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

Серые лесные почвы

Они распространены в умеренно-континентальном и континентальном климате лесостепных областей Евразии и Северной Америки: с значительными колебаниями температур в годовом цикле, теплым летом, прохладной умеренно холодной или холодной зимой, со среднегодовым коэффициентом увлажнения больше единицы. В летние месяцы большое количество влаги расходуется на испарение и транспирацию, но коэффициенты увлажнения не опускаются ниже 0,5.

Водный режим периодически промывной и легкоподвижные продукты выветривания и почвообразования выносятся за пределы профиля. Несколько менее растворимые карбонаты кальция аккумулируются в глубоких горизонтах почв, часто на глубине 120—150 см и глубже, но в верхних горизонтах почвы атмогенная и биогенная аккумуляция не компенсирует полностью выноса оснований и почвы имеют слабокислую реакцию несмотря на то, что они образуются преимущественно на карбонатных наносах или на продуктах выветривания пород, богатых основаниями.

Биологический круговорот в широколиственных лесах имеет значительную емкость: ежегодно поступает с опадом около 70 ц/га органических остатков, с которыми привносится около 200 кг/га зольных элементов. Более половины из них составляют основания (Са, Mg, К). Однако в весенний влажный период при снеготаянии почвы глубоко промачиваются и значительная доля оснований выщелачивается из разлагающихся подстилок. Наименее подвержены выщелачиванию кремнезем и полуторные окислы.

Богатство опада азотом, основаниями и химический состав органических веществ опада лиственных пород и трав обусловливают в весенний и осенний периоды интенсивную гумификацию органических остатков. Состав органических и минеральных соединений опада, менее богатого восками и смолами и более богатого азотом и основаниями, позволяет развиваться широкому спектру микроорганизмов с большим участием бактерий.

Почвенная фауна и, в частности, фауна дождевых червей и насекомых, обильно населяющих почвы широколиственных лесов и луговых степей, также способствует быстрому превращению органических остатков в мулле- вый гумус. В результате образуется верхний гумусово-аккумулятив- ный горизонт почв. Однако в составе гумуса самого верхнего горизонта часто преобладают связанные с полуторными окислами бурые гуминовые кислоты. Фракция гуминовых кислот, связанных с кальцием, здесь или отсутствует, или составляет 5—8% от обще- гаходержания углерода, отношение Сг/Сф близко к 1,0.

По-видимому, синтез слабополимеризованных гумусовых кислот происходит во влажные периоды, когда органические остатки разлагаются наиболее интенсивно. С наступлением более сухого летнего периода в среде, уже в значительной степени обедненной основаниями (вымытыми осенью и весной), идет синтез более сложных полимеризованных гуминовых кислот, которые дают адсорбционные комплексы с глинными минералами и частично нейтрализуются основаниями, главным образом кальцием. Однако для полного усреднения и коагуляции гуминовых кислот в верхнем горизонте не хватает кальция. Поэтому, когда наступает влажный период, неусредненные гуматы кальция переходят в раствор, диспергируют минеральные коллоиды и с общим током воды вымываются в нижележащие горизонты, где постепенно нейтрализуются и выпадают в осадок.

Осаждение гуматов кальция, имеющих гораздо более темную окраску, чем ульматы или фульваты железа, начинается уже в нижней части гумусового горизонта и сообщает ему более темный цвет. Но особенно заметная аккумуляция гуматов кальция совместно с коллоидным глинистым веществом в горизонте Bt на глубине от 30 до 100 см и более, где они образуют черные и буро-черные лаковые натеки по стенкам крупных трещин и граням структурных отдельностей. Часто толщина гумусово-глинистых пленок составляет 1,0—2,0 мм. В гумусе пленок преобладают гуминовые кислоты (Сг/Сф равно 2,0—2,5), а в составе гуминовых кислот 60% связано с кальцием. Именно эта характерная черта почв, особенно ярко выраженная в серых лесных почвах, позволяет называть их элю- виземно-кальций-гумусовыми.

Наряду с выносом ила и гуматов кальция в элювиземно-каль- ций-гумусовых почвах частично вымываются наиболее подвижные фракции фульватов железа, которые осаждаются в том же иллю- виально-кальций-гумусовом горизонте и частично выносятся глубже, поэтому отношение Сг/Сф на глубине около 70—100 см снова становится меньше единицы; содержание гумуса падает до 0,5%.

Вынос илистых частиц и окислов железа из горизонта А и аккумуляция их в горизонте Btm обусловливают дифференциацию почвенного профиля по механическому составу.

В серых лесных почвах за счет удаления полуторных окислов и части гуматов кальция верхние горизонты осветляются, приобретают типичную серую или светло-серую окраску. Так как растворение веществ происходит в наибольшей степени на поверхности структурных комочков, то по граням их появляется светлая присыпка, хорошо видимая и простым глазом и в лупу. Это мелкие кристаллики кварца, полевых шпатов, отмытые от окрашивавших их полуторных окислов и гумусовых веществ. Часто такую присыпку называют «кремнеземистой», хотя аморфный кремнезем может составлять в ней лишь ничтожную долю от общего содержания различных светлоокрашенных минералов.

Часто максимум белесой присыпки приурочен к нижней, в своей основе более темной, содержащей гуматы кальция части гумусового профиля, контактирующей с оглиненным иллювиальным горизонтом. Так, в оподзоленных черноземах белесая присыпка появляется лишь на глубине 40—45 см от поверхности. Возможно, что растворимости фульватов железа в этой части профиля способствуют некоторый застой влаги во влажные периоды года над оглиненным горизонтом и возникновение, хотя и кратковременных, восстановительных условий.

Присутствие в гумусовом и гумусово-элювиальном горизонтах мелких округлых микроконкреций железа (от 2 до 0,1 мм) говорит о смене окислительно-восстановительных условий по временам года или в течение более длительных биоклиматических циклов (11, 30, 80, 1800-летних и др.). Не исключено также наложение на фазу интенсивного накопления гуматов кальция в теплый и более сухой период, когда господствовала травянистая растительность, более позднего процесса деградации гумуса, выщелачивания почв, связанных с наступлением на травянистые формации леса.

Формирование оглиненного кальций-гумусового горизонта обязано не только вымыванию илистых частиц, но и выветриванию с образованием глинистых минералов на месте. Глинистые минералы представлены монтмориллонитом, смектитом и иллитом.

Строение профиля серых лесных почв несколько варьирует в зависимости от соотношения процессов гумусонакопления, иллимери- зации (выноса илистых частиц), мощности гумусового горизонта, степени выраженности иллювиально-метаморфического горизонта и глубины залегания карбонатов.

Общими для всех подтипов серых лесных почв являются горизонты Aht, AhfA2, Bth, Bm, Bca и С, Aht — гумусово-аккумулятивный, темно-серый, серый или светло- •серый горизонт с ореховато-зернистой или комковато-зернистой структурой и мощностью 25—30 см.

AhfA2 — гумусово-элювиальный горизонт на глубине от 25 до 45 см с ореховатой, непрочной структурой. Грани структурных отдельностей покрыты белесой присыпкой, состоящей из отмытых от гумусовых веществ и окислов железа зерен кварца и полевых шпатов. Внутренние части структурных отдельностей (педов) более темного буровато-серого цвета.

Вш — иллювиально-метаморфический горизонт, более плотный, более тяжелого механического состава, чем вышележащие горизонты, расположенный на глубине от 45 до 100 см. Окраска горизонта 'бурая или темно-бурая. Грани структурных ореховато-комковатых и призматических отдельностей глянцевитые, покрытые темными .лаковыми гумусовыми пленками. С глубиной бурая окраска ослабевает, но гумусовые «зеркала» проникают и в более глубокие части профиля, вплоть до карбонатного горизонта.

В верхней части горизонта во многих случаях наблюдаются следы деградации, по граням структурных отдельностей наряду с темными натеками видна белесая присыпка.

Вт — метаморфический оглиненный горизонт, более светлоокра- тиен — желто-бурый, структура менее хорошо выражена, орехова- то-призматическая, по граням структурных отдельностей светлосерые пленки. Он находится на глубине 100—130 см.

Вса — карбонатный горизонт начинается с глубины 80—130 см, а иногда и глубже (иногда он отсутствует), имеет более светлую желтую или палево-желтую окраску. Карбонаты кальция выделяются в виде грибницы, мелких стяжений и червороин. Часто встречаются более темные четко очерченные округлые пятна старых кротовин. Структура — комковато-призматическая.

На глубине 150—200 см карбонатных выделений становится меньше. Начинается материнская порода С. Часто это карбонатный лёссовидный суглинок.

Гумуса в верхнем горизонте серых лесных почв около 4—5%. Отношение Сг/Сф близко к единице. Гумус убывает книзу довольно 'быстро и на глубине 30—40 см он составляет 1—1,5% (несмотря на более темный цвет основной массы горизонта). Его содержание иногда немного увеличивается в более глубоких горизонтах почв (60—80 см), где наблюдается максимальное выделение гумусовых пленок на структурных отдельностях, а отношение Сг/Сф возрастает до 2,0. Реакция в верхнем горизонте слабокислая. Обычно самые низкие значения рН отмечаются в гумусово-элювиальном горизонте. Глубже реакция постепенно становится нейтральной, а в карбонатном горизонте — щелочной ().

Емкость поглощения в гумусовом горизонте 25—30 мг-экв на 100 г почвы. Среди поглощенных оснований кроме кальция и магния всегда присутствует некоторое количество поглощенного водорода и алюминия (около 10—15% от суммы поглощенных оснований). Следовательно, серые лесные почвы слабо не насыщены основаниями.

Валовой анализ обнаруживает максимум полуторных окислов в иллювиальном горизонте, верхняя часть профиля относительно обогащена кремнеземом.

Серые лесные почвы по мощности гумусового горизонта и содержанию в нем гумуса разделяются на светло-серые, серые и темно-серые. Содержание гумуса колеблется от 3,5 до 6,5% и возрастает по мере усиления континентальности климата. Наименее плодородны светло-серые почвы. Более плодородны темно-серые.

Несмотря на благоприятные свойства этих почв, использование их под сельскохозяйственные культуры требует внесения удобрений и строгого соблюдения правил агротехники во избежание разрушения агрономически ценной структуры.

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