Вальков - Почвоведение
.pdf
JfQ Ъ»^3>
ББК 26
В 16
Отв. редактор:
доктор биологических наук, профессор В.Ф. Вальков
Рецензенты:
доктор биологических наук, профессор О.С. Безуглова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е.В. Полуэктов
Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И.
В 16 Почвоведение: Учебник для вузов. — Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2004. —496 с. (Серия «Учебный курс»).
Учебник предназначен для студентов высших учебных заведе ний биологического, географического, педагогического исельско хозяйственного профиля. Он соответствует государственному об разовательному стандарту по почвоведению и состоит из четырех частей: «Состав и свойства почв», «Образование почв», «Класси фикация и география почв», «Охрана и рациональное использо вание почв».
Издание адресовано студентам, аспирантам и специалистам в области сельского хозяйства, биологии, землеустройства, агро экологии и т. д.
ISBN 5-241-00405-Х |
ББК 26 |
©Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И., 2004
©Оформление: Издательский центр «МарТ*, 2004
©Оформление: ИКЦ «Март*-, 2004
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Предисловие........................................................................... |
8 |
Введение ........................................................................................ |
9 |
Понятие о почве............................................................................. |
9 |
Роль почвы в природе и обществе.......................................... |
10 |
Почвоведение в системе наук.................................................. |
15 |
Часть I |
|
СОСТАВИ СВОЙСТВА ПОЧВ |
|
1.1. Морфология и структура почв.......................................... |
21 |
1.1.1. Морфология почв........................................................... |
21 |
1.1.2. Полевое исследование почв.......................................... |
J6 |
1.2. Гранулометрический и скелетный состав почв.............. |
40 |
1.2.1. Понятия и классификации............................................ |
40 |
1.2.2. Генетическое и экологическое значение |
|
гранулометрического состава....................................... |
42 |
1.2.3. Генетическое и экологическое значение |
|
скелетности почв............................................................. |
48 |
1.3. Происхождение и состав минеральной части почв........ |
51 |
1.3.1. Первичные минералы почв............................................ |
Я |
1.3.2. Вторичные минералы почв............................................ |
55 |
1.4. Химический состав почв.................................................... |
58 |
1.4.1. Содержание химических элементов в почвах......... |
58 |
1.4.2. Формы химических элементов в почвах .................. |
59 |
1.4.3. Изменения химического состава почв |
|
в процессах генезиса....................................................... |
62 |
1.5. Органическое вещество почв................................................ |
64 |
1.5.1. Неспецифические органические соединения |
|
почв..................................................................................... |
64 |
1.5.2. Гумус почв как комплекс специфических |
|
органических веществ.................................................... |
68 |
1.5.3. Экологическое значение органических |
|
веществ почвы................................................................. |
75 |
1.6. Вода в почве........................................................................ |
82 |
1.6.1. Формы состояния почвенной влаги .......................... |
8J |
1.6.2. Почвенно-гидрологические константы...................... |
85 |
1.6.3. Экологическое значение почвенной воды.................. |
88 |
4 |
П о ч в о в е д е н и е |
|
1.7. Газовая фаза почв................................................................... |
|
94 |
1.7.1. Формы почвенного воздуха......................................... |
|
94 |
1.7.2. Состав почвенного воздуха......................................... |
|
96 |
1.7.3. Свойства воздушной ф азы ............................................ |
|
97 |
1.7.4. Экологическая значимость почвенного |
|
|
воздуха.............................................................................. |
|
99 |
1.8. Биологическая фаза почв.................................................... |
|
102 |
1.8.1. Фауна почв...................................................................... |
|
102 |
1.8.2. Микрофлора................................................................... |
|
108 |
1.8.3. Ферменты в почвах...................................................... |
|
114 |
1.8.4. Биологическая активность почвы ............................ |
|
117 |
1.9. Поглотительная способность почв..................................... |
|
120 |
1.9.1. Виды поглотительной способности.......................... |
|
121 |
1.9.2. Почвенные коллоиды и физико-химическая |
|
|
поглотительная способность....................................... |
|
125 |
1.9.3. Физическое состояние почвенных коллоидов . . . . |
128 |
|
1.9.4. Экологическое значение поглотительной |
|
|
способности почв........................................................... |
|
НО |
1.10. Кислотность и щелочность п о ч в ..................................... |
|
155 |
1.10.1. Природа почвенной кислотности |
|
|
и щелочности............................................................... |
|
155 |
1.10.2. Экологическое значение кислотности |
|
|
и щелочности почв...................................................... |
|
159 |
1.11. Общие физические и физико-механические |
|
|
свойства п о ч в ........................................................................ |
|
146 |
1.11.1. Общие физические свойства почв.......................... |
|
146 |
1.11.2. Экологическое значение плотности п о ч в ............. |
|
150 |
1.11.3. Физико-механические свойства п о ч в .................... |
|
152 |
1.12. Почвенный раствор ............................................................. |
|
156 |
1.12.1. Методы выделения почвенного раствора............. |
|
156 |
1.12.2. Состав, свойства и экологическая значимость |
|
|
почвенных растворов.................................................. |
|
158 |
1.13. Экологические функции почв............................................ |
|
161 |
1.13.1. Экосистемные (биогеоценотические) |
|
|
функции почвы ........................................................... |
|
161 |
1.13.2. Глобальные (биосферные) функции почвенного |
|
|
покрова.......................................................................... |
|
165 |
1.13.3. Сельскохозяйственные функции п о ч в ................. |
|
167 |
С о д е р ж а н и е |
5 |
Часть II |
|
ОБРАЗОВАНИЕ ПОЧВ |
|
2.1. Факторы почвообразования............................................ |
171 |
2.1.1. Методология системного подхода к изучению |
|
почв................................................................................... |
171 |
2.1.2. Атмосфера и климатические условия |
|
как фактор почвообразования................................... |
175 |
2.1.3. Организмы как фактор почвообразования............. |
180 |
2.1.4. Почвообразующие породы как фактор |
|
почвообразования......................................................... |
186 |
2.1.5. Рельеф как фактор почвообразования.................... |
190 |
2.1.6. Грунтовые и поверхностные воды |
|
как фактор почвообразования................................... |
192 |
2.1.7. Время почвообразования и возраст почв............... |
195 |
2.2. Процессы почвообразования.......................................... |
204 |
2.2.1. Концепция процессов почвообразования в общей |
|
теории генезиса почв..................................................... |
204 |
2.2.2. Преобразование и накопление органических |
|
веществ в почвах........................................................... |
207 |
2.2.3. Преобразование почвенной массы............................ |
208 |
2.2.4. Преобразование и миграция почвенной массы . . . |
218 |
Часть III |
|
КЛАССИФИКАЦИЯ, ГЕОГРАФИЯ, СВОЙСТВА |
|
И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЧВ |
|
3.1. Классификация, таксономия и номенклатура почв ... |
225 |
3.2. Закономерности географического распространения |
|
почв...................................................................................... |
254 |
3.3. Почвы полярного пояса.................................................... |
241 |
3.3.1. Почвы полярных пустынь.......................................... |
241 |
3.3.2. Почвы тундровой зоны................................................ |
245 |
3.4. Почвы бореального пояса................................................ |
252 |
3.4.1. Подзолистые почвы....................................................... |
255 |
3.4.2. Дерновые почвы...................................................... |
261 |
3.4.3. Дерново-подзолистые почвы.................................. |
265 |
3.4.4. Мерзлотно-таежные почвы, подбуры |
|
и иллювиально-гумусовые железистые подзолы . . |
266 |
3.4.5. Болотно-подзолистые почвы.......................... |
269 |
6 |
|
П о ч в о в е д е н и е |
|
3.4.6. Болотные п оч вы ........................................................... |
|
269 |
|
3.4.7. Использование земельного фонда таежно |
|
|
|
лесной зоны .................................................................... |
|
275 |
|
3.5. Почвы суббореального пояса.............................................. |
|
279 |
|
3.5.1. Серые |
лесные почвы................................................... |
|
279 |
3.5.2. Бурые |
лесные почвы................................................... |
|
286 |
3.5.3. Черноземы...................................................................... |
|
295 |
|
3.5.4. Бруниземы...................................................................... |
|
517 |
|
3.5.5. Каштановые почвы ....................................................... |
|
520 |
|
3.5.6. Бурые полупустынные почвы ................................... |
|
550 |
|
3.6. Почвы субтропического пояса............................................ |
|
555 |
|
3.6.1. Красноземы и желтоземы............................................ |
|
555 |
|
3.6.2. Коричневые почвы ....................................................... |
|
540 |
|
3.6.3. Красновато-черные почвы .......................................... |
|
545 |
|
3.6.4. Серо-коричневые почвы.............................................. |
|
547 |
|
3.7. Почвы тропического пояса.................................................. |
|
549 |
|
3.7.1. Почвы |
тропических л есо в ........................................ |
|
550 |
3.7.2. Почвы |
саванн................................................................ |
|
554 |
3.7.3. Черные слитые почвы.................................................. |
|
557 |
|
3.7.4. Особенности растениеводства |
|
|
|
в тропиках...................................................................... |
|
562 |
|
3.8. Засоленные почвы и солоди................................................ |
|
564 |
|
3.8.1. Солончаки...................................................................... |
|
564 |
|
3.8.2. Солонцы.......................................................................... |
|
575 |
|
3.8.3. С олоди............................................................................ |
|
584 |
|
3.9. Гидроморфные почвы ........................................................... |
|
589 |
|
3.9.1. Почвы надпойменных террас и степных |
|
|
|
западин............................................................................ |
|
589 |
|
3.9.2. Аллювиальные почвы речных пойм и дельт......... |
595 |
||
3.9.3. Рисовые почвы............................................................... |
|
598 |
|
3.9.4. Мочары............................................................................ |
|
400 |
|
3.9.5. Марши и польдеры....................................................... |
|
405 |
|
3.9.6. Мангры............................................................................ |
|
404 |
|
3.9.7. Использование земельного фонда |
|
|
|
гидроморфных п очв .................................................... |
|
406 |
|
3.10. Почвы пустынь...................................................................... |
|
409 |
|
3.11. Высокогорные почвы........................................................... |
|
417 |
|
3.12. Пески и песчаные почвы.................................................... |
|
424 |
|
С о д е р ж а н и е |
7 |
3.13.Почвы урболандшафтов и техноземы........................... |
426 |
3.13.1. Почвы урболандшафтов............................................ |
426 |
3.13.2. Техноземы.............................................................. |
429 |
Часть IV |
|
ПЛОДОРОДИЕ, РАЦИОНАЛЬНОЕИСПОЛЬЗОВАНИЕ |
|
И ОХРАНА ПОЧВ |
|
4.1. Плодородие почв.............................................................. |
455 |
4.1.1. Понятие о плодородии почв....................................... |
455 |
4.1.2. Виды и формы плодородия почв.............................. |
457 |
4.1.3. Экологическая конкретность плодородия п оч в ... |
458 |
4.1.4. Плодородие почв и продуктивность |
|
биогеоценозов................................................................. |
444 |
4.1.5. Плодородие почв и продуктивность |
|
агроценозов................................................................... |
447 |
4.2. Оценка плодородия почв................................................ |
452 |
4.2.1. Земельный кадастр и земельный фонд |
|
Российской Федерации................................................ |
452 |
4.2.2. Агропроизводственные группировки почв............. |
454 |
4.2.3. Бонитировка и таксономическая оценка земли . . . |
456 |
4.3. Деградация почв................................................................ |
462 |
4.3.1. Классификация деградационных процессов......... |
462 |
4.3.2. Водная и ветровая эрозия почв................................. |
464 |
4.3.3. Промышленная эрозия почв и рекультивация.... |
470 |
4.3.4. Дегумификация почв.................................................... |
471 |
4.3.5. Вторичное засоление, осолонцевание |
|
и слитизация почв......................................................... |
472 |
4.3.6. Загрязнение почв при неправильном |
|
использовании удобрений............................................ |
475 |
4.3.7. Загрязнение почв тяжелыми металлами |
|
и другими продуктами техногенеза.......................... |
476 |
4.3.8. Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами ... |
479 |
4.3.9. Загрязнение почв пестицидами................................. |
481 |
4.3.10. Радиоактивное загрязнение почв............................... |
484 |
4.3.11. Биологическое загрязнение почв............................... |
487 |
Литература................................................................................ |
491 |
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебник предназначен для студентов высших учебных заведений биологического, географического, педагогического и сельскохозяй ственного профиля. Учебник соответствует государственному образо вательному стандарту по почвоведению и состоит из четырех частей: «Состав и свойства почв», «Образование почв», «Классификация и география почв», «Охрана и рациональное использование почв».
Особое внимание в издании уделено экологическим и биологиче ским свойствам, плодородию, охране и рациональному использова нию почв, поскольку эти аспекты природопользования приобретают в настоящее время особую актуальность, чему было уделено много вни мания на последнем Всероссийском съезде (Суздаль, 2000) и Между народном конгрессе почвоведов (Бангкок, 2002).
В создании книги принимали участие: С.А. Тищенко (подраздел 3.9.4), С.Н. Горбов и С.А. Тищенко (3.13), Т.В. Денисова (4.3.10), С.С. Тащиев (4.3.11).
Авторы выражают глубокую признательность рецензентам: д.б.н., профессору О.С. Безугловой и д.с.-х.н., профессору Е.В. Полуэктову, а также с благодарностью примут и учтут все замечания и поже лания по форме и содержанию учебника.
Прежде всего про четыре узнай мирозданья начала: воздух, огонь,
жизнетворную почву и влагу.
Эмпедокл, греческий философ
ВВЕДЕНИЕ
П о н я т и е о п о ч в е
Почвоведение — наука о почве, ее строении, составе, свом- ствах и географическом распространении, закономерностях ее про исхождения, развития, функционирования и роли в природе и об ществе, путях и методах ее мелиорации, охраны и рационального использования в хозяйственной деятельности человека.
Наука о почве —почвоведение —возникла в нашей стране. Осно воположник этой науки — великий русский ученый Василий Васи льевич Докучаев. В 1883 г. увидела свет его книга «Русский черно зем». В ней было открыто особое царство природы — почвы. До До кучаева знали о растительном и животном мире, царстве минералов. Талантливый исследователь впервые показал новый мир —мир почв, который вбирает в себя и мертвые минералы, и живые организмы, и продукты их жизнедеятельности.
Почвы представляют собой самостоятельную, сложную, особую биокосную оболочку земного шара, покрывающую сушу материков. Поверхностные горизонты горных пород, подвергаясь воздействию многих поколений живых организмов, испытывая длительное влия ние атмосферы и гидросферы, преображаются в почвенный покров. Почвенный покров —педосфера —является продуктом взаимодей ствия литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы.
Основатель почвоведения В.В. Докучаев дал первое научное обо снование почвы. Он определил, что почва есть результат совокуп ной деятельности и влияния ряда факторов: а) материнской породы, б) растительных и животных организмов, в) климата, г) рельефа мест ности и д) возраста страны.
Профессор Павел Андреевич Костычев и академик Василий Ро бертович Вильямс, уточняя определение почвы, указывали на одно