Коэффициент увлажнения серых лесных почв

Серые лесные почвы

Эти почвы развиваются в пределах умеренно континентальных лесо-лугово-степных областей суббореального пояса. В Евразии фрагментарно выраженная зона серых лесных почв протягивается с запада на восток от придунайских равнин до предгорий Саян. Наи­более обширные ареалы этих почв приурочены к Волыно-Подольской, Среднерусской, Приволжской возвышенностям, к югу Западно-Сибирской равнины. В Северной Америке они субмеридионально простираются к западу от Великих Озер.

Климат районов распространения серых лесных почв — конти­нентальный или умеренно континентальный. Годовые амплитуды среднемесячных температур до 30—40 °С. Лето теплое, а зима хо­лодная или умеренно холодная. Осадков выпадает 400—700 мм в год. При этом среднегодовой коэффициент увлажнения равен или даже несколько больше единицы, что обеспечивает периодически промывной тип водного режима почв.

Наиболее характерными почвообразующими породами для се­рых лесных почв являются лёссовидные, покровные или аллювиально-озерные суглинки, реже моренные наносы и элювии плот­ных пород. Почвообразующие породы обычно карбонатны.

Значительные площади серых лесных почв приурочены к хоро­шо дренируемым возвышенным равнинам. Это территории с вол­нистым или холмистым рельефом и с четко выраженной овражно — балочной сетью. Вместе с тем описываемые почвы формируются и на плоских слаборасчлененных междуречьях, в низменностях и меж­горных котловинах. Характер геоморфологических условий находит отражение в особенностях строения профиля этих почв.

Естественный растительный покров серых лесных почв пред­ставлен двумя основными типами лесов. В лесо-лугово-степных областях Европы они формируются под широколиственными тра­вянистыми лесами с участием дуба, липы, клена, бука, граба или ясеня. В сибирских областях на серых лесных почвах произрастают березовые леса с примесью осины, а на востоке — сосны и листвен­ницы.

Надземный и внутрипочвенный опад, поступающий в серые лес­ные почвы, богат основаниями, азотом, содержит относительно мало

восков и смол, что благоприятствует его ускоренному и глубокому разложению.

Серые лесные почвы отличаются сложным по строению морфо­логическим профилем, имеющим большую мощность.

А0 — лесная подстилка из отмерших листьев, остатков трав мощностью до 3 см;

A1_fh — гумусово-аккумулятивный горизонт, серый, темно- или светло-серый, комковато- или ореховато-зернистый; густо переплетен корнями травянистых рас­тений; мощность 20—30 см;

A1_fhA2 — гумусово-элювиальный, светлее предыдущего, комковатый, с призна­ками горизонтальной делимости, на гранях структурных отдельностей — белесая присыпка, внутренние части агрегатов имеют более темный цвет, иногда содержат округлые микроконкреции железа диаметром до 1,0—1,5 мм; мощность 20—40 см;

А2В— элювиально-иллювиальный горизонт, серовато-бурый, ореховатый, с при­знаками горизонтальной делимости, присыпка на поверхности структурных агрега­тов выражена достаточно отчетливо;

B_th — иллювиально-метаморфический, бурый или буро-коричневый, более тя­желый по гранулометрическому составу и более плотный, чем вышележащий, оре­ховатый с призматичностью, на гранях структурных отдельностей — темно-серые глянцевитые пленки органо-минерального состава, особенно ярко выражены в вер­хней части горизонта; мощность нередко 50 см;

В_т — метаморфический оглиненный горизонт, светлее вышележащего, желто- бурый, бурый, менее оструктурен, ореховато-призматический; пленки на гранях струк­турных отдельностей более светлые; мощность 20—40 см;

В_са — карбонатный горизонт, палево-желтый или палево-бурый, глыбисто-при­зматический, с карбонатными образованиями в виде псевдомицелия и мелких кон­креций; мощность до 50 см.

С глубины порядка 200 см начинается горизонт С — обычно карбонатный лёссовидный суглинок.

Для серых лесных почв характерен своеобразный гумусовый про­филь, особенно по составу гумуса (рис. 17.2). В верхнем горизонте в среднем содержится 5—8 % гумуса при отношении С_г/С_ф от 1 до 1,2—1,3. На глубине около 30—40 см количество гумуса убывает до 1—2%. Но в горизонте B_lh может несколько возрастать, причем, как правило, в этом горизонте заметно расширяется отношение С/С_ф, происходящее главным образом за счет увеличения доли гуминовых кислот, связанных с кальцием. Ниже степень гумусированности постепенно уменьшается.

Реакция почвенного раствора в профиле серых лесных почв из­меняется от слабокислой, иногда кислой в верхней части профиля (горизонт А1А2) до нейтральной и щелочной в нижней (горизонт В_са). Емкость поглощения — средняя, варьирует по профилю в пределах 15—30 мг экв на 100 г почвы, увеличиваясь в гумусово-аккумулятивном и иллювиальном горизонтах. Ненасыщенность почв основания­ми наблюдается только в верхней части профиля (10—20%). Кроме

калия и магния здесь в почвенном поглощающем комплексе при­сутствуют в небольшом количестве водород и алюминий. Валовой химический и гранулометрический состав обнаруживает тенденцию к дифференциации профиля по элювиально-иллювиальному типу. Разница в содержании R,0₃, Si0₂, ила между элювиальными и иллю­виальными горизонтами в серых лесных почвах меньше, чем в подзо­листых, но выражена достаточно отчетливо.

Таким образом, особенности химических и физико-химических свойств серых лесных почв выражаются в том, что в их профиле совмещаются признаки значительной аккумуляции гумусовых ве­ществ, элювиально-иллювиальной дифференциации профиля и выщелачивания карбонатов.

Генезис серых лесных почв объясняется следующим образом. Вследствие повышенного содержания зольных элементов и азота, малого содержания восков и смол в опаде трав и древесных ли­ственных породах создаются благоприятные предпосылки для глу­бокого преобразования растительных остатков. Этому же способ­ствуют гидротермические условия — относительно высокие темпе­ратуры почвы и достаточная их увлажненность в весенне-летний и осенний периоды.

В такой обстановке происходит интенсивная гумификация орга­нического вещества под воздействием разнообразных микроорга­низмов, многочисленных насекомых и дождевых червей. Продуци­руется гумус с относительно повышенным содержанием гуминовых кислот, преимущественно муллевого типа.

Часть образующихся гуминовых и фульвокислот усредняется уже на месте своего образования в верхней части профиля за счет осно­ваний, освобождающихся при разложении растительного опада. Однако для полной нейтрализации гумусовых веществ этих основа­ний не хватает, поскольку значительная их доля выщелачивается из ризосферы в периоды усиления промывного режима (весной и осе­нью). Остающиеся неусредненными гуматы кальция и фульваты R,0₃ вымываются вниз по профилю. По мере насыщения основаниями они выпадают в осадок в средней части профиля. При этом основ­ная зона вмывания гуматов кальция, как менее подвижных соеди­нений, оказывается в горизонте B_th, тогда как фульваты железа и алюминия проникают и глубже — до глубины 100 см и более. Имен­но с этим обстоятельством связано расширение отношения С_г /С_ф в горизонте В_th и его сужение в более глубоких горизонтах.

Результаты взаимодействия гумусовых кислот с минеральной частью почв проявляются в морфологическом облике последних. Самый верхний горизонт приобретает связанную с гумусово-аккумулятивными явлениями темно-серую окраску. В залегающей под этим горизонтом части профиля, через которую мигрируют неусредненные гумусовые вещества, происходит осветление поверхнос­тей структурных агрегатов. Это обусловлено тем, что гумусовые кис­лоты растворяют красящие пленки гидроксидов железа на зернах светлоокрашенных минералов (кварц, полевые шпаты). Возникает эффект белесой присыпки, покрывающей комки почвы. В нижеле­жащих горизонтах, где осаждаются вмываемые органо-минеральные соединения, напротив, на структурных отдельностях появляются пленки иллювиирования, придавая поверхностям агрегатов более темную окраску, чем их внутренняя масса.

Вынос во влажные периоды неусредненных гуматов кальция и связанных с фульвокислотами гидроксидов железа и алюминия при­водит к ослаблению прочности структурных агрегатов, диспергации минеральных коллоидов и вымыванию их с нисходящими токами влаги в более глубокие горизонты (особенно в горизонт BJ. В се­рых лесных почвах процесс лессиважа выражен слабее, чем в подзо­листых суглинистых почвах, но тем не менее текстурная дифферен­циация профиля в них заметна достаточно отчетливо. Кроме вмывания илистых частиц утяжеление горизонта B_th в определенной степени обязано также и внутрипочвенному выветриванию, при котором вторичные глинистые минералы накапливаются на месте своего образования.

Текстурная дифференциация профиля оказывает воздействие на особенности водного и окислительно-восстановительного режимов серых лесных почв. Во многих из них на границе гумусово-аккумулятивного и иллювиального горизонтов присутствуют мелкие железистые конкреции, свидетельствующие, по-видимому, о неко­тором застое влаги во влажные периоды года над оглиненной час­тью и развитии анаэробной обстановки.

Именно к нижней части гумусового профиля часто приурочен максимум белесой присыпки, что может быть объяснено периоди­ческим возникновением здесь восстановительных условий, способ­ствующих переходу окисных форм железа в растворимые закисные и более высокой подвижности органо-минеральных соединений.

На генезис серых лесных почв оказывает заметное воздействие весьма интенсивный биологический круговорот, характерный для травянистых лесных фитоценозов (особенно для широколиствен­ных лесов). В приповерхностных горизонтах этих почв происходит биогенная аккумуляция кальция, магния и других зольных элемен­тов. Однако этот процесс не компенсирует полностью климатогенного (связанного с просачиванием атмосферных осадков) выноса оснований и поэтому почвы имеют в верхнем горизонте слабокис­лую реакцию и глубоко выщелоченный от карбонатов профиль.

Рассмотренная выше концепция происхождения серых лесных почв впервые упоминается в работах В.В. Докучаева, который рас­сматривал эти почвы как первичный самостоятельный зональный тип, соответствующий определенной комбинации современных фак­торов почвообразования. Вместе с тем в почвоведении существуют и другие точки зрения, согласно которым серые лесные почвы — это либо стадия преобразования черноземов после поселения на них леса, либо, напротив, стадия трансформации первичных оподзоленных почв, испытывающих влияние наступающей на лес лугово-степной растительности. Исследование почвообразования на раз­новозрастных датированных наносах показывает, что для формиро­вания более или менее зрелого профиля серых лесных почв необходимо время не менее 3000 лет.

Серые лесные почвы по мощности гумусового горизонта и содер­жанию в нем гумуса разделяются на светло-серые, серые и темно- серые. Серые лесные почвы широко используются в земледелии. На них выращивают зерновые культуры, кукурузу, свеклу, картофель и др. Наиболее плодородны темно-серые лесные почвы. Серые и светло-серые почвы в большей степени требуют мелиоративных мероприятий, внесения органических и минеральных удобрений, травосеяния, известкования.

Источник

Серые лесные почвы

Условия формирования

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

Морфологическое строение профиля

О – А – АЕL – (ЕLВt) – Вt – ВtС(са) – С(са)

Профиль почв состоит из лесной подстилки О мощностью 1–2–5 см; гумусово-аккумулятивного горизонта А серого или темно-серого цвета, комковато-порошистой или зернистой структуры мощностью 10–30 см; гумусово-элювиального горизонта АЕL белесовато-серой окраски за счет белесой присыпки, комковато-плитчатой или ореховато-комковатой с признаками горизонтальной делимости структуры; переходного горизонта ЕLВt темно-бурого с белесой присыпкой, мелкоореховатого; текстурного горизонта Вt бурой окраски, ореховато-призматической структуры с хорошо выраженными по граням структурных отдельностей иллювиальными темно-серыми глянцевитыми гумусово-глинистыми пленками. Ниже, в горизонте ВtС, при переходе в почвообразующую породу окраска светлеет, структура становится призмовидной. В нижней части профиля (на глубине 120–200 см) возможно присутствие карбонатов в виде прожилок и твердых конкреций (журавчиков).

Основные почвообразовательные процессы

• Подстилкообразование
• Гумусово-аккумулятивный процесс
• Кислотный гидролиз минералов
• Лессиваж
• Декарбонатизация — необязательный процесс

Хозяйственное использование

Серые лесные почвы широко используются в земледелии. На них выращивают зерновые культуры, кукурузу, свеклу, картофель и др. Наиболее плодородны темно-серые почвы. Серые и светло-серые в большей степени требуют внесения органических и минеральных удобрений, известкования, углубления пахотного слоя. Весьма актуальна борьба с эрозией.

Аналитическая характеристика серой лесной почвы [247, 257]

Свойства

Серые лесные почвы характеризуются кислой или слабокислой реакцией верхней части профиля и нейтральной или слабощелочной — нижней. Емкость поглощения колеблется от 10–15 до 25–45 ммоль (экв.)/100 г почвы, степень насыщенности основаниями 60–95%. Содержание гумуса в горизонте А 3–8 (12)% при отношении С_гк/С_фк от 1 до 1,3, характерно расширение этого отношения в горизонтах АЕL или ЕLВt благодаря увеличению доли гуминовых кислот, связанных с кальцием; ниже гумус становится фульватным. Профиль почв отличается ясной элювиально-иллювиальной дифференциацией по распределению ила и полуторных оксидов. В зависимости от интенсивности гумусирования и выраженности признаков элювиально-иллювиальной дифференциации профиля тип серых лесных почв разделяется на три подтипа: светло-серые, серые и темно-серые лесные почвы. В ряду почв светло-серые — серые — темно-серые увеличиваются мощность гумусового горизонта, содержание гумуса в нем и доля гуминовых кислот в составе гумуса, убывают признаки оподзоленности и ослабляется степень элювиально-иллювиальной дифференциации профиля, уменьшается кислотность, повышается емкость катионного обмена и степень насыщенности основаниями.

Почвенная катена. Зона серых лесных почв. Мещёвское ополье. Калужская область [254]

Микроморфологическая характеристика

А Гумус присутствует в составе темноокрашенной изотропной гумусово-глинистой плазмы. Значительно участие копролитов в составе агрегатов. Облик растительных остатков свидетельствует о высокой активности разных функциональных групп почвенной биоты. Плазма изотропна, признаки миграции выражены слабо: редкие вокругскелетные или околопоровые обособления, слабая неоднородность в распределении скелетных зерен.

АЕL Неоднородно окрашен, имеет сложную структурную организацию. Состоит из зернисто-мелкоореховатых или зернисто-комковатых структурных отдельностей, собранных в горизонтально ориентированные агрегаты. Верхний структурный уровень — плитчатые, листовато-плитчатые отдельности. Микроструктуры слоеватые или изометричные. Агрегированность средняя. Проявляются участки с анизотропной глинистой плазмой (чешуйчатого строения), сохраняются гумусово-железистые сегрегации. На периферии некоторых агрегатов определяются скелетаны, соответствующие морфологической «присыпке».

Bt Горизонт сероватого или коричневатого оттенка, с выраженнной мелко- и среднеореховатой структурой. Обилие глинистых и гумусово-глинистых кутан, субкутан. Плазма анизотропна, имеет чешуйчатое, вокругскелетное, реже волокнисто-чешуйчатое строение. Основная масса слабо агрегирована. Поры упаковки сочетаются с каналовидными и камерами. Возможны хлопьевидные железистые образования.

ВtС В микростроении проявляются элементы породных микростроений (в основной массе и ее тонкодисперсной компоненте) и признаки современной аккумуляции карбонатов. Агрегированность выражена слабо, поры немногочисленны, частично заполнены глинистыми кутанами. Строение глинистой плазмы преимущественно наследуется от породы. Карбонаты присутствуют в виде рассеянных зерен мелкокристаллического кальцита или околопоровых микрокристаллических кальцитан [46, 253].

Профильное распределение основных групп глинистых минералов

Серые лесные почвы чаще всего имеют элювиально-иллювиальное распределение илистой фракции. Элювиальные горизонты по сравнению с нижележащими характеризуются повышенным содержанием иллита и каолинита, вниз по профилю возрастает количество смектитовых минералов.

Гель-хроматограмма гуминовых веществ

Молекулярно–массовое распределение системы гуминовых кислот серых лесных почв отражает более высокую степень трансформации органических остатков в ходе гумификации по сравнению лесными почвами таежной зоны. На фоне снижения содержания протогуминовых веществ и лигноподобных соединений начинают доминировать «зрелые» гуминовые кислоты. Молекулы гуминовых кислот характеризуются высоким содержанием углерода (до 55%) и значительной долей ароматических фрагментов в составе молекул. В составе молекул практически отсутствуют алифатические фрагменты полисахаридов и белков, источником которых являются органические остатки.

В.В. Демин, Ю.А. Завгородняя

• Серые лесные почвы, масштаб 1:60 000 000

Источник