Глава 19. ПОЧВЫ И ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ БОРЕАЛЬНЫХ И СУББОРЕАЛЬНЫХ ЛЕСНЫХ ОБЛАСТЕЙ

М.А. Глазовская

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Фитоценология - геоботаника

Химия почвы

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Справочник агронома

Происхождение растений

Ботаника

Биология

Эволюция биосферы

Земледелие

Геоботаника

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Подзолистые почвы

Подзолистые почвы, как и гумусово-иллювиальные подзолы, образуются во влажном климате, где годовое- количество осадков превышает годовую норму испаряемости при относительно равномерном распределении осадков по месяцам: и годам, водный режим — промывной. В холодных и умеренных областях эти почвы зимой промерзают.

Почвообразующие породы разнообразны по происхождению и минералогическому составу, но, как правило, бескарбонатны и не богаты первичными кальцийсодержащими минералами. На ультраосновных и основных породах и известняках при малой мощности и слабой степени выветрелости элювия подзолистые почвы уступают место другим типам почв — без выраженного оподзоливания.

Существенное значение имеет механический состав пород: подзолистые почвы приурочены главным образом к суглинкам легким, средним и тяжелым; на грубообломочных и песчаных породах они сменяются иллювиально-гумусовыми подзолами, а на глинах — глеевыми или глеево-элювиальными почвами.

Подзолистые почвы широко распространены на суглинистых моренах, покровных суглинках, суглинистых делювиальных и элювиально-делювиальных отложениях кислых, бедных основаниями пород, на равнинах и в горных районах лесных областей Евразии и Северной Америки. Типичные подзолистые почвы образуются под хвойными и смешанными лесами. Опад, особенно в хвойных лесах, беден зольными элементами и азотом. При разложении органических остатков из лесных подстилок выщелачиваются растворимые свободные низкомолекулярные органические кислоты и фульвокис- лоты. Они проникают в верхнюю часть почвенной толщи, вызывают кислую реакцию и растворяют обычно имеющиеся в суглинистой почвообразующей породе свободные гидроокислы железа. Это приводит к разрушению структуры, диспергации ила и коллоидных частиц и выносу их при господствующем промывном режиме в более глубокую часть почвенного профиля.

В результате суспензионного переноса тонких частиц (лессиважа) верхняя элювиальная часть профиля обезыливается, а в средней части формируется иллювиальный, обогащенный илом горизонт Bt. Наряду с лессиважем идет кислотный гидролиз первичных и вторичных (глинистых) минералов. Подкислению среды и разрушению минералов способствует ферментативная деятельность некоторых, обитающих в подзолистых почвах олиготрофных микроорганизмов (Т. В. Аристовская, 1965).

По мере развития процессов лессиважа, кислотного гидролиза и вымывания продуктов распада в элювиальном подзолистом горизонте А2 накапливается более устойчивый, чем другие минералы, кварц, хотя и он поддается коррозии и измельчению. Вымывание соединений железа и остаточное накопление кварца обусловливают белесый цвет подзолистого горизонта.

При наличии в лесу травянистого покрова в верхней части подзолистого горизонта за счет гумификации корней растений я осаждения менее подвижных фракций гумуса образуется маломощный гумусовый горизонт. Продукты разрушения первичных и вторичных минералов вымываются из подзолистого горизонта. Наиболее легко растворимые простые соли выносятся за пределы профиля. Фульваты железа и алюминия по мере движения растворов по профилю осаждаются вследствие уменьшения кислотности растворов (за счет связывания свободных кислотных радикалов с основаниями почвенных минералов), увеличения концентрации растворов, микробиологического разложения органической части органо-металлических комплексов и осаждения освобождающихся гидроокислов железа и алюминия в иллювиальном горизонте. Фильтрация растворов в заиленном иллювиальном горизонте замедленна и идет главным образом по ходам землероев, корней и трещинам, поэтому граница между элювиальным и иллювиальным горизонтами неровная с глубоко проникающими в горизонт В ^белесыми языками.

По мере заиления и цементации иллювиального горизонта его водопроницаемость ухудшается, что приводит во влажные сезоны года к некоторому застою атмосферной влаги над иллювиальным горизонтом, переувлажнению этой части профиля и возникновению восстановительных условий. Периодически-восстановительные условия в подзолистых почвах (С. П. Ярков, 1960; И. С. Кауричев и Е. М. Ноздрунова, 1964; Ф. Р. Зейдельман, 1974; Б. Ф. Апарин и Е. В. Рубилин, 1975, и др.) способствуют переходу в раствор железо-органических соединений, минеральных соединений записного железа, марганца и при просачивании растворов выносу этих соединений вниз по профилю и за его пределы.

При просыхании почвы перешедшие в раствор закисные соединения железа и марганца окисляются и серегируются в стяжения и плотные округлые конкреции — ортштейновые зерна. Они рассеяны в нижней части подзолистого горизонта, на границе его с иллювиальным и в самом иллювиальном горизонте. Сегрегации железа,, как показали исследования Т. В. Аристовской, способствуют микроорганизмы, обитающие в подзолистых почвах (Pedomicrobium Arist., Metallogenium Arist.).

В результате совместного воздействия рассмотренных выше элементарных процессов (образования кислого ульматно-фульват- ного гумуса, кислотного гидролиза и выщелачивания продуктов распада, разрушения почвенных агрегатов и лессиважа, сегрегации гидроокислов железа и марганца) формируется сложный, резко дифференцированный профиль подзолистых почв.

Он включает следующие горизонты.

Ао — лесная подстилка, состоящая из древесного опада, часто пронизана гифами грибов; мощность горизонта варьирует от 1 до 10 см. При большой мощности нижняя часть горизонта состоит из. грубого гумуса темно-коричневого цвета.

Ai Аг — гумусово-элювиальный, светло-серый или серый, с мелкокомковатой или пластинчатой структурой. Горизонт значительно- переработан почвенными беспозвоночными (муравьями, в лиственных лесах — дождевыми червями) и имеет копролитовую структуру. Нижняя граница обычно четкая, мощность варьирует от 2 да 15 см.

Аг — подзолистый горизонт светлой окраски, чаще всего пепельный или светло-палевый. Он более уплотнен и более легкого механического состава, чем вышележащий горизонт, обычно плитчатой,, пластинчатой или чечевитчатой структуры, местами пестро окрашен главным образом за счет привноса материала мезофауной из верхнего и нижнего горизонтов. Граница неровная, хотя и четкая; белесые языки и карманы глубоко проникают в нижележащий иллювиальный горизонт, часто до глубины 100 см и более. Нередко- в нижней части горизонта присутствуют мелкие конкреции темно- бурого и черного цвета. Мощность подзолистого горизонта варьирует от 2 до 25 см.

BtFe —иллювиальный, оглиненный горизонт бурого, темно-бурого или красно-бурого цвета, более плотный и более тяжелый помеханическому составу, чем подзолистый горизонт; крупно-комковатой, глыбистой или крупнопризмовидной структуры, с четкими глянцевитыми плоскостями и острыми гранями. Поверхности структурных отдельностей (педов) покрыты тонким слоем натечного- глинистого вещества, имеют более темную окраску, чем их внутренние части. Часто по граням имеются мелкие точечные черные- марганцовистые пятна и примазки. Иллювиальный горизонт может быть подразделен на подгоризонты (Вь В2, В3), нижняя граница горизонта постепенная, неясная. Общая мощность иллювиального горизонта 100—170 см, а иногда и более.

С — относительно неизменная почвообразованием материнская порода, чаще всего бескарбонатная, суглинистого или глинистого механического состава, начинается с глубины 200 см и более.

Подзолистые почвы на протяжении всего профиля имеют кислую реакцию: от сильно- или умереннокислой в горизонте подстилки и в гумусово-элювиальном горизонте до умеренно- и слабокислой в иллювиальном. Так как подзолистые почвы образуются в преобладающем большинстве случаев на бескарбонатных породах, слабокислая реакция сохраняется и в самой почвообразующей породе.

Содержание органического вещества высокое (20—30% и более) лишь в грубогумусовом горизонте А0. В гумусово-элювиальном горизонте оно резко падает до "2%, а в подзолистом составляет лишь десятые доли процента — 0,4—0,2%. В иллювиальном горизонте наблюдается дальнейшее уменьшение содержания гумуса (0,2— 0,1 %)• Такое распределение гумуса существенно отличает подзолистые почвы от гумусово-иллювиальных подзолов.

Отношения органического углерода к азоту очень высокое в грубогумусовом горизонте (30—40), резко уменьшается в гумусовом и подзолистом (до 10) и еще более падает в иллювиальном (8—6). В составе гумуса преобладают по всему профилю фульвокислоты, относительное количество которых несколько увеличивается в иллювиальном горизонте (абсолютное содержание их ничтожно).

Содержание подвижных и окристаллизованных полуторных окислов (определяются в вытяжке Тамма, Джексона или иным путем) минимальное в подзолистом горизонте и увеличивается в иллювиальном.

Валовой анализ обнаруживает значительную дифференциацию профиля по содержанию ряда соединений: максимум кремнезема обнаруживается в подзолистом горизонте, окислов железа и алюминия— в иллювиальном горизонте и в почвообразующей породе. Щелочные и щелочноземельные основания в минимальном количестве содержатся в подзолистом горизонте, больше их в грубогумусовом и гумусовом горизонтах, что связано с освобождением этих элементов из растительных остатков. К породе содержание оснований постепенно увеличивается. Слабое биогенное накопление в грубогумусовом и гумусовом горизонте обнаруживают фосфор и сера.

Распределение по профилю фракции ила указывает на резкое обеднение им подзолистого горизонта. В гумусовом горизонте по сравнению с элювиальным содержанием илистой фракции слабо увеличивается в связи с накоплением органических коллоидов. В иллювиальном горизонте содержание ила значительно увеличивается (в полтора — три раза и более). При переходе от иллювиального горизонта к почвообразующей породе содержание ила (так же, как и полуторных окислов) в ряде случаев уменьшается. Таким образом, иллювиальный горизонт выступает как горизонт максимального накопления в профиле и полуторных окислов и ила. Но нередко иллювиальный горизонт подзолистых почв не отличается от материнской породы ни по содержанию ила, ни по валовому содержанию полуторных окислов.

Состав илистой фракции по профилю подзолистых почв обычно не остается постоянным: в иллювиальном горизонте, как правило, увеличивается содержание окислов железа и уменьшается отношение Si02/Fe203. Во многих случаях в иллювиальном горизонте увеличивается и содержание А120з, что соответственно приводит к уменьшению отношения Si02/Al203.

В зависимости от характера размещения по профилю органического вещества и ила изменяется и емкость поглощения. Обычно она очень мала в гумусовом горизонте, еще меньше в элювиальном и увеличивается в иллювиальном и почвообразующей породе (по сравнению с подзолистым горизонтом в 3—5 раз). Общая величина емкости поглощения изменяется в зависимости от минералогического состава илистой фракции. В сиаллитных подзолистых почвах емкость поглощения составляет 15—20 мг-экв на 100 г, в ферраллитных подзолистых почвах емкость поглощения очень мала и составляет 2—3 мг-экв на 100 г. В составе поглощенных катионов в грубогумусовом и гумусовом горизонтах преобладают водород и алюминий. Степень ненасыщенности часто составляет 50—70%. Вниз по профилю относительное содержание поглощенного водорода падает, а кальция и магния несколько увеличивается.

Естественное плодородие почв с выраженным подзолистым процессом низкое. Это почвы с повышенной кислотностью. В них мало азота, фосфора, калия, они обеднены рядом микроэлементов. Структура верхнего пахотного горизонта быстро разрушается, подпахотный иллювиальный горизонт плохо водо- и воздухопроницаем. Поэтому использование подзолистых почв в земледельческой культуре требует ряд мер по повышению их плодородия: внесение органических и минеральных удобрений, введение соответствующей системы обработки и севооборотов.

В семейство подзолистых почв входят:

1)        подзолистые почвы бореальных и суббореальных таежно-лесных областей;

2)        подзолистые почвы субтропических и тропических влажно- лесных областей.

Подзолистые почвы таежно-лесных областей делятся на подтипы: глеево-подзолистые, типичные подзолистые и дерново-подзолис- тые почвы. Глеево-подзолистые почвы — переходный подтип к гле- ево-элювиальным почвам. Профиль типичных подзолистых почв рассмотрен выше. В дерново-подзолистых почвах уменьшается или совсем исчезает горизонт подстилки А0, появляется гумусовый го- гизонт Ai светло-серого цвета, непрочной комковатой структуры. Ниже располагается подзолистый горизонт А2.

Подзолистые почвы по степени проявления и мощности подзолистого горизонта делятся на виды слабо-, средне- и сильноподзолистых почв. По мощности гумусового горизонта выделяются виды слабодерновых (А]<10 см), среднедерновых (Ai — 10—15 см) и глубокодерновых (A~i>15 см).

Глеево-подзолистые почвы описаны в следующем разделе.

К содержанию книги: МАРИЯ АЛЬФРЕДОВНА ГЛАЗОВСКАЯ - Общее почвоведение и география почв