Генезис, классификация, состав и свойства серых лесных почв

Категория: Разное

Генезис серых лесных почв изучали В. В. Докучаев, С. И. Коржинский, И. В. Тюрин, В. Р. Вильяме, В. И. Талиев, В. А. Ковда, Н. Б. Вернардер и др.

Серые лесные почвы по своим свойствам занимают переходное положение от дерново-подзолистых к черноземам. Впервые они были описаны В.В.Докучаевым (1883, 1886) под названием «типичных лесных земель». Он выделил их в самостоятельный тип, сформировавшийся в результате своеобразного процесса почвообразования под травянистыми широколиственными лесами в условиях лесостепи. В таких лесах подзолистый процесс протекает в весьма слабой степени, а дерновый развивается в лучших условиях, чем в таежно-лесной, что связано с более благоприятными климатическими условиями, своеобразием биологического круговорота веществ.

В профиль почв и на их поверхность поступает опад лесной и травянистой растительности (его масса составляет 7... 11 т/га), богатый азотом (50...90 кг/га) и основаниями, особенно кальцием (70... 110 кг/га). На фоне ослабленного промывного режима при слабом сезонном анаэробиозисе, при благоприятном тепловом режиме органическая масса разлагается быстрее, чем в таежно-лесной зоне. Однако опад полностью не разлагается, а накапливается в виде лесной подстилки (отношение опада к лесной подстилке составляет 4:7). Кальций частично закрепляется в лесной подстилке в виде щавелевокислого кальция (вавеллита). Из-за насыщенности опада и лесной подстилки кальцием разложение растительных остатков в почвах происходит при большей нейтрализации гумусовых кислот, чем в дерново-подзолистых почвах. В гумусовом же горизонте гумусовые образования задерживаются в виде гуматов кальция. Подвижные соединения — фульваты алюминия, железа и кальция мигрируют в нижележащие горизонты. Характерны процессы лессиважа. Процессы разрушения минералов на месте вследствие нейтрализации большой части гумусовых кислот выражены незначительно. Взаимодействуя с подвижными фульвокислотами, они обусловливают дифференциацию профиля. Следовательно, основными процессами почвообразования являются гумусонакопление, накопление зольных элементов в горизонте А1 лессиваж, слабое оподзоливание (наличие горизонтов А1А2, А2В).

Выделяют три подтипа серых лесных почв: светло-серые, серые и темно-серые лесные. Каждый из этих подтипов включает фациальные (провинциальные) подтипы: теплые промерзающие, умеренно теплые промерзающие, умеренно длительно промерзающие, умеренно холодные длительно промерзающие.

В подтипах серых лесных почв наиболее распространены следующие роды: обычные (соответствуют вышеприведенным описаниям); остаточно-карбонатные (на карбонатных породах, вскипают в горизонте В); контактно-луговатые (на двучленных наносах); пестроцветные (на пестроцветных корах выветривания); со вторым гумусовым горизонтом (имеют ниже горизонта А1А2 гумусовый горизонт Ah).

На виды почвы подразделяют по глубине вскипания и мощности гумусового горизонта (A1 + А1А2). По глубине вскипания различают высоковскипающие (выше 100 см) и глубоковскипающие (глубже 100 см), а по мощности гумусового горизонта — мощные (> 40 см), среднемощные (40...20 см), маломощные (< 20 см).

Серые лесные почвы, используемые в земледелии, подразделяют на подтипы: светло-серые освоенные (Апах = 20...25 см, гумуса 1,5%); светло-серые лесные окультуренные (Апах > 20 см, гумуса 4...5 %); серые лесные освоенные (Апах = 20...25 см и более, гумуса 2...3,5 %); темно-серые лесные освоенные (гумуса 3...4 %).

Светло-серые лесные почвы (рис., а) среди почв данного типа отличаются наибольшей оподзоленностью и наименьшей мощностью гумусового горизонта. Их почвенный профиль включает следующие горизонты: Ао(Ад) — в целинных почвах лесная подстилка или дернина темно-бурого цвета; А1 — гумусово-элювиальный горизонт (15...20 см и менее) — обычно светло-серый, ореховатой с пластинчатостью или комковато-ореховато-пластинчатой структуры, с кремнеземистой присыпкой, густо пронизан корнями растений; на пахотных почвах горизонт Апах бесструктурный и распыленный; переход постепенный; А1A2 — переходный гумусово-элювиальный горизонт серовато-белесоватого цвета, пластинчатый или плитчато-ореховатый, с кремнеземистой присыпкой, содержит много корней растений; постепенно переходит в горизонт А2В; А2В — переходный элювиально-иллювиальный горизонт серовато-бурого цвета, угловато-мелкоореховатый или плитчато-ореховатый, с кремнеземистой присыпкой, буровато-коричневыми коллоидами на гранях структурных отдельностей, уплотненный, содержит корни растений; переход постепенный; мощность А1A2 + А2В в основном не превышает 15...20 см; В —иллювиальный горизонт, бурый, плотный, вязкий во влажном состоянии, с ореховатой и крупноореховатой структурой в верхней части и ореховато-призматической или призматической в нижней, с коричневыми пленками на гранях структурных отдельностей, гумусовые пленки отсутствуют; переход постепенный; С — преимущественно светло-бурые покровные суглинки, в которых карбонаты наблюдаются примерно лишь с глубины 2 м в виде журавчиков, известковых трубочек, прожилок.

Генезис, классификация, состав и свойства серых лесных почв

Рис. 13. Строение профиля серых лесных почв: а — светло-серой лесной; б — темно-серой лесной

Серые лесные почвы отличаются от светло-серых почв ослаблением подзолистого и большим развитием дернового процесса. Профиль почв имеет следующее морфологическое строение: Ao(Ag) — А1 — А1А2 — А2В — В — ВС — С. В целинных почвах лесная подстилка Ao(Ag) маломощная (до 2 см), а в Восточной Сибири доходит до 5 см, состоит из слаборазложившегося растительного опада; переход ясный или резкий; гумусово-элювиальный горизонт А1 более мощный (до 25...35 см), серый, комковато-ореховатый или комковато-пылеватый, густо пронизан корнями, рыхлый, с постепенным переходом в следующий гумусово-элювиальный горизонт А1А2 (10...15 см). Данный горизонт не имеет ясно выраженного белесоватого оттенка, интенсивнее прокрашен гумусом, содержит много корней растений, обычно крупнопористый, комковато-ореховатый с Si02 на гранях структурных отдельностей; переход постепенный. Элювиально-иллювиальный горизонт А2В обычно более темноокрашенный, с четкой угловато-ореховатой структурой, с белесой присыпкой на поверхности агрегатов, мощность до 20 см; переход заметный. Иллювиальный горизонт В бурый или коричнево-бурый, ореховато-призматический и ореховатый, плотный, с лаковыми (черновато-бурыми) пленками на поверхности структурных отдельностей, с белесой присыпкой Si02; его нижняя граница на глубине 80... 120 см переходит в горизонт ВС. Последний имеет буроватую окраску, плоскокомковатый, постепенно переходит в горизонт С — светло-бурую почвообразующую породу, обычно трещиноватую, с неясно призматической структурой, содержащую карбонаты с глубины 150...170 см.

Темно-серые лесные почвы (рис. б) в отличие от светло-серых лесных почв не всегда имеют в профиле горизонты Ао и А1A2. В горизонте, переходном от гумусового к иллювиальному, преобладают признаки гумусового. Профиль имеет следующее строение: (A0) - А1 - (А1A2) - АВ - B1 - В2 - ВСК - (ВС) - СК(С). Почвы по своим свойствам весьма близки к оподзоленным черноземам. Для них характерен довольно мощный гумусовый горизонт А1 (до 30...50. а иногда и до 60 см) темно-серого цвета, в основном комковатый или комковато-ореховатый, с массой корней; переход постепенный. Горизонт А1А2 определяется по наличию кремнеземистой присыпки, но чаще отсутствует. Под ним залегает горизонт АВ (гумусово-иллювиальный), интенсивно прокрашенный гумусом, темно-бурый или темно-коричневый, мелкоореховатый. Иллювиальный горизонт Bt текстурный, ореховатой структуры, на гранях структурных отдельностей заметны темные пленки. С глубины 120...150 см в почвообразующей породе наблюдаются карбонатные конкреции.

Наибольшая мощность горизонтов отмечается у серых лесных почв провинции субконтинентального климата. При резко континентальном климате (от реки Оби до озера Байкал) серые лесные почвы имеют пониженную интенсивность почвообразования. Это выражается в меньшей мощности горизонтов (горизонт А1 в серых лесных почвах 7...12см, в серых—10 и в темно-серых — 15...25 см). В серых лесных почвах с глубины 80...100 см встречаются ржавые пятна и сизоватые разводы. В иллювиальном горизонте В на структурных отдельностях отсутствуют гумусово-глинистые натеки и пленки. Для данных почв характерны большая дисперированность и подвижность физической глины в горизонтах В и ВС, более высокая миграционная способность железа из-за временного переувлажнения.

Среди серых лесных почв встречаются почвы со вторым гумусовым реликтовым горизонтом (Ah) под горизонтом А1A2 В Забайкалье в межгорных котловинах и на пологих склонах сопок, внутри межгорных депрессий распространены серые лесные мерзлотно-глеевые почвы с многолетней мерзлотой на глубине 3,5...5,0 м.

В Западной Сибири встречаются серые лесные осолоделые почвы вследствие пульсации водного режима и слабой минерализации грунтовых вод. В настоящее время из-за изменения климата наблюдается проградация почв. На слабодренированных плоских междуречьях встречаются серые лесные глеевые, глеевые осолоделые, солонцеватые и солончаково-солонцеватые луговые почвы, солоди, а в депрессиях — лугово-болотные, дерново-глеевые, торфяно-болотные.

На склонах крутизной от 2° и более распространены серые лесные эродированные почвы, а на элювии карбонатных пород — остаточно-карбонатные серые лесные почвы, для которых характерны неглубокое залегание карбонатов (выше 50 см), отсутствие или слабое оподзоливание, хорошо выраженная зернисто-ореховатая структура.

Гранулометрический состав серых лесных почв варьирует от легкосуглинистого до глинистого. По всему профилю преобладает фракция крупной пыли (0,05...0,01 мм), которая составляет 40...70 %. Верхние горизонты обеднены пылевато-илистыми частицами. С глубиной содержание ила возрастает в горизонте В в связи с лессиважем. В валовом составе преобладает SiО2 (65...85 %). По сравнению с дерново-подзолистыми почвами в серых лесных почвах содержится больше Аl2О3 (7...20 %), Fе2О3 (2... 10 %); они богаче оксидами кальция и магния. Наиболее ярко выражена дифференциация оксидов в светло-серых лесных почвах. В темно-серых лесных почвах в поверхностных горизонтах содержится мало SiО2, в горизонте В практически отсутствуют полуторные оксиды.

Во фракции с размером частиц более 0,01 мм доминирует кварц, на втором месте стоят полевые шпаты, присутствуют рутил, циркон, турмалин, ильменит, амфиболы, слюды, глауконит, лимонит, магнетит и др. Илистая фракция состоит из аморфных соединений R2O3 и SiО2, гидрослюд с примесью бейделлита, хлорита, вермикулита, а иногда и каолинита.

В горизонте А1 у светло-серых почв в западных провинциях содержится 1,5...3,0 % гумуса, в восточноевропейской — до 3...4 %, в серых лесных — соответственно от 2,0...3,5 до 4...6 % и в темно-серых лесных — от 3...4 до 5...8 %. Пахотные слои содержат меньше гумуса (1,5...2,5 % в светло-серых и 3...5 % в темно-серых лесных почвах). По сравнению с дерново-подзолистыми количество гумуса в серых лесных почвах уменьшается более постепенно. В горизонте А1 отношение Сгк: Сфк = 0,7...1,0, а в горизонтах А1А2 и А2В Сгк: Сфк = 1,5...2,6, ниже уменьшается с преобладанием фульвокислот. В горизонте А1 кроме черных гуминовых кислот содержатся бурые, слаборастворимые в воде и не способные удерживать кальций от вымывания. Черные гуминовые кислоты, недоусредненные кальцием, обычно мигрируют в нижележащие горизонты из-за повышенной растворимости в воде. Поэтому вследствие потери этих кислот горизонт А1 приобретает серую окраску, усиливающуюся процессом оподзоливания. Благодаря поступлению черных гуминовых кислот в средней части профиля формируется ореховатая структура (горизонты А2В, В). Здесь бурые гуминовые кислоты не наблюдаются, а из фульвокислот доминируют щелочно-растворимые фракции, связанные с глинистыми минералами. В серых лесных почвах по сравнению с черноземами более высокая податливость гумуса к растворению.

В серых лесных мерзлотно-глеевых почвах содержание гумуса в горизонте А1 колеблется от 5...8 % (в серых лесных) до 8... 14 % (в темно-серых); количество его резко уменьшается на глубине 50 см до 1 %). В составе гумуса большое количество негумифицированных органических остатков, преобладают гуминовые кислоты.

Светло-серые лесные почвы имеют преимущественно сильнокислую и кислую реакцию по всему профилю (рНС0Л 3,5...5,5), насыщены основаниями в верхних горизонтах (до 60...80 %). Серые и темно-серые почвы обладают кислой и слабокислой реакцией (рНС0Л 4,5...6,0), большей насыщенностью основаниями (от 70...85 % у серых лесных до 80...96 % у темно-серых лесных). Емкость поглощения в горизонте А1 варьирует от 10...20 мг • экв/ 100 г почвы у светло-серых до 25...50 мг • экв/100 г почвы у темно-серых в зависимости от содержания пылевато-илистых частиц и количества гумуса. Из поглощенных катионов преобладают кальций и магний. Во всех горизонтах, кроме карбонатного, имеются водород и алюминий. В некоторых осолоделых почвах количество магния возрастает до 25 % от емкости поглощения. В них отношение Сгк: СфК больше 1; гумусовые кислоты большей частью связаны с кальцием. Содержание питательных элементов низкое и среднее: общего азота в горизонте А1 0,1...0,4 %, подвижного фосфора—менее 15 мг/100 г (по Кирсанову), подвижного калия — 5...10 мг/100 г (по Масловой).

Интересное