формируются на различных элементах рельефа: слабод-ренированных депрессиях, нижних частей склонов, древних и современных надпойменных террасах, озерно-аллю-виальных равнинах и т.д. Особенностью грунтовых вод на акваземах реки Меконг является их близкое залегание к поверхности, даже в сухой сезон они не опускаются глубже 2-3 м, а в дожд-
ливый — смыкаются с поверхностными водами, и в чеках устанавливается уровень воды 30-40 см. Грунтовые воды характеризуются среднекислой реакцией (рН 4,5-4,7), низкой степенью минерализации — 1-1,5 г/л, наличием коллоидных взвесей и отчетливым восстановительным режимом ОВП, составляющим 150 мВ.
Экспериментальная часть
Рассмотрим генетические особенности, строение, состав и свойства основных типов аквазёмов Камбоджи.
Акваземы гумусово-ферраллитные формируются в нижних частях склонов на продуктах переотложения фер-раллитных кор выветривания. Характерной особенностью почвообразующей породы является повышенное содержание оксидов железа и глинистый гранулометрический состав. В связи с подчиненным положением в рельефе в профиле гумусово-ферраллитных аквазёмов происходит аккумуляция соединений железа, выносимого с латеральным потоком из красных и желтых ферраллитных почв, занимающих более высокие позиции. Определенная сбалансированность выноса и аккумуляции соединений железа обусловливает ферраллитный состав данных аквазёмов и морфологические признаки рубефикации профиля.
Аквазем гумусово-ферраллитный имеет следующее строение: A^j - Blg(Qv3x) ~ B2g(ox, Cn) — B3g(G,ox) — BCg(G,ox) ~ G(G).
Апах(в) — пахотный горизонт мощностью до 20 см, коричневато-серый, глинистый, в сухой сезон на поверхности рубефицированные пленки, комковато-глыбистый, плотный, в разной степени оглеен, переход заметен по плотности и степени оглеения.
В^сп.ох) — переходный конкреционный горизонт, желтый с сизыми и ржавыми пятнами, глинистый, комковатый, более плотный, часто содержит окисленные конкреции, переход по цвету и плотности постепенный.
B2g(ox1 сп) — переходный конкреционный горизонт, желто-бурый с желтовато-красными и сизыми пятнами, глинистый, комковато-ореховатый, уплотненный, часто содержит железистые конкреции, переход ясный по увлажнению, структуре, оглеению.
Вз8(с,ох) — переходный, железисто-бурый, сырой, глееватый, глыбистый, менее плотный, часто включает железистые конкреции с сильным оглеением.
ВСв(0,ох) — аналогичен горизонту В зе^.а*), более влажный, сильно оглеенный.
0(о) — глеевый горизонт, глинистый, бесструктурный, с обломками базальта.
При глинистом гранулометрическом составе в профиле гумусово-ферраллит-ных акваземов отчетливо выражено обеднение пахотного горизонта илом (таблица). Диагностическим признаком рассматриваемых акваземов является высокое содержание валового железа, особенно в горизонтах, насыщенных конкрециями. Минералогические исследования илистой фракции свидетельствуют о преобладании в этих почвах устойчивых минералов — каолинита, гетита, геббсита, бемита — характерных продуктов ферралитового выветривания. Среднее содержание гумуса в горизонте Апах составляет 2,5%. Гумус имеет фульватный состав — Сгж : Сфл < < 0,4. Реакция среды — сильнокислая, степень насыщенности основаниями в горизонте Апах ниже 40%, высоких показателей достигает гидролитическая кислотность — до 9 мгэкв/100 г почвы. Емкость катионного обмена очень низкая — не превышает 5 мгэкв/100 г почвы. Почвы бедны доступными формами фосфора и калия.
Акваземы гумусово-каолинитовые распространены на выраженных надпойменных террасах и озерно-аллюви-
альных равнинах крупных рек. В долине реки Меконг они встречаются крупными однородными массивами, реже в ассоциации с гумусово-кварце-во-аллитными и пластичными аквазе-мами. Мелкие пятна гумусово-каоли-нитовых аваземов встречаются на плато в замкнутых котловинообразных понижениях, по долинам и пологим склонам ложбин. Грунтовые воды залегают неглубоко и не опускаются глубже 2,5 м даже в конце сухого сезона. Почвообразующими породами служат древнеаллювиальные однородные отложения глинистого гранулометрического состава. На плато, по отрицательным формам рельефа, поч-вообразующие породы представлены делювиальными и делювиально-про-лювиальными отложениями. Ведущий процесс аллитизации сочетается с отдельными элементарными процессами почвообразования, что определяет разнообразие гумусово-каолинитовых акваземов на типовом и подтиповом уровнях. Морфолого-генетическое строение профиля представлено следующими горизонтами: Апахв - В1е(Сп) ~~ В28(сп) ~~ Взв(о,сп) — ВСв(о, сп) —
АПах8(сп) — пахотный горизонт мощностью до 20 см, гомогенный, сизовато-серый, тяжелого гранулометрического состава, комковато-глыбистый, плотный, оглеен, с мелкими железистыми конкрециями, пронизан корнями, переход заметный по цвету, структуре, плотности.
В18(Сп) — переходный конкреционный, светло-серый с сизыми и ржавыми пятнами, глинистый, ореховато-комковатый, плотный, железистые конкреции, редкие корни, переход ясный по цвету и плотности.
В2в(сп) — переходный конкреционный, серый с сизыми ржавыми пятнами, глинистый, ореховато-комковатый, редкие корни, железистые конкреции, переход ясный по цвету и плотности.
В38 (Сп) — переходный конкреционный, серый с крупными сизыми пятнами или сплошь оглеен, глинистый, комковато-ореховатый, уплотненный с более крупными железистыми конкрециями, переход постепенный по цвету и степени оглеения.
В8(01Сп) — переходный, буровато-серый, с крупными сизыми пятнами или рыжий, слабо уплотнен, редкие конкреции, переход по цвету и включениям базальтового щебня.
Сй — почвообразующая порода, сизо-бурого или сизого цвета, неотсортированная, с включениями щебня базальта.
В случае подстилания мелкоземис-того профиля коренными базальтами верхняя часть их превращена в лито-марж — сизовато-белесый сильно выветренный, оглеенный часто пятнистый слой, постепенно с глубины 0,51,0 м, переходящий в плотный базальт. По гранулометрическому составу среди рассмотренных акваземов наибольшое распространение получили тяжелосуглинистые и глинистые разновидности (см. таблицу). Содержание основных компонентов валового состава, их профильное распределение подтверждает аллитную генетическую сущность данных почв и отражает определенную степень их деградации, выражающуюся в определенном накоплении ЗЮ2 в верхних горизонтах при одновременном обеднении их не только щелочноземельными элементами, но и оксидами железа и алюминия. Илистая фракция гумусово-каолинитовых акваземов представлена довольно однообразной ассоциацией глинистых минералов: каолинитом, каолинит-смектитом, гети-том, хлорид-вермикулитом при доминирующем содержании каолинита. Содержание гумуса невысокое — около 2%. Гумус имеет резко фульватный состав: С,*: Сфк не превышает 0,4. Реакция среды среднекислая — рНы не менее 5,5; степень насыщенности основаниями около 50%.
Гумусово-каолинитовые акваземы имеют очень низкую емкость катион-ного поглощения (до 5 мгэкв/100 г почвы), что свидетельствует о глубокой деградации ППК и малой физико-химической активности тонкодисперсной части каолинитового минералогического состава. Содержание алюминия может достигать токсичных для растений количеств (3 мг на 100 г почвы). Они бедны доступными формами фосфора, калия и микроэлементов (Мо, Со, Zn) применительно даже к условиям низкого выноса. Лучше складывается обеспеченность Мп и Си. Пахотные горизонты имеют глыбисто-комковатую структуру, характеризуются
отсутствием водопрочных агрегатов, плотным сложением (до 1,45 г/см3), низкой фильтрационной способностью (0,1-0,2 мм/ч). Плотность твердой фазы в горизонтах Апах составляет 2,79 г/см3, в конкрециях и латеризированых горизонтах возрастает до 3,3 г/см3. Общая пористость колеблется от 40 до 55%, пористость аэрации — 7-20%. Средняя полевая влагоемкость не превышает 36%, при высокой влажности завядания (15-17%).
Акваземы гумусово-кварцево-аллит-ные формируются на древних надпойменных террасах, на относительно возвышенных выровненных пространствах. Почвообразующими породами служат древнеаллювиальные отложения преимущественно легкого гранулометрического состава, часто двучленного сложения. Естественное затопление гумусово-кварцево-аллитных акваземов происходит на 1-1,5 мес позднее по сравнению с другими типами акваземов. В их затоплении особое значение приобретает уровень грунтовых вод, регулируемый подъемом воды в реках. В годы, недостаточно обеспеченные осадками, при низком уровне воды в реках, наблюдается опускание уровня грунтовых вод в профиле и тем самым исключается возможность использования этих почв под рис. В отдельные годы они вообще не затапливаются.
Основные морфолого-генетические особенности и специфические свойства акваземов гумусово-кварцево-аллитных обусловлены двучленностью почвенного профиля по гранулометрическому составу, унаследованному от поч-вообразующей породы. Для них характерен легкий (песчано-супесчаный) гранулометрический состав в верхней части профиля и подстилание глинисто-тяжелосуглинистой породой в пределах метровой толщи, являющейся водоупором.
Профиль гумусово-кварцево-аллитных акваземов имеет следующее строение: Апахв - В1г(Сп) - В2в(Сп) ~ Вз8(а,Сп) -ВС6(о, сп) — Св1сп(о)-
Химические, физико-химические, агрохимические показатели акваземов
Горизонт и глубина взятия образца, см Гумус, 7% N1,% Валовые, % на прокаленную навеску рНкс! Гидролитическая кислотность, Поглощенные основания, мгэкв/100 г почвы Гранулометрические элементы, % Доступные формы, мг/100 г почвы
ЭЮг А1203 Ре203 мгэкв/100 г почвы Са2* Мд2+ Ю N8* <0,01 мм <0,001 мм р2о5 к2о
Аквазем гумусово-ферраллитный
Апах 0-20 2,14 0,175 35,87 14,46 40,83 4,6 8,28 3,42 1,30 0,05 0,07 68,9 51,3 0,86 2,41
В1дсп 30-40 2,23 0,189 39,14 17,89 34,12 4,0 6,87 2,56 1,20 0,04 0,06 85,9 73,8 0,42 1,69
В2дсп 40-50 0,79 0,042 41,93 22,42 27,98 4,2 3,05 1,79 1,58 0,04 0,01 92,1 86,0 0,16 1,69
Вздсп 65—75 0,76 0,042 39,10 24,56 28,41 4,6 1,64 2,42 2,18 0,04 0,06 94,7 90,3 0,22 1,69
се 100-110 — — 38,89 25,98 28,50 4,8 2,72 2,78 2,78 0,04 0,06 95,5 89,2 0,67 1,93
Аквазем гумусово-каолинитовый
Апах 0-20 2,35 0,152 52,14 27,30 9,94 4,7 6,32 2,34 2,44 0,15 0,06 78,0 56,6 0,36 7,22
В1дсп 30-40 0,98 0,086 50,41 35,10 6,01 4,4 3,59 2,48 3,94 0,06 0,10 90,8 70,4 0,40 2,89
В2дсп 60-70 0,83 0,084 50,67 36,63 4,01 4,4 3,38 2,62 4,00 0,04 0,10 95,8 89,2 0,97 1,93
Вздсп 100-110 0,64 0,061 53,30 33,85 4,58 4,6 1,53 2,80 4,42 0,04 0,09 95,9 92,6 0,59 1,93
все 130-140 0,49 0,045 48,19 34,83 9,57 4,1 4,47 4,48 3,22 0,04 0,10 88,0 83,8 0,75 1,69
СС 160-170 — — 51,53 31,53 9,61 4,2 5,01 2,50 3,08 0,08 0,10 98,6 80,0 1,15 2,65
- Аквазем гумусово-кварцево-аллитный
Агшхд 0-20 1,64 0,093 91,14 4,72 0,94 3,9 5,6 1,45 0,62 0,04 0,05 19,7 9,1 0,34 1,38
В1д 30-40 0,64 0,039 86,09 10,45 1,00 3,8 4,99 1,68 0,84 0,07 0,06 34,4 18,3 0,23 1,12
Вгв 70-80 0,44 0,027 77,07 16,93 2,68 3,8 7,17 1,93 0,91 0,07 0,09 53,6 38,1 0,21 2,14
Взв100-110 0,15 0,016 68,68 18,91 9,55 3,9 6,47 2,01 1,03 0,02 0,07 54,3 34,9 0,12 2,18
Аквазем пластичный конкреционный
Алахдсп 0—27 3,06 0,126 57,57 13,78 15,0 5,6 0,34 14,52 19,22 0,13 2,80 50,9 35,5 сл. 6,02
В1б5сп 40-50 0,65 0,045 54,93 13,14 20,74 6,5 1,02 9,82 26,74 0,06 9,85 61,7 48,8 СП. 2,89
В2С5сп 70-80 0,62 0,028 57,56 15,54 14,75 7,2 — 23,56 32,54 0,05 7,10 65,3 53,1 сл. 2,41
ВзСбсп Са 0,35 0,021 51,18 12,38 17,87 7,1 — 40,80 35,80 0,10 3,48 55,0 42,8 0,32 4,82
110-120 45,0 23,6 СП. 2,41
Аквазем гумусовый элювиально-глеевый типичный
Апахд 0-23 0,96 0,040 96,63 1,80 0,45 4,4 2,01 0,44 0,08 0,08 0,10 11,7 6,6 0,36 3,61
В1д 40-50 0,40 0,026 91,75 6,10 0,53 3,9 2,19 0,62 0,12 0,18 0,07 27,9 8,1 0,11 8,79
60-70 0,59 0,039 79,81 14,83 2,89 4,3 2,98 1,29 0,36 0,06 0,07 43,8 22,0 0,10 2,65
Вз^ 90-100 0,34 0,024 80,03 15,6 2,65 4,1 2,98 0,73 0,12 0,04 0,10 43,9 16,6 0,12 1,68
Св 120-130 — — 80,23 16,57 1,87 3,9 2,64 0,57 0,08 0,03 0,07 39,4 16,8 0,10 1,20
Апахй — пахотный горизонт мощностью 20 см, светло-серый, супесчаный с сизыми и ржавыми пятнами, переход ясный по цвету. В18(Сп) — переходный, светло-бурый или буровато-желтый с сизыми и ржавыми пятнами, супесчаный, редкие крупные конкреции, переход постепенный по цвету и гранулометрическому составу. В28(Сп) — переходный, пестроокрашенный, более влажный, от супесчаного до среднесуглинистого гранулометрического состава, с крупными сизыми и ржавыми пятнами, конкреции, переход постепенный по степени оглеения.
В3§(а,сп), — переходные к почвообразующей породе, сырые, различного грануло-ВСг(0,сп), метрического состава, с отчетливыми признаками оглеения, часть со-Св1сп(с) хранила сложение древнеаллювиальных отложений.
Среди гумусово-кварцево-алитных акваземов преобладают супесчаные и легкосуглинистые разновидности. В валовом составе характерно абсолютное преобладание кремнезема (до 97% ЭЮг) и отчетливое обеднение облегченной по гранулометрическому составу части профиля оксидами железа, алюминия и основаниями (таблица). По мере утяжеления гранулометрического состава с глубиной, в конкреционных и латеризованных горизонтах содержание оксидов железа и алюминия возрастает, а кремнезема — снижается. Часто оксиды железа и алюминия распределены в профиле по эллюви-ально-иллювиальному типу, что можно рассматривать как результат иллювиальной и гидрогенной их аккумуляции в средней части профиля. Отмеченная дифференциация по профилю почв БЮг, Ге203, А1203 может являться следствием деградационных процессов при возделывании затопляемой культуры риса. Потери оксидов в этом случае могут осуществляться как в результате вертикальной и боковой миграции в двучленном профиле, так и с поверхностным стоком избытка воды во влажный сезон. По данным минералогического состава, илистая фракция гумусово-кварцево-аллитных акваземов довольно однообразна и состоит на 78-80% из каолинита. В нижней части профиля заметную примесь составляют спонтанно смытые каоли-нино-смектитовые и в меньшем количестве — слюда-смектитовые образования. В незначительных количествах присутствует бемит и гетит.
Рассматриваемые акваземы бедны гумусом (<2%), не имеют ярко выраженного гумусового горизонта и характеризуются глубоким проникновением гумуса фульватной природы в профиле. Реакция среды сильно-среднекис-лая (рНКс1 4-5). Степень насыщенности основаниями 30~40%. Общая кислотность обусловлена преимущественно поглощенным алюминием, содержание которого в средней части профиля может достигать концентраций, токсичных для растений. Емкость катионного обмена очень низкая: в горизонтах АгахЁ 1-2 мгэкв/100 г почвы, в нижней части профиля она возрастает с утяжелением гранулометрического состава.
Содержание доступных форм фосфора и калия крайне низкое. В равной степени они бедны доступными микроэлементами, особенно Мо, Со, Zn. При бесструктурности и легком гранулометрическом составе гумусово-кварцево-аллитные акваземы имеют плотное сложение (Апах ДО 1,5 г/см3) с плотностью твердой фазы — до 2,70 г/см3, а в конкреционных и латеризованных горизонтах она повышается до 3,02 г/см3. Общая порозность составляет 38-45%, наибольшее её значение в латеризованных глеевых горизонтах. При плотном сложении и низкой пористости в сухой сезон скорость впитывания в первый час составляет 40 мм/ч. Скорость фильтрации при установленном объеме воды низкая — 0,1 мм/ч. Максимальная гигроскопичность в верхних горизонтах составляет 0,5-0,6%, что обусловливает низкие значения влажности завядания. В сухой
сезон почвы высыхают до критических величин влажности на глубину 40-60 см.
Акваземы пластичные занимают геохимически подчиненные территории слабодренированных депрессий, часто граничащих с выходами на дневную поверхность основных изверженных пород. Эти породы, быстро выветриваясь в условиях перманентно-влажного тропического климата, обогащают грунтовые и делювиальные воды растворенным кремнием, кальцием и магнием. В условиях периодического затопления и среды, богатой растительным кремнеземом и щелочно-земельными основаниями, происходит гидрогенный синтез глинных минералов вермиркулит-монт-мориллонитового состава. Это определяет специфические черты и своеобразие пластичных акваземов, многие из которых являются общими для слитых почв
•А-юц^! (Сп) '
В
^ (Сп, СА)
В
(Сп, СА)
Вайс
ВСг.га-
ВИс
и отмечены при характеристике верти-солей.
Общие характерные особенности акваземов пластичных следующие: наличие в сухой сезон на поверхности почвы непостоянной мощности мульчирующего слоя из ореховато-зернис-тых агрегатов, глубокая вертикальная трещиноватость, высокая степень ог-леенности, карбонатные новообразования в средней и особенно нижней части профиля, большое количество плотных конкреций в пахотном горизонте и верхней охристой в сухой сезон части профиля. Типичные для вертисолей плоскости скольжения «сликенслайды» в акваземах пластичных выражены менее отчетливо. Профиль акваземов пластичных имеет следующее строение: АПах01сп — В^ (Сп, СА) ~ В25г (Сп, СА) — ВзСхсА — ВСоса — ВНоса " И.
пахотный горизонт мощностью 18—20 см, темно-серый несколько светлее нижележащих, глинистый, реже тяжелосуглийистый, комковато глыбистый, сильно уплотнен, разбит вертикальными трещинами в сухом состоянии. Во влажном состоянии — липкий, пластичный, бесструктурный с признаками оглеения и наличием конкреций. Переход заметен по плотности и цвету.
метаморфический, переходный по гумусу горизонт с признаками сли-тизации, темно-серый с сизым или оливковым оттенком, глинистый плотный, глыбисто-блочный, конкреционный, переход постепенный по усилению оглеения.
метаморфический, с отчетливыми признаками слитизации, темно-серый с усиливающимися сизыми и оливковыми тонами, часто сильно оглеен, глинистый, встречаются карбонатные включения, переход постепенный по усилению оглеения и наличию щебня базальта, менее метаморфизированный, сизый, глинистый с включением щебня базальта.
выделяется в маломощных профилях (>2м), сильно оглеен, щебнистый, вскипает.
литомарж — оглеенная кора выветривания базальта, белесовато-сизая, постепенно переходит в твердую породу И.
Акваземы пластичные имеют глинистый гранулометрический состав. Облегчение гранулометрического состава в пахотном тяжело-среднесуглини-стом горизонте является признаком деградации этих почв. В средней ме-таморфизированной части профиля наблюдается максимальное оглинива-ние (см. таблицу). В валовом составе
преобладают оксиды кремния, алюминия и железа. В отличие от других типов акваземов, пластичные акваземы богаче кальцием, магнием, натрием. По данным минералогического анализа, в илистой фракции резко преобладают смектитовые и смешаннослойные као-линито-смектитовые образования. В нижних горизонтах присутствуют слю-
до-смектитовые образования, которые полностью отсутствуют в пахотном горизонте, где в заметных количествах обнаруживается гетит. Акваземы пластичные характеризуются сравнительно высоким (3-3,5%) содержанием гумуса и его гуматным составом С,* : Сфк более 1. Они имеют слабокислую реакцию среды (рННс1 > 5,5), переходящую с глубиной в нейтральную. Акваземы пластичные отличаются высокой емкостью поглощения, поглощающий комплекс насыщен основаниями с преобладанием кальция и при высоком участии натрия. Акваземы пластичные очень низко обеспечены подвижными формами фосфора и калия и лучше, чем другие акваземы, обеспечены микроэлементами. Даже применительно к культурам повышенного выноса они высоко обеспечены марганцем, высоко- и средне- цинком, кобальтом и молибденом. Пластичные акваземы отличаются хорошим структурным состоянием. При сухом рассеве практически не обесструктуривается фракция <0,25 мм, а пахотный горизонт состоит в основном из водопрочных структурных агрегатов размерами 3-5 и 2—3 мм. При затоплении эти почвы сильно набухают, приобретают слитое бесструктурное состояние без видимой пористости. В сухой сезон верхние горизонты высыхают, происходит усадка мелкозема, образование блочных отдельностей диаметром 40-60 см, разбиваемых вертикальными трещинами шириной 5-10 см, уходящими вглубь до 1 м. Плотность почвы в пахотных и подпахотных горизонтах изменяется от 1,48 до 1,63 г/см3, плотность твердой фазы обнаруживает максимальные значения в конкреционных горизонтах и колеблется от 2,80 — 3,01 г/см3 в пахотных горизонтах и до 3,31 г/см3 в конкреционных. Общая пористость, несмотря на сильную уплотненность почв, довольно высокая — 52-59% в
Апахв(О) -
пахотных горизонтах. Предельная полевая влагоемкость при близком залегании грунтовых вод и наличии капиллярной каймы в почвенном профиле практически равна пористости и составляет 46-52% в пахотных горизонтах. Максимальная гигроскопичность варьирует по профилю от 12 до 21%, что обусловливает высокие показатели влажности завядания — более 30%. При насыщении почвы влагой и полном набухании фильтрация практически не наблюдается. Это свойство акваземов пластичных благоприятствует возделыванию затапливаемого риса.
Акваземы гумусовые элювиалъно-глеевые формируются в ассоциациях с акваземами гумусово-каолинитовыми и гумусово-кварцево-аллитными на породах с отчетливо выраженной двучлен-ностью. Особенностью этих пород является подстилание песчаных и супесчаных слоев мощностью 40-70 см тяжелосуглинистыми и глинистыми отложениями. Верхний нанос легкого гранулометрического состава подвержен влиянию элювиально-глеевого процесса, сопровождающегося потерей восстановленных соединений железа и марганца, тонкодисперсного материала и появлением в профиле кремнеземистой присыпки. На контакте смеси пород в профиле обособливается осветленный контактно-глеевый горизонт. Миграционные пути веществ в профиле сложны и осуществляются нисходящими боковыми потоками по поверхности подстилающей породы и поверхностным стоком при переполнении чеков водой. Наличие водоупора в виде подстилающей породы усиливает ог-леение и образование конкреций в средней части профиля.
Почвы приобретают своеобразное строение с дифференциацией на следующие горизонты: Апахе(С) - В! (С) -ВгСхЬ — ВСс — Сс.
пахотный горизонт, розовато-серый с сизым оттенком и ржавыми пятнами, уплотнен, непрочной комковатой структуры, переход заметен по цвету.
Bl(G) -
B,Gt —
BCG
Cr. -
переходный, розовато-серый с сизыми и ржавыми пятнами, более влажный, кремнеземистая присыпка, песчано-супесчаный, комковатый, переход ясный по цвету пятнистости и гранулометрическому составу.
переходный, розовато-сизый с крупными ржавыми пятнами, тяжелосуглинистый, комковатый, очень плотный, переход постепенный по цвету.
переходный к почвообразующей породе, розовато-сизый с ржавыми пятнами, тяжелосуглинистый, комковато-глыбистый, липкий, переход постепенный по цвету.
почвообразующая порода, розовато-сизого цвета, среднесуглинис-тая, глыбистая, плотная, равномерно оглеена.
Данные гранулометрического состава отражают двучленность профиля (см. таблицу). Смена его обнаруживается в горизонте В^ или B2g. Акваземы гумусовые элювиально-глеевые характеризуются низким содержанием гумуса, фульватным его составом, сильно кислой реакцией среды по всему профилю. В этих почвах довольно высокая гидролитическая кислотность, очень низкая емкость поглощения (около 1 мгэкв/100 г почвы), крайне низкое содержание поглощенных оснований и степень насыщенности. Отмеченные свойства отображают сильную деградацию данных почв, вызванную длительным использованием под культуру затопляемого риса и воздействием элювиально-глеевого процесса с оттоком продуктов почвообразования.
Сельскохозяйственное использование
Монопольной культурой на аквазе-мах является рассадный рис, возделываемый при затоплении. Естественное затопление постоянной сети чеков происходит сравнительно быстро — за 1-2 мес с наступлением сезона дождей. В первую очередь затапливаются отрицательные слабодренированные формы нано- и мезорельефа пластичных и каолинитовых акваземов, где выращивают рассаду риса. Вспашку почвы проводят в период ее полного насыщения или неглубокого затопления, после чего следует тщательное выравнивание поверхности чека. Рассаду риса высаживают по мере затоп-
ления чека. После уборки и перехода к сухому сезону за счет остаточных запасов влаги, а также в начальный период влажного сезона, до устойчивого затопления, создаются благоприятные условия для вегетации сорной растительности. В этот период акваземы используются как малопродуктивные пастбища. В сухой сезон растительность полностью выгорает и почвы иссушаются на глубину до 60 см. В них развиваются окислительные процессы и ряд недоокисленных органических и минеральных соединений, многие из которых неблагоприятны для роста риса, трансформируются и утрачивают свои вредные свойства и плодородие восстанавливается. Действие удобрений в этом случае более эффективно по сравнению с почвами, постоянно находящимися в восстановленном режиме. Естественное плодородие различных типов акваземов обусловливает неодинаковую урожайность риса, выращиваемого без применения минеральных удобрений: акваземы пластичные — 15-18 ц/га, акваземы гумусо-во-каолинитовые — 10—15 ц/га, акваземы гумусово-кварцево-аллитные — 6-8 ц/га. Применение минеральных удобрений в дозе 60 кг д.в. ЫРК способствует увеличению урожая риса в 2-3,5 раза, особенно на гумусово-квар-цево-аллитных акваземах. Экономически эффективной оказалась доза 30 кг д.в. ЫРК. Среди акваземов по бровкам чеков часто проводится бессистемная посадка сахарной пальмы, а вблизи источников воды ограничено развито ово-
щеводство, в водоемах культивируется лотос.
Важной хозяйственной проблемой в переменно-влажных тропиках является использование акваземов в сухой сезон. При возделывании культур на акваземах в сухой сезон необходимо применять поливные нормы из расчета увлажнения 50 см слоя: для гуму-сово-каолинитовых — 240-500 м3/га, для гумусово-кварцево-аллитных — 200-225, пластичных — 650 м3/га. В сухой сезон без орошения на акваземах ограничено выращивают кукурузу, сахарный тростник, табак, джут. Урожайность кукурузы — 40 ц/га, технических стеблей сахарного тростника — 15-16 т/га. Наиболее распространенным ограничением для роста растений на акваземах являются повышенные концентрации подвижного алюминия и восстановленных соединений, ретроградация подвижных фосфатов.
Выводы
1. Рисовые почвы — аквазёмы — особая группа типов почв, встречающаяся в различных регионах мира и обладающая специфическими признаками, свойствами и режимами, приобретенными под влиянием длительного ежегодного затопления при возделывании риса, установлением специфического водного режима.
2. Почвообразование на аквазёмах складывается из ряда элементарных процессов: оглеения, конкрециообразова-ния, аллитизации, латеритизации, ру-бефикации, обезиливании, элювиально-глеевого процесса, отбеливания, слити-зации, педотурбации, гидрогенной аккумуляции веществ.
3. Выявлены следующие диагностические признаки аквазёмов Камбоджи: аквазёмы гумусово-ферраллитные характеризуются высоким содержанием валового железа, особенно в горизонтах, насыщенных конкрециями; аквазёмы гу-мусово-каолинитовые — накоплением Si02 в верхних горизонтах почв при одновременном обеднении их щелочно-зе-мельными элементами, оксидами железа и алюминия; аквазёмы гумосово-квар-цево-аллитные — двучленностью профиля, абсолютным преобладанием в верхней части кремнезёма (до 97%), отчетливым обеднением оксидами железа, алюминия и основаниями; аквазёмы пластичные — проявлением слитогене-за, по свойствам они приближаются к вертисолям, богаче других аквазёмов оксидами кальция, магния и натрия; аквазёмы гумусовые элювиально-глее-вые — наличием отчетливо выраженной двучленности профиля и осветвлен-ным контактно-глеевым горизонтом.
Библиографический список
1. Бочко Т.Ф., Авакян K.M., Шеуд-жен А.Х. и др. Окислительно-восстановительные процессы в почвах рисовых полей Кубани. Майкоп, 2002. — 2. Зонн C.B. Тропическое почвоведение. М.: Изд-во УДН, 1986. — 3. Кириенко Т.Н. Рисовые поля Украины и пути оптимизации почвообразовательных процессов. Львов: Вища школа, 1985. — 4. Обухов А.И., Обухова В.А. Динамика содержания железа и марганца в почвах рисовых полей Бирмы // Химия рисовых полей. М.: Наука, 1976. С. 209-229. — 5. Титков A.A., Кольцов A.B. Влияние орошения затоплением на мелиоративные условия и почвенный покров При-сивашья. Симферополь, 1995. — 6. Фрид-ланд. Почвы и коры выветривания влажных тропиков, 1964.
Рецензент — д. с.-х. н. В.И. Савич
SUMMARY
Results of research into rice soils in Cambodia are offered in the article. Owing to long-term inundated rice cultivation restructed soil are formed anthropogenic and have some specific properties and states. Peculiarities of soil-forming factors have a great influence upon regional rice soil formation «aquasoil». For the territory of Combodia this specific character determines the nature of elementary soil-forming processes, structure and properties of soil. Comparative evaluation of rice soil types «aquasoils» forming on various elements of relief, of different genesis and mineralogical composition, having various fertility level has been made in the article.
