Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эволюция красных ферралютных почв юго-запада Мали под влиянием антропогенного фактора

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Эволюция красных ферралютных почв юго-запада Мали под влиянием антропогенного фактора"

РГб од 5 / ИЮЛ 1993

Украинская академия аграрных наук Институт почвоведения а агрохимии им. А.Н.Соколовского УААН

На правах рукописи

САНГАРЕ САЛИФ

УДК 504.05:/Б31,434.5:631.445.73

эволюция красных ферралшпшх: почв юго-запада мали под влиянием антропогбн-н01х) фактора

Специальность 06.01.03 - агропочвоведение и агрофизика

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Харьков - 1993

Вабота выполнена в Харьковском государственном аграрном университете игл. В.В.Докучает и лаборатории Агропочвовадения Катибу-гу реопублики Пали.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Д.Г.Тихоненко

Официальные оппоненты: член-корреспондент ЭА, доктор с.-х.

наук ПОЛУПАН Н.И.

доктор с.-х.наук, профессор ДЕЩгИШКО А.Я.

Ведущая организация Лаборатория экологии УкрНИША

им. Г.Н.Высоцкого

Защита диссертации состоится " 14 " ипля_ 1993 г.

Тр часов ро минут на заседании специализированного Совета К.020.43.01 в инотитутв почвоведения и агрохимии им. А.Н.Соколовского по адресу: 310024, г.Харьков, ул.Чайковского, 4.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "_" _ 1553 г.

Ученый секретарь специализированного Совета,

кандадат с.-х.наук Е.«Г>.ПАВЛЕНКО

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРНО ТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди проблем, встающих перед современной цивилизацией, вса большай удельный вес преобретают вопросы отношения человека к природной среде.

Сейчас на земном шаре насчитывается свыше 4 илрд.человек. По имеющимся прогнозам, к 2000.году на земном шаре будет жать около 6,5 млрд., а в развивающихся странах - 4,9-5,19 млрд.человек. Наибольшую плотность населения следует ожидать на Африканском континенте. 3 отдельных е'го странах ежегодный прирост населения достигает более 3 %.

Демографический взрыв в развивающихся странах представляет серьезную проблему для успешного экономического развития. Если раньше, напрш.ер, страны Африка экспортировала зерновые культуры, тр теперь они. его ввозят. Такое положение обусловлено рядом причин, во-первых, - ато быстрым ростом количества населения, которое все труднее обеспечивать землей, пригодной для обработки, а во-вторых, что самое главное, - низкой культурой земледелия.

Б Ыали населенна, занятое в сельском хозяйстве, составляет свыше 80 % трудоспособных жителей страны. Однако темпы развития сельскохозяйственного производства остаются крайне назкши, из-за сохранения пережитков традацаошшх социально-экономических отношений, архаичных методов ведеигл хозяйства и слабой материально-технической. базы.

Уничтожение естественного растительного покрова в хода освоения новых земель приводит часто к понижению уровня грунтовых вод, к опустыниванию. Засухи ускоряют процесс опустынивания, связанный в большей степени с хозяйственной деятельностью человека: неконтролируемой вырубкой лесов; вшшганием растительности и чрезмерным вшассм скота. Практика выз&игалия бруссн сохранилась почта повсеместно. Она приводит к разрушении структуры почви, уничтожения молодых побегов и семян, к окончательному вечезновешво некоторых видов растений и затрудняет восстановление естественного растительного покрова. 3 местах покаров осразуются проплешина с лаюратными корана - грозное свидетельство начала опустынивания.

В Чаш, как а во всех странах Сахеля; приходные окосксгады считается очень хрупкими и иеуотойчарюм». В основе этой хрупкости, лекат климатические особенности: дефицит атмосферной влаги,' длительный сухой и короткий дожаяивий сезоны, многолетняя изменчиво-

сть осадков, периодически повторяющиеся засухи. С нами связаны и такие особенности природы, как: чрезмерная изменчивость ре;шша стока рек, ограниченность водных ресурсов, пониженная продуктивность растительного покрова» большая предрасположенность почв к эрозии и т.д. Эти слабые места аридных и семиаридных экосистем яшызотся ограниченными факторами для хозяйственной деятельности человека и требуют от него своеобразных форм адаптации /Радченко, 1S83/. В пошюднее десятилетие антропогенное воздействие на^среду в сочетании с суровой и длительной Сахельской засухой оказалось за пределами допустимого стресса и привело к резкому нарушению природного баланса / „ 1S77/. Поэтому изучение антропогенного влияния

на почвы Ыали является реальной и насушдой необходимостью.

llejp> исследований сводилась к изучению направленности разви-• тия почвообразовательного процесса при различных ввдах хозяйственных воздействий, оценке целесообразности отдельных агротехнических и др. приемов, направленных на повышение плодородия 'почв, прогно-зпрованле последействий антропогенеза в условиях высокотравных саванн Мали,

3 шлттщч входило:

~ изучить физические, химические, физико-химические характеристики, валовой состав почв и ила, минералогический состав, мйх-рсмо; ¿»логическое строение а микробиологическую активность почв;

' - выяснить эволюцию а направление почвообразования под влиянием различных природных и антропогенных факторов;

- определить пути окультуривания и рационального использования красных феррадяитных поча.

Научная новизна состоит в обосновании сецлх закономерностей развития почвообразовательного процесса природных и культурных геоэкосиотем Мала, .что позволяет прогнозировать эволвдшз почв, пути их окультуривания и рационального использования,

Приклал.юе значение работы. Результаты исследований, представленных в диссертационно! работе, позволяют прогнозировать и управлять эволюцией красных ферраллаткых почв й ах плодородием при антропогенном воздействия. в частности, заложенный шогофакторнкй стационар в сельскохозяйственном институте Катибугу, где я буду продолжать изучение почв Мали на принципах генетического почвоведения, позволит обосновать систему повышения плодородия почв ке"

только Кали, но и зоны сухих тропиков Африканского континента.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на итоговых ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Харьковского ГАЗ' им. В. В.Докучаева в 1990-1993 гг, на юбилейной научно-практической конференции, посвяденкой 175-летию .Харьковского ГАУ в 1S21 г.

Пубдиканик. По материалам дносертации опубликована 1 работа.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на

страницах машинописного текста, включает J3 таблицы и Ш рисунка. Состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений, списка использованной литературы tíí наименований, в т.ч. 30 источников на иностранных языках.

■ СОДЕРЖАНИЕ ГАБОТЫ

Введение. Кратко обоснованы актуальность темы исследований, научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

Глава 1. Ксаткие сведения о территории республики Мали. Приведена характеристика географического положения, геологического строения, геоморфология, климат, гидрография, растительность и почвенный покров республики 1>5али.

Глава П. Аналитический обчос литературы.

Красные феррашштные потаи тропиков - объект наших исследований - изучены краИне слабо. По дашым-С.В.Зонна /19В6/, недостаточная их изученность весьма затрудняет выявление этапов эволюционного развития. ,

Обцие вопросы генезиса почв западной Африки, куда входит территория Мали, рассматривались в работах французских и советских почвоведов. Среди них особо оледует выделить - работы: С.В.Зонна /1274. 1282, 1983, 1SS6, 1992/; Ф.Дшофура /1970/; В.Д.Ыухи /1973, 1974, 1S80/; Горбунова Н.И. /1267, 1Е71/; £>¿*mcu «/1271/; Денисова А.И. /1971/; В.В.Тимофеева /1S89, 1987/; Тимофеева Б.В.Ден-беля А.Д., Дакиоко A. /lít¡7/; Амиду Д. /1S62/; Глазовской ¿I.A. /1975, 1972/; Добровольского Г.В. /1984/; Ковды В.А., ЛобоноЦ Е.В. /12о8, 1983, 12С0/; Ричарда С.Г. /1261/; Сюрэ Кааль /1261/; Тихо-ьенко Д.Г. и др. /1S2Q/; Зрадданда 3.L. /1264, 1970, 1972/; fluí.í«?& /1954, 125S, 123G, 19С8/; H«¡c«¡fw Я /1262, 1260,1202, 1S54, 195С/. ' ■

Методологической основой дай изучения воздействия антропогенного фактора послуяили работы нидзследующих авторов, которые исследовали почвы других регионов мира: ПД.Адерихана и др. /1964/; Н.Л.Благовадова /1840, 1964/; Ы.А.Винокурова /1927/; 5>.М.Гарри$у-лина /1174/; И.Д.Грошко и др. /i960/; А.М.Грикчен:«> /1966, 1076/; А.А.Короткова /1257, 1D02/; Б.А.Ковда /1S73/; Ф.И.Левина /1567, 1983/? В.Д.Мухи /1S7S, 1980/; И.И.Назаренко /1981/; И.С.Кауричвва /1965/; В.А.Долотова /1963/; В.К.Шстрякова /1977/; Г.А.иаэура /1990/г Н>И.Полупана /1979, 1987/; Н.И.Лактионова /1974, 1966/; Д.Г.Тихоненко /1953-1983/; О.А.Чэсняк, Г.Л.Часкяк /1968/; А.Я.Де-мидиенко /1951, 1967, 1S73/. '

На основании анализа литературных данных сделан вывод о том, что изучаемые нами красные ферраллитные почвы Мала в природных и культурных экосистемах изучены явно слабо. Поэтому мы предприняли попытку изучить сущность развитая красных почв Мали и их ьволюдш в условиях антропогенеза.

' Глава £ ОБЪЕКТЫ И МЕТОДША ШВДЩАНИЯ

3.1. Объекты исследования.

Исследовались красные ферраллитные почвы, распространенные в западней Африке в условиях саванн сухих тропиков Мали. Для решения поставленных задач было избрано шбеть типичных почвенных разрезов красных ферраллитных почв на кио-западе Ыюи, которые приурочены к нижеследующим вариантам хозяйственного использования земель в природных и культурных экосистемах: 1 - контроль /природные почвы саванн/; 11 - ваяна /лодсечно-огневая система земледелия/; Ш -пашня орошаемая; 1У - расовое поле; У - посадка лесных культур после пашни 7ÏL5 лет/; У1 - лесные посадка после пашни /-45 лет/.

3.2. Методака исследований

В ходе исследований изучались: физические, химические, £йза-ко-химаческие характеристики, валовой состав почв и ила, минералогический состав почв, оджроморфологическое строение и микробио-логическач активность почв.

Отбор индивидуальных образцов для изучения состава и свойств твердой фазы почв производился по общепринятым методикам, описанный в работах К.К.Гедро«ца /1932/, И.Ф.Садовникоза /1953/, ¡/¡.Г. Синягина /lSt-О/, Е.В.Арияушканой /1961/, Htien'fy А- /1969/ и др. по профилю почв до 1,5 и.

В индивидуальных образцах ш определяли: гранулометрический ...оотав почв и методом пипетки в кодификации Н.А.Качлнского, плотность скелета .ючац по методу режущего- кольца, плотность твердой фазы почвы с -. мощью пикнометра. Кислотность почв устанавливалась в водных /1:5/ ц солевых /1:2,5/ 1,0н KCl - вытяжках на приборе ЛПУ-01 /Гомель, 2£63/. Гидролитическую кислотность определяла по методу Каппена, подвижный ашдинии - по А.В.Соколову.

О динамке окислателшо-восстаяови?ельних процессов в почвах судили по содержанию закисного, опасного железа и величине окислительно-восстановительного потенциала /ОВД/. Закисное и окисноо железо определяли в 0,1 А' вытяжке Н^О^ по методу В.А.Казариновой-Окншой в модификации Э.Ф.Контевой /И.П.Гречин, И.С.Кауричеп а да, 1SS4A с применением /Л -дштрндила^дардам о Fe растворимый ком-плакс , устойчивый против окисления. Параллельно' с изучением Ь'е^и

изучалась динамика ОВП по профилю почв. Мы определяла также содержание аморфных соединений железа побле обработки почвы окса-латом аммония по Taia:y, свободных иесаликатных соединений железа - по методу Мера-Джексона, а йелезоорганичеекме соединения - по EacKot.dy.

Щелочно-гидролизуекый 'азот изучали методом Корнфалла, содержание фосфора я калия в почве - методом Кракова.

Подвижные формы AI» üq, Р, определшш методом аргоновой пламенной эмиссионной спектрометрии, МП, Гс^О^, Ca, Mg, Со, Си,

- методом атомной "абсорбции. Серу аналазароиали в водной вытяжке методом осаодения.

Содержание гумуса по барану и ^ращ^юнно-групавой состав ху-муса почвы по схеме й.'В.Тюрина /в кодификации В.В.Лонотревой и Плотниковой , 1S75 /.

ЫакрошрЪологаческое изучение почв проводила но проииси Е.А. Яршювой и li.il. Парфеновой /1577/. Илистая фракция в отобранных образцах выделялась по методу.»..И. Горбунова. Еловой анализ почв- и илистой фракции /■«£ 0.С01/ выполняла-по методу Е.В.Арпнушканой /1SS ?J.- .

- 1;1анерало1'1»чески{| состав -ала исследовало? с пошщыо прибора Дрои-2. При зтом образцы к анализу готовились следующим образок;: химическая подготовка ила перед реитген-дшфрактометричяским анализом проводилась по общепринятой методике по Ii.il.Горбунова. Органические соединения разрушалась nepesciciw еодеродй: ^¿Оз удалялись .

с помочью вытянка Мера-Дкексона.

Минералы крупной фракции / <0,01 мм/ изучались по прошей Н.В.Логвинонко /1957/.

Крупная фракция в жидкости Туле /уд-вес 2,9 см3/ разделялась на легкую и тяжелую. Последняя на электромагнитном сепараторе в свою очередь на две фракции:* магнитную + электромагнитную и немагнитную.

Количественный учет микроорганизмов в почвенных образцах проводило;! путем высева водных взвесей почвы, определенных разведений, на селективные образованные питательные среды, а также в пробирки с жидкими питательными средами.

Общее количество бактерий, участвующих в разложении органических веществ, учитывалось на мясо-пептонном агаре /ША/, количество нитрофикаторов и актиномицетоз на крахмало-аюлдачкой среде /КАА/, гриба - на среде Рихтера.

Глава 1У. ЛРШтсГШ ПОЧВ ПРЙРОДКЬК ЭКОСИСТЕМ

Почва, по В.В.Докучаеву, является "зеркалом ландшафта". Она • отражает все изменения,, которое происходят в природной среде. Велико влияние антропогенного фактора. Объект наших исследований находится на вго-завадо Мали, где господствуют кустарниковые высокотравные саванны с сухим трошческим кматом. В этих условиях фор-мар."ются красные ферраллитные почвы, генезис которых неясен. Рассмотрим их развитие в природных условиях. Начнем изучение почв с физических, химических и физико-химических характеристик.

Плотность скелета почва изучаемых природных пота изменяется в пределах 1,3-1,5-1,9, что обусловлено характером почвообразования, которое сказывается на структурности Почвенной массы и ее сложении. Удельная масса красных ферраллитных почв, составляет 2,60 -2,70, почта не изменяясь по профилю.

Общая порозность /скважность/ почв исследуемых почв достаточно хорошая и составляет в верхних горизонтах 45-51 %, скважность аэрации - 41-43 %, Следовательно, в природных экосистемах Пали формируются почвы с хорошим режимом аэрации, что благоприятно сказывается на условиях роста а развития растений.

По гранулометрическому составу верхние горизонты феррашштных асчв легкосуглишстыа, а переходные /Нр/ - ередаесуглинастне, что обусловлено ходом почвообразовательного процесса. Вместе с тем, в

почвах постоянно образуется "ложный" пеоок, как результат клеадей способности Ре203.

Химические показатели ао'ш очень чутко реагирую« на характер развития почвообразовательного цроцесса. Общий и фракционный ооо-тав гумуса, кислотао-основннэ свойства, поведение соединений железа и алюминия в почвах,' окислительно-восстановительный потенциал /ОВД/» валовой состав почв и ила помогают расшифровать направленность генезиса иочв.

Красным ферраяяитнум почвам Мали характерно низкое содзржание гумуса /0,7-0,8 74 с глубиной по профилю его количество постепенно уменьшается; на глубине 20-40 см достигает 0,53 %, а на 140-150 au - 0,3 %.

По фракционному составу гумус природных почв г^матно-фульват-1Шй /С т.к. : С ф.к. = 0,6-0,8/» Довольно оильно представлен нерастворимый остаток /34-41 % /, гуматы и фульваты составляют 59-66 % от общего количества органического вещества. В составе гумчтов верхних горизонтов почв преобладает 1 фракция /14,6 %/, а П фракция - 4,8 %. В составе фульватов преобладают 1а и 1 фракции /22-Ш%/.

Окислительно-восстановительные условия в почвах создают особую обстановку для минерализации и гумификации органических остатков, преобразования генеральной части почв. 0B1I в изучаемых почвах /сухого сезона/ изменяется от 600-до что отра*гает окаслл-

тяльную обстановку, которая обеспечивает нормальный ход почвообразования в атмосферных условиях.

Дяд природных ферралдитных почв Мала характерна достаточно высокая кислотность: рН водный 4,95, а рН солевой - 3,96, в верхних горизонтах, а с глубиной по профили кислотность почв снимается и на глубине 100-120 см pli водный достигает 5,6, а "олевой - 4,3: Гидролитическая кислотность в верхних горизонтах /0-60 сы/ составляет сравнительно небольшую величину 3,5-4,8 i.r.siœ/lCG г ночей, с глубиной уменьшается до 1,75. Кислотно-основные свойства почв связаны во шогш с реашим» нодв.'шшх. форк Fa и А1.

Содержание но;.- шого алшания /по Соколову/. • красных фвр-ралдаишх почках характеризуется каяой величиной . â-1,73 .vx/lCO г почвы/. Ото дает основания утверждать, что роль й'ш.мния в ¡[ау-«мроьаная кислотности природных красных автоыорфшх почв неболшал. лро»е тсго, такое колйчео1во Al не оказыза« отрацаа-йШюго • сладшм

на рост и развитие растений.

Еалезо является важным типоморфным элементом в тропическом почвообразовании. В связи с этим, мы уделяли особое внимание рассмотрению вопроса "железо в почвах". В сухой период, когда велось определение Ге^* и сохраняется дифференциация величины содержания le^4" и Fe2+ по профилю. Минимальное количество Ге2+/1,65 мг/ а Ре3*/!,37 мг/ характерна в верхнем /0-20 си/ горизонте. В средней части профиля /30-70 см/ отмечается железистый иллювий /6-10 мг Fe2* и Fe"*V и на глубине 140-150 см их количество составляет лишь 3 мг/100 г почвы при преобладании закисного железа 2,20 мг/ 100 г почвы. Устанавливается, таким образом, четкая дифференциация профиля по железу, которая, кстати, коррелирует с особенностями распределения ила по профилю красных ферраллитных почв. Учитывая, что ил тропических почв в основном железистый, то становится очевидным объяснение дифференциации профиля по илу изучаемых ферраллитных почв.

Аналогичные закономерности получал Д.Г.Тяхоненко /1969-1983/ . для ожелезнениых пеочаных почв Русской равнины.

В красных ферраллитных почвах природных экосистем господствуют несиликатные формы железа. Они составляют в почвах 67-69 %, а в иле 59-61 % от валового состава. Характерно, что по профилю почв эти величины предельно стабильны.

Аморфное .железо /по Тамму/ составляет 4-7 % от валового состава почв и 9-11 % в составе ила, равномерно распределяясь по профили почв. В составе аморфного железа значительно представлены яе-лезоорганическиа соеданения. В иле их количество достигает 30 % в верхнем горизонте, 18-24 % в средней части профиля и 17 % - а породе.

Окристаляизованше формы железа /слабо-сильно/ составляют 60-64 % от валового состава почвы и 48-53 % в иле.

Итак, установлены следующие закономерности в отношении содержания различных форм железа: - сезонное переувлажнение почв в па- • риоды выпадения доздей/з-4 месяца/ определяют образование £е2+, которое мигрирует по профили;

- оксиды железа формируются в сухой сезон года;

- чередование окислительных и восстановительных периодов по сезонам года определяют дифференциацию железистой плазмы по профилю почв;

- дегидратация "железистых соединений в сухие сеаоны года обусловливает формирование красной окраски почв;

- господствующие онристаллизованине форды железа, представленные: леяидокракитом, ферригидратом, уетитом, гематитом, придают устойчивость дифференциации профиля по алу и красной окраска;

- органо-железистые- соединения /хелаты/ составляющие 24-30 % в' шга, отражают миграционные возможности Ре с подвижным органическим веществом.

Валовой /химический/ состав цо^ отражает результат тропического почвообразования, выветривания и характер материнских пород. В химическом составе почв преобладают оксиды кремния /82-90 %/, кеДеза 2-3 % и алюминия 4-9 %. Остальные элементы представлены десятыми / Ш?1 "^0, 1^0/ а сотыми /СаО, Р205> А^О.^Од/ долями процента. Отношение ¿«(^Я^Од по ПР0$ЙЛЮ почв достигает 12-13, а в верхнем горизонте - 30;.количество алюминия в 4 раза превышает количество железа. . .

В валовом составе вла отношение $ С^^^з = 1.9, что типично для шеррашштного процесса почвообразования. В шш почв преобладают: оксида креиная - 4?...48 %, алюминия - 35...37 % и железа 11... 12 а в породе 2,8 Обращает на себя бедность почв а ила, такими элементами, как: кальций, марганец, шгнай, натрий.

В составе глинистых- минералов /данные рентгендифрактометрии/ преобладает каолинит /£3-95 %/, а в средней части профиля /79 %/•, остальная часть /7-4 %/ представлена следующими смешанно-слойныш ооразованиями: гидрослюда- вер.шкулат /3-7 %/, гадрослюда-смектат /3-10 %/.

результаты петрографического инцегхпояного анализа показали, что, Ео-первых, исходная порода /гранит/ сально выветренный; из лервичних минералов следы кварца 0,3...2 полевых шпатов - 0,94 ...0,9 %; ильменита 0,15...0,05 %\ сотые и тысячные дола процента чанпкяют: турмалин, циркон, ¿Лкохсен. Обращал на себя внимание, '¡то в составе минералов тяжелой фракции значительно представлена изгнанная и электромагнитная фракции, отрагкад ¡¡шлечистий состав плазм».

<щ..;ко-\амаческяр покядлтсдд по'щ отр^шшт направленность и существо почвообразовательного процесса. Оки часто выступают а качестве главного классификационного' показателя /К.К.ГвдроЙц, А.Д. Соколовский / и позволяют конкретно проводить агротехнические ые-

ролриятия по повышении плодородия почв /известкование, гипсование почв и т.д./. Изучение состава обмекно-поглощзнных катионов показало, что сумма обменных катионов небольшая и составляет 2-5 иг. экв/lGO г почвы, что характерно почвам ферраллитного типа. При отсутствии анализа на обменло-логлощенные Ре , Ре2+ в составе катионов преобладают Са2+ и Мо2+, хотя их величины небольшие /1-2 мг. окв/. ¿

Степень насыщенности основаниями низкая и составляет в верхних горизонтах почв 58-68 %. Поэтому, при земледельческом использовании земель необходимо йодумать о внесении кальция в почву /мелиорант и элемент питания/.

4.2. Микроморс&олопщ п?чв подтверждает все вышеизложенные результаты исследовании по физической, химической и флзико-химачес-кой характеристике почв. Она отражает предельную выветренность первичных шнералов и горных пород. Сохранившиеся единичные зерна кварца, микроклина несут следы интенсивного выветривания; скелет

- кварцево-полевоипатовый;

- плазьл почвы - каолинатово-яелезистая при господстве ^елезис- . тых соединений в составе аморфных а ояабокристаллизовашых форм;

- поры и трещины заполнены железистым-материалом;

- пс вертикальным трещинам, порам явные следы вертикального передвижения ила вниз по профилю /лессива':с/.

4.3. Обкая микробиологическая активность показывает, что численность микроорганизмов в красных ф8рраллитных почвах природных экосистем уменьшается с глубиной. Наибольшим количестиок мпк-робов характеризуются верхние, богатые органически:.! веществом, горизонты. В cocíase микроорганизмов преобладают микроорганизмы среды ША, что подтверздает высокую минерализацию органических остатков в почвах. Актинжпцетов мало. Грибы ка среде Рихтера достигают 7-10 тыс/l г а.с.л., вносящие .свой "вклад" в рост кислотности . почв,.

Анализ .Ферментативной активности почв /окислителько-восста- , новительные и гидролитические ферменты/ показал, что в сухие периоды года господствуют окислительные ферменты, приводящие к минерализации органичесного вещества. Вместе о тем, сохраняются ферменты восстановительного характера. В целей феррдентативная активность почв отражает окислительную обстановку в почвах, что яв-

ляется одной из причин минерализации растительных остатков, а следовательно, бедности почв гумусом.

- Глава У. СУЩНОСТЬ ПРИРОДНОГО /ЕСТЕСТВЕННОГО/ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И КЛАССЙМШЩ ПОЧВ ЮГО-ЗАПАДА мш

Красные ферралтатяне кислые, почвы, формирующиеся в Африке, располагаются экваториально-гумидными поясами от Сахеля до Конгая; ■ в юго-восточной Азии - от муссопного до гумидно-океанического, а в Латинской Америке - от переменно-влажного до экстрагумидного /амазонского/ типов климата.

Ферралтатное почвообразование, как показано в предыдущей главе, приводит к формированию нрасноцвотных почв, у которых оксида-алюминия преобладают над оксидами железа. Почвообразование протекает та древних корах выветривания кислых магматических-пород /гра- ' ниты/ в автоморФяых условиях, при жарком тропическом кликате: средняя температура года+Я7°С и сумма осадков за год 700-Я00 мм, нр> одном влажном /3-4 месяца/ сезоне.-При чередовала влажных й сухих .жарких сезонов происходят практически полное выветривание /разрушение/ первичных горные пород. Это подтверждают данные петрографи-■ ческого /иммерсионного/ анализа. В почвенных горизонтах до глубины 140-150 см в раэннх механических фракциях Содержатся практически следы первичных материалов. Даже весьма устойчивые против выветривания минералы: турмалин, роговые обманки и др. полностью разрушены. Сохранились лишь отдельные зерна первичного кварца, Ге- реликты, полевыз шпаты, которые видны на микроморфологяческих галифах. Минеральный скелет почв, р основном, кварцево-полевошпатовый, а плазма - каолияитово-железистая.

Следует отметить еще одну особенность ферраллитных печв. Их профиль четко дифференцирован по илу. В почвенной литературе известно 3 процесса, которые полно применять в нашем случае, к трактовке дифференциации профиля: подзолизация, , ¿Не*- - образование, дессипак, глее-элюви!т.

Поцзолизания почв тропиков отпадает, ибо практически все Ло^ вымывается за пределы почвенного профиля. .

Дифференциация ила красных ферраллитных почв тропиков объясняется сезоннкм проявлением восстановительных условий /глее-злю-вий/.. Мшфоморфологичйские исследования, кроме того, показывают, что по почвенным трепанам, порак, по ходам землероев, происходит

передвижение глины по профилю. Это подтверждает участие также лес-сиважа в дифференциации профиля почв» Итак, дийЛеренция профиля красных ферраллитных почв по илу объясняется двояко: во-первых, воздействием сезонного глее-влювия, а во-вторых, процессами лес-сиважа.

, Основным источником железистой плазмы выступают продукты выветривания первичных горных пород, сохранившиеся Ре-реликты. Исследования показывают, что третья часть железистых соединений мигрирует в виде Ре-органических комплексов, а 60 % находится в окрис-таллизованноЙ форме. Последнее придает устойчивость железистда соединениям почвы, а наличие безводных оксидов железа определяет красную окраску. Железо, по Тамму, в иле составляет всего лишь 9~ 11 %, что отражает, во-первых, наличие современных процессов мобилизации железа, а во-вторых, господство реликтовой ожелезненности почв. .Боковой привнос железа ничтожный, ибо почвы формируются на ровных плато,

с органическим веществом железистые соединения образуют коа-гели. Поэтому емкость поглощения почв ничтожно малая даже при тяжелом мэханячеоком составе. Коагеля придают рыхлость почвенной массе, а благодаря "работе" корней /трав, деревьев/ и зе>.*лероев /термиты/почвенная маоаа имеет высокую макро- и микропористость. Она ' сильно напоминает пористость леооов. При оглеении /увлажнении/ а распашке пористость почв теряется.

. Интенсивность развития форраллитного процесса почвообразования определяет формирование разнообразных красных почв, которые занимают различные классификационные уровни. В основу разработанной нами классификации красных ферраллитных почв положены принци-'гш генетического почвоведения, т.е. сущность развития почвообразовательного процесса и его иерархического подразделения по проис-ховдшию, миграции и аккумуляции веществ, нахогящие конкретное отражение в агрономической прахтнкв /уоловая роста и развития растений, т.е. плодородие почв/.' Таким требованием, с наших позиций, отвечает учение о почвенной, типе В.1!.Докучаева, Л.И.Прасолова и классийикацая почв ЕЛЬ Ивановой, И.Н. Розова и др./"Классификация и диагностика почв СОСР", 1Р77/. Ми ппинялй ев за методологическую основу. В связи с этим классификационное объединение красных Ферраллитных пото следующее : к лас_подкласс — тип_подтип_род

_ иал_ раажянцшооть_разряд. Лвдвлеио 2 типа, С подтипов и

т.д. ■

Глава У1. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЧВ КУЛЬТУРНЫХ экосистш

Хозяйственная деятельность человека выступает в качестве мощного фактора почвообразования. Распашка, внесение органических и минеральных удобрений,осушение, орошение и т.д. приводит часто не только к текстурной реорганизации почвенного тела, но и я изменению направления почвообразовательного процесса.

6.1. Преобразование физических, химических^ физиков химических показателей и свойств почв

Данные исследований свидетельствуют о том, что почвенное тело пратерпевает существенные изменения в ходе антропогенеза. При распайке возрастает величина объемной масон /на целине 1,3, на пашне 1,6/, снижается общая порозность /на 5-6 %/ и скважность аэрации /на 3-4 %/. При орошении красных фэррачлитннх почв возрастает объемная масса и снижается общая гторознооть верхних горизонтов ./до 23 %/, а в переходных - на 14-15 % и чрезмерно резко снизкается скважность аэрации /на 25-30 %/.

В луговых аллювиальных тропических почвах рисовых полей общая скватаость составляет 45 а скважность аэрации - 29 %, что на 14 % риже, чем в почвах целины. В оглееннх горизонтах луговых почв общая скважность.достигает 16-18 %. При посадке лесных культур на пашне /15 лет/ общая екваиюсть составляет 40 %, а дэрация - 25 %, а через 25 лет развития древесных насаздений в. ьерхнем горизонта общая скважность и скважность аэрации почвы достигает уровач копт-рода.

тТоведепяе шгастой фракции в почвах культурных экосистем отражает элювиально-иллювиальный /лесснвировантгй/ характер ев распределения: в верхнем горизонте минимум шге, а в средней части профиля максимум. '

Аллювиально-луговая-почва имеет типичный профиль намытой почва, в котором в верхнем горизонте - в средней части - 35 %, а в породе содержится 37 % ила.

Гумус общий и фракционный изменяется в зависимости от вида хозяйственного воздействия. При распашке почв, которые содержат в верхнем /0-20/ до 0,71 % гумуса /по Турину/, происходит снижение количества общего гумуса до 0,57 %, а в ходе орошения красных почв и под посадками древесных культур /15-25 лет/ отмечается рост ко--

личаства общего гукуса в 2-2,5 раза.

Аллювиально-луговые почвы рисовых полей /пойма реки/ содержат более 2 % гумуса.

При распашке на смену гуматно-фульватному типу гумуса целинных почв /С г.к. : С ф.к. = 0,(5-0,8/ "приходит" фульватно-гуматный /С г.к. : С Л.к. =1,27/, а пра орошении гуматный /1,94/; в почвах лесных касаадений /15 лет/ восстанавливается гуматно-йульватныГ тип гумуса /С.г.к. ; С ф.к. - 0,88/ целинных почв.

При распашке происходит снижение кислотности почв примерно на единицу: рН^д = 5,79, а рЛсол = 4,50; снияаетсл в 2 раза гидролитическая кислотность. Орошение подкисляет почвенный раствор, а древесные насаздения через 15 лег выравнивают реакцию почвенного раствора на уровне контроля.

В аллювиально-луговых почвах рисовых полей происходит возрастание кислотности рЛБОД = 4,8-5,1, а рНС0Д = 3,5-3,4. Особо отмечаем рост гидролитической кислотности /13,6 мг.экв/100 г почвы/.

" Фтаикр-хютческие гоказятг пя почв реагируют на различные веды использования красных Ферргшгитных почв. В пахотных почвах возрастает количество обменного Ca2*, снижается гидролитическая кислотность, что и обусловливаем рост степени насыщенности поче основани- . ями /60-83 % /.

При орошении почв возрастает количество обменного Ca2*", А/а- и КЧ Поэтому высокая •неличина степени нас ценности, почв основаниями /85-87 %/.

На алл^виально-лугових красных: почвах рисовых полей повторяется таке закономерность: рост количества обменного кальция и магния, но при высокой гидролитической кислотности. Поэтому степень насыщенности почв основаниями f-V /достигает 33-38 %.

Под пологом леса /15, 25 лет/ происходит резкое усиление аккумуляции -обменного кальция, снижается кислотность, а Y - 84-86 %.

Орошение а вырощавание риса приводит к тому, что в составе обменных катионов суиется соотношение Оа^+к /1:2; 1:1/.

' Окислительно-восстановительные процессы, определенные для сухого сеаона, показывают, что величина'0ВП лри рдоп^йке возрастает до 645 /пУ /в целинных - В00/&У/. После произрастания древесных культуп /15 лет/ ОВП носстанагшакается на уровне контроля.

Сумка Х-е^4" и З'е^ си.иъто возрастает /в 9 раз/ в почнах рисош«х поле!;. Особенно увеличивается количество Солеряиния le'- -i Fe3

по профилю автокорТшых почв коррелирует о распределением ила.

Количество подвижного алюминия /по Соколову/ относительно небольшое зо всех па/пни и леса, включая орошение /1-2 ¡иг на 100 г почвы/, но резко количество /в 50-80 раз/ возрастает в почвах рисовых полей. В почвах образуется гиббсит.

6.2. Валовой состав почв и ила. Минерология.

Результаты химического /валового/ анализа почв и ила, их минералогического и петрогряФччяского состава показывают, что в ходе антропогенеза эти показатели не претерпевают существенных изменений. Огкечается лишь рост количества окристаюшзованното железа /ял/ в почвах пашни и Ре -органических комплексов /по Баскомбу/ в почвах лесных насаждений.

6.3. Общая численность микроорганизмов. Окультуривание .является одним из основных факторов, изменяющих биологическую активность почв. В целом данные говорят, что при распайке тропических почй возрастав!- число микроорганизмов среды МИД. Это свидетельствует о том, что процесс минерализации органического вещества при распайке усиливается. На орошаемых участках и рисовых полях их количество . на уровне контроля', где господствуют минерализационнне процессы.

С глубиной по профилю для большинства почв содержание.микроорганизмов снижается /пашня, орошение, рисовое поле и лес/.

Численность микроорганизма, разлагающих азотсодержащие органические вещества, резко увеличивается /в 2 и более раза/ в почвах пашни. ' *

Численность грибов в орошаемых почвах возрастает в-1,5-2 раза, что усиливает кислотнос.ть почв.

Численность микроорганизмов, бактерий и акиномяцетов, усваивающих аммиачйую форму азота /среда КАА/, довольно высокая в пахотных и орошаемых почвах. Она выше, чем на контроле.

Исследования ферментов почв дают' основание рассматривать их активность,- как дополнительный диагностический показатель различных генетических типов почв. Данные отражают, что в почвах преобладают в целом окислительные, ферменты. Активность гидролитических Ферментов в красных ферраллитных почвах уменьшается с глубиной. В больней степени по вариантам изменяется активность протеазы и ия-вертазн. Активность уреазн особенно высокая на варианте "пашня". Увеличение активности нитратрвдуктазы с глубиной по профилю объяс-

няется передвижением /вымыванием/ нитратов по профилю почв.

6.4. Микромото'млогия почв' позволяет говорить о ниже следующем: почвы образованы на обогащенных железом кислых породах, в которых значительную долю составляет остаточный кварц обломочного остроугольного облика, а железосодержащие ферралиитные обломки /гематитово-го состава/ ь том или ином количестве присутствуют во всех почвенных разрезах. 3 наибольшем количестве они встречаются в целиной почве. Кроме того микроморфология показала сильную выветренность минерального скелета почв. Он представлен сильно разрушенным /физически/ первичным кварцем'и литореликтами в основном железистого состава, которые сейчас выступают в качестве источника железистых соединений, придающие почвам красную окраску.

Микроморфология четко фиксирует высокую макро- и микропористость природных почв, которая снижается при распамке и особенно резко при орошении.

Глава УП. СУЩНОСТЬ АНТРОПОИДНОГО ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Вмешательство человека в естественный ход процессов почвообразования началось давно. в настоящее время трудно обнаружить в тропиках территорию, которая не носила бы следов влияния хозяйственной деятельности человека.

Производственная деятельность человека в современную эпоху становится 'решающим фактором почвообразования и повышения плодородия почв /при определенных условиях/. Распашка, внесение удобрений, удаление химических элементов с урожаем приводят к нарушению ритмов почвообразования," к преобразованию текстуры и химизма почв. Однако, в ходе антропогенеза сущность и направленность ферраялитного почвообразования не изменяется, а происходит лишь изменение физических, химических, физико-химических показателе!!. Характер этих изменений зависит от Бида антропогенного воздействия.

Почвообразование в культурных экосистемах протекает при участии плеторических /ферраллитизация, гумификация и гуми^икоаци?,сезонный глое-злювий, выщелачивание, лессивай и т.д./ и нрспенифичес-км /рыхление верхнего горизонта, удаление химических' элементов с удобрениями и т.Ц/бПЛАлительность и интенсивность воздействия неспе-ц»]аческйх ЭТШ определяют характер преобразования почвенного тела в . культурных экосистемах. Дли почвообразования природных экосистем свдй«твт»ы лишь стациичрские ЭШ, что в сузддати кзчестнеиж? раз-

личает Нормирование почв в естественных и культурных экосистемах.

Глава УШ. ОСНОВНЫЕ ПУТИ ГОВШШИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ЮГО-ЗАПАДА КАЛИ

Плодородие почв, как известно, сложное понятие, отражающее возможности лочн, как биокосного тела природы, обеспечивать всем необходимы?' для роста и развития любой, особенно сельскохозяйственной рястительности.

Ранее мы отмечали /глава У1,- УП/, что приходное почвообразование ча юго-западе Мали, протекающее на яорах выветривания гранитов, обусловливает Лорнирование красных ферраллатных лессированных- почв, которые характеризуются следующими свойства.™: крайне низким запасом питательных веществ, невысокой гумусированностью /0,5-0,7 %/t своеобразными физическая:? свойствами, что определяет нЯзкий уровень их естественного плодородия^ Почвы находятся в зоне, где осадки выпадают в основном в течение только 3-4 месяцев в год. Поэтому необходимо придумать вопрос о рациональном использовании влаги доящей и повысить культуру земледелия, В этом плане модао дать обшив предложения, которые, направлены на рост плодородия почв. Среди них. выделяем следующие мероприятия: - регулярное внесение органических и минеральных "удобрений, сидераты; - посев засухоустойчивых и быстрорастущих культур;; - рациональная оистема обработки почв; - поло'сно-контурная организация полей с чередованием высокостебельных культур, посев трав, зерновых культур; - рациональное сочетание паши, леса, пастбища; - орошение. Хочу особо подчеркнуть, что необходимо такая система земледелия, чтобы получать 3-4 урохая в год.

выводы и пйдгогенмя

1. Красные йерраллитныа почвы юго-запада "али развиваются на древней коре выветривания гранитов по феррачлитному процессу почвообразования, определивший сформирование дифференцированного /лессивя-ронагтного/ профиля почв1 и его агрономические характеристика, сказавшиеся на уровне плодородия почв. Установлены конкретные ЭНП, формирующие профиль красных у^ерраллитннх почв.

2. Красным гоерраллитнш почвам характерно:, кислая реакция почвенного раствора, низкая нас идейность.основаниями и кальцием, невысокий процент общего гумуса /0,7 %, по "Корину/ при гумя тнсНУульватном его типе / С г.к. : С й.к, - 0,6-0,8 '' с преобладанием нерэатао-ргг/ого остатка /34-41 #/ и агрессигафс йряяцяЯ /1а, 1/ Фульватоя

/более 30 %/', господством каолинита /SC-S5 %/ в составе глинистых минералов при почти полной выветренности первичных минералов; высокой общей пористостью /50-55 %/ и скважностью аэрации /45-48 %/, окислительной средой /0Ш = 600-650 которая в сезоны дождей сменяется восстановительной с ростом количества Ре^+, растворимого в воде, а следовательно, мигрирующего по профилю почв, вызывая дифференциацию ила; преобладанием окислительных ферментов и микроорганизмов среды ША.

3. Нелезо является главным тишжорйным элементом ферраллитных почв, определяющее окраску и основные свойства почв. Основной его источник - Ре-содержащие минералы первичных горных пород, аморфные и слабокристаляизованные формы которых составляют основу железистой плазмы.

4. Среди железистых соединений почв преобладают несиликатные формы железа /67-69 %/, а в их составе - окристаллизованные формы /гетит, гематит, ферригидрат, лепидокрикит/ достигают 60-64 %, придающее красную окраску; Fe-органические соединения составляют 2430 %, а аморфные /по Там,-,у/ - 6-10 % от валового состава Ре в иле; iL02 : Е203 = 1,9? в иле, а ¿102 : AlgOg = 2,38, Л02 : Fe^Og = 11,57, А1203 : Fe203 = 4,85.

5. Выполнено 'классификационное подразделение красных ферраллитных почв по методологии "классификация и диагностика почв..." /Е.И.

Иванова, Н.И.Розов, В.М.аридланд и др., 1S77/: массы_подклассы

_тип_подтип_род_вид_разновидность_разряд.

6. ¡Три вовлечении красных ферраллитных почв в сельскохозяйственную культуру /распашка 3-4 года при подсечно-огневой системе земледелия/ сущность процесса почвообразования не изменяется, а происходит лишь следующие преобразования почвенного тела: снижается кислотность и скважность аэрации, уменьшается на 10-15 % количество общего гумуса и подвитых форм /У, Р, К и др. питательных веществ. Распашка почв /3-4 года/ приводит к резкому снижению плодородия почв.

При произрастании лесных культур на пахотных зеших /25 лет/ восстанавливается былое пчодородие почв, отраяая положительное биомелиоративное действие лесных культур, сказывающиеся на всех показателях почв, особенно гумусированности /1,25 % а 25-ти летних лесных посадках и 0,57 % - па'и'ня/.

У. В ходе орошения красных ферраллитных почв отм&чштся рост количества гумуса /в 2-3 ¡¿за по сравнению с целиной/, снижение

пористости, возрастание уплотнения, что необходимо учитывать при составлении мероприятий по повышению их плодородия.

8. На аллювиально-луговых намытых почвах рисовых полей отмечены следующие деградяционные явления: -слитогенез /плотность а т.д./ почв;

- резкое подкисление почвенного раствора /гидролитическая кислотность достигает 13-15 мг зкв/100 г почвы; .

- интенсивное образование подвижного алкшяая 50-80 кг/100 г почвы, по Соколову;

-- возвастанае доли магния в составе обменных катионов '/CasЩ -1:1/;* ' Г

~ низкая величина насыщенности почв основаниями /33-38 ¡£/.

9. Антропогенез • в почвах сухих тропиков Мали проявляется двояко: с положительным знаком /восстановление природных ландшафтов после пяини, посадка лесных культур, пашня с обоснованными дозами внесения органических и минеральных удобрений при безди&яцитном балансе г,,муса в севообороте /и отрицательным-:/деградация почв палии при подсечно-огневой системе земледелия, слятогенез при орошении и выращивании риса, уплотнение, рост кислотности и подвязного-алюминия/. '

ДО. Ввдолены спецпйическва /ферраллизадая, лесоиваж, сезонный глае-элювяй, гумификация и гумпфикоация, выщелачивание и т.д./ и ндспепиДшчеокие /рыхление верхнего горизонта, удаление химических элементов с уролаем, внесение химических элементов о удобрениями/ ЗИП, формирующие профиль и свойства пахотных почв.

11. Воздействие антропогенеза на характер почвообразования красных ферраллитных почв предлагаем учитывать'путем введения в номенклатуру таких терминов, как: "пахотные", "орошаемые", "почвы рисовых полей'1 /до выявления конкретных числовых величин деградации или окультуривания'почв/.

12. Повышение плодородия красных ферраллитных почв сухиа тропиков Мали невозможно без их окультуривания, агротехнический, мелиоративный и агромелиоративный комплекс которого требует дальнейшей разработка.

прщсшш производству

Внедрить в учебный процесс в курсах "Почвоведение" и "Почвы мира" на агрономических и биологических факультетах университетов, сельскохозяйственных и педагогических институтов материалы по изучению генезиса и классификации красных ферраллитных тропических почв, изложенных в данной диссертационной работа.

СПИСОК РАБОТ ПО ТШЕ ДЦЮСЕРТАЦИИ

1. Влияние сельскохозяйственных культур на основные показатели красных ферраллитных лес'сивированннх, почв Западной Африки /на • примера Мали/. //Почвенный покров Украины и его рациональное использование. - Харьков: - 1992..- С.66-67.

Е.Ф.Павленко I/J6

Объем 1,1 уч.-изд.л. Тиоак 100. Заказ 135.

Участок оперативной печати ХГАУ, 3I2I3I, г.Харьков, п/о "Комнунист-I", .учгсрэдок.

Отв етствен низ за выпуск^уЛ^^Г" Поцп. к печ, Ю.06.93. Формат 60 х 81