Поиск

Почвообразование в автономных (без участия грунтовых вод) ландшафтах
18.11.2015

Температурный режим. Тепловой баланс и температурный режим аридных почв в различных климатических поясах имеют много общего. Динамика температурного режима почвы во всех пустынях мира одинакова и различается лишь количественными показателями. В тепловом режиме любой пустыни выделяются два периода: летнее нагревание и зимнее охлаждение почвы. Наиболее интенсивно прогреваются континентальные пустыни тропиков и субтропиков. На побережье Красного моря поверхность песчаной почвы пустыни нагревается до 83,5°С, в Сахаре - до 81°C, в Аризоне - свыше 70°С.Поверхность такырных почв глинистых пустынь в Средней Азии нагревается до 70°С.
Пустынные почвы умеренного пояса характеризуются наибольшей амплитудой колебания максимальной и минимальной температур, достигающей 120°C. В Репетеке (пустыня Каракум) абсолютный минимум поверхности песка - 40°С, абсолютный максимум +79,4°С. Размах колебаний с глубиной уменьшается в геометрической прогрессии.
Зимой в пустынях умеренного пояса почва промерзает до 60 см, в субтропиках и тропиках отрицательные температуры на поверхности почвы не наблюдаются или крайне редки. С середины зимы почва начинает прогреваться. Оптимальные для растений температурные условия в аридных почвах наступают чаще всего весной, реже - летом, если максимум осадков приходится на лето. В течение лета почва прогревается до уровня, превышающего возможности развития растений. С конца лета температура поверхностных горизонтов почвы снижается, достигая второго оптимума в начале-середине осени и зимой. Однако иссушение почвы в это время препятствует возобновлению вегетации большинства растений.
При достаточном увлажнении аридных почв их теплопроводность и температурные условия существенно улучшаются. Именно поэтому наиболее благоприятные тепловой и водный режимы складываются в большинстве случаев в аридных почвах весной.
На тепловой режим аридных почв сильно влияет экспозиция склонов. Исследования Каssаs and Imam показали, что температура поверхностного слоя почвы на северных склонах существенно ниже по сравнению с южными склонами, что обусловливает большее видовое разнообразие и большую продуктивность растительного покрова (табл. 1).

Почвообразование в автономных (без участия грунтовых вод) ландшафтах

Водный режим почв. Особенности водного режима почв в аридных областях определяются низким количеством осадков в сочетании с интенсивным испарением. Вторая характерная черта водного режима почв аридных стран - высокая контрастность. На фоне общего господства в течение года чрезвычайно низкой влажности спорадически и не каждый год наступают кратковременные периоды сравнительно высокого увлажнения, к которым приурочена бурная вешалка в развитии растений, почвенных микроорганизмов, разнообразных биохимических процессов и выветривания. Особенно резко это проявляется в почвах пустыни и в более сглаженной форме - в полупустынных и степных почвах. Велика сезонная разница в водном режиме почв регионов муссонного климата.
Источником влаги в автоморфных ландшафтах являются только атмосферные осадки. Конденсация водяного пара из атмосферы в пустынях и полупустынях не играет большой роли, составляя около 15-20 и не более 50 мм в год, из которых большая часть испаряется в атмосферу. Лишь в приморских пустынях конденсация влаги из атмосферы настолько обильна, что ее используют в целях водоснабжения и орошения.
Потенциальное испарение влаги в сухих степях и пустынях умеренного пояса достигает 1000-1500 мм в год, а в пустынях субтропического и тропического - 2000-2500 и, возможно, 3000 мм в год.
На вещный баланс почв аридных областей огромное влияние оказывает рельеф и характер почвообразующих пород, которые радикальным образом влияют на количество влаги, получаемое ландшафтом, на величину испарения, на запасы и динамику влаги в почве. Территории более низких топографических уровней и локальные депрессии получают больше влаги по сравнению с количеством выпадающих атмосферных осадков. Повышения и склоны получают, напротив, значительно меньше влаги, отдавая ее поверхностным стоком впадинам микрорельефа и пониженным пространствам. Топография контролирует не только количество влаги, но и величину испарения, зависящую от экспозиции. Исследования Kassas and Imam показали, сколь велики различия в количестве влаги, получаемой пустынными почвами разных уровней (табл. 2).
Водный режим и водный баланс пустынных почв, развитых на разных материнских породах, изучали Хиллел и Тадмор в пустыне (табл. 3).
Почвообразование в автономных (без участия грунтовых вод) ландшафтах
Почвообразование в автономных (без участия грунтовых вод) ландшафтах

Среди автоморфных почв пустыни песчаные почвы имеют относительно благоприятный водный режим. Они глубже промачиваются, обладают наибольшим запасом доступной влаги, не теряют влагу на поверхностный и грунтовый сток, мало теряют на испарение. Поэтому 80% запаса влаги песков используется растениями на транспирацию. Наихудшие условия водного режима создаются на почвах глинистых и лессовых равнин. По сравнению с ними даже почвы каменистых склонов обладают более благоприятными условиями увлажнения. Естественная мульча камней уменьшает поверхностный сток, препятствует образованию сплошной корки и замедляет скорость испарения. Камни внутри почвы уменьшают влагоемкоcть, но увеличивают глубину проникновения влаги. Почвы глинистых и лессовых равнин покрыты почти сплошной коркой, которая плохо впитывает влагу и быстро испаряет ее. Поэтому в почвах глинистых и лессовых равнин велики непродуктивные потери влаги на поверхностный сток и испарение, меньше влаги расходуется на транспирацию.
Многолетние исследования водного режима серо-бурых пустынных почв были проведены в Западных Кызылкумах советской Средней Азии. В районе исследования годовое количество осадков 90-100 мм, на летне-осенний период из них приходится 15%. Водный, режим непромывного испарительного типа. Наибольшее накопление влаги в почве в феврале-марте (88 мм), наименьший запас - в августе-сентябре (32 мм в метровой толще). С июня до ноября все почвы, за исключением песчаных и супесчаных, лишены запаса доступной влаги. Даже весной содержание влаги не превышает 40-45% величины наименьшей влагоемкости. Если бы вся годовая норма осадков выпала одновременно, запас влаги в почве все se не превысил бы 70-80% величины наименьшей влагоемкости.
В начале осени, несмотря на отсутствие дождей, в более глубоких горизонтах почвы (100-200 см) содержание влаги повышается на несколько мм благодаря перегонке водяного пара из нижних почвенных горизонтов. Вследствие более сильного охлаждения верхних горизонтов осенью упругость водяного пара в них в несколько раз ниже, чем в нижней части почвенной толщи. В результате происходит передвижение водяного пара снизу вверх и конденсация его в более высоких приповерхностных горизонтах. С ноября верхние горизонты почвы начинают увлажняться за счет дождей. Глубина промачивания достигает, как правило, 70 см, редко доходя до метра Поэтому при глубоких грунтовых водах (глубже 7-10 м) подпочвенные горизонты почвы являются воздушно сухими на глубину до 10-20 м.
Интересны данные о различиях в водном режиме песчаных почв под насаждениями Haloxylon aphyllum Iljin и Haloxylon persicum Bge. в пустыне Карахум Средней Азии. Под кронами черного саксаула глубина промачивают и влажность почвы (2-4%) значительно выше, чем под кронами белого саксаула (0,5-1%). В черносаксаульниках даже в конце лета на глубине более 40 см есть запасы доступной влаги; в белосаксаульниках почва не имеет доступной влаги ухе в начале лета. Эти закономерности определяются тем, что черный саксаул питается в основном почвенно-грунтовыми водами, тогда как белый - за счет атмосферных осадков и конденсационной влаги. Кроме того, по стволам черного саксаула в почву стекает вдвое больше дождевых осадков, чем по стволам белого саксаула, и в то же время, в отличие от белого саксаула его активные корни разветвляются главным образом в нижних почвенных горизонтах. К этому следует добавить, что под черносаксаульниками лучше развит аккумулятивный горизонт, препятствующий физическому испарению влаги.
Наиболее благоприятный для растений водный режим складывается в песчаных почвах аридных областей, что обусловлено высокой инфильтрационной способностью песков, отсутствием потерь на поверхностный сток, меньшим расходом воды на испарение, низкой величиной уровня недоступной влаги (коэффициента завядания). В песках наиболее ярко выражен процесс перегонки водяного пара снизу вверх под влиянием температурного градиента. Н.Ф. Кулик экспериментально установил, что в песчаных полупустынных почвах юго-востока европейской части России величина сезонного переноса парообразной влаги составляет 15-25 мм.
Описанные свойства песчаных почв проявляются во всех пустынях мира. Недаром у народов Средней Азии (туркменов, казахов) есть поговорка: "В песках жизнь".
На плотных, водонепроницаемых породах наиболее велики скорость и абсолютные величины поверхностного стока. Растительный покров поэтому крайне беден, поверхность часто покрыта почти стерильной корочкой солей или глины. Мелкозем выносится и водой, и ветром. Дефляция - характернейший процесс пустынь. Вынос мелкозема с поверхности породы, имеющей обломки, приводит к образованию каменистого панциря, специфической пустынной "мостовой" (pavement). Иногда мостовая образована не обломками слабовыветрелой породы, а различными конкрециями или глыбами почвенных новообразований, сформировавшихся в плювиальную эпоху ( т.е. остатками древних гидроморфных почв).
Фундаментальное изучение водного режима и баланса полупустынных почв (табл. 4) было проведено в северо-западной части Прикаспийской низменности в России.
Почвообразование в автономных (без участия грунтовых вод) ландшафтах

Изучались три компонента комплексного почвенного покрова: солончаковые солонцы на микроповышениях, светло-каштановые солонцеватые почвы на микросклонах и темноцветные почвы западин. Благодаря перераспределению снега и талых вод между элементами микрорельефа солонцы недополучают в год до 56 мм зимних осадков, микросклоны получают всю сумму годовых осадков, а западины - дополнительно около 200 мм влаги за счет стока с микроповышений. Поэтому почвы западин подвергаются периодическому сквозному промачиванию на 4-5 м до грунтовых вод, солонцы же промачиваются не глубже нижней границы солонцового горизонта, причем эта влага очень быстро теряется путем испарения и транспирации. Под солонцовым горизонтом в нижней половине первого метра почва постоянно не имеет физиологически доступной влаги. В пределах второго метрового слоя влажность начинает нарастать вплоть до капиллярной каймы грунтовых вод. Возрастание влажности вниз по профилю создает градиент всасывающего давления, который обусловливает постоянно существующий восходящий поток жидкой влаги, проникающий в почвенную толщу. Таким образом, непромывной водный режим верхней части профиля сочетается с десуктивно-испарительным режимом в его нижней части. Основным фактором, поддерживающим этот режим, является транспирирующая растительность.
Водный режим микросклонов полупустынных почв - непромывной. Почва промачивается весной на глубину 50-100 см. Как и в солонцах, здесь существует постоянный поток влаги от почвенно-грунтовых вод, однако он не проникает в толщу почвы, а заканчивается у нижней ее границы, где перехватывается корнями растительности и где в течение года нет запасов доступной влаги.
Выветривание и глинообразование. Каким бы слабым ни было выветривание в аридных почвах, продукты выветривания постепенно и неуклонно накапливаются в них. Частые колебания температуры и влажности в сочетании с длительными периодами сухости вызывают преобладание процессов физического выветривания. Однако в короткие влажные периоды в аридных почвах интенсивно протекают обычные химические процессы выветривания: окисление, растворение, гидролиз, приводящие к распаду первичных минералов и образованию легкорастворимых солей, карбонадов кальция и магния, растворимых силикатов, вторичных алюмосиликатов. Выцветы силикатов наблюдались, например, на скальных поверхностях в пустынях Судана, а новообразования вторичного кварца - в пустынях Египта.
Подобно солям, подвижный кремнезем мигрирует, аккумулируясь на склонах и понижениях рельефа.
Выветривание первичных минералов сопровождается также слабым глинообразованием. В средней части профиля серо-бурых пустынных и бурых полупустынных почв Средней Азии формируется горизонт оглинения. Этот горизонт часто выделяется по накоплению илистой фракции, не сопровождаемому увеличением валового содержания полуторных окислов. Вновь образующийся глинистый материал закрепляется на месте благодаря тому, что он прочно агрегируется вследствие обогащенности почвенной массы карбонатами кальция. Границы горизонта оглинения в пустынных почвах совпадают с границей распространения основной массы корней, микроорганизмов, с той частью профиля, которая сезонно увлажняется. Таким образом, здесь создаются наиболее благоприятные условия для проявления биохимического выветривания первичных минералов и неосинтеза глин. Наличие процессов оглинивания подтверждается микроморфологическими исследованиями, в результате которых обнаружены выветрелые, серитизированные зерна полевых шпатов, выветрелые обломки роговой обманки и слюд, скопления ожелезненных продуктов выветривания и глинистых минералов. В илистой фракции преобладают иллит и в меньшей степени монтмориллонит. В других районах аридные почвы характеризуются наличием уплотненных или даже сцементированных горизонтов, известных под названием pan или duripan. По-видимому, в автоморфных почвах это - реликтовые горизонты, обязанные прошлой гидроморфной аккумуляции цементирующего материала.
Слабая ожелезненность пустынных почв считается одним из своеобразных проявлений выветривания в пустыне. Е.В. Лобова рассматривает слабую ожелезненность пустынных почв как результат процессов, аналогичных рубефикации. Внешне ожелезненность проявляется в виде слабого покраснения, связанного с преобладанием обезвоженных или маловодных окислов железа. Окислы железа выделяются в виде пленок, примазок, обволакивающих минералы, отдельных чешуек, сидящих на поверхности обломков биотита и мусковита. Основной материал для образования гидроокиси железа - слюды. Процесс ожелезнения развивается в корке и в горизонте оглинения. Этот процесс приурочен, по-видимому, к тому короткому периоду, когда после весеннего промачивают почвы происходит ее быстрый нагрев до 50-70°C. Сочетание достаточно высокой влажности с сильным нагреванием и последующее резкое высушивание вызывает расшатывание кристаллической решетки слюд, выход железа из решетки и образование пленок гидроокисей. В этом процессе возможно и участие органического вещества, особенно фульвокислот, способных извлекать железо в условиях нейтральной и слабощелочной среды. Экспериментально установлено, что при одном лишь нагревании серых слюдистых песков до 70-100°C на прозрачных зернах минералов появляются железистые пленки. В природе в присутствии органического вещества при резкой контрастности гидротермических условий этот процесс идет с большей интенсивностью, вызывая желтовато-охристое окрашивание поверхностных горизонтов пустынных почв и песков.
В тех автоморфных пустынных почвах древних террас, которые в постплювиальные эпохи находились под влиянием грунтовых вод, ожелезненность является реликтовым признаком и носит характер рассеянных конкреций или даже хардпена (почвы древних высоких террас Нила в Египте).
Формирование корки на поверхности почв. Весьма своеобразной чертой пустынного и полупустынного почвообразования является формирование пористой плотной корки на поверхности почв со слоеватым микрогоризонтом под нею. Эта корочка особенно характерна для аридных почв умеренного климата, но она отмечена также в субтропиках и тропиках. Наиболее мощная корка (до 8 см) развивается в пустынных почвах, в почвах полупустыни она менее мощная, но здесь более развит слоеватый подгоризонт.
Для корочек аридных почв обычна некоторая опесчаненность, обусловленная приносом песка с окружающих развеваемых территорий и выносом мелкозема с поверхности.
Механизм образования поверхностной корки в аридных почвах не вполне ясен. Вероятно, это объясняется слабым развитием корневой массы и безгумусностью поверхностного горизонта, высокой карбонатностью почв, наличием подвижного кремнезема, контрастностью сезонного гидротермического режима. Когда после промачивания почвенная масса быстро прогревается и подсыхает, происходит бурное осаждение карбонатов кальция с выделением CO2, связанного в бикарбонатах почвенного раствора. Образуются многочисленные поры, карбонаты в кремнезем цементирует почвенную массу и придают прочность стенкам пор. Этот процесс был экспериментально воспроизведен А.Н. Палецкой и др. Определенную роль в образовании корки могут играть и биохимические процессы. В поверхностной пленке автоморфных аридных почв обнаружено большое количество водорослей и лишайников, а также максимальное продуцирование кислорода и CO2 микробиоценозами.
Слоеватая структура подкоркового горизонта, возможно, связана с процессами зимнего промерзания. Чем глубже и на более длительный срок промерзает почва, тем, как правило, лучше выражен слоеватый горизонт. Возможно, что склонность к слоеватости обязана неосинтезу гидрослюдистых минералов.
Накопление и сохранение легкорастворимых солей, гипса и карбонатов. Для всех аридных почв мира характерны активные процессы соленакопления не только в гидроморфных, но и в автоморфных ландшафтах, что обусловлено слабым развитием поверхностного стока и слабым выносом продуктов выветривания и почвообразования. В пустынях Центральной Азии, Латинской Америки, Аравии легкорастворимые соли (хлориды и сульфаты натрия) практически не выщелачиваются и сохраняются в почвах пустынь неопределенно длительное время; тем более это относится к слаборастворимым солям: гипсу, карбонатам Ca и Mg.
В автоморфных почвах пустынь современным фактором биогенного накопления карбинатов и других растворимых солей в верхней части профиля служит галофитизированный растительный покров. Определенную роль играет принос этих веществ с эоловой пылью. Корни и надземные части галоксерофитной растительности пустынь и полупустынь отличаются высокой вольностью (до 15% золы); солянковые кустарнички выносят на поверхность хлориды, карбонаты и сульфаты натрия, чем способствуют засолению и осолонцеванию почвы.
В юго-восточной части пустыни Каракум изучалось влияние черносаксаульников, белосаксаульников и илака на свойства песчаной пустынной почвы. Общее количество солей, ежегодно попадающее в почву с опадом черного саксаула, достигает 80 г/м2, из них более 90% - карбонаты щелочей. В верхней части профиля под черносаксаульником накапливаются хлориды, сульфаты и карбонаты натрия, щелочность возрастает до pH 8,5-9. Одновременно с легкорастворимыми солями под кусты саксаула ежегодно поступает более 50 г/м2 карбонатов щелочноземельных металлов и накапливается до 18% карбонатов Ca и Mg в корочке и 13% - в подкорковом горизонте, в то время как в почвообразующей породе содержание карбонатов не превышает 4%.
Таким образом, биологический круговорот элементов обусловливает активное накопление карбонатов и легкорастворимых солей в верхней части почвенного профиля. Вследствие незначительного промачивают профиля соли, образующиеся вверху в результате выветривания и биологической аккумуляции, очень слабо перемещаются вниз по профилю, а в сухой период вновь подтягиваются кверху. Нередко также боковое перемещение солей происходит более интенсивно, чем вертикальное.
Следует подчеркнуть, что значительная доля биогенных солей, содержащихся в минеральном составе растений, представлена содой, Так, под черносаксаульниками ежегодно при разложении растительных остатков может образовываться до 42 г соды и 32 г поташа на 1 м2. Происходит сильное подщелачивание почвы и внедрение обменного натрия в поглощающий комплекс. Это явление усиливает процесс коркообразования. В корочке под черносаксаульниками накапливается по 20-45% обменного натрия от EKO. В этих условиях почвенная масса диспергируется, пептизируется, илистый материал приобретает подвижность, намечается дифференциация верхней части почвенного профиля. Формируются элювиальный и иллювиальный оглиненный горизонты на глубине, соответствующей промачиванию почвы.
Биохимические процессы в почвах аридных областей. Важнейшую роль в формировании почвенного профиля пустынных почв играют разнообразные биохимические процессы. Активность их в аридных почвах очень велика в периоды кратковременного сезонного увлажнения. Исследования в аридных почвах США показали, что по активности биохимических процессов почва резко дифференцирована на поверхностный (0-3 см) горизонт и остальную толщу. В поверхностном горизонте круговорот органического вещества под влиянием процессов биохимического разложения достигает значительной интенсивности, остальная часть почвы более инертна. Так, выделение СО2 (дыхание почвы) из гор. 0-3 см в среднем в 2-3 раза выше, чем из гор. 5-10 см, и в 5 раз выше, чем на глубине 100-130 см. В поверхностном слое выделяется в среднем около 40 мт CO2 на грамм почвы в минуту. Дегидрогеназная активность, характеризующая общую биологическую активность почвы в верхней слое, на порядок вше, чем в следующем горизонте, а на глубине 110-130 см она едва проявляется. Примерно те же закономерности характерны и для протеолитической активности, характеризующей способность почв к разложению протеинов. В противоположность этому фосфатная активность проявляется примерно одинаково по всему почвенному профилю. Характерно, что горизонт максимальной биологической активности (0-3 см) не совпадает с горизонтом максимального скопления микроорганизмов (глубина 5-20 см). В поверхностном горизонте наибольшее развитие имеют лишь водоросли и лишайники. Биохимическая активность не зависит от количества микроорганизмов, определяемого общепринятым методиками.
В аридных почвах Большого бассейна (субтропических бурых полупустынных) изучался круговорот азота. Как и углерод, азот в этих почвах максимально накапливается в поверхностном (0-3 см) горизонте, достигая 0,3%. Ниже содержание его опускается до 0,04%. Максимальное содержание азота в почве приходится на влажные периоды - апрель-май и октябрь-ноябрь. Во влажные месяцы лета и осени азотсодержащие вещества быстро разрушаются, летом и зимой их содержание в почве падает. Большая часть азота при минерализации опада теряется и лишь менее 10% превращается в аммонийный азот почвы. Более 99% азота представлено его органическими соединениями, менее 1% составляет аммонийный и нитратный азот. Содержание аммонийного азота, максимальное в слое 0-3 см, достигает 104 ppm. Наибольшее количество аммонийного азота отмечается осенью; ранней весной и летом содержание его падает. Большое количество аммонийного азота, образующегося осенью, при переработке свежего опада, улетучивается из почвы в условиях щелочной реакции (pH 8,5-9). Часть его фиксируется глинами. Около 10% аммония превращается в нитраты, затем с помощью анаэробных организмов вновь подвергается денитрификации.
Выщелачивание азотистых компонентов в нижние горизонты пустынных почв не имеет большого значения вследствие незначительного количества осадков и малой глубины промачивания.
Круговорот азота и отчасти других элементов в пустыне Broken них в Юго-Восточной Австралии изучен J.L.Charley. Изучалось сообщество Atriplex vesicaria (солончаковатый кустарник из семейства лебедовых) на засоленной пустынной субтропической почве.
Азот в первую очередь лимитирует развитие сообщества A.vesicaria, зависящее как от общего содержания азота в почве, так и от скорости его круговорота. С улучшением азотного питания примерно в 1,5 раза уменьшаются расходы солончакового кустарника на транспирацию, необходимые для создания единицы сухой массы органического вещества.
Под влиянием отдельно стоящего куста Atriplex vesicaria свойства почвы определенным образом изменились. Произошло накопление азоте в верхних 12 см, составляющее 10% запаса азота в объеме почвы глубиной до 50 см, расположенной непосредственно под пологом куста. Существенное влияние на свойства почвы оказал не только возврат азота, но и возврат с спадом Ca и Mg, способствующих стабилизации почвенных коллоидов. Возврат Na превышает возврат Ca и Mg примерно в 3 раза. При EKO изучаемой почвы, равном 40 мг-экв/100 г, Na мог бы насытить почвенный поглощающий комплекс полностью за 9 лет. Этого не произошло благодаря влиянию Ca и Mg. Наиболее велик количественно возврат Cl с опадом Atriplex vesicaria, но он сравнительно слабо накапливается в почве, т.к. с капиллярным током перемещается на соседние, покрытые изреженной растительностью или голые участки с более сильным физическим испарением.
Растительный опад солончакового кустарника разлагается очень быстро, очевидно полностью в течение года. В окислении органических соединений азота до нитратов принимают участие микроорганизмы Nitrosomonas, Nitrosococcus и Nitrobacter, значительно более толерантные к высоким температурам и недостатку влаги, чем высшие растения. Установлено, что предварительное высушивание почвы существенно ускоряет минерализацию и нитрификацию при последующем увлажнении. Взрыв микробиологической активности после предварительного высушивания почвы объясняется частичной стерилизацией микробов, физиологической молодостью выживших микроорганизмов, свободными энзимами в почве, разрушением ингибиторов и физическим изменением растительных остатков, которые становятся более податливыми к разложению. Частая повторяемость цикла высушивания-увлажнения обусловливает быструю минерализацию органических соединений азота. Однако с каждым циклом образуется все меньше минеральных соединений азота, так как по мере разложения растительные остатка обедняются легкоразлагающимися соединениями азота. Резкая смена условий увлажнения и высушивания особенно характерна для поверхностного горизонта аридных почв; поэтому здесь процессы минерализации идут наиболее быстро и накопление минеральных соединений азота наиболее значительно.
Существенную роль в круговороте азота играет своеобразный ритм выпадения осадков и своеобразный режим влажности аридных почв. Здесь преобладают осадки, "неэффективные" для растений. Растения пустынь могут использовать лишь влагу осадков, превышающих 12 мм, когда поверхностные горизонты обеспечены влагой в течение нескольких дней. По данным Cowling, только через 3-4 дня после увлажнения почвы у Atriplex vesicaria начинают отрастать свежие корни, способные потреблять влагу и элементы питания. В противоположность этому микроорганизмы активизируются в почве уже через несколько часов после выпадания дождей, как сообщают Funkе and Hurris, и поэтому способны использовать влагу и неэффективных осадков. Благодаря деятельности микроорганизмов при отсутствии потребления азота высшей растительностью в пустынных почвах накапливаются минеральные соединения азота.
В условиях супераридных пустынь (Чили, Перу, Центральная Азия) господство окислительного режима и испарения влаги приводит к накоплению больших масс нитратов натрия и калия.
Значительно слабее изучена судьба углерода в почвах аридных стран. Имевшиеся материалы позволяют получить представление лишь о состоянии органического вещества в почве, но не о процессах его превращения.
Изреженность растительного покрова, низкая продукция растительной массы, чрезвычайно длительный период биологического покоя, разложение опада в окислительных условиях обусловливают низкое накопление гумуса и элементов питания (табл. 4). Характерны: высокая степень и быстрота минерализации растительных остатков и гумуса. Показателем этого процесса может служить отношение запаса углерода гумуса к запасу углерода корней. В пустынных почвах это отношение в слое 0-60 см не превышает 3-4, тогда как в том же слое чернозема оно достигает 25. Есть основания полагать, что в гумификации растительных остатков пустынных почв наиболее существенное участие принимают актиномицеты, более других организмов приспособленные к условиям пустыни.
Содержание гумуса в пустынных почвах колеблется в пределах 0,1-0,7%, редко достигая 1%. В почвах полупустынь оно вдвое-втрое вше. Соотношение С:N в аридных почвах низкое. В серо-бурых пустынных почвах Азии оно равно 4-5, в бурых полупустынных почвах - 8,3-9,5, в субтропических пустынных засоленных почвах Австралии 5-8, постепенно сужаясь до глубины 60 см. По данных Скьюджинса, в полупустынных почвах Большого Бассейна (США) оно колеблется от 6 до 12. Величина С:N уменьшается от поверхности до глубины 5-10 см, затем стабилизируется до глубины 1 м, где снова значительно возрастает. Подобное распределение объясняется тем, что в поверхностных горизонтах много свежих растительных остатков, бедных азотом, так же как и на глубине вследствие низкой биологической активности значительную фракцию органического вещества составляют корни, бедные азотом. Высокое относительное содержание азота в гумусе аридных почв обусловлено большой долей участии в нем микробной плазмы.
Почвообразование в автономных (без участия грунтовых вод) ландшафтах

Процессы гумификации направлены в сторону образования преимущественно низкополимерных фракций, т.е. фульвокислот. В наиболее аридных почвах содержание фульвокислот в 3-4 раза превышает содержание гуминовых кислот. Для аридных почв характерно высокое содержание битумов в составе гумуса, что обусловлено специфическим биохимическим составом растений этой области. Полыни, солянки содержат много жиров, восков, смол, эфирных масел и других веществ, способствующих большей стойкости растений при колебаниях температур, недостатке влаги и других неблагоприятных воздействиях.
Исследования Б.В. Пономаревой показали, что фульвокислоты пустынных почв обладает более простым строением по сравнению с фульвокислотами гумусных почв степей. Ею была выделена фракция фульвокислот, переходящая при электродиализе в анодную камеру и обедненная углеродом (около 40% С). Фульвокислоты почв аридной зоны в большей степени связаны с R2О3, чем с Ca, несмотря на высокую карбонатность почв. Возможно, это обусловлено упрощенной структурой фульвокислот.