Страница 13 из 19
Обычно органическое вещество накапливается в верхних горизонтах почвы за счёт лесного опада. В почвах очень мало обменных оснований, ёмкость катионного обмена насыщена обменным алюминием. Содержание глины высокое, несколько возрастает вглубь профиля, что показывает о направлении почвообразовательных процессов, которые с течением времени могут привести к формированию другого типа почв – алисолей (Alisol). Плодородие камбисолей сильно варьирует и зависит от содержания органического вещества, рН, почвообразующих пород, разной степени их выветрелости и мощности профиля[8,48].
Плинтосоли (Plinthosols) являются почвами с повышенной концентрацией железа (Plinthic по таксономии США). Они богаты перегноем, каолинитом и кварцем. В результате чередующихся периодов переувлажнения-иссушения почвы необратимо изменяются и превращаются в хардпэны (hardpans)[8,26]. Плинтосоли распространены практически во всех районах бассейна р. Амазонки, в том числе и в западных, на территории Перу. Они формируются под тропической лесной растительностью и наиболее часто встречаются в переходных зонах между дождевыми лесами и саваннами. Петроплинтит также может находится и в более влажных районах, куда он, возможно, был перемещён после денудации в виде аллювиальных или коллювиальных отложений. Плинтосоли наиболее часто развиваются на материале выветривания основных пород. Формирование их связано с колебаниями грунтовых вод, поэтому эти почвы распространены на низких уровнях ландшафта[18,29,47,50]. Образование плинтитового слоя зависит от накопления полуторных окислов вследствие выноса диоксида кремния из продуктов выветривания пород под воздействием атмосферных факторов. Это приводит к относительному накоплению в профиле наиболее стойких соединений, таких как полуторные окислы, кварц и каолинит. Абсолютное их накопление также возможно с аллювиальными или коллювиальными отложениями. Другим механизмом образования плинтита является сегрегация железа, которая происходит при переменном чередовании условий окисления и восстановления в профиле почв и грунтов[15,48]. При избыточном увлажнении большая часть железа переходит в двухвалентную форму и становится мобильной. Это железо осаждается в виде оксида железа, когда почва иссушается и новообразования практически не растворяются при очередном обводнении и развитии восстановительных условий. В случае улучшения условий дренажа и сокращения или прекращения периодов переувлажнения почв, с новообразованиями железа происходят необратимые изменения и формируется петроплинтит (petroplinthite).
Плинтосолям очень свойственно компактное сложение с высокой плотностью во всех горизонтах. Свойства их незначительно различаются даже при большом расстоянии между ландшафтами с их преобладанием в почвенном покрове[39,48]. В этих почвах относительно высокое, по отношению к другим амазонским почвам, содержание обменных Са и Mg в верхнем горизонте. Количество Са резко сокращается с поверхности до глубины 4 см и остается постоянным (около 10 ммоль/кг) до глубины 1–1,2 м, а затем – снижается до нуля. Содержание железа постоянно в слое 40 см, затем резко возрастает на глубине 120 см, после чего начинает снижаться практически до нулевых значений к 170 см. Алюминий практически отсутствует в верхних 30 см, его количество резко возрастает к середине профиля на 70 см и остаётся постоянным. Такое вертикальное распределение катионов в профилях плинтосолей отражает продолжающийся процесс удаления диоксида кремния и обменных оснований[29]. Распределение углерода в профиле почв обычное, с максимумом в поверхностном слое.
Плинтосоли, вероятно, формировались под сильным влиянием колебаний грунтовых вод из глейсолей (Gleysols), флювисолей (Fluvisols) и некоторых камбисолей (Cambisols), испытавших переувлажнение. По продолжительности развития почвообразовательных процессов в условиях влажных субтропиков плинтосоли следуют за алисолями (Alisols).
Ферралсоли (Ferralsols). Ферралсоли (оксисоли в таксономии почв США) формируются во влажных тропических, лесах, на дренированных формах рельефа. Они, как правило, формируют почвенный покров на древних геоморфологических поверхностях, на сильно выветрелых отложениях. Ферралсоли могут также развиваться на более молодых основных и ультраосновных почвообразующих породах, на древнем вулканическом материале, но эти случаи, как правило, имеют ограниченное пространственное распространение[3,6,7]. В Перу ферралсоли распространены в северо-восточных районах, на северо-западе Амазонии. Санчес и Буол[45] классифицировали почвы, ранее выделенные как ферралсоли в Перуанской Амазонии, как ультисоли, альфисоли и инсептисоли (акрисоли, лювисоли или ликсисоли и камбисоли по классификации World Reference Base soil classification system: IUSS Working Group WRB, 2006, которая используется в этой работе).
Ферралсоли содержат незначительное количество питательных веществ и обеднены химическими соединениями из-за сильно выветрелой материнской породы и длительного почвообразования во влажных тропиках. Почвы обладают высокой адсорбционной способностью по отношению к фосфору. Среди глинистых минералов в них обычно преобладают каолинит, оксиды железа и алюминия (гётит, гематит, гиббсит)[11,15,45,46,48]. Ферралсоли, обладают кислой реакцией, что может быть не благоприятно для ряда культурных растений. Большинство из этих почв обладают оптимальными водно-физическими свойствами: имеют мощный хорошо дренированный профиль, низкую плотность, тонкую зернистую структуру, содержат мало илистых частиц и хорошо водопроницаемы[6,7,42]. Ферралсоли могут накапливать органическое вещество в почве, связывая его в органо-минеральные комплексы по всему профилю[13,54]. Ферралсоли способны сохранять гораздо больше воды, чем другие тропические почвы, хотя они обладают низкой водоудерживающей способностью, обусловленной малым количеством ила. Это происходит за счёт большой мощности профиля и позволяет лесам на таких почвах в Амазонии поддерживать физиологическую активность на протяжении сухих сезонов, особенно в восточных районах[30].
Ферралсоли можно считать заключительным этапом выветривания во многих условиях. Они могут трансформироваться в результате селективного удаления ила и оксидов железа под воздействием застойного избыточного поверхностного увлажнения и внутрипочвенного бокового стока. При этом формируются почвы с осветлённым, иногда белым и конкреционным горизонтами. Подобные условия могут складываться на коллювиальных отложениях, накапливающихся ниже распространения ферралсолей по склону. «Подзолы» могут также развиваться вследствие фильтрации почвенных растворов при промывном режиме и большом количестве атмосферных осадков или других вод[5,9,16,31,32].
Алисоли (Alisols) (ультисоли в таксономии почв США) – почвы сильнокислые, глинистые, формируются на почвообразующих породах, которые содержат значительное коичество нестабильных алюмосиликатов, таких как смектит или вермикулит. Гидролиз их в процессе почвообразования приводит к высвобождению соединений алюминия, которые затем занимают более половины ёмкости обмена в почвах. Для алисолей характерно накопление глин в приповерхностном горизонте, которое может быть результатом различных процессов, в том числе осадконакопления и миграции глин в профиле. Это сильно выветрилые кислые почвы с низкой насыщенностью основаниями [15,26,27,42,53]. В тропиках алисоли обычно формируются на древних снивелированных поверхностях с холмистым, волнистым рельефом. В Перу они преобладают в почвенном покрове в центральной и южной части Амазонии. Распространение алисолей в Перу может быть и на более обширных площадях, чем показано на карте, поскольку по свойствам они близки акрисолям, а некоторые подходы к классификации почв в разных странах различаются[40].
В начале формирования алисолей в почвообразующей породе содержатся первичные минералы с признаками выщелачивания диоксида кремния. Это приводит к образования сапролита с небольшим количеством атмосферостойких первичных минералов и преобладанием глинистых минералов. За этим следует перераспределением глины в почве с образованием иллювиального горизонта. Первичные минералы в илистой фракции неустойчивы в средах, лишённых кремнезёма, щелочных и щелочноземельных катионов. При выветривании глинистые минералы теряют растворимый алюминий, железо и магний из октаэдрических внутренних слоев. Иллювиирование глины происходит только при рН в диапазоне от 5 до 6,5. В кислой среде Al+3 становится доминирующим и насыщает поглощающий комплекс, что коагулирует глину, препятствует её дисперсии и приводит к накоплению в профиле. Хотя они обладают невысоким плодородием, поскольку насыщены алюминием, но, по сравнению с многими амазонскими почвами, они более плодородны. Кроме того, алисоли содержат доступный для растений фосфор, несмотря на высокую концентрация обменного алюминия[39]. Нет доказательств токсичности Al+3 для растений, произрастающих на таких почвах. В западных областях Амазонии состояние посевов на алисолях оптимальное при содержании обменного Al 145 ммоль/100 г почвы[21]. Маркес и др.[34] считают, что алюминий, извлекаемый из этих почв, скорее всего, содержится в адсорбированной форме в структуре смешаннослойных минералов типа смектитов. Этот, как бы обменный, алюминий не обязательно может быть в равновесии с почвенным раствором, и, возможно, не доступен корням растений.