Глееватые почвы что это такое

Глей, глеевый горизонт — горизонт почвенного профиля, характеризующияся зелёной, голубой, сизой или неоднородной сизо-ржавой окраской, бесструктурностью и низкой порозностью. Традиционно обозначается буквой G. Горизонты иного типа, имеющие лишь отдельные признаки оглеения, называются глееватыми и при обозначении отмечаются индексом g.

Содержание

Генезис

Развивается в различных переувлажнённых, заболоченных и болотных почвах в горизонтах с затруднённым доступом или без доступа кислорода (под влиянием грунтовых или поверхностных вод). Образуется в результате оглеения — сложного комплекса процессов, преимущественно микробиологической и биохимической природы, включающего:

Восстановление минеральных и органических веществ с образованием легкоподвижных форм закиси железа, марганца, алюминия и других элементов, накапливающихся в почве;
Трансформацию гуминовых кислот в фульвокислоты;
Подкисление реакции почвы с вхождением в поглощающий комплекс двухвалентного железа, водорода, алюминия;
Разрушение алюмосиликатов с образованием глинистых минералов, содержащих двухвалентное железо,

и ряд других явлений.

Типы глеевых горизонтов

Выделяется ряд типов глеевых горизонтов в зависимости от их происхождения и свойств.

Следующие типы формируются при переувлажнении почв грунтовыми водами:

Глей (грунтово-глеевый горизонт, гидрологический глей, ортоглей, эндоглей) формируется при грунтовом заболачивании почв. Окраска голубоватая, сизая, серовато-сизая, часто с ржавыми пятнами или крапинками. При воздействии атмосферы цвет не меняется.

Болотный глей (вивианитово-глеевый горизонт, ортоглей) образуется в болотных почвах при обильном торфонакоплении. Для данного горизонта характерна синяя или голубая окраска, при контакте с атмосферой быстро переходящая в бурую.

Маршевый глей (глауконитово-глеевый горизонт) встречается в пойменных, плавневых и маршевых почвах. Окрашен в зеленоватые и оливковые тона, при воздействии атмосферного воздуха цвет горизонта меняется слабо.

Склоновый глей (висячий глей, амфиглей, эклиглей) формируется на месте выхода верховодки или грунтовых вод.

Возможно также переувлажнение почв атмосферными осадками, вызванное наличием в почве водоупорного горизонта, над которым в определённые периоды застаивается влага. Одним из примеров подобного явления является мерзлотный глей (надмерзлотно-глеевый горизонт, криоглей), образующийся над многолетней мерзлотой, являющейся водоупором. Он отличается чётким делением на нижний восстановленный полностью сизый и верхний ржаво-бурый окисленный слои.

Более широко распространён внутрипочвенный глей (почвенный глей, псевдоглей, параглей). Он формируется на верхней границе горизонта более тяжёлого гранулометрического состава, выступающего в качестве водоупора. В зависимости от происхождения этого водоупорного горизонта, выделяют псевдоглей первичный (почва сформировалась на исходно двучленной породе и унаследовала свои гидрологические свойства от неё) и вторичный (водоупор сформировался в результате процессов почвообразования, обычно это иллювиальный горизонт сильно дифференцированных почв).

Поскольку переувлажнение в этом случае имеет сезонный характер и сменяется промыванием и иссушением горизонта, оглеение сопровождается элювиальными процессами выноса разрушенных минеральных соединений. В таком случае говорят о псевдооглеении. Чередование окислительных и восстановительных условий, вызывающее изменение подвижности железа и марганца, приводит к их сегрегации, морфологически проявляющейся в возникновении пёстрой, мраморовидной, сизовато-белёсой с ржавыми пятнами окраски, а также железо-марганцевых конкреций размером до 1 см. В горизонте возможно наличие плитчато-глыбистой структуры, нередки реликтовые признаки подзолистого, лессивированного или осолоделого горизонта, по которому развивается оглеение.

В случае общей слабой водопроницаемости почв, обилии осадков, малом испарении и большой влагоёмкости подстилки образуется атмосферный глей (климатический глей, стагноглей, экзоглей). Он залегает непосредственно под подстилкой и имеет свойства гумусового или элювиального горизонта.

Особо выделяется серный глей (сульфидно-глеевый горизонт), формирующийся в переувлажнённых почвах, в профиле которых есть сульфаты. При оглеении сульфаты превращаются в сульфиды (см. анаэробное дыхание), в результате чего горизонт приобретает запах сероводорода, серый, серо-сизый или оливково-серый цвет. После осушения окраска становится пёстрой с жёлтыми пятнами ярозита («кошачья глина»).

Рисовый глей образуется в затопленных почвах рисовников. Для него характерно, во-первых, развитие по профилю какой-либо уже сформировавшейся почвы, а во-вторых, разделение её профиля на восстановленную толщу и окисленные плёнку у поверхности (толщина 2-3 мм), пятна вокруг крупных пор с защемлённым воздухом и вдоль корней. Туда стягиваются подвижные восстановленные железо и марганец, окисляются и осаждаются, образуя охристые пятна и прожилки. Такая почва при высыхании начинает растрескиваться, на старых рисовниках образуется полигональная трещиноватость. Со временем минеральная часть полностью разрушается, железо и марганец сегрегируются в конкреции, происходит остаточное накопление кремнезёма и образуется «рисовый подзол».

Глеевые почвы

Классификация почв России 2004 года выделяет отдел глеевых почв в стволе постлитогенных. Данные почвы диагностируются по наличию глеевого горизонта, залегающего непосредственно под органогенным. Органогенный горизонт может быть в зависимости от условий формирования представлен как подстилкой, торфяным или перегнойным горизонтом, так и гумусовым горизонтом с содержанием гуматного гумуса 12-15%. Его характер используются для разделения большей части типов отдела.

Наиболее распространены данные почвы в тундровой, лесотундровой и таёжной зонах (глеезёмы, торфяно-глеезёмы), южнее до степной зоны встречаются в замкнутых понижениях рельефа, на речных террасах, под луговой и лугово-болотной растительностью, заболоченными лесами (перегнойно-глеевые, перегнойно-гумусовые глеевые, тёмногумусово-глеевые).

Выделяется также несколько типов освоенных глеевых почв (агроторфяно-глеезёмы, агротёмногумусово-глеевые и др.).

Мелиорация

Глей оказывает вредное воздействие на подавляющее большинство диких и культурных растений. Мелиорация оглеенных почв в первую очередь включает их осушение — снижение уровня грунтовых вод и сброс избыточных поверхностных вод.

Изучение

Термин «глей» впервые введён в научную литературу русским учёным Г. Н. Высоцким (1905) и стал в почвоведении международным. В изучение процесса глееобразования большой вклад внес профессор МГУ им. М.В. Ломоносова Ф.Р. Зайдельман.

Источник

Глееватые почвы что это такое

Все почвы отдела имеют диагностический глеевый горизонт G – результат восстановительной мобилизации оксида железа в условиях застоя влаги. Его причинами может быть повышенное атмосферное увлажнение при наличии водоупора, либо близкое залегание грунтовых вод. Глеевый горизонт окрашен в «холодные» сизые, голубые или зеленоватые тона ( 1 ) и сменяется оглеенной минеральной толщей породы, в т.ч. с мерзлотой, либо криометаморфическим горизонтом. При высыхании глеевого горизонта, его основная масса становится желто-белесой ( 2 ). В глеевом горизонте часто отмечаются признаки окисления оксидов железа в виде ржавых и черно-ржавых пятен, каемок, корневых трубочек, мраморовидной окраски. Для диагностики горизонта используются полевые химические тесты (α-α-дипиридил или красная кровяная соль, дающие розовое или яркосинее окрашивание при наличии Fe 2+ ( 3 )).

В профиле почвы над глеевым горизонтом обычно залегает органогенный или гумусовый.

Почвы отдела формируются практически на любых рыхлых почвообразующих породах в широком спектре природных условий – от тундры до лесостепи и образуют две общности – глееземы и глеевые почвы, различающиеся характером верхнего горизонта. В глееземах тундры и большей части тайги формируются грубые органогенные горизонты (подстилочно-торфяный, торфяный), в условиях более теплого климата глеевые почвы имеют темногумусовые, перегнойные и дерновые горизонты.

Диагностика. В профиле присутствует подстилочно-торфяный горизонт и сизый, зеленовато- или голубовато-серый глеевый ( 4 ). Цвет глеевого горизонта варьирует в разных регионах, как и доля окисленных участков в его пределах или на границах с соседними горизонтами, однако верхняя его часть обычно прокрашена потечным органическим веществом. Горизонт бесструктурный, насыщен водой, часто плывунный и/или тиксотропный, нередки признаки криотурбаций, которые проявляются в виде волнистого или вихревого рисунка в массе гоизонта ( 5 ). При наличии окислительных барьеров, связанных с промерзанием, на них осаждаются оксиды железа, которые образуют охристо-ржавую кайму на верхней и нижней границах глеевого горизонта ( 6 ). Подстилочно-торфяный горизонт может иметь в нижней части прослойку грубогумусового или перегнойного материала.

Физические свойства. Почвы постоянно переувлажнены, поскольку верхняя граница многолетней или длительной сезонной льдистой мерзлоты обычно находится в пределах почвенного профиля и служит водоупором. Переувлажнение способствует проявлению тиксотропии – сильному уплотнению минеральной массы при высыхании или механическом воздействии. Глеевому горизонту свойственна низкая порозность, связность, плывунность и высокая объемная масса.

Химические свойства. Глееземы отличаются слабокислой или кислой реакцией с повышением значений рН вниз по профилю; в случае карбонатности пород возможна нейтральная реакция. Органическое вещество фульватного состава. Характерно образование восстановленных форм железа и их миграция, в результате чего глеевый горизонт оказывается обедненным несиликатным железом; вместе с тем, мерзлотные процессы приводят к заметной хемогенной неоднородности по оксиду железа. Переход железа в подвижные формы ограничивается низкой микробиологической активностью.

Область распространения и варианты. В европейской России формируются в типичной тундре ( 7, 8 ), локально (в относительно влажных условиях) в арктической тундре, в Сибири – в тундре и лесотундре под лишайниково-мохово-кустарничковыми сообществами, ерником и редколесьем на породах различного гранулометрического состава (за исключением песков). Сезонные циклы промерзания/оттаивания приводит к образованию пятнисто-бугорковатого микрорельефа: вспучиванию грунта с образованием бугров и пятен с изреженной растительностью, солифлюкционных террас, каменных полос, реже – полигонов ( 9 ).

В зависимости от локальных условий дренированности и особенностей мерзлотных режимов, глееземы представлены подтипами с разными формами железистых новообразований или их комбинациями с криотурбированными ( 10 ).

Место в составе почвенного покрова. Глееземы образуют в тундрах криогенные комплексы различного геометрического рисунка (пятнистые, бугорковатые, полигональные с торфяно-глееземами и со слабо заросшими или голыми пятнами; площадь, занимаемая пятнами, пропорциональна степени суровости климата. В ареалах глееземов встречаются также торфяные почвы, в лесотундре и северной тайге – криометаморфические почвы, а в сибирских ареалах – криоземы, которые тяготеют к более дренированным позициям.

Использование и ограничения. Глееземы – компоненты очень чувствительных тундровых и лесотундровых экосистем. Строительство трубопроводов и других инженерных сооружений, использование гусеничного транспорта часто приводит к необратимым нарушениям почвенного покрова, восстановление которого происходит крайне медленно. Любое освоение территорий с глееземами вызывает деградацию мерзлоты, термокарст и другие неблагоприятные изменения окружающей среды.

Физические свойства. Почвы постоянно водонасыщены, поскольку находятся в аккумулятивных позициях в ландшафте, а в тундре и северной тайге подстилаются многолетней или длительной сезонной мерзлотой. Как и в глееземах, глеевые горизонты бесструктурны, имеют высокую объемную массу, бывают тиксотропны.

Химические свойства. Торфяно-глееземы имеют кислую или слабокислую реакцию, величины рН повышаются вниз по профилю. Торфяно-глееземы обеднены несиликатными формами железа, хотя по сравнению с глееземами, содержат много органо-железистых соединений и часто характеризуются повышенным содержанием гумуса в минеральной толще.

Область распространения и варианты. В европейской России формируются в типичной тундре, локально (в относительно влажных условиях) в арктической тундре, в Сибири – в тундре, лесотундре и северной тайге ( слайды с ландшафтами: 7, 8, 12, 13 ) на породах различного гранулометрического состава (за исключением песков) под гидрофильной растительностью. В зависимости от локальных условий дренированности и особенностей мерзлотных режимов, торфяно-глееземы представлены подтипами, выделяемыми по степени разложенности органического материала, потечности гумуса, формам железистых новообразований, наличию криотурбаций или комбинациям перечисленных признаков (сложные подтипы).

Место в составе почвенного покрова. В тундрах и северной тайге Средней Сибири торфяно-глееземы входят в состав криогенных комплексов. Торфяно-глееземы соседствуют с торфяными почвами, в Западной Сибири – с торфяниками. Автономные позиции в пределах территорий широкого распространения торфяно-глееземов заняты глееземами, криоземами или криометаморфическими почвами.

Использование и ограничения. Торфяно-глееземы, как и глееземы, чувствительны к неблагоприятным антропогенным воздействиям, приводящим к их дальнейшему заболачиванию и деградации мерзлоты.

Диагностика. Профиль состоит из подстилочно-торфяного, глеевого и криометаморфического горизонтов ( 14 ). Глеевый горизонт несколько отличается от типичного для глееземов горизонта более неоднородной окраской: на белесо-сизом фоне больше бурых и охристых пятен. Под глеевым горизонтом залегает криометаморфический, серовато-бурого цвета слабо отличающегося от цвета почвообразующей породы. Практически не оглеен. Характеризуется творожистой структурой во влажном состоянии, а при высыхании крупитчатой или мелкокомковато-ореховатой. С глубиной появляется криогенное плитчатое сложение.

Физические свойства. Глееземы криометаморфические переувлажнены в течение продолжительного времени за счет длительной сезонной, реже многолетней мерзлоты, которая в период максимального протаивания находится за пределами почвенного профиля. Частое чередование циклов промерзания/оттаивания является причиной специфической криогенной структуры криометаморфического горизонта, тогда как в глеевом горизонте структура не выражена.

Смена гранулометрического состава пород приводит к появлению литогенно-неупорядоченных ареалов подзолов (на бедных мономинеральных песках), а на суглинистых отложениях подбуры резко замещаются криоземами, изредка – подзолистыми почвами.

Химические свойства. Характерна кислая или слабокислая реакция, перераспределение несиликатных форм железа, Органическое вещество фульватного состава.

Область распространения и варианты. Глееземы криометаморфические формируются на моренных равнинах в европейской южной тундре и лесотундре, в предгорьях Полярного Урала, в условиях относительно хорошего дренажа, на пылеватых легких или средних суглинках. Подстилочно-торфяный горизонт иногда имеет признаки перегнойного, либо может замещаться торфяным ( 15 ), а в глеевом нередки проявления криогенного ожелезнения, что соответствуeт подтипу глееземов криометаморфических криогенно-ожелезненных ( 16 ).

Место в составе почвенного покрова. Глееземы криометаморфические доминируют в почвенном покрове автоморфных позиций, образуя комбинации с криометаморфическими почвами и глееземами.

Диагностика. Профиль состоит из гумусового и глеевого горизонтов, причем темногумусовый горизонт встречается чаще, чем серогумусовый или дерновый, что связано с положением почв в подчиненных позициях, часто на жестких грунтовых водах. Переувлажнение профиля слабо влияет на его верхнюю часть, где условия разложения органических остатков относительно благоприятны и приводят к появлению темного гумусированного верхнего горизонта. Он имеет мощность 20-50 см, темно-серый до черного цвет с сизоватым оттенком и творожистую, комковатую или икряную структуру. Встречаются мелкие ржавые пятна и конкреции.

Верхняя часть серовато-сизого глеевого горизонта окрашена гумусом в грязно-бурые тона; в отличие от своего аналога в глееземах, имеет непрочную ореховато-комковатую структуру, голубоватых оттенков обычно не наблюдается ( 20 ). В нижней части профиля могут присутствовать карбонатные новообразования [в виде расплывчатых пятен.

Физические свойства. Почвы переувлажнены в течение продолжительного времени за счет поступления дополнительной атмосферной влаги в понижения, и залегающих на глубине 1-3 м грунтовыми вод, часто жестких. Характерна сезонная смена типов водного режима: застойного, периодически промывного и выпотного.

Химические свойства. Реакция гумусово-глеевых почв слабокислая и нейтральная, в нижней части профиля может быть слабощелочной. Поглощающий комплекс слабо не насыщен или насыщен основаниями. Содержание гумуса колеблется в широких пределах и может достигать 12%. Соотношение фульво- и гуминовых кислот около 1 или несколько выше.

Область распространения и варианты. Приурочены к понижениям на слабодренированных равнинах и террасах в широком спектре зон. В южной тайге и подтайге ( 21 ), а также в зоне широколиственных лесов, под сырыми заболоченными лугами формируются гумусово-глеевые почвы, переходящие в темногумусово-глеевые в присутствии карбонатов в ландшафте. В лесостепи под луговыми ценозами в условиях периодического переувлажнения водами поверхностного стока и/или слабо минерализованными грунтовыми преобладают темногумусово-глеевые почвы. При повышенной геохимической активности карбонатов образуются омергеленные разности глеевых почв; при освоении (с осушением) развиваются окисленно-глеевые почвы.

Использование и ограничения. В отличие от всех глееземов, устойчивы к умеренным антропогенным воздействиям, местами используются для сенокошения и выпаса скота. В пределах сильно освоенных территорий осушаются выборочным (комбинированным) дренажем для улучшения общего состояния массивов полей; в северо-западных районах европейской России,в Калиниградской области и в Карелии осушаются под луговое хозяйство или для создания культурных прастбищ.

Диагностика. Профиль включает относительно мощный (20–35 см) темный мажущийся перегнойный горизонт, постепенно переходящий в глеевый ( 22 ). Верхняя часть глеевого горизонта прокрашена органическим веществом, в средней и нижней частях чередуются серые, сизые и ржавые пятна, структура неясно комковатая.

Физические свойства. Почвы переувлажнены в течение продолжительного времени настолько, что разложение органического вещества затруднено, и формируется перегнойный горизонт. Периодически анаэробные условия связаны также и с тяжелым гранулометрическим составом: не легче среднего суглинка.

Химические свойства. Реакция среды в верхнем горизонте слабокислая или нейтральная. Органический материал (высокой степени разложенности, > 50%), определяемый как потери при прокаливании, составляет около ¼ массы горизонта. Поглощающий комплекс насыщен или слабо ненасыщен основаниями.

Область распространения и варианты.Приурочены к понижениям на слабодренированных равнинах и террасах в широком спектре зон. В южной тайге и подтайге, в зоне широколиственных лесов, под сырыми заболоченными лугами формируются гумусово-глеевые почвы, переходящие в перегнойно-гумусово-глеевые (с маломощным слоем перегнойного материала на поверхности), а также в темногумусово-глеевые в присутствии карбонатов в ландшафте.

Перегнойно-глеевые почвы связаны с заболоченными лугами или лесами, замкнутыми депрессиями, породами тяжелого гранулометрического состава. По сравнению с гумусово-глеевыми почвами, существуют в условиях более продолжительного и стабильного переувлажнение, грунтовое (жесткие грунтовые воды) и/или смешанное. При поступлении с поверхностными водами значительных объемов минерального илистого материала, формируются иловато-перегнойно-глеевые почвы (Hmr-G-CG) .

В лесостепи под луговыми ценозами в условиях периодического переувлажнения водами поверхностного стока и/или слабо минерализованными грунтовыми преобладают темногумусово-глеевые почвы. При повышенной геохимической активности карбонатов образуются омергеленные разности глеевых почв.

Большие ареалы гумусово-глеевых почв выделяются в южной тайге Западной Сибири в центральной левобережной части бассейна Оби.

Место в составе почвенного покрова. Все типы глеевых почв занимают подчиненные позиции – понижения разного происхождения, ложбины, балки, плоские центральные и тыловые участки террас ( 23 ) и сочетаются с разными автономными почвами соответствующих зон, а также с перегнойно-(гумусово)-глеевыми. Среди гумусово-глеевых выделяются стратифицированные почвы, при мощности аккумулятивной толщи более 1 м переходят в стратоземы.

Перегнойно-глеевые почвы образуют кольцевые структуры по периферии болот.

Использование и ограничения. В отличие от всех глееземов, глеевые почвы устойчивы к умеренным антропогенным воздействиям, местами используются для сенокошения и выпаса скота. В пределах сильно освоенных территорий осушаются выборочным (комбинированным) дренажем для улучшения общего состояния массивов полей; в северо-западных районах европейской России, в Калиниградской области ( 24 ) и в Карелии осушаются под луговое хозяйство или для создания культурных пастбищ. Использование в земледелии затруднено избыточным увлажнением на фоне благоприятных химических показателей.

Источник