География серых лесных почв

Вопрос 72. Серые лесные почвы.

Географическое положение. Серые лесные почвы образуются в зеленых массивах, где произрастают широколиственные породы. Природная зона их расположения — территория умеренного континентального климата. Это районы, где наблюдается увеличенное количество солнечных дней и отсутствуют обильные осадки.

Серые лесные почвы располагаются на обширных территориях России. Это лесостепные зоны, граничащие на севере с таежными районами, а на юге – со степной областью. Серые лесные почвы, находящиеся на территории России, представляют собой сплошную полосу в европейской части страны. Они встречаются в обширной зоне от украинской границы до Уральских гор. Захватывают серые лесные почвы и территорию, расположенную несколько восточнее, до самого Алтая. Это зона Западно Сибирской низменности. Территория серых почв — это 3,5% от всей площади РФ.

Рельеф. Характер ландшафта территории нахождения серых почв является равнинным. В европейской части лесостепей это равнина увалистая и волнистая. В азиатской, кроме того, еще и с плоскими зонами. В лесостепях наблюдается целая сеть оврагов и балок. Такой рельеф также влияет на характеристику серых почв, поскольку благодаря ему происходит естественная дренированность территории.

Серые лесные почвы.Почвенный покров лесостепной зоны представлен следующими наиболее распространенными типами и подтипами почв: черноземами типичными, черноземами оподзоленными, черноземами выщелоченными, черноземами реградированными, серыми, светло и темно-серыми лесными почвами. Остальные типы почв занимают незначительные площади.

Происхождение (генезис) Серые лесные почвы формируются под широколиственными лесами в сухом умеренно континентальном климате. Отсутствие обильных осадков, увеличение количества солнечных дней, редколесье приводят, с одной стороны, к уменьшению процессов оподзоливания почвы, а с другой — ускоряет и усиливает процесс образования дерна.

Клен, дуб, липа и другие породы деревьев, составляющих основу широколиственных лесов, активно потребляют кальций, магний и кремнезем. При этом более сухой климат и как следствие — высохшие верхние слои почвы способствуют активному развитию аэробных бактерий, которые участвуют в процессе минерализации почвы. Образующиеся в ходе гниения травы и лиственного опада гуминовые кислоты, взаимодействуя с кальцием и магнием, дают нерастворимые в воде соединения, которые из-за отсутствия обильных осадков не вымываются из верхнего слоя почвы, а накапливаются в нем, образуя гумус. Благодаря высокой массе опада лиственных деревьев определенные свойства имеют серые лесные почвы. Характеристика их состава указывает на высокое содержание зольных элементов и кальция. Все эти вещества поступают в почву с опадом, масса которого, по данным ученых, составляет от 70 до 90 центнеров на гектар.

При этом большое количество получающихся в процессе химических реакций щелочных оснований приводит к уменьшению кислотности почвы и ослабляет процесс оподзоливания. Мощный слой перегноя, в свою очередь, способствует формированию особой зернистой структуры почвы, которая остается устойчивой даже во время проливных дождей. Серый же цвет придает почве накопление кремнезема в ее верхних слоях, которое происходит в ходе вымывания и накопления соединений железа в нижних слоях.

В условиях травянистых широколиственных лесов в земле происходит два главных процесса. Без них не смогли бы сформироваться серые лесные почвы. Характеристика образующего слоя напрямую связана с данными процессами.

Первый из них протекает под влиянием нисходящего тока воды от выпадающих на землю атмосферных осадков. Результатом данного процесса является вынесение продуктов почвообразования и их выветривание в нижние горизонты пород. Все эти вещества переходят в слои суглинков. Второй, не менее важный процесс, связан с тем, что серые лесные почвы образуются под лиственными деревьями и травами. Отмершая растительность, богатая минеральными веществами, откладывается в верхнем горизонте в виде органических остатков. При этом в поверхностных слоях почвы образуется гумус. Этот слой богат органоминеральными веществами, связанными с кальцием. В малой степени в лесостепях проходит и подзолообразовательный процесс. Он обогащает верхние слои почвы полуторными окислами и окислами магния, кальция и многих других элементов.

Структура серых лесных почв в основном характерна 5 слоями. Верхний 3-сантиметровый слой представляет собой лесную подстилку из опада и неперегнивших остатков травы. Далее идет 12-сантиметровый серый зернистый слой перегноя рыхлой структуры. За ним следует почти такой же толщины слой светло-серого или орехового цвета, содержащий включения гумуса и кремнезема, после которого идет еще более бурый, нередко с глянцевыми вкраплениями слой, аккумулирующий органоминеральные соединения железа, под которым находится желто-бурый слой материнской породы.

В зависимости от характера протекания процессов оподзоливания в серых лесных почвах выделяют 3 основных типа серых лесных почв: светлосерые, в которых процесс оподзоливания проявляется в большей степени; серые, в которых подзолистого слоя практически не наблюдается; и темно-серые почвы, в которых гумус содержится не только в верхнем слое, но и в более глубоких горизонтах. Благодаря большому содержанию перегноя серые почвы окрашиваются в более темный цвет.

Для темно-серых почв также характерно наличие большего количества перегноя; благодаря процессам разложения травы и листового опада гуминовые кислоты превосходят фульвокислоты, в верхних слоях почвы происходит накопление кальция, почвы значительно больше насыщены основаниями. В зависимости от содержания в почвах гумуса можно говорить о маломощных, среднемощных и мощных серых лесных почвах.

Светло-серые лесные почвы залегают на наиболее возвышенных элементах рельефа и внешне похожи на дерново-подзолистые, но отличаются от них наличием хорошо выраженного горизонта вымывания — иллювиального горизонта.

Перераспределение илистых частиц по профилю достигает 15—25 % между верхним и иллювиальным горизонтами. Светло-серые лесные почвы преимущественно легкосуглинистого и супесчаного механического состава. Объемная плотность пахотных слоев колеблется в пределах от 1,20 до 1,40 г/см 3 , объемная масса иллювиального горизонта достигает 1,50—1,70 г/см 3 . Максимальная гигроскопичность в пахотном слое колеблется от 2,0 до 3,5 %, а в иллювиальном — увеличивается до 5,5—9,5 %. Запасы влаги при ППВ (наименьшей, или предельной полевой влагоемкости) составляют 150—180 мм в метровом слое.

Неблагоприятные физические свойства светло-серых почв связаны с почти полной бесструктурностью и неглубоким залеганием очень диспергированного, практически бесструктурного иллювиального горизонта, который затрудняет аэрацию почвы, снижает ее водопроницаемость и увеличивает количество связанной влаги. Описываемые почвы сильно заплывают, на них образуется мощная корка, относятся они к тяжелым — трудно поддаются обработке. Однако, несмотря на ряд неудовлетворительных свойств, при систематическом удобрении, тщательном известковании в системе севооборотов на них можно получать достаточно высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур.

Светло-серые лесные почвы кислые, рН верхнего гори зонта 5,1—5,6, гидролитическая кислотность 1,7—2,8 мг-экв на 100 г почвы, сумма поглощенных оснований колеблется соответственно от 6,9 до 8,8 % мг-экв на 100 г почвы. Бедны они и питательными веществами. Особенно мало азота — от сотых долей процента до 0,15 %. Режим доступных растениям форм азота, в частности нитратов, неблагоприятный. Запасы фосфора незначительны (0,05—0,012 %), однако этот элемент в них в связи с повышенной кислотностью почвенной среды более доступен растениям, чем в черноземах. Обеспеченность калием низкая и средняя.

Серые лесные почвы по морфологическим признакам проявления подзолистого и дернового процессов, а также по другим свойствам они занимают промежуточное положение между светло-серыми и темно-серыми лесными почвами. По сравнению со светло-серыми почвами подзолистый процесс у них ослаблен, а дерновый не достиг еще той интенсивности, которая характерна для темно-серых почв.

Эти почвы характеризуются четкой дифференциацией профиля по подзолистому типу, но в отличие от светло-серых лесных почв в них элювиальный горизонт выражен слабо, гумусово-аккумулятивный — более мощный (до 35 см) и окраска его более темная. Разница в содержании илистой фракции между верхним и иллювиальным горизонтами достигает 20 % и более. На глубине 120—140 см, а в западных районах глубже залегает карбонатный горизонт, который вскипает при воздействии на него соляной кислотой.

Механический состав серых лесных почв — от супесчаного до суглинистого. Объемная плотность пахотных слоев колеблется в пределах от 1,32 до 1,40 г/см 3 а иллювиального— 1,45—1,50 г/см З . По сравнению со светло-серыми лесными почвами они более влагоемки, запасы влаги при ППВ составляют 165—200 мм.

Содержание гумуса в верхнем пахотном слое колеблется в пределах 1,5—0,3 %, в целинных — 4—6 %, В составе гумуса преобладают фульвокислоты.

Кислотность почв сильно варьирует, находясь в зависимости от степени выщелоченности, механического состава и характера использования (рН 4,6—6,4). Пахотные угодья, как правило, менее кислые, чем целинные. Степень насыщенности основаниями 75—90 %, гидролитическая кислотность 1,5—5,5 мг-экв на 100 г почвы.

По сравнению со светло-серыми лесными почвами серые лесные почвы лучше обеспечены питательными веществами и выше их по плодородию, однако общий уровень обеспеченности средний и ниже среднего. Как правило, серые лесные почвы содержат в достаточном количестве микроэлементы (марганца 386—900 мг/кг; бора 11—45, цинка 20—74 мг/кг).

Темно-серые лесные почвы распространены в зоне Лесостепи неравномерно и сосредоточены преимущественно на правобережье вдоль края высоких правобережий рек, главным образом на пониженных участках склонов.

В своем развитии эти почвы пережили две фазы — степную (черноземную) и последовавшую за ней лесную (подзолистую). Лесная фаза у них была более длительной, чем у черноземов оподзоленных, что нашло отразилось на строении профиля. О двух фазах в развитии характеризуемых почв свидетельствует их расположение в природе. Темно-серые лесные почвы окаймляют массивы серых лесных почв, а сами окружены черноземами оподзоленными, которые граничат непосредственно с черноземами типичными.

Признаки оподзоливания по сравнению с серыми лесными почвами выражены слабо, зато процессы аккумуляции гумуса значительны. В связи с этим в профиле четко выделяются гумусово-аккумулятивный со слабыми признаками элювиальных процессов мощностью 30-40 см; гумусово-иллювиальный горизонт А₂В мощностью 20-30 см.

Передвижение коллоидов по профилю выражено в меньшей степени. Разница в содержании тонкодисперсных частиц в гумусово-аккумулятивном горизонте и гумусово-иллювиальном составляет 6-18 %. Темно-серые лесные почвы более структурны, хотя структура отличается очень низкой водопрочностью.

Объемная плотность пахотного слоя колеблется от 1,20 до 1,42 г/см 3 , в иллювиальном — 1,40-1,50 г/см З ; максимальная гигроскопичность 3,7-5,1 % в пахотном слое и 5,1-10,7 % — в иллювиальном.

Наименьшая влагоемкость (ППВ) в зависимости от механического состава в пахотном слое составляет 20-30 %, постепенно снижаясь по профилю, и в породе колеблется от 17 до 24 %. Количество продуктивной влаги в метровом слое 150-175 мм.

Содержание гумуса в пахотных почвах 2,0-4,9, в целинных — 6-10% Сумма поглощенных оснований — 12- 22 мг-экв на 100 г почвы; гидролитическая кислотность 1,0-3,7 мг-экв на 100 г почвы; обменная кислотность 5,5-6,0; степень насыщенности основаниями 80-95 %.

Питательных веществ в темно-серых лесных почвах больше, чем в серых лесных: валового азота — 0,14-0,19 %; фосфора — 0,10-0,25 и калия — 2,0-2,4 %. Степень обеспеченности подвижными питательными веществами средняя и высокая.

В сельскохозяйственном отношении серые лесные почвы представляют собой наиболее важный ресурс для развития всех отраслей растениеводства. Большая часть серых и темно-серых почв лесостепной зоны засеяна пшеницей или занята картофелем, подсолнечником и сахарной свеклой. Не менее хорошо на этих почвах растут кукуруза, лен, огурцы и другие овощные культуры.

Светло-серые почвы как наиболее бедные с точки зрения содержания азота, калия и фосфора нуждаются в дополнительной подкормке соответствующими типами удобрений, а повышенную кислотность устраняют известкованием. Наиболее ценные темно-серые лесные почвы требуют проведения мероприятий по предупреждению выветривания и образования оврагов; в этом случае лучшим средством остается высадка защитных лесополос, которые дополнительно помогают решить проблему удержания зимой снега на полях. Кроме того, проводят мероприятия по удержанию дождевой влаги, для чего создают водозадерживающие валы, а на склонах распахивают земли только поперек них.

Мощный плодородный пахотный слой создается при помощи внесения удобрений и травосеяния. Это улучшает физические характеристики и режим питания почв, а также снижает способность к образованию корки на поверхностном слое. К тому же земли с повышенной кислотностью для улучшения их характеристик подвергают известкованию. Процесс окультуривания лесных серых, а также светло-серых почв возможен и при углублении пахотного слоя. Это мероприятие сопровождают внесением удобрений. В случае необходимости проводят и известкование земель. Плодородие темно-серых почв повышают систематическим внесением удобрений. А для устранения их повышенной гидролитической кислотности используют фосфоритную муку. Сельскохозяйственное использование серых почв должно сопровождаться противоэрозийными мероприятиями. Особенно это касается европейской территории лесостепной зоны. Для принятия таких мер обрабатывают почву поперек склона, устраивают земляные гребни и так далее.

Источник

Серые лесные почвы

Се́рые лесны́е по́чвы формируются в лесостепной зоне в условиях периодически-промывного водного режима под пологом широколиственных (дубовые с примесью липы, клёна, ясеня), смешанных (берёзовые с примесью пихты и сосны или сосново-берёзовые с примесью лиственницы) или мелколиственных (берёзовые с примесью осины) лесов с разнообразной и обильной травяной растительностью.

В целом, широко распространены в умеренном поясе Северного полушария. Материнские породы представлены: в Европейской части России — лёссами, лёссовидными и покровными суглинками, иногда — моренными отложениями; в Западной и Восточной Сибири — преимущественно лёссовидными суглинками и глинами. Рельеф — волнистый, сильно и глубоко расчленённый водной эрозией в Европейской части; равнинный — в Западной Сибири; полого-увалистый, либо бугристый микро- и мезорельеф — в Восточной Сибири.

Содержание

Генезис

Изучение генезиса серых лесных почв связано в России с именами В. В. Докучаева, С. И. Коржинского, В. И. Талиева, В. Р. Вильямса, И. В. Тюрина и других учёных. В. В. Докучаев (1883) считал, что серые лесные почвы сформировались как самостоятельный зональный тип под травянистыми широколиственными лесами (дубравами) лесостепной зоны. С. И Коржинский (1887) развил гипотезу об образовании серых лесных почв в результате деградации (ухудшения свойств) чернозёмов при воздействии на них леса.

В противоположность гипотезе С. И. Коржинского В. И. Талиев и П. Н. Крылов разработали теорию образования серых лесных почв в результате проградации (улучшения свойств) почв, ранее развивавшихся по подзолистому типу при смене биоклиматических условий. Близкое суждение об образовании серых лесных почв высказывал В. Р. Вильямс. Исследования И. В. Тюрина (1935) показали, что серые лесные почвы восточных районов европейской территории зоны образовались вследствие эволюции почв типа дерново-глеевых при изменении их водного режима в результате развития дренированности территории овражно-балочной сетью и речными долинами.

Все рассмотренные теории отражают возможные пути образования серых лесных почв в разных физико-географический условиях, обеспечивающих формирование довольно хорошо гумисированного профиля с признаками оподзоленности. Современное понимание генезиса серых лесных почв заключается в том, что этот тип почв сформировался под преобладающим влиянием дернового процесса в сочетании со слабым развитием подзолистого процесса при участии лессиважа [1] .

Морфология

• A₀ — лесная подстилка, маломощная (до 3—5 см).
• A₁ — гумусовыйгоризонт серого цвета, комковато-мелкозернистой или комковато-зернисто-пылеватой структуры, маломощный (15—30 см), густо пронизан корнями растений, образующими в верхней части дернину.
• A₁A₂ — гумусово-элювиальный горизонт, светло-серого цвета, комковатой или комковато-плитчатой структуры, с обильной белёсой кремнезёмистой присыпкой; в тёмно-серых лесных почвах может отсутствовать.
• BA₂[2] — элювиально-иллювиальный горизонт серовато-бурого или серовато-коричневого цвета, мелкоореховатой структуры, поверхность отдельностей покрыта слоем кремнезёмистой присыпки.
• B — иллювиальный горизонт, буровато-коричневого цвета, хорошо выраженной ореховатой или призмовидно-ореховатой структуры. Поверхность отдельностей покрыта тёмно-бурыми или тёмно-коричневыми глянцевидными плёнками органического или органоминерального состава. По степени выраженности названных признаков может подразделятся на горизонты B₁ и B₂.
• BС_(к) — переходный горизонт от иллювиального к материнской породе. Характеризуется меньшим количеством иллювиальных плёнок, менее чёткой структурой и меньшей плотностью, чем горизонт B. Часто присутствуют новообразования карбонатов в виде псевдомицелия, журавчиков, белоглазки и нечётких пятен.
• С_к — материнская порода.

Свойства

Классификация

Согласно Классификации почв СССР 1977 года, тип серых лесных почв подразделяется на три подтипа:

• Светло-серые лесные: гумусовый горизонт маломощный — 15—20 см, светло-серого цвета, как и гумусово-элювиальный, отличающийся сланцеватой или плитчатой структурой; иллювиальный горизонт хорошо выражен, очень плотного сложения, ореховатой структуры. Содержание гумуса от 1,5—3 % до 5 %, в его составе преобладают фульвокислоты, что обусловливает кислую реакцию почв данного подтипа. В целом, по морфологическим признакам и свойствам близки к дерново-подзолистым почвам.
• Серые лесные: дерновый процесс выражен сильнее, а подзолистый — слабее, нежели в светло-серых. Гумусовый горизонт серого цвета, мощностью 25—30 см, содержание гумуса — от 3—4 % до 6—8 %, в его составе незначительно преобладают гуминовые кислоты. Почвенный раствор имеет кислую реакцию среды. Элювиально-иллювиальный горизонт может быть не выражен.
• Тёмно-серые лесные: среди серых лесных почв выделяется наиболее интенсивным дерновым процессом и наименее — подзолистым (кремнезёмистая присыпка необильная, иногда может вообще отсутствовать). Мощность гумусового горизонта — до 40 см, содержание гумуса — от 3,5—4 % до 8—9 %, гуминовые кислоты преобладают над фульвокислотами. Реакция среды — слабокислая. Характерно наличие новообразований кальция на глубине 120—150 см.

• Обычные
• Остаточно-карбонатные
• Контактно-луговатые
• Пестроцветные
• Со вторым гумусовым горизонтом

Разделение на виды производится по:

• глубине вскипания
  • высоковскипающие (выше 100 см)
  • глубоковскипающие (глубже 100 см)
• мощности гумусового горизонта (A₁+A₁A₂)
  • мощные (>40 см)
  • среднемощные (40—20 см)
  • маломощные ( Сельскохозяйственное использование

    Серые лесные почвы активно используются в сельском хозяйстве для выращивания кормовых, зерновых и плодо-овощных культур. Для повышения плодородия применяют систематическое внесение органических и минеральных удобрений, травосеяние и постепенное углубление пахотного слоя. В связи со слабовыраженой способностью серых лесных почв к накоплению нитратов [4] , азотные удобрения рекомендуется вносить в ранневесенний период.

    Отличаются довольно высоким плодородием и при правильном использовании дают хорошие урожаи сельскохозяйственных культур. Особое внимание в зоне серых лесных почв необходимо обратить на мероприятия по борьбе с водной эрозией, так как она охватила большие площади пахотных земель. В некоторых провинциях эродированные в разной степени почвы составляют 70-80% площади пашни. В результате недостаточного внесения органических удобрений содержание гумуса в пахотном слое серых лесных почв уменьшается. Для оптимального содержания гумуса должны вносится органические удобрения. Среднеежегодная доза – 10 т на 1 га пашни, что достигают использованием навоза, торфа, различных органических компостов, сидератов, соломы и других органических материалов.. Важным мероприятием при земледельческом использовании серых почв является известкование. При известковании нейтрализуется избыточная кислотность серых лесных почв и улучшается поступление питательных веществ в корни растений. Известь мобилизует фосфаты почвы, что приводит к увлечению доступного для растений фосфора; при внесении извести возрастает подвижность молибдена, усиливается микробиологическая деятельность, увеличивается уровень развития окислительных процессов, больше образуется гуматов кальция, улучшаются структура почв, качество растениеводческой продукции Большинство серых лесных почв содержит недостаточное количество усвояемых форм азота, фосфора и калия, поэтому применение минеральных удобрений является мощным фактором повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Существенное значение для повышения плодородия серых лесных почв имеет регулирование их водного режима.

    Источник: Учебник В. П. Ковриго, И. С. Кауричев, Л. М. Бурлакова «Почвоведение с основами геологии»

    Источник