География почв учебник наумов

Электронно-библиотечная система
РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева

Название:	География почв. Раздел 1: учебное пособие
Авторы:	Наумов Владимир Дмитриевич
Организация:	Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К. А. Тимирязева ; Факультет почвоведения, агрохимии и экологии ; Кафедра почвоведения, геологии и ландшафтоведения
Выходные сведения:	Москва: РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева, 2016
Коллекция:	Учебная и учебно-методическая литература
Тематика:	Почвоведение ; классификация почв ; почвообразовательный процесс ; почва в ландшафте ; генезис почв ; законы географии почв
Тип документа:	Учебник
Тип файла:	PDF
Язык:	Русский
Код специальности ФГОС:	35.03.03
Группа специальностей ФГОС:	350000 — Сельское, лесное и рыбное хозяйство

Группа: Анонимные пользователи

Аннотация

В пособии изложены основные разделы общей части «Географии почв: задачи, методы, методология, законы, классификация, факторы почвообразования, почвенно-географическое районирование, структура почвенного покрова и т.д. Каждый раздел текста сопровождается аннотацией, ключевыми словами, вопросами для повторения, приведены тестовые задания к каждой модульной единице. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 35.03.03 «Агрохимия и агропочвоведение», профили: «Почвоведение и агроэкологическая оценка земель», «Питание растений и качество урожая», «Агроэкология», «Радиоэкология», «Сельскохозяйственная микробиология».

Источник

География почв. Почвы России. Учебник

Скачать книгу

О книге «География почв. Почвы России. Учебник»

Учебник «География почв. Почвы России» дает представление об основных типах почв и особенностях их географического расположения. Основой учебника является курс лекций «География почв», который читается автором в Тимирязевской академии более 25 лет. Материал излагается в соответствии со схемой почвенно-географического районирования РФ. Приводятся характеристика наиболее распространенных типов почв, условий почвообразования, их генетические, региональные особенности и возможности хозяйственного использования. В процессе изучения дисциплины студент получает знания о географическом распространении типов и подтипов почв, строении их почвенного профиля, представления о почвообразовательных процессах и особенностях их проявления в зависимости от факторов почвообразования, большое внимание уделяется морфологической и аналитической диагностике почв. Название почв приводятся на основе наиболее распространенных национальных классификационных построений («Классификация и диагностика почв СССР» (1977) и «Классификация и диагностика почв России» (2004)), а также Мировой коррелятивной базы почвенных ресурсов – WRB (World Reference Base for Soil Resources), которые широко используются в настоящее время. Учебник предназначен для студентов, бакалавров, магистров, аспирантов, научных работников, специалистов-почвоведов.

На нашем сайте вы можете скачать книгу «География почв. Почвы России. Учебник» Владимир Дмитриевич Наумов бесплатно и без регистрации в формате fb2, rtf, epub, pdf, txt, читать книгу онлайн или купить книгу в интернет-магазине.

Источник

География почв. Почвы России. Учебник

Возрастное ограничение:	0+
Жанр:	Наука
Издательство:	Проспект
Дата размещения:	15.09.2015
ISBN:	9785392193783
Язык:
Объем текста:	260 стр.
Формат:	epub

Оглавление

Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу

Раздел 1. Полярный почвенно-биоклиматический пояс

Рис. 1. Полярный почвенно-биоклиматический пояс (Строганова, 2010)

Глава 1. География полярного пояса. Особенности почвообразования

1.1. География пояса

Общая площадь полярного пояса без материковых льдов составляет приблизительно 570 млн. га (рис. 1).

В Северном полушарии выделяются две полярные области Евроазиатская и Северо-Американская. Полярные и субполярные области охватывают близкие к полюсу полярные пустыни, а также примыкающую к ним в направлении к экватору безлесную тундру. К северу происходит смена континентальной суши на горную островную, меняются не только биоклиматические условия почвообразования, но и литогенные условия.

В России полярный пояс представлен Евроазиатской полярной почвенно-биоклиматической областью.

Глава 2. Евроазиатская полярная почвенно-биоклиматическая область

Рис. 2. Евроазиатская полярная почвенно-биоклиматическая область

2.1. География области и особенности почвообразования

Область занимает северную часть территории Российской Федерации и имеет значительную протяженность с севера на юг и с запада на восток (рис. 2). Она представлена континентальной территорией и прилегающими к ней островами. С севера на юг в области выделяют две почвенно-биоклиматические зоны: арктическую (полярные пустыни и полупустыни) и субарктическую (тундровую).

Климат. Область характеризуется суровыми климатическими усло-виями, преобладанием арктического воздуха, обыденностью видового состава растений, широким проявлением многолетней мерзлоты и разнообразными криогенными явлениями (табл. 1). Сумма активных температур не превышает 400–6000°С в южной части. В самый теплый месяц температура достигает значений от +6 до +10°С, средняя годовая температура — 419

Наука Наумов В.Д. География почв. Почвы России. Учебник

Наука Наумов В.Д. География почв. Почвы России. Учебник

Учебник «География почв. Почвы России» дает представление об основных типах почв и особенностях их географического расположения. Основой учебника является курс лекций «География почв», который читается автором в Тимирязевской академии более 25 лет. Материал излагается в соответствии со схемой почвенно-географического районирования РФ. Приводятся характеристика наиболее распространенных типов почв, условий почвообразования, их генетические, региональные особенности и возможности хозяйственного использования. В процессе изучения дисциплины студент получает знания о географическом распространении типов и подтипов почв, строении их почвенного профиля, представления о почвообразовательных процессах и особенностях их проявления в зависимости от факторов почвообразования, большое внимание уделяется морфологической и аналитической диагностике почв. Название почв приводятся на основе наиболее распространенных национальных классификационных построений («Классификация и диагностика почв СССР» (1977) и «Классификация и диагностика почв России» (2004)), а также Мировой коррелятивной базы почвенных ресурсов — WRB (World Reference Base for Soil Resources), которые широко используются в настоящее время.
Учебник предназначен для студентов, бакалавров, магистров, аспирантов, научных работников, специалистов-почвоведов.

Источник

География почв. Почвы России. Учебник

Возрастное ограничение:	0+
Жанр:	Наука
Издательство:	Проспект
Дата размещения:	15.09.2015
ISBN:	9785392193783
Язык:
Объем текста:	260 стр.
Формат:	epub

Оглавление

Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу

Раздел 3. Суббореальный почвенно-биоклиматический пояс

3.1. География суббореального пояса

Суббореальный (умеренно теплый) пояс расположен между бореальным (умеренно холодным) и субтропическим (теплым) поясами. Он ограничен суммами t>10о от 1800–2400 оС на севере до 3200–4000 оС на юге (рис. 102).

Рис. 102. Суббореальный почвенно-биоклиматический пояс

В связи с различиями в увлажнении, связанными с климатическими показателями в пределах пояса, создается разнообразие экологических условий, приводящее к обособлению следующих почвенно-биоклиматических областей:

— Западная буроземно-лесная океаническая область бурых лесных почв.

— Восточная буроземно-лесная океаническая область бурых и подзолисто-бурых лесных почв.

— Центральная лесостепная и степная континентальная область серых лесных, черноземных и каштановых почв.

— Полупустынная и пустынная экстроконтинентальная область бурых полупустынных и серо-бурых пустынных почв.

В пределах областей суббореального пояса отмечается большое разнообразие широтных почвенных зон, сменяющих друг друга с севера на юг.

Глава 6. Западная и Восточная буроземно-лесные почвенно-биоклиматические области

6.1. География области. Условия почвообразования

Западная и Восточная буроземно-лесные области располагаются на океанических флангах Евроазиатского континента. Западная область включает обширные пространства Западной и Центральной Европы (заходя в предгорные и горные районы Карпат, Крыма и Кавказа).

Рис. 103. Восточная буроземно-лесная почвенно-биоклиматическая область

Восточная — охватывает восточную приокеаническую часть Евразии (Корея, северный остров Японии, северо-восточную часть Китая), в РФ — юг Дальнего Востока (рис. 103).

Климат западных районов теплый и влажный. Количество годовых осадков около 1000 мм, что значительно превышает испаряемость 300–500 мм и определяет промывной тип водного режима. Сумма положительных температур (выше 10 оС) — 2800–3000 оС, лето теплое, средняя температура июля +18–21 оС, зима мягкая, средняя температура января –3–5 оС.

Климат Восточной буроземно-лесной области холодный, муссонный с продолжительным морозным периодом, глубоким промерзанием и медленным оттаиванием почвы. Среднегодовое количество осадков 450–600 мм, с преобладанием летних осадков, испаряемость 430–550 мм. Сумма положительных температур 1900–2600 оС, лето теплое, средняя температура июля +19–21 оС, зима более суровая –11–29 оС.

Рельеф буроземно-лесной области отличается большим разнообразием. Значительные массивы бурых лесных почв сосредоточены в холмистых и предгорных районах. В равнинных условиях они формируются на богатых основаниями породах в западных районах европейской части. На Дальнем Востоке рельеф представлен в основном слаборасчлененными низменными и древнеаллювиальными равнинами, древнеаллювиальными повышенными сильнорасчлененными равнинами с увалистым рельефом и предгорными равнинами.

Почвообразующими породами служат суглинисто-щебнистый элювий и элюво-делювий плотных осадочных, метаморфических и магматических пород, реже продукты выветривания рыхлых, богатых первичными минералами песков, озерно-ледниковые глины, аллювиальные отложения.

Растительный покров образован широколиственными и хвойно-широколиственными лесами как травянистыми, так и мертвопокровными — дубовыми, буковыми, буково-дубовыми, буково-грабовыми, буково-еловыми, буково-пихтовыми, елово-кедрово-дубовыми, елово-пихтовыми.

В более сухих районах Дальнего Востока на террасах реки Зеи и Буреи широколиственные леса сменяются лугово-степной, злаково-бобово-разнотравной растительностью с ивой и орешником. Здесь формируются своеобразные лугово-черноземные почвы амурских прерий, близкие к бурым лесным по составу минеральной части, но более глубокогумусированные.

6.1.1. Генезис бурых лесных почв

Формированию бурых лесных почв благоприятствует:

— умеренно-теплый климат с высоким увлажнением, которое обеспечивает промывной тип водного режима и способствует процессу внутрипочвенного выветривания;

— интенсивный биологический круговорот под пологом хвойных, хвойно-широколиственных и широколиственных лесов, поставляющих большое количество опада, богатого зольными элементами и азотом;

— свободный внутрипочвенный дренаж, с чем связано преимущественное распространение бурых лесных почв на холмистых, предгорных и горных склонах.

Условия почвообразования бурых лесных почв имеют следующие особенности: 1) под широколиственными и хвойно-широколиственными травянистыми лесами складывается мощный по объему азотно-кальциевый биологический круговорот веществ; 2) преобладание атмосферных осадков обеспечивает на большей части территории глубокое сезонное промачивание; 3) преимущественное расположение буроземов на холмисто-предгорных элементах рельефа обеспечивает свободный внутрипочвенный дренаж; 4) теплый влажный климат, отсутствие или не слишком длительное сезонное промерзание создают условия для интенсивного внутрипочвенного выветривания и вторичного минералообразования.

Процесс формирования бурых лесных почв называется буроземообразованием.

Буроземообразование включает в себя следующие почвообразовательные процессы: дерновый (гумусообразование и гумусонакопление), который приводит к формированию под лесной подстилкой Ао (О) гумусового горизонта А темного, но в той или иной степени окрашенного в бурые тона вследствие преобладания ФК и бурых (ульминовых) гуминовых, а также прокрашивания оксидами Fe; метаморфический (сиаллитное оглинивание всей толщи, охваченной почвообразованием, без перемещения по профилю продуктов выветривания, за исключением выносимых за пределы профиля и из ландшафтов в целом воднорастворимых солей). Сиаллитное выветривание преимущественно развивается в средней части профиля и ведет к формированию глинисто-метаморфического горизонта Вm под гор. А; ряд исследователей выделяют лессиваж; оподзоливание, проявляющееся в виде присыпки в нижней части горизонта А1, выделяется как А1А2.

Почвы характеризуются относительно небольшим возрастом почвообразования, в связи с чем в них проявляются склонность к эволюции в другие типы почв.

Эволюционно и топографически они всегда образуют определенную стадию в развитии почвенного покрова. Их предшественниками являются литосоли ( 10 см) на плотных карбонатных породах.

В условиях перехода к степям наблюдается эволюция их в черноземы. При промывном, водном режиме, но с поверхностным переувлажнением буроземы могут эволюционировать в подзолистые или лессивированные почвы. При затрудненном дренаже в псевдоглеи (глее — элювиальные почвы).

Наиболее характерными признаками бурых лесных почв являются:

— слабая дифференциация на генетические горизонты;

— сравнительно равномерный и однотонный (за исключением гумусового горизонта) бурый или коричневато-бурый цвет;

— кислая или слабокислая реакция всего профиля или верхней его части;

— метаморфическое оглинивание профиля;

— отсутствие выноса ила или небольшое обеднение верхних горизонтов почв илистой фракцией;

— отсутствие или слабовыраженное перераспределение кремнезема и полуторных окислов по профилю;

— накопление подвижных оксалаторастворимых (определенных по Тамму) и свободных форм железа (определенных по Меру-Джексону) в верхней части почвы;

— высокое содержание в гумусовом горизонте хорошо разложившегося органического вещества.

По КиДПР — буроземы. Буроземы темные. Ржавоземы.

По WRB — Haplic CAMBISOLS. Brunic ARENOSOLS.

Буроземы распространены на равнинах юга Дальнего Востока и в горах Кавказа, Алтая и Сихотэ-Алиня. Они формируются в условиях умеренно теплого гумидного климата под широколиственными и хвойно-широколиственными лесами на тяжелосуглинистых озерно-аллювиальных отложениях и суглинисто-щебнистых дериватах плотных силикатных пород.

Основные почвообразовательные процессы

Дерновый (гумусово-аккумулятивный) процесс

Коагуляционное и биогенное оструктуривание

Морфологическое строение профиля

По КтДП СССР профиль имеет строение:

Ао — АоА1 — А1 — Вt(Bt(I, h, f) — ВС — С,

где: Ао — лесная подстилка; АоА1 — грубогумусовый горизонт; А1 — гумусовый горизонт; Вt(Bt(I, h, f) — метаморфический горизонт; ВС — переходный к породе; С — почвообразующая порода.

О — (АО) — А — Вm — ВmС — С,

где: О — слаборазложившаяся лесная подстилка; Ао — органоминеральный горизонт; А — гумусовый горизонт; Вm — метаморфический горизонт; ВmС — переходный; С — почвообразующая порода (рис. 104).

О — лесная подстилка из опада листьев, хвои и древесных остатков мощностью от 0,5 до 5 см; АО — грубогумусный перегнойный горизонт, темно-серого цвета, рыхлый; А — гумусовый горизонт, темно-бурого или серовато-бурого цвета, рыхлокомковатой или комковато-зернистой структуры, суглинистый, иногда с включением щебня мощностью от 10 до 20 см; Вm — метаморфический (или иллювиально-метаморфический) горизонт бурого или коричневато-бурого цвета, суглинистый, иногда уплотненный, с комковато-ореховатой или зернисто-ореховатой структурой. По граням структурных отдельностей тонкие органо-минеральные пленки. Довольно часто содержит значительное количество щебня и обломков пород, постепенно (обычно на глубине 40–75 см) сменяется элювием породы; ВmС — переходный к породе горизонт; С — почвообразующая порода, чаще всего представлена суглинистым каменисто-щебнистым элювием и элюво-делювием плотных пород и значительно реже мелкозернистыми породами.

Рис. 104. Бурая лесная почва

Бурые лесные почвы в разных частях своего ареала наряду со сходством химических и морфологических свойств имеют и существенные различия, которые связаны с неоднородностями условий почвообразования. По «Классификации и диагностике почв СССР» (1977) тип бурых лесных почв разделяется на следующие подтипы:

— бурые лесные кислые грубогумусные;

— бурые лесные кислые;

— бурые лесные кислые оподзоленные;

— бурые лесные слабоненасыщенные;

— бурые лесные слабоненасыщенные оподзоленные.

Бурые лесные кислые грубогумусные почвы. Формируются под хвойными лесами с полукустарниково-моховым, кисличниково-моховым напочвенным покровом с участием таежного разнотравья, а также под мертвопокровными и папоротниковыми лесами на щебнисто-суглинистом элювии и элюво-делювии плотных осадочных пород, метаморфических и изверженных пород.

Бурые лесные кислые почвы. Формируются под широколиственными лесами из бука, дуба, граба и каштана, а также под смешанными и хвойными лесами. Почвообразующие породы представлены суглинисто-щебнистыми элюво-делювиальными осадочными бескарбонатными, а также метаморфическими и магматическими породами. Реже формируются на богатых озерно-ледниковых и моренных суглинках.

Бурые лесные кислые оподзоленные почвы. Формируются под широколиственными, смешанными и хвойными лесами на осадочных, метаморфических и магматических почвообразующих породах, представленных сравнительно сильно выветрелым элюво-делювием.

Бурые лесные слабоненасыщенные почвы. Формируются под широколиственными, смешанными и хвойными травянистыми и мертвопокровными лесами на слабовыветрелом тяжелосуглинистом элювии осадочных и магматических породах, а также на богатых основаниями и невыветрелыми минералами моренных и других породах.

Бурые лесные слабоненасыщенные оподзоленные почвы. Развиваются преимущественно на выположенных элементах рельефа, на сильновыветрелых почвообразующих породах.

По КиДПР бурые лесные почвы входят в отдел «Структурно-метаморфические почвы» и в отдел «Железисто-метаморфические почвы» (табл. 34).

Классификации и диагностика почв России (2004). Ржавоземы (бурые лесные)

Общей особенностью буроземов во всех районах мира является увеличение степени гумусированности с высотой: светлые буроземы внизу и темные — выше по склону.

В типе бурых лесных почв выделяются следующие фациальные подтипы:

— бурые лесные кислые теплые кратковременно промерзающие;

— бурые лесные слабоненасыщенные теплые кратковременно промерзающие;

— бурые лесные слабоненасыщенные умеренные и длительно промерзающие

Первые 2 фациальных подтипа встречаются в западных областях, третий — на Дальнем Востоке.

Бурые лесные кислые теплые кратковременно промерзающие характеризуются кислой реакцией всего профиля, сильнокислой верхней части (pHKCl 3,2–4,5), обусловленный полностью подвижным Al, V=50–95%, ЕКО — 5–10 мг-экв /100 г. Содержание гумуса 4–8%, состав гумуса фульватный (Сгк/Сфк = 0,3–0,7), в составе ГК преобладание фракций, связанных с R2O3 (1 фракция).

Бурые лесные слабоненасыщенные теплые кратковременно промерзающие имеют более темную окраску, характеризуются большим содержанием гумуса 5–12% и иным групповым составом. Отношение Сгк/Сфк = 0,8–0,9, в группе ГК наряду с ульминовыми кислотами присутствуют гуматы Ca. Реакция слабокислая (pHKCl 4,3–6,0), степень насыщенности основаниями (V) — 60–80%, ЕКО = 12–40 мг-экв/100 г.

Бурые лесные слабоненасыщенные умеренные и длительно промерзающие. Встречаются в Дальневосточной фации. Формируются в условиях пониженной обеспеченности теплом и контрастного режима выпадения осадков (в теплый период осадков выпадает в 3–8 раз больше, чем в холодных). Они глубоко промерзают и поздно оттаивают. Характеризуются высоким содержанием гумуса 7–15%, с резким его падением по профилю, отличаются широким соотношением Сгк/Сфк = = 1,0–1,7 и преобладанием среди гуминовых кислот фракций, связанных с Са. Почвы имеют высокую емкость катионного обмена (ЕКО) — 26–52 мг-экв/100 г и почти полную насыщенность почвенно-поглощающего комплекса основаниями.

Кроме перечисленных почв на территории Западной и Восточной буроземно-лесных областей встречаются следующие типы:

— бурые лесные глеевые (на плоских шлейфах, при затрудненном дренаже, имеют отчетливые признаки оглеения, профиль дифференцирован слабо);

— подзолисто-бурые лесные (четко дифференцирован профиль подзолистого типа связан с лессивированием и слабым сезонным поверхностным оглеением);

— подзолисто-бурые лесные глеевые (оглеение нижней части профиля);

— подбелы (глее-элювиальные почвы, профильно-дифференцированные кислые сиаллитные с иллювиальной аккумуляцией в гор Вm тонкодисперсных минеральных частиц и аморфных соединений Fe при частичной сегрегации Fe в гор А2 (Е) в условиях резко пульсирующего ОВ режима в верхней части профиля).

6.2. Сельскохозяйственное использование почв

В благоприятных условиях рельефа используются под различные сельскохозяйственные культуры и относятся к почвам высокого природного плодородия. Из агротехнических мероприятий, которые рекомендуются на бурых лесных почвах можно отметить: известкование, внесение минеральных и органических удобрений. Особенности рельефа требуют соблюдения противоэрозионных мероприятий. В целом почвы имеют благоприятный водный и тепловой режим, удовлетворительные физические свойства. В западных областях почвы широко используются под многолетние плодовые культуры, в Центральной и Южной Европе под виноградники.

В естественном состоянии бурые лесные почвы обеспечивают высокую продуктивность лесов. Однако сплошная вырубка лесов на крутых склонах, трелевка срубленных стволов, а также усиленный ненормируемый выпас скота могут способствовать эрозии и потере почвенного слоя.

В целом это почвы многоцелевого использования с минимумом мероприятий по поддержанию эффективного плодородия.

1. Особенности формирования бурых лесных почв.

2. Генезис бурых лесных почв.

3. Какие элементарные почвенные процессы включают буроземообразование?

4. Строение, состав и свойства бурых лесных почв.

5. Сельскохозяйственное использование почв.

Глава 7. Лиственно-лесная и лесостепная почвенно-биоклиматическая область

7.1. География области. Условия почвообразования

Лиственно-лесная и лесостепная область суббореального пояса расположена в центре Евразии. На севере граничит с Европейско-Западно-Сибирской таежно-лесной областью бореального пояса, на юге — со степной и сухостепной областью (рис. 105).

Рис. 105. Лиственно-лесная и лесостепная почвенно-биоклиматическая область

Климат области умеренный континентальный. Главная особенность климата — сбалансированность годовых осадков и испаряемости. Коэффициент увлажнения — около 1,0. Температура июля примерно однородна на всей протяженности области и составляет +18–20оС. Температура января существенно меняется с запада на восток от — 4–8оС до — 18–25оС. На западе зима мягкая малоснежная. На востоке зима холодная, умеренно и достаточно снежная.

Рельеф области волнистый, сильно и глубоко расчлененный эрозией на севере и постепенно выполаживающийся к югу.

Почвообразующие породы представлены лессами, лессовидными суглинками, на севере — покровными суглинками, местами мореной.

Растительность представлена широколиственными травянистыми лесами на севере, которые сменяются луговыми степями.

Для почв области характерны периодически промывной тип водного режима, обусловливающий господство почв с наличием иллювиально-карбонатного горизонта и со значительным накоплением органического вещества, в составе которых преобладают гуминовые кислоты. В северной части области на дерновый почвообразовательный процесс накладывается подзолистый.

В почвенном покрове (ПП) преобладают серые лесные и черноземные почвы лесостепи.

В связи с нарастанием температур и повышением засушливости климата, изменением характера растительности с севера на юг в пределах области выделяют две почвенные зоны:

— лиственно-лесная зона серых лесных почв;

— зона оподзоленных, выщелоченных и типичных черноземов лесостепи.

7.2. Лиственно-лесная зона серых лесных почв

7.2.1. География лиственно-лесной зоны. Условия почвообразования

Серые лесные почвы (Л) распространены преимущественно в северной части области, которая простирается сплошной полосой от западных границ РФ до Енисея. Восточнее Енисея серые лесные почвы встречаются небольшими островами на склонах низкогорий Средней Сибири и в межгорных котловинах, наиболее крупными из которых являются: Кузнецкий массив, Ачинский, Канский, Иркутский, Селенгинский, Нергенский (рис. 106).

Серые лесные почвы встречаются и среди таежно-лесной зоны в виде «опольев» — «Владимирское ополье» и среди степной зоны (Донецкий кряж).

Лиственно-лесная зона по всему комплексу природных условий — характеру климата, растительности и почвенного покрова — является переходной зоной между таежно-лесной и лугово-степной зоной, где зональными почвами являются черноземы.

Наряду с серыми лесными почвами здесь встречаются дерново-подзолистые (ПД), черноземы оподзоленные (ЧОП) и выщелоченные (ЧВ), а также внутризональные и интразональные почвы — серые лесные глеевые (Лг), лугово-черноземные (Лч), дерново-карбонатные (Дк), болотные (Б), аллювиальные (А).

Рис. 106. Лиственно-лесная зона серых лесных почв

Климат. Наиболее характерной особенностью климата является близкое соотношение годовых осадков и испаряемости (КУ ≈ 1). Вследствие большой долготной протяженности отдельные элементы климата значительно меняются, особенно температура. На крайнем западе сумма температур > 10оС изменяется в пределах 2400–2600 оС, на востоке — 1400–1800оС. Зона сравнительно однородна по температурам теплого периода (18–20оС), но заметно различается по температурам зимнего периода. Температура наиболее холодного месяца в лесостепи колеблется от –4–8оС на западе (зима мягкая), до –25оС на востоке (зима холодная). Значительные различия по долготе наблюдаются также в отношении годового количества осадков, которое уменьшается от 550–700 мм на западе до 350 мм на востоке.

Общей закономерностью изменения климата лиственно-лесной зоны является уменьшение гумидности с севера на юг и нарастание континентальности (похолодание зим, сокращение активного периода, уменьшение общей суммы температур и уменьшение суммы осадков) с запада на восток. Это определяет специфику гидротермических режимов и появление в серых лесных почвах особенностей, определяющих не только фациально-провинциальное разделение зоны, но и подзональное. Всю зону распространения серых лесных почв с севера на юг подразделяют на 3 подзоны:

— подзону светло-серых лесных почв — Л 1;

— подзону серых лесных почв — Л 2;

— подзону темно-серых лесных почв — Л 3.

Рельеф территории зоны неоднороден. В европейской части он характеризуется сильно и глубоко расчлененным эрозией волнистым рельефом. За Уралом лесостепная зона занимает южную часть Западно-Сибирской низменности и увалистые предгорные равнины Алтая и Саян.

Почвообразующие породы. Наиболее распространенными почвообразующими породами в западных регионах являются лессы, лессовидные суглинки и глины. На Русской равнине почвообразующими породами служат моренные и покровные суглинки, а также элюво-делювий коренных пород пермского, юрского, мелового и третичного возраста. В европейской части страны наблюдается утяжеление исходного состава почвообразующих пород к востоку: легко- и среднесуглинистые отложения, преобладающие на западе и в центре зоны, в восточном направлении сменяются тяжелосуглинистыми и глинистыми.

На территории Западной и Восточной Сибири преимущественным распространением пользуются аллювиально-озерные и делювиальные суглинки и глины, часто лессовидные.

Растительность лиственно-лесной зоны представлена широколиственными лесами в европейской части и мелколистными в Западной Сибири. Широколиственные леса состоят из дуба с незначительной примесью липы, ясеня, вяза, клена остролистного, а в западных районах более влажных и теплых — бука и граба. В Приуралье леса хвойно (пихтово) — широколиственные и березовые. В Западно-Сибирской низменности господствуют березово-осиновые травянистые леса. Особенно крупные массивы леса существовали (до освоения их человеком) в северной части лесостепи (рис. 107).

Рис. 107. Липняк с черемшой (Национальный атлас почв РФ, 2011)

Фитомасса широколиственных травянистых лесов достигает 4000 ц/га при приросте 90 ц/га. Широколиственные леса дают ежегодно 35–50 ц/га наземного опада, с которым поступает до 300 кг/га и более N и зольных элементов. В составе золы опада окислы СаО, MgO и К2О составляют 50–70%, SiO2–10–15%, Fe2O3–3–4%.

Под сложной дубравой мощное развитие получает процесс биологической аккумуляции. Широколиственные леса синтезируют массу органического вещества и потребляют азот и зольных элементов в несколько раз больше по сравнению с хвойным лесом. Особенно велики различия в потреблении оснований, среди которых на первом месте стоит Са. Благодаря насыщенности опада основаниями разложение растительных остатков сопровождается более полной нейтрализацией образующихся органических кислот по сравнению с хвойным лесом. Масштабы миграции органических веществ под широколиственными лесами Среднерусской провинции вдвое меньше, чем под лесами южной тайги. В результате происходит закрепление менее подвижных гумусовых веществ, под подстилкой формируется горизонт, обогащенный мягким перегноем, N, Р, Са и другими элементами минерального питания. Однако для полного усреднения и коагуляции гумусовых кислот Са в верхнем горизонте не хватает, и поэтому часть не полностью усредненных гуминовых кислот, а также подвижные фульвокислоты вымываются в нижележащие горизонты и, взаимодействуя с минеральными компонентами почвы, разрушают их, вызывают дифференциацию профиля. Подзолистый процесс в лиственно-лесной зоне протекает в более слабой форме, чем в таежно-лесной, а для дернового процесса создаются лучшие условия. Отличительной морфологической чертой серых лесных почв будет: наличие гумусового слоя, состоящего из двух горизонтов (А1 + А1А2); отсутствие самостоятельного горизонта А2. Эти особенности в развитии подзолистого и дернового процессов связаны с заметным отличием характера биологического круговорота веществ и условий гумификации на фоне ослабленного промывного режима.

7.2.3. Серые лесные почвы

По КиДПР — дерново-подзолистые. Серые. Темно-серые.

По WRB — Albic LUVISOLS. Grey-Luvic PHAEOZEMS.

Серые лесные почвы формируются в южной части лесной зоны и в лесостепи под травянистыми широколиственными лесами в Европейской РФ и мелколиственными лесами в Сибири на глинистых и суглинистых отложениях различного генезиса преимущественно лессовидных, как карбонатных, так и бескарбонатных, а также в южных горных системах (Северный Кавказ, Южный Урал, Алтай, Забайкалье).

7.2.4. Генезис серых лесных почв

Первые упоминания о серых лесных почвах относятся к 1879 г., где на почвенной карте, составленной В. И. Чаславским показаны серые лесные земли (как переходные к чернозему). В своей классификации 1886 г. Докучаев их выделил как самостоятельный тип, который формируется в результате своеобразного процесса почвообразования под травянистыми широколиственными лесами.

Несколько позднее были высказаны гипотезы вторичного происхождения серых лесных почв (Л):

— из черноземов путем деградации последних под влиянием наступающей лесной растительности (Коржинский, теория деградации);

— из дерново-подзолистых почв под влиянием дернового процесса вследствие смены лесных формаций от хвойных к широколиственным с одновременным усилением роли травянистой растительности в почвообразовании (Вильямс, Талиев, Крылов, теория проградации);

— из луговых почв при усилении дренажа и поселении на них лесной растительности (Тюрин).

Однако работы Н. П. Ремезова, С. В. Зонна, В. Н. Мины, И. М. Розановой и др. показали, что широколиственные древесные породы не только не вызывают процессов оподзоливания почвы, а скорее способствуют развитию дернового процесса, гумусонакоплению и обогащению гумусовоаккумулятивного горизонта основаниями и азотом.

Наиболее полное обобщение всех материалов по вопросу о генезисе серых лесных почв было дано в работе Б. П. Ахтырцева (1979), который рассмотрел вопрос о формировании серых лесных почв с позиции проявления основных элементарных почвенных процессов. Считает, что они формируются под влиянием следующих процессов: дерновый (гумусонакопление); оподзоливание; выщелачивание карбонатов и легкорастворимых солей; лессиваж; оглинивание.

Таким образом, по вопросу о генезисе серых лесных почв к настоящему времени сложились 2 точки зрения: одна, высказанная еще Докучаевым, признает за серыми лесными почвами изначальную самостоятельность происхождения (под воздействием широколиственного травянистого леса), другая рассматривает их как различные переходные стадии развития либо черноземных в дерново-подзолистые, либо дерново-подзолистых в черноземные.

Основные почвообразовательные процессы

Дерновый (гумусово-аккумулятивный) процесс

Декарбонатизация — не обязательный процесс

Морфологическое строение профиля

По КиДП СССР (1977) серые лесные почвы имеют следующее строение:

Ао — А1 — А1А2 — А2В — В(В1, В2, В3) — ВС — С,

где: Ао — лесная подстилка; А1 — гумусовый горизонт; А1А2 — гумусово-элювиальный горизонт; А2В — переходный; В — иллювиальный горизонт; ВС — переходный к почвообразующей породе; С — почвообразующая порода.

По КиДПР (2004) профиль имеет строение:

О — А — AEL — ВEL — BТ — BТC(ca) — С(са),

где: О — лесная подстилка; А — гумусовый, AY — серогумусовый, AU — темногумусовый; AEL — гумусово-элювиальный; ВEL — переходный элювиально-иллювиальный; ВТ — текстурный; BТC(ca) — переходный к почвообразующей породе; С — почвообразующая порода (рис. 108, 109).

		О (Ао) — лесная подстилка. А (А1) — гумусовый горизонт серого, темно-серого цвета, комковато-порошистой структуры; AEL (А1А2) — гумусово-элювиальный, белесовато-серой окраски, комковато-ореховатой книзу плитчатой структуры; ВEL (А2В) — элювиально-иллювиальный с признаками оподзоленности, темно-бурой окраски, мелкоореховатой структуры с белесоватой присыпкой; ВТ (В) — текстурный, иллювиальный, бурый, ореховато-призматической структуры, обильные темные Fе — гумусовые пленки; С — почвообразующая порода.
Рис. 108. Светло-серая лесная	Рис. 109. Серая лесная

Классификация серых лесных почв

В соответствии с таксономическими выделами «Классификации и диагностики почв СССР» (1977) в типе серых лесных почв выделяют 3 подтипа: светло-серые лесные (Л 1), серые лесные (Л 2), темно-серые лесные (Л 3).

По «Классификации и диагностике почв России» (2004) в отделе «Текстурно-дифференцированные почвы» выделяется два самостоятельных типа: серые (AY — AЕl — BEL — BT — C), где: AY — серогумусовый горизонт; AEL — светлогумусовый оподзоленный горизонт; BEL — иллювиально-элювиальный горизонт; ВТ — текстурный горизонт; С — почвообразующая порода и темно-серые (AU — AUe — BEL — BT — C), где: AU — темногумусовый горизонт; AUe — темногумусовый оподзоленный горизонт; BEL — иллювиально-элювиальный горизонт; ВТ — текстурный горизонт; С — почвообразующая порода. Светло-серые включены в тип дерново-подзолистых почв (табл. 35).

Классификация и диагностика почв России (2004). Серые лесные почвы

Во многих почвах с глубины 120–200 см отмечается наличие карбонатов в виде журавчиков и известковых трубочек.

По совокупности показателей свойств почв подтип светло-серые лесные почвы (Л 1) близки к типу дерново-подзолистых почв, а подтип темно-серых лесных почв (Л 3) к подтипу черноземов оподзоленных.

Наиболее кислая реакция характерна для светло-серой лесной почвы (Л 1), где рН солевой вытяжки составляет 4,3–4,5, у Л 2–4,6–5,2, наименее кислая реакция среды у Л 3–5,2–6,4. Степень насыщенности основаниями наименьшая у Л 1–59–63% и наибольшая у Л 3–77–96%. Содержание обменного Са в ППК у Л 1–7,0–11,0 мг-экв/100 г в гор. А с резким падением вниз по профилю; у Л 3 до 20–25 мг-экв/100 г.

В основе разделения серых лесных почв на подтипы лежат не только морфологические, физико-химические отличия, но и качественные и количественные различия по мощности гумусового горизонта, содержанию и составу гумуса (табл. 36).

Подтиповые различия по содержанию и составу гумуса в серых лесных почвах

В составе гумуса Л 1 фульвокислоты преобладают над гуминовыми, в Л 2 Сгк/Сфк около 1,0, а в Л 3 больше гуминовых кислот. По своим физическим свойствам Л 2 и Л 3 заметно отличаются от Л 1, они более благоприятны для роста и развития сельскохозяйственных культур.

По данным гранулометрического анализа в серых лесных почвах наблюдается обеднение верхних горизонтов по сравнению с породой илистой фракцией, с некоторым ее накоплением в гор. В. Связано это с оподзоливанием, лессиважом и вторичным глинообразованием на месте в самом иллювиальном горизонте. Валовой анализ характеризует максимальное накопление R2О3 в горизонте В и относительную обогащенность горизонтов А1 и А1А2 — кремнеземом. В верхнем горизонте наблюдается накопление СаО, К2О, Р2О5, обусловленное процессом биологической аккумуляции. Степень элювиально-иллювиальной дифференциации профиля возрастает от Л 3 к Л 1.

Таким образом, по совокупности свойств светло-серые лесные почвы (Л 1) ближе к дерново-подзолистым почвам, а темно-серые лесные к черноземам. Эта двойственность выражается не только в свойствах, но и в географии серых лесных почв.

При движении с запада на восток в связи с нарастанием суровости и континентальности климата ослабляется энергия превращения органических веществ в почве, сокращается период их активного разрушения. Поэтому в том же направлении в серых лесных почвах увеличивается содержание гумуса, уменьшается мощность гумусового профиля, ослабляются признаки оподзоливания и увеличивается доля черноземов в составе почвенного покрова территории. Отмеченные признаки являются фациальной особенностью серых лесных почв (Л).

7.2.5. Серые лесные глеевые почвы

По КиДП СССР — тип серые лесные глеевые.

По КиДПР — темно-серые глеевые.

Тип, встречающийся среди массивов серых лесных почв, на участках с повышенным увлажнение (в западинах, на шлейфах склонов, на слабодренированных плоских водоразделах), под переувлажненными лесами или влажными вторичными лугами.

Профиль типа серых лесных глеевых почв отличается от автоморфных, наличием охристых и сизоватых пятен, марганцовисто-железистых конкреций или примазок.

В пределах типа выделяют следующие подтипы:

— серые лесные поверхностно-глееватые;

— серые лесные грунтово-глееватые;

— серые лесные грунтово-глеевые.

По «Классификации и диагностике почв Росси» (2004) выделяется тип темно-серых лесных глеевых почв (AU — Aue — BELg — BTg — G — Cg), где: AU — темногумусовый; Aue — темногумусовый оподзоленный; BELg — субэлювиальный оглееный; ВТ — текстурный оглеенный; G — глеевый горизонт; Cg — оглееная почвообразующая порода.

Подтипы выделяются по наличию перегнойного материала и второго гумусового горизонта:

— со вторым гумусовым горизонтом.

7.2.6. Провинциальные особенности серых лесных почв

Не только с севера на юг, но и с запада на восток наблюдаются изменения в свойствах серых лесных почв. В качестве основных фациально-провинциальных особенностей можно отметить следующие:

— уменьшение мощности гумусового горизонта;

— увеличение содержания гумуса и поглощенных оснований в гумусовом горизонте;

— уменьшение выщелоченности и степени дифференциации профиля по элювиально-иллювиальному типу (уменьшение оподзолености);

— усиление сохранности в профиле второго гумусового горизонта.

Эти особенности обусловлены:

— нарастанием континентальности климата и уменьшением суммы осадков;

— утяжелением гранулометрического состава почвообразующих пород к востоку от Русской равнины, что влияет на энергию превращения органических остатков в биологическом круговороте веществ и глубину промачивания профиля почв (табл. 37).

Фациально-провинциальные особенности серых лесных почв

*Числитель — содержание гумуса на пашне, знаменатель — под лесом в горизонте А1

Учитывая изменения общих биоклиматических условий и характера почвообразования, в лиственно-лесной зоне с запада на восток выделяют ряд провинций, которые по теплообеспеченности относятся к следующим фациальным подтипам:

— умеренно-теплых промерзающих почв:

а) Украинская (Северо-Украинская),

б) Среднерусская (центральная) или Окско-Донская;

в) Прикамская (восточная) или Нижнекамская;

а) Западно-Сибирская или Барабинская;

— умеренно-холодных длительно-промерзающих почв:

Северо-Украинская провинция. Климат провинции умеренно-континентальный. Рельеф сложный, представлен возвышенностями: волнистыми, эрозионными, сильно расчлененными речной сетью; пониженной Полесской равниной аккумулятивно-эрозионной. Почвообразующие породы: лессовидные суглинки, моренные и водно-ледниковые отложения различного гранулометрического состава. Для серых лесных почв провинции характерны малая гумусированность (2–3%), при общей мощности гумусового горизонта 25–35 см, преобладание фульвокислот над гуминовыми в составе гумуса, слабое накопление оснований в гумусовом горизонте (А1+А1А2) — 10–15 мг-экв/100 г, кислая реакция среды (рН — 4,5–5,5), близкое залегание (около 1 м) свободных карбонатов.

Средне-Русская провинция. Климат провинции умеренно и среднеконтинентальный. Рельеф неоднородный: Средне-Русская возвышенность (с абс. отметками 200–300 м), Нижнесурская возвышенная равнина (абс. высоты от 150 до 300 м), междуречья Сура — Мокша (с абс. отметками 150–250 м), пониженная равнина Мокша-Цнинского водораздела (абс. высоты 150–250 м). Общая особенность рельефа — волнистость, расчлененность овражно-балочной и речной сетью. Почвообразующие породы представлены моренными и лессовидными суглинками, а также элювиально-делювиальными отложениями коренных пород. На севере преобладают комбинации серых лесных (Л) и дерново-подзолистых песчаных почв на древнеаллювиальных отложениях. Серые лесные почвы провинции характеризуются большим содержанием гумуса (4–5%), повышенным накоплением поглощенных оснований в горизонте А1+А1А2 до 40 мг-экв/100 г, более резким обеднением илистой фракцией гумусового горизонта. Ограниченное распространение имеют черноземы, которые приурочены к карбонатному элювию юрских глин.

Прикамская провинция. Серые лесные почвы формируются на элюво-делювии коренных пермских красноцветных породах и в почвенном покрове образуют сочетания с черноземами и дерново-подзолистыми почвами. Для серых лесных почв провинции характерно: повышенная гумусированность: Л 3–7–9%; Л 2–5–7%; укороченный генетический профиль, что связано с непромывным водным режимом, тяжелым гранулометрическим составом почв, карбонатной почвообразующей породой; встречаются серые лесные почвы со вторым гумусовым горизонтом. Большую роль играет почвообразующая порода: на элювии известняков и пермских красноцветных глинах формируются Л 2 и Л 3; на некарбонатных породах Л 1 и ПД, последние тяготеют к легким почвообразующим породам.

Западно-Сибирская провинция. Рельеф — слабодренированная (Западно-Сибирская) равнина с высоким уровнем стояния грунтовых вод. Почвообразующие породы — лессы и лессовидные суглинки. На севере провинции располагаются серые и светло-серые лесные почвы, часто глееватые, осолоделые. Встречаются серые лесные со вторым гумусовым горизонтом (на глубине 50 см). Для серых лесных почв провинции характерно: высокое содержание гумуса, под лесом 6–9%, Сгк: Сфк= 1,2–1,5 с глубиной до 0,8–0,6; реакция среды слабокислая, рН — 5,0–6,5; сумма поглощенных оснований 30–40 мг-экв/100 г; по гранулометрическому составу профиль четко дифференцирован по элювиально-иллювиальному типу, по валовому составу дифференциация очень слабая; большинство серых лесных почв несут признаки глееватости в нижней части почвенного профиля, которые возникли под влиянием современного водно-термического режима, связанного с пульсирующей цикличностью увлажнения территории, и не являются реликтовыми; четкая дифференциация по илу, высокое содержание аморфной кремнекислоты (до 1,5–7% в верхних горизонтах и около 1% в нижних) свидетельствуют, что серые лесные осолоделые глееватые почвы прошли стадию засоления, а затем осолодения; наличие слабоминерализованных грунтовых вод с периодически изменяющимся уровнем залегания вызывает современное осолодение; интенсивная аккумуляция гумуса, его гуматный состав свидетельствуют о его проградации, маскирующей морфологическую выраженность осолодения почв.

Приалтайская провинция. Отличается увеличением континентальности климата, меньшей обеспеченностью теплом и более низкими температурами. По характеру рельефа провинция неоднородна: на западе — расчлененная водораздельная поверхность, в центральной части — пониженная, слабодренированная поверхность, на востоке — повышенная дренированная поверхность. Почвообразующие породы — четвертичные светло-бурые суглинки и глины, как правило, облессованные и остаточно-карбонатные. Почвенный покров представлен серыми лесными и серыми лесными глееватыми почвами со вторым гумусовым горизонтом. В западной части провинции располагаются темно-серые лесные почвы в сочетании с черноземно-луговыми, черноземами выщелоченными и оподзоленными. Серые и светло-серые почвы занимают верхние части склонов и водораздельные поверхности. В центральной части провинции располагаются заболоченные леса, где встречаются серые лесные глееватые и глеевые почвы со вторым гумусовым горизонтом. Много заболоченных участков с торфяными осоко-тростниковыми почвами. В восточной части провинции почвенный покров представлен серыми лесными и серыми лесными глееватыми почвами со вторым гумусовым горизонтом различной степени оподзолености и гумусированности. Почвы характеризуются следующими провинциальными особенностями: большей гумусированностью по сравнению с почвами более западных провинций; меньшей мощностью гумусовых горизонтов; большей сохранностью вторых гумусовых горизонтов.

7.2.7. Сельскохозяйственное использование серых лесных почв

Территория, занятая серыми лесными почвами, — это важная земледельческая зона, где выращивают яровую и озимую пшеницу, сахарную свеклу, кукурузу, картофель, лен и др. В европейской части широко развито садоводство.

Какие основные факторы лимитируют их плодородие? В пределах зоны с запада на восток значительно возрастает суровость и континентальность климата, ухудшаются условия увлажнения. Обеспеченность теплом в зоне сильно варьирует, убывая с юга на север и с запада на восток. Часть территории зоны испытывает заметный недостаток влаги, тогда как в ряде сибирских районов зоны важным лимитирующим фактором является недостаток тепла.

Лимитирующим фактором плодородия почв на обширных территориях зоны является активное развитие процессов водной эрозии.

Для всех подтипов Л 1, Л 2, Л 3 при движении с запада на восток наблюдается увеличение содержания гумуса в пахотном слое и некоторое уменьшение мощности гумусового горизонта.

Л 1 и Л 2 характеризуются преимущественно кислой реакцией, не благоприятными водно-физическими свойствами: при распашке легко теряют структуру, склонны к заплыванию и образованию корки. Они характеризуются невысокой способностью к образованию нитратов, которые в то же время активно вымываются из этих почв. Верхние горизонты Л 1 и Л 2 в засушливые периоды довольно быстро иссушаются. В периоды дождей в связи с низкой водопроницаемостью иллювиальных горизонтов верхние горизонты этих почв могут сравнительно легко переувлажняться. Перечисленные отрицательные особенности более явно выражены у Л 1 по сравнению с Л 2 и в почвах, сформированных на моренных отложениях, по сравнению с покровными суглинками.

Худшими свойствами и более низким плодородием характеризуются серые лесные оглееные почвы, которые более длительное время находятся в переувлажненном состоянии и имеют менее благоприятный тепловой режим. В меньшей степени отрицательные особенности выражены у подтипа Л 3.

Серые лесные почвы восточных регионов, как правило, лучше оструктурены по сравнению с аналогичными почвами западных регионов, часто имеют более высокое содержание подвижных форм питательных веществ. Однако они характеризуются неблагоприятным тепловым режимом, глубоким промерзанием и медленным оттаиванием, часто с признаками мерзлотного оглеения. Микробиологические процессы протекают в них менее активно, особенно в весенний период. Эти неблагоприятные почвенные особенности на фоне сурового континентального климата, короткого вегетационного периода обусловливают относительно низкое плодородие Л 1 и Л 2 восточных регионов по сравнению с западными.

Исходя из перечисленных особенностей, главное направление повышения плодородия как Л 1, так и Л 2, — их окультуривание с помощью комплекса мероприятий, направленных на создание мощного плодородного пахотного слоя; систематическое внесение органических и минеральных удобрений, углубление пахотного слоя, травосеяние. Необходимо помнить, что эффективное использование серых лесных почв может идти лишь на базе глубокого знания генезиса, их состава и свойств, с учетом провинциальных (фациальных) и местных особенностей.

В европейской части широко развита эрозия. Поэтому в комплексе агротехнических приемов обязательны противоэрозионные мероприятия:

— обработка почвы поперек склона;

— устройство земляных гребней;

Особое значение для прекращения эрозии и повышения плодородия, эродированных серых лесных почв имеют противоэрозионные лесные насаждения, почвозащитные севообороты и рациональное применение удобрений.

1. Перечислите основные элементарные почвообразовательные процессы, формирующие профиль серых лесных почв и дайте их краткую характеристику.

2. Особенности проявления факторов почвообразования на территории лиственно-лесной зоны.

3. Строение, состав и свойства серых лесных почв.

4. Сходства и различия серых лесных, дерново-подзолистых и черноземных почв.

5. Подтиповые особенности серых лесных почв.

6. Фациально-провинциальные особенности серых лесных почв.

7. Агрономическая оценка серых лесных почв.

7.3. Черноземы

7.3.1. География черноземов. Условия почвообразования

Благодаря своим уникальным свойствам, огромным потенциальным возможностям черноземы занимают особое положение среди других типов почв. В. В. Докучаев писал: «…нет цифр, какими можно было оценить силу и мощь царя почв, нашего русского чернозема. Он был, есть и будет кормильцем России» (1953). «Главной житницей человечества» называл черноземы Л. И. Прасолов.

Черноземы стали объектом исследования с самого зарождения науки о почве. Создание генетического почвоведения начинается с монографии В. В. Докучаева «Русский чернозем» (1883). Большой вклад в изучение происхождения, состава и свойств почв внес П. А. Костычев в работе «Почвы черноземной области России» (1886).

Черноземы распространены на материках Северного полушария Евразии, Северной Америки. В РФ черноземы формируются в лесостепной и степной зонах суббореального пояса (рис. 110). Они занимают обширные пространства в Европейской части РФ от южной окраины Московской области на севере до Краснодара и Кубани на юге, от западных границ Курской и Белгородской областей до Новосибирска на востоке. Далее черноземы встречаются отдельными массивами до Красноярска и к востоку от Улан-Удэ в межгорных котловинах Забайкалья.

Рис. 110. Черноземные почвы лесостепной и степной зон

Климат. Черноземы развиваются в условиях суббореального слабоаридного климата, с хорошо выраженной сезонной контрастностью. При большой широтной протяженности черноземной зоны различные фации черноземов существенно отличаются между собой по климатическим показателям (табл. 38).

Отмеченные различия в климатических показателях накладывает определенную специфику на формирование черноземов, что объясняет их зональные, фациальные и провинциальные особенности.

Характеристика климатических показателей

Рельеф. Черноземы распространены преимущественно на платформенных равнинах. Широкое распространение здесь получают неглубокие плоские понижения, которые в степной зоне часто достигают нескольких километров в поперечнике — блюдца, поды. В Азиатской части страны территория зон охватывает южную оконечность слабодренированной Западно-Сибирской низменности и северную часть Центрально-Казахстанского мелкосопочника, равнинность которого нарушается отдельными сопками, возвышающимися над окружающей территорией на 20–50 м. Восточнее черноземы встречаются островами среди других типов почв в межгорных впадинах, котловинах и на слабодренированных склонах горных систем.

Почвообразующие породы. Черноземы формируются главным образом на лессах и лессовидных суглинках, породах карбонатных и пористых. Реже они могут встречаться на третичных глинах. Гранулометрический состав в большинстве случаев суглинистый или глинистый. В северной части Среднерусской возвышенности их формирование может идти на бескарбонатной морене и покровных суглинках, не содержащих карбонатных солей. Небольшая часть черноземов развита на элювии плотных горных пород — гранитов, базальтов, песчаников, мергелей, что определяет их специфику. В качестве почвообразующих пород встречаются и древние коры выветривания, преимущественно мезозойские, имеющие ясные черты ферралитности. Таким образом, почвообразующими породами для черноземов служат преимущественно рыхлые наносы различного генезиса и гранулометрического состава (от глин до супесей). Единственные породы, на которых не образуются черноземы, — «бедные» кварцевые пески.

В черноземной зоне Европейской части РФ можно отметить следующие пространственные изменения в свойствах почвообразующих пород:

— на территориях широкого распространения лессовых отложений их гранулометрический состав изменяется от легкосуглинистого до тяжелосуглинистого в направлении с севера на юг;

— легко- и среднесуглинистые рыхлые отложения преимущественно встречаются в западной и центральной части европейского ареала черноземов; в восточном направлении они постепенно сменяются тяжелосуглинистыми и глинистыми отложениями; примерной границей между ними можно считать западные склоны Приволжской возвышенности;

— в зоне лесостепи практически повсеместно распространены двучленные отложения с контактом пород на глубине 2–5 м. Вертикальное изменение гранулометрического состава чаще незначительны, в пределах одной-двух градаций, но могут быть и резкими, когда поверхностные суглинистые отложения перекрывают водно-ледниковые пески или коренные породы.

В Азиатской части для черноземной зоны трудно подметить какие-либо закономерности в изменении почвообразующих пород, так как участки черноземов разобщены и часто приурочены к различным геотектоническим структурам.

Биологический фактор. Черноземы — это почвы травянистых формаций (рис. 111). Формирование характерного гумусового профиля почв обусловлено воздействием травянистой растительности с ее мощной, быстроотмирающей и легкогумифицирующейся корневой системой. Основные особенности биологического круговорота травянистых растительных сообществ заключается в том, что:

— ежегодно с отмирающими частями в почву возвращается практически то же количество питательных веществ, которое было использовано на прирост;

— большая часть этих веществ возвращается не на поверхность почвы, а непосредственно в почву с корнями.

Рис. 111. Лугово-степной ландшафт

Количество растительной массы естественных травянистых сообществ на черноземах высокое: в лесостепи Русской равнины 30–40 ц/га составляет наземная фитомасса и около 200 ц/га — корни; общая фитомасса составляет 250–300 ц/га. Прирост корней 50–60% от общей биомассы. Ежегодный опад, в котором преобладают зеленые части растений, составляют 50–55% от всей биомассы, что более чем в два раза превосходит опад широколиственных лесов. При этом 40–60% опада составляют корни растений. Опад характеризуется высокой зольностью 7–8% (это в 3–5 раз выше, чем в лиственных и хвойных лесах). В почву с опадом поступает большое количество зольных элементов и азота — 600–1400 кг/га (под хвойными лесами 300–400 кг/га).

В черноземной зоне по растительности выделяют три подзоны:

— лесостепь с луговой степью;

В свою очередь, лесостепь с луговой степью подразделяется на:

а) остепненные луга, располагающиеся севернее;

б) луговые степи, которые занимают территорию южнее.

Остепненные луга характеризуются преобладанием разнотравья и корневищных злаков (пырей (Agropyrum)), значительно меньше в травостое участвуют луговые дерновинные злаки, а ксерофитные степные дерновинные злаки (типчак (Festuca valensiaca), тонконог (Koelenia), ковыли (Stipa)) встречаются как примеси. Хорошо выражен напочвенный покров изо мха (Thuidium abeitinum). Травостой высокий и густой. Характерно постепенное затухание вегетации к осени, без засушливого летнего периода полупокоя, что свойственно более южным степям.

Луговые степи — более ксерофитны. Преобладают степные дерновинные злаки, хотя много еще луговых и корневищных злаков. В обильном разнотравье появляются более ксерофитные виды. Имеют напочвенный покров из мхов, высокий густой травостой, летнего периода полупокоя нет (рис. 112).

Рис. 112. Разнотравно-злаковая луговая степь с участием шалфея поникающего (Salvia nutans), свербиги (Butanias), мытника (Pedicularis) и др.

Состав остепненных лугов и луговых степей заметно изменяется при движении с запада на восток: исчезает костер безостый (Bromus), шалфей (Salvia pratensis), осока низкая (Carex humilus). Появляются восточные виды, корневищные полыни (Artemisia latefilia); далее на восток много видов сибирско-монгольской группы, а забайкальские луговые степи отличаются большим количеством даурско-монгольских, сибирско-монгольских и восточносибирско-дальневосточных видов. Для этой территории характерна пижмовая луговая степь. Травостой лесостепи на востоке менее густой и высокий и отличается меньшим количеством видов.

Разнотравно-дерновинно-злаковая степь (настоящие степи) отличается ксерофитностью. Преобладают плотнодерновинные (ковыли (Stipa)) и мелкодерновинные (типчаки (Festuca valesiaca)) злаки (рис. 113). Корневищных злаков, осок и разнотравья меньше. Среди разнотравья много ксерофитных видов, а в напочвенном покрове — лишайников (Lichenes) и сине-зеленых водорослей (Cyanophyta). Травостой менее высок. Выражен период полупокоя многих господствующих злаков.

Рис. 113. Цветет ковыль (Stipa)

Дерновинно-злаковые степи характеризуются господством наиболее ксерофитных дерновинных злаков. Корневищных злаков и осок мало.

Заметную роль начинают играть полукустарнички, обильны эфемеры и эфемероиды, много лишайников и сине-зеленых водорослей. Травянистый покров изрежен, отчетливо выражен период летнего полупокоя для большинства злаков.

С запада на восток состав разнотравно-дерновинно-злаковых степей меняется более заметно, чем луговых степей: появляются новые виды ковылей, среди разнотравья присутствуют сибирские, казахстанские и южно-сибирско-казахстанские виды. Эфемероиды и эфемеры становятся многочисленными.

К востоку от Алтая разнотравно-крупнодерновинно-злаковые степи сменяются их аналогами — разнотравно-мелкодерновинными степями (типчаки (Festuca valesiaca), мятлики (Poa), тонконоги (Koelenia), житняки (Agropyron), змеевка (Clistogenes), причем преобладают восточносибирско-монгольские виды). Из ковылей только ковыль-тырса (Stipa capillata). Эфемеры практически отсутствуют, эфемероиды малочисленны и в видовом составе бедны.

Дерновинно-злаковые степи в средней части Сибири и Забайкалья сменяются змеевко-тырсовыми и вострецово-тырсовыми степями, перистые ковыли сменяют волосоковидные ковыли. Дерновинные злаки представлены в основном житняком гребенчатым (Agropyron pectiniforme) и мятликом кистевидным (Poa botryoides).

На фоне происходящих изменений климата, почвообразующих пород, рельефа и растительности в лесостепной и степной зонах распространения черноземных почв формируются их подзональные и фациальные особенности.

7.3.2. Генезис черноземов

В. В. Докучаев, выделивший чернозем как почвенный тип, рассматривал его как почву растительно-наземного происхождения, образовавшуюся при изменении материнских горных пород под действием климата и степной растительности.

По вопросу образования черноземов были высказаны различные точки зрения, которые в настоящее время представляют исторический интерес. Эти гипотезы можно объединить в три группы:

— гипотезы о морском происхождении черноземов (Паллас, 1799; Мурчисон, 1842; Петцольд, 1851);

— теории болотного образования черноземов (Эйхвальд, 1850; Борисяк, 1852);

— теории растительно-наземного происхождения черноземов (Ломоносов, 1763; Рупрехт, 1866; Докучаев, 1883).

Современные представления об образовании черноземов подтверждают гипотезу растительно-наземного их происхождения. Это нашло отражение в работах Л. И. Прасолова, В. И. Тюрина, В. Р. Вильямса, Е. А. Афанасьевой, М. М. Кононовой, Ю. А. Ливеровского и др. ученых.

Наиболее важными процессами образования черноземов являются дерновый и окарбоначивание. Последний выражен в основном в профильной миграции гидрокарбоната кальция, который образуется при разложении растительных остатков, богатых кальцием.

Ведущим процессом почвообразования черноземов является дерновый, который применительно к черноземным почвам носит название гумусово-аккумулятивный процесс. Именно он обусловливает развитие мощного гумусово-аккумулятивного горизонта, накопление элементов питания и оструктуривание профиля.

Гумусово-аккумулятивный процесс и миграция гидрокарбоната кальция в профиле, протекающая под многолетней растительностью травянистых степей в лесостепной и степной зонах, в условиях периодически промывного и непромывного типов водных режимов и формируют гумусовый и карбонатный профили черноземных почв. На основные почвообразовательные процессы может накладываться ряд других элементарных почвообразовательных процессов, которые по-разному проявляются в подтипах черноземных почв: оподзоливание, выщелачивание, осолонцевание, осолодение, солончаковый, оглинение и т. д.

В почву с опадом поступает ежегодно большое количество зольных элементов и азота (600–1400 кг/га), богатых основаниями. Содержание азота самое высокое в опаде лугово-степных сообществ (1,0–1,4%). В черноземах, исходя из особенностей их местообитания, создаются наиболее благоприятные условия для образования гумуса при разложении опада. Этому способствуют:

— щелочная реакция среды;

— достаточный доступ кислорода;

— оптимальное увлажнение без интенсивного выщелачивания;

— богатство растительных остатков белковыми веществами и основаниями.

Лучшие условия для гумификации создаются весной и ранним летом, в периоды, когда почвы имеют благоприятные температуры и достаточный запас влаги. В период летнего иссушения и прерывистого увлажнения микробиологические процессы затухают, что предохраняет формирующиеся гумусовые вещества от быстрой минерализации. Повышение температуры и некоторое иссушение почвы летом усиливает процессы усложнения гумусовых веществ вследствие реакций поликонденсации и окисления.

Улучшение водного режима осенью активизирует микробиологические процессы, однако быстро наступающий период с низкими температурами препятствует процессам минерализации. Зимой, при промерзании почвы, идут процессы денатурации гумусовых веществ. Своеобразный синусоидальный процесс изменения гидротермического режима, обусловленный благоприятным сочетанием факторов почвообразования, создает уникальные условия для яркого проявления гумусово-аккумулятивного процесса.

Богатство опада растительности черноземной зоны кальцием приводит к непрерывному образованию в почвах биогенного кальция и к его миграции в форме бикарбоната. Черноземы лесостепи характеризуются периодически промывным типом водного режима. Наиболее глубокое промачивание почв происходит раз в 10–14 лет до уровня грунтовых вод в период весеннего снеготаяния. С нисходящим током воды выносятся растворимые вещества, прежде всего бикарбонат кальция, однако весной его содержание в почве невелико, так как относительно низкие температуры подавляют биологическую активность, в почвенном воздухе содержание СО2 понижено и растворимость карбонатов мала. Поэтому вынос Са (НСО3)2 из карбонатного горизонта невысокий. Летом вследствие дессукции и отчасти физического испарения в почве идут восходящие токи. Количество воды, перемещающейся вверх, меньше, чем нисходящий поток весной. Однако восходящие растворы обогащены Са (НСО3)2, так как летом содержание СО2 в почвенном воздухе из-за активизации биологической деятельности высокое и соответственно выше растворимость карбонатов. Восходящими токами в среднюю часть профиля возвращается гидрокарбонат кальция, вынесенный весной, чем и поддерживается существование карбонатного горизонта и высокое содержание Са(НСО3)2 в почвенном растворе (рис. 114).

Рис. 114. Новообразования карбонатов в почве (прожилки и трубочки) (Строганова, 2010)

Степные целинные черноземы обладают непромывным типом водного режима. В этих черноземах миграция карбонатов менее выражена, их вынос ослаблен.

Миграция карбонатов в профиле черноземов обеспечивает высокую степень насыщенности коллоидов кальцием, формирование гуматно-кальциевого гумуса, нейтральную и слабощелочную реакцию среды, наличие карбонатного горизонта и в целом стабильность почвенной массы чернозема.

Наиболее благоприятные условия черноземообразования создаются в южной части лесостепной зоны в подтипе чернозем типичный, где формируется максимальное количество растительной массы и наилучшим образом складывается гидротермический режим.

К югу нарастает дефицит влаги, снижается количество поступающего опада в почву, ухудшается его азотно-зольный состав, а также уменьшается глубина проникновения корневых систем растений в почву. Все это определяет и менее интенсивный процесс гумусонакопления с продвижением к югу зоны распространения черноземов.

Роль биологического круговорота в формировании свойств чернозема определяется не столько химическим составом растений степи, сколько его высокой интенсивностью (большим количеством ежегодно обращающихся элементов), поступлением основной массы опада внутрь почвы, активным участием в разложении органического вещества бактерий, актиномицетов, беспозвоночных животных, для которых благоприятен биохимический состав опада и общая биоклиматическая обстановка.

Большую роль в формировании свойств черноземных почв играет мезофауна, особенно велика роль дождевых червей. Их численность в профиле типичных черноземов достигает 100 и более на 1 м2. При таком количестве дождевые черви ежегодно выбрасывают на поверхность до 200 т почвы на 1 га. В результате суточных и сезонных миграций они проделывают большое количество ходов. Вместе с отмершими частями растений дождевые черви захватывают частицы почвы и образуют в процессе переваривания прочные глинно-гумусовые комплексы, выбрасываемые в форме капролитов. По мнению Высоцкого, черноземы обязаны в значительной степени дождевым червям своей зернистой структурой.

Целинная степь была местом обитания большого количества позвоночных. Наибольшую численность и значение имели землерои (суслики, слепыши, полевки, сурки и т. д.), которые перемешивали и выбрасывали на поверхность большое количество земли. Устраивая в почве норы, они образовывали кротовины — ходы, засыпанные массой верхнего гумусного слоя. Благодаря перемешиванию почвы, грызуны постепенно обогащали гумусовые горизонты карбонатами, чем замедляли процесс выщелачивания, а глубокие горизонты — гумусом, что приводило к опусканию границы гумусового горизонта. Таким образом, их деятельность способствовала формированию наиболее характерных свойств черноземов.

География почв. Почвы России. Учебник

Учебник «География почв. Почвы России» дает представление об основных типах почв и особенностях их географического расположения. Основой учебника является курс лекций «География почв», который читается автором в Тимирязевской академии более 25 лет. Материал излагается в соответствии со схемой почвенно-географического районирования РФ. Приводятся характеристика наиболее распространенных типов почв, условий почвообразования, их генетические, региональные особенности и возможности хозяйственного использования. В процессе изучения дисциплины студент получает знания о географическом распространении типов и подтипов почв, строении их почвенного профиля, представления о почвообразовательных процессах и особенностях их проявления в зависимости от факторов почвообразования, большое внимание уделяется морфологической и аналитической диагностике почв. Название почв приводятся на основе наиболее распространенных национальных классификационных построений («Классификация и диагностика почв СССР» (1977) и «Классификация и диагностика почв России» (2004)), а также Мировой коррелятивной базы почвенных ресурсов — WRB (World Reference Base for Soil Resources), которые широко используются в настоящее время.
Учебник предназначен для студентов, бакалавров, магистров, аспирантов, научных работников, специалистов-почвоведов.

Наука Наумов В.Д. География почв. Почвы России. Учебник

Наука Наумов В.Д. География почв. Почвы России. Учебник

Учебник «География почв. Почвы России» дает представление об основных типах почв и особенностях их географического расположения. Основой учебника является курс лекций «География почв», который читается автором в Тимирязевской академии более 25 лет. Материал излагается в соответствии со схемой почвенно-географического районирования РФ. Приводятся характеристика наиболее распространенных типов почв, условий почвообразования, их генетические, региональные особенности и возможности хозяйственного использования. В процессе изучения дисциплины студент получает знания о географическом распространении типов и подтипов почв, строении их почвенного профиля, представления о почвообразовательных процессах и особенностях их проявления в зависимости от факторов почвообразования, большое внимание уделяется морфологической и аналитической диагностике почв. Название почв приводятся на основе наиболее распространенных национальных классификационных построений («Классификация и диагностика почв СССР» (1977) и «Классификация и диагностика почв России» (2004)), а также Мировой коррелятивной базы почвенных ресурсов — WRB (World Reference Base for Soil Resources), которые широко используются в настоящее время.
Учебник предназначен для студентов, бакалавров, магистров, аспирантов, научных работников, специалистов-почвоведов.

Источник