Агрофак

ПОМОЩНИК АГРОНОМА

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Андосоли

Эти черные гумусовые почвы сначала рассматривались как почвы вулканических пеплов — так они были описаны многими японскими исследователями и Дюдалем (Dudal, 1960) в Индонезии. Для этих почв характерно не только глубокое внедрение органического вещества, но присутствие аморфных алюмосиликатов, называемых «аллофанами». Затем ареалы этих почв были расширены, их описывали и на плотных изверженных породах, содержащих вулканическое стекло (Mancin?, 1964). Наконец, недавно свойства андосолей стали обнаруживать в почвах, развитых на вулканических делювиях, полностью состоящих из кристаллических обломков, подвергающихся быстрому выветриванию и содержащих большие количества аморфных соединений кремния, алюминия, гидратного железа. Но в последнем случае речь обычно идет о каких-то промежуточных почвах, эволюционирующих к бурым лесным почвам или подзолам.

Экология андосолей. Основное свойство андосолей — присутствие аморфных силикатов, поэтому все, что способствует их образованию и сохранению в профиле, благоприятно для андосолей.

Материнская порода обычно содержит некоторое количество вулканического стекла. Однако это условие не является ни необходимым, ни достаточным. Полностью кристаллическая порода при быстром выветривании (некоторые базальты, богатые железом) может способствовать образованию андосолей (Hetier, 1968), в то время как некоторые породы, содержащие вулканическое стекло, но богатые кремнием и очень плотные, не способны освобождать аморфные гели в достаточно быстрой для образования характерных андосолей степени. Наиболее благоприятно для развития андосолей, конечно, вулканическое стекло, когда оно образует покровы на поверхности и благодаря своему быстрому выветриванию обеспечивает отборный материал для формирования этих почв.

Климат также играет важную роль — андосоли наиболее часто встречаются и особенно ярко выражены в постоянно влажном и достаточно жарком климате (экваториальный горный климат), причем не только из-за скорости выветривания, но и из-за происходящего здесь полного гидролиза, в результате чего образуется много аморфных гелей.

Консервация освободившихся минеральных аморфных гелей связана с климатом. Они более или менее быстро эволюционируют в сторону либо скрытокристаллических образований, либо неосинтезированной глины (Shermann et al., 1964). Этому благоприятствуют фазы аэрации и иссушения профиля. Наоборот, любые причины, которые способствуют окислению и постоянному увлажнению профиля, препятствуют этой двойной трансформации гелей и сохранению свойств андосолей (Соколов и др., 1965). Как и в случае ранкеров, общие климатические условия могут усиливаться микроклиматом, связанным, например, с особенностями рельефа.

Физико-химические свойства. Напомним основные свойства андосолей, многократно описанные, в том числе в американской классификации 1967 г.: черный или темно-бурый цвет, малый объемный вес (ниже 0,8, часто 0,4—0,5), исключительная водопроницаемость, тиксотропия во влажном состоянии и пылеватость или мелкозернистость — в сухом.

Водный режим своеобразен; отмечаемая в норме очень высокая влагоемкость этих почв падала во много раз после иссушения профиля. Например, Колмет-Дааж с сотрудниками (Colmet-Daage et al., 1967) установили, что в некоторых тропических андосолях, влагоемкость которых в свежем состоянии достигала 100—200%, она падала до 30—40%, если почва предварительно иссушалась. В андосолях умеренного холодного климата (Соколов и др., 1965) разница оказывается не такой большой (от 90 до 40%).

Химический состав, вероятно, является основным критерием диагностики и классификации андосолей. Проблема заключается лишь в разделении аморфных (алюминий, гидрат железа, кремний) и кристаллических элементов. Среди последних особое значение имеют глины.

Было предложено несколько методов, из которых укажем на следующие наиболее эффективные:

1) Метод Сегалена (Segalen, 1968), по которому производится последовательное, чередующееся экстрагирование — сначала воздействием 6 н. НС1, а затем 0,5 н. NaOH; 2) метод Дюшофура и Сушье (Duchaufour, Souchier, 1966) с комбинированным реактивом (из реактива Тамма с гидросульфитом) для экстрагирования гидроокислов и 0,5 н. NaOH для экстрагирования кремнезема. Результаты, полученные другими авторами (Соколов и др., 1965; Theisen, 1966; Kirkman et al., 1966), дают сравнимые цифры независимо от применяемого реактива при условии сходной силы его воздействия.

Можно относить к андосолям только те почвы, которые содержат не менее 20% аморфных веществ (кремнезема, алюминия, гидроокислов железа). Алюминий и кремнезем должны содержаться в количестве не менее 4—5% каждый.

Укажем на быстрый способ определения андосолей, применяемый Фильдом (Fieldes, 1966); доказано, что при обработке настоящих андосолей 1 н. NaF через две минуты значение pH в них достигает 9,4. Однако при использовании этого метода следует помнить о том, что при воздействии 1 н. NaF на некоторые горизонты В подзолистых почв, содержащих много аморфного алюминия, также появляется щелочная реакция; однако эта реакция замедлена, поэтому рекомендуется относить к андосолям те почвы, в которых значение pH, равное 10, появляется через 40 секунд (Hetier, 1968) после применения реактива.

Механический состав и природа глин также характеризуют андосоли. Все исследователи указывают на исключительные трудности, связанные с производством механического анализа андосолей; для некоторых очень характерных тропических андосолей он практически невозможен (Colmet-Daage et al., 1967).

Результаты механического анализа андосолей умеренного климата различаются в зависимости от применяемого способа диспергирования, так как некоторые тонкие фракции, образованные аллофаново-гумусовыми комплексами, разрушаются с трудом.

Простое воздействие гексаметафосфата освобождает очень мало глины, а обработка с выделением всех или части аллофанов позволяет добиться лучших результатов. Соколов и Караева (1965) показали, что при обработке НС1 количество глины увеличивается втрое. При анализе вогезских андосолей удалось выделить в 6 раз больше глины, применяя в двойной последовательности комбинированный реактив (Duchaufour, Souchier, 1966).

Между тропическими андосолями и большинством андосолей умеренного климата существуют видимые различия. Первые состоят в основном из аллофаново-гумусовых комплексов, образующих мелкие конкреции; кроме того, в них содержится небольшое количество неосинтетической глины. Согласно большинству авторов, это галлуазит (Colmet-Daage et al., 1967; Wada, 1967; Yoshinaga et al., 1962). Аллофаны эволюционируют в этот тип глин, проходя стадию плохо кристаллизованного имоглита.

Андосоли умеренного климата содержат меньше аллофанов; для них характерен и иной тип глин. Это унаследованные и трансформированные глины типа вермикулита или алюминиевого хлорита; они могли возникнуть при неполной трансформации слабо выветривающихся минералов (Miyazawa, 1967; Hetier, 1968).

Органическое вещество и гумус. За исключением самого верхнего горизонта, гумус андосолей хорошо развит. В пирофосфатную вытяжку переходит большое количество гумуса (больше, чем в криптоподзолистом ранкере), что говорит о его значительной биохимической переработанное™. (Duchaufour, Jacquin, 1966).

Кроме того, выделение органического вещества происходит постепенно, по мере добавления щелочного реактива. Все это хорошо показывает, насколько велико значение нерастворяющегося органического вещества, находящегося в тонких конкрециях в комплексных гумусово-аллофановых формах с различной устойчивостью или, как в данном случае, в аллофаново-глинисто-гумусовых комплексах. Вада с сотрудниками (Wada et al., 1967) указывают на исключительно большую емкость поглощения аллофанов по отношению к растворимым органическим компонентам, продуцируемым подстилкой, и, следовательно, способность их к осаждению. Последнее сопровождается быстрой полимеризацией: фульвокислоты превращаются в гуминовые. В некоторых случаях, в очень кислой среде и при избытке влаги, часть комплексов с алюминием остается в растворе и может выноситься, а железо, напротив, остается на месте (Mitsuchi, 1963). Так, на формирование андосолей может накладываться криптоподзолистый процесс.

Поглощающий комплекс андосолей также своеобразен. Большинство авторов настаивает на очень высокой емкости поглощения, до 100 мэкв на 100 г почвы при pH = 7. Однако вызывает удивление заметное непостоянство получаемых цифр; это объясняется как большим разнообразием самих аллофанов, которые не имеют определенной структуры и постоянного состава, так и способом определения емкости обмена.

Анализируя первую причину, многие авторы (Gimenez et al., 1966; Colmet-Daage et al., 1967) подчеркивают, что, тогда как в свежих аллофанах емкость обмена повышенная, в аллофанах, подвергавшихся иссушению, она быстро снижается, что обусловливает их переход в скрытокристаллическую форму.

В связи со второй причиной необходимо помнить, что заряды аллофанов вариабельны — они невелики в кислой среде и значительны при pH = 7. Поэтому у андосолей умеренного климата на изверженных породах средняя величина емкости поглощения при pH = 7 составляет 40 мэкв на 100 г при очень низкой насыщенности по сравнению со значением pH почвы.

Образование и эволюция андосолей. Образование андосолей, как мы видели, связано с интенсивным освобождением при выветривании аморфных продуктов, в основном смешанных гелей: алюминия, кремнезема, гидроокислов железа. Эти гели в дальнейшем, по крайней мере частично, превращаются в глину (галлуазит). Процессу образования андосолей благоприятствуют факторы среды; они ускоряют освобождение гелей (изверженная стекловидная, легко выветривающаяся материнская порода) и замедляют глинообразование (кислотность и постоянная влажность профиля почвы).

По-видимому, эти два фактора являются решающими при сохранении аморфных минеральных веществ. Фазы иссушения, как указывалось, изменяют свойства гелей: снижают емкость обмена, задерживают полную регидратацию аллофановых веществ, благоприятствуют образованию недиссоциирующих комплексов с органическим веществом.

Органические вещества из подстилок сорбируются полуторными окислами, как и в случаях ранкеров и подзолистых почв, но быстрее и интенсивнее за счет обилия сорбентов. Вероятно, они же служат катализаторами при трансформации фульвокислот в гуминовые кислоты. В отличие от подзолов эта эволюция протекает даже в биологически активной среде, где растворимые органические вещества защищены от биодеградации обилием комплексирующих катионов.

В менее благоприятных экологических условиях андосоли, по крайней мере в поверхностных горизонтах, могут эволюционировать в двух направлениях: 1) при хорошей аэрации и дренаже верхних горизонтов, главным образом за счет интенсивной биологической деятельности, в них быстрее идет неосинтез, а аллофаны теряют некоторые свои свойства — они стремятся к скрытокристаллической структуре, что увеличивает устойчивость органоминеральных агрегатов, переходящих в конкреционные формы. В умеренном климате формируются бурые почвы, в тропическом — ферраллитные почвы (кислая среда) или вертисоли (обилие оснований); 2) возможен и противоположный путь: избыток влаги вызывает гидроморфизм в профиле и сильное подкисление. На поверхности образуется кислый модер, часть псевдорастворимых комплексов с алюминием мигрирует, образуя горизонт В типа сподик, внешне с трудом различимый, развивается процесс криптоподзолизации.

Изложенные соображения позволяют предложить следующую предварительную и схематическую классификацию андосолей:

1. В очень благоприятных условиях (во влажном экваториальном климате на быстро выветривающемся вулканическом стекле) образуются настоящие андосоли почти без глины. Но как только появляется иссушение, профиль эволюционирует или в сторону вертисолей, или к ферраллитным почвам.

2. В менее благоприятных условиях (плотные изверженные породы — базальты, умеренно влажный климат) андосоли приобретают промежуточные свойства, они брюнифицируются с поверхности в биологически более активной и лучше аэрируемой зоне. В их профиле обнаруживается унаследованная глина типа иллита — вермикулита; наряду с мелкими гумусово-аллофановыми конкрециями встречаются глинисто-гумусовые комплексы. Это или брюнифицированные андосоли, или бурые почвы с признаками андосолей. По содержанию оснований их делят на олиготрофные и мезотрофные.

3. На кислых и плотных изверженных породах типа некоторых трахитов (кератофиты), медленно выветривающихся и с низким содержанием оснований, развиваются почвы со слабо выраженными свойствами андосолей. Обнаруживается эволюция их в сторону криптоподзолистых почв под влиянием кислого модера, мобилизующего алюминий (криптоподзолистые андосоли).

 

Кто на сайте

Сейчас 54 гостей онлайн