Химический и механический состав и физические свойства дерново-подзолистых почв
Все рассмотренные выше морфологические особенности дерново-подзолистых почв находятся в самой тесной и непосредственной связи с их химическими и физическими свойствами.
Для ознакомления с особенностями химического состава дерново-подзолистых почв приведем данные валового анализа (табл. 26).
Приведенные данные весьма наглядно показывают прежде всего бедность дерново-подзолистой почвы органическим веществом. Сравнительная бедность дерново-подзолистых почв перегноем объясняется главным образом тем, что при благоприятных условиях увлажнения распад растительных остатков происходит энергично, не прекращаясь даже в летние, наиболее сухие месяцы.
Органическое вещество сосредоточено в основном в самом поверхностном слое, а поскольку этот слой отличается малой мощностью, не превышающей 8—12 см, то и абсолютное содержание перегноя в описываемых почвах весьма ограничено.
В тех почвах, в которых подзолообразовательный процесс ослаблен, а дерновый преобладает, мощность гумусового горизонта возрастает, увеличивается количество гумуса в поверхностном горизонте и в целом по профилю.
При сопоставлении валового количества минеральных соединений по горизонтам обращает на себя внимание относительная обогащенность верхних горизонтов почвы кремнеземом ( Si О2), что является результатом выщелачивания из этих же горизонтов других веществ.
Наиболее резко процесс выщелачивания нашел свое отражение в уменьшении валового количества А12О3 и Fe 2 О3 в поверхностном слое. Вынос R 2 O 3 свидетельствует о глубоком распаде минеральной части почвы.
Необходимо добавить, что процессам миграции подвержены не только окислы железа, алюминий и другие соединения минеральной части почвы, но также и кремнезем. Убедительным доказательством этого служат, во-первых, значительное содержание Si О2 в золе различных растений, во-вторых, наличие SiO 2 в ручьевых и речных водах, где это соединение могло появиться, очевидно, лишь в результате вымывания его из почвенных толщ.
Однако из всех соединений, входящих в состав минеральной части почвы, Si О2 является наиболее устойчивым, благодаря чему и передвижение его в почве выражается наименьшими величинами по сравнению с другими минералами.
О составе гумуса дает представление табл. 27.
Для обеих почв характерно преобладание фульвокислот над гуминовыми, однако, в сильноподзолистой почве это преобладание более заметно.
Подзолообразовательный процесс, влияя на химический состав почвы, вносит определенные изменения и в ее механический состав (табл. 28).
Из таблицы видно, что верхние горизонты дерново-подзолистых почв по сравнению с материнской породой (горизонт С) обеднены илистой частью ( мм).
Понятно, что такого рода перераспределение вещества по почвенной толще неизбежно сказывается и на физических свойствах почвы: верхние горизонты несколько опесчаниваются, утрачивают связность, делаются более рыхлыми и бесструктурными; нижние же слои, наоборот, уплотняются, становятся связными и труднопроницаемыми как для воздуха, так и для воды.
Однако такая закономерность обнаруживается только в почвах суглинистых и глинистых, т. е. в почвах тяжелого механического состава и с ярко выраженным подзолообразовательным процессом. При слабом же его проявлении в связи с карбонатностью пород и составом древесных насаждений перегруппировка механического состава по профилю выражена менее ярко или же совсем отсутствует.
Состав поглощенных катионов в почвах приведен в табл. 29.
Эти данные наглядно показывают ненасыщенность почв основаниями; среди поглощенных катионов в поглощающем комплексе значительное место занимают поглощенный водород и алюминий. Наибольшая ненасыщенность наблюдается в самых верхних, оподзоленных горизонтах; здесь поглощенные Н + и А l +++ нередко могут преобладать над поглощенными Са ++ и Mg ++ .
По мере углубления по почвенному профилю соотношение поглощенных катионов заметно изменяется. Количество водородных ионов и алюминия прогрессивно убывает, а количество кальция и магния возрастает. Уже в горизонте С, не затронутом еще почвообразовательными процессами, поглощенный водород сходит почти на нет, и в поглощающем комплексе оказываются одни лишь металлические катионы.
Следовательно, существенной особенностью, свойственной дерново-подзолистым и подзолистым почвам, является наличие в них обменной кислотности, которая во многих случаях настолько сильно выражена, что препятствует возделыванию ряда . культур, например пшеницы, кукурузы, свеклы, ячменя и др. При высокой кислотности культурные растения обычно плохо развиваются, а иногда и совсем погибают.
По исследованиям Н. А. Ногиной и Т. А. Роде, в отдельных случаях на кислотность почвы могут оказывать непосредственное влияние и сами почвообразующие породы, например некоторые разновидности глинистых, хлоритовых и серицитовых сланцев, от природы обладающих высокой потенциальной кислотностью и весьма обедненных щелочноземельными катионами.
Почвы, сформировавшиеся на таких породах, с первых же фаз своего развития обладают явно выраженной кислотностью и ненасыщенностыо основаниями. Здесь, следовательно, кислотность почвы является не результатом почвообразовательного процесса в определенных природных условиях, а свойством, унаследованным от самой почвообразующей породы.
Однако в подавляющем большинстве случаев кислотность почв и ненасыщенность их основаниями являются прямым и закономерным следствием развития подзолообразовательного процесса.
Чем сильнее выщелочена и оподзолена почва, тем резче выражена в ней кислотность. Почвы же слабо оподзоленные имеют обычно слабокислую, а иногда и нейтральную реакцию.
В тесной и непосредственной связи с ненасыщенностью основаниями и обедненностью описываемых почв коллоидами стоит и малая их емкость поглощения. Наименьшая величина емкости поглощения имеет место в подзолистом, наиболее выщелоченном горизонте.
Книзу емкость поглощения заметно увеличивается, достигая некоторого повышения в иллювиальном, обогащенном коллоидами горизонте. Но наиболее высокая емкость поглощения наблюдается обычно в самом верхнем перегнойном слое, в особенности при сильном проявлении дернового процесса.
Емкость поглощения и ее распределение по профилю, кислотность и соотношение между поглощенными катионами находятся в полном соответствии со степенью выраженности подзолистого и дернового процессов: при более слабом проявлении подзолистого процесса и усилении дернового емкость поглощения возрастает.
Особенности дерново-подзолистых почв находят отражение и в водной вытяжке (табл. 30).
Как видно из таблицы, общее содержание воднорастворимых веществ в дерново-подзолистых почвах невелико (сотые доли процента). При этом выделяется верхний горизонт, где количество растворимых веществ достигает наибольшей величины.
Характерным для воднорастворимых соединений дерново-подзолистых почв является значительное преобладание органических веществ над минеральными. Это указывает на большую подвижность перегнойных соединений, которая обусловлена их составом, а также на обедненность дерново-подзолистых почв основаниями, главным образом кальцием и магнием.
Характеристика физических свойств почв приведена в табл. 31.
Из приведенных данных видно, что обогащенность иллювиального горизонта коллоидами вызывает возрастание удельного и объемного веса и в особенности максимальной молекулярной влагоемкости, отражающей общую поверхность почвенной массы. Результатом такой дифференциации является изменение водных свойств в профиле почвы и прежде всего их водопроницаемости, которая в иллювиальном горизонте обычно резко снижается по сравнению с горизонтом А.
Такая дифференциация водопроницаемости нередко приводит к переувлажнению горизонта А, а иногда и к заболачиванию.
У слабоподзолистых почв эта дифференциация ослабляется, и, таким образом, водный режим у них более благоприятен по сравнению с сильноподзолистыми почвами.
Для почв подзолистого типа большое значение имеет их тепловой режим.
В восточных районах, в условиях континентального климата и недостатка тепла, темные и богатые гумусом дерново-подзолистые и дерново-лесные почвы плохо нагреваются и не обеспечивают корневую систему растений необходимым количеством тепла, что приводит к недозреванию некоторых полевых культур. Поэтому здесь забота об улучшении теплового режима таких почв путем обогащения их органическим веществом имеет большое значение в комплексе всех агротехнических мероприятий.
Таким образом, наиболее характерными свойствами, присущими дерново-подзолистым почвам, являются следующие.
1. Дерново-подзолистые почвы не насыщены основаниями, т. е. они содержат в себе то или иное количество обменных ионов водорода и алюминия.
2. В связи с ненасыщенностью основаниями эти почвы обладают кислой реакцией.
3. В результате процессов минерализации органического вещества и выщелачивания эти почвы обеднены гумусом и минеральными легкоподвижными соединениями.
4. Дерново-подзолистые почвы заключают в себе сравнительно небольшое количество необходимых для растений питательных веществ.
5. Эти почвы в большинстве случаев обладают слабо выраженной, непрочной структурой, вследствие чего они способны легко распыляться, заплывать при увлажнении, образовывать корку при высыхании и уплотняться.
6. Дерново-подзолистые почвы отличаются резко выраженной дифференциацией почвенного профиля на составляющие их генетические горизонты, причем гумусовый горизонт в большинстве случаев имеет малую мощность.
7. В составе гумуса видное или первое место принадлежит фульвокислотам, относительное количество которых тем больше, чем резче выражен подзолообразовательный процесс. При нарастании дернового процесса увеличивается количество гуминовых веществ.
8. Хотя состав почвенных микроорганизмов изучен слабо, но все же можно сказать, что в подзолистых почвах ведущее место принадлежит грибам.
Ввиду большого разнообразия условий почвообразования в лесолуговой зоне развитие почвообразовательного процесса в почвах может протекать и проявляться самым различным образом, поэтому и отмеченные выше свойства сильно варьируют.
Здесь можно встретить почвы кислые и с нейтральной реакцией, и сильно выщелоченные, и почвы с мощным перегнойным горизонтом, и богатые гумусом, в которых подзолообразовательный процесс совсем почти не выражен, и почвы заболоченные, и т. д.
В этом отношении почвенный покров лесолуговой зоны представляет собой сочетание множества почвенных образований, отличающихся между собой как морфологическими и биохимическими свойствами, так, следовательно, и своим природным плодородием.
Гаркуша, И.Ф. Почвоведение/ И.Ф. Гаркуша.- Л.: Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1962.- 448 с.
Источник
Характеристика и условия образования дерново-подзолистых почв, плодородие
На территории России встречаются почвы разного типа, со своим строением, свойствами, уровнем плодородия, на которые оказывают влияние факторы формирования. Рассмотрим характеристику дерново-подзолистых почв, как они формируются, механический состав и структуру, содержание гумуса. Какие свойства есть у этих почв, классификация, правила обработки и применения, растительность, характерная для этих грунтов.
Что такое дерново-подзолистые почвы
Географическое положение дерново-подзолистых почв – это южная часть зоны лесов Восточно-Европейской равнины и Западно-Сибирской. Это примерно половина территории Беларуси, 15 % территории России и 12 % территории Украины (северо-запад). Почвы дерново-подзолистые формируются в природной зоне лиственных лесов.
Расположение объясняет и климатические условия, в которых формируются и находятся почвы. Они формируются на участках, где грунтовые воды залегают глубоко, на разных по механическому составу породах. В формировании принимают участие умеренно влажный и теплый климат, процессы дернования и оподзоливания, которые проходят одновременно. Климатические условия и процессы формирования определяют характеристики дерново-подзолистых почв.
Теория формирования этих почв
Строение почвенного профиля дерново-подзолистых грунтов следующее: верхний слой – лесная подстилка (дернина) толщиной 3-5 см, под ней располагается гумусово-элювиальный горизонт характерного серого цвета. За ним следует подзолистый или элювиальный бесструктурный или со слабой структурой горизонт, по цвету напоминает золу. Эта особенность и отличает почвы этого типа от всех других.
Подзолистый слой белесый, мощностью 15-20 см. Еще ниже располагается бурый или красновато-бурый слой, который переходит в материнскую породу, с которой началось образование почвы. Содержание гумуса довольно высокое – 3-7 %, по этому показателю дерново-подзолистые грунты стоят на первом месте среди подзолистых.
По уровню оподзоленности почвы делят на слабоподзолистые, среднеподзолистые и сильноподзолистые. Условия почвообразования, влажность и температура, растительный покров, разная активность микроорганизмов определяют и разное содержание гумуса в верхнем горизонте; если гумуса 1-2 %, то почвы слабогумусные, если 2-4 %, то среднегумусные, если больше 4 %, то сильногумусные.
Механический состав грунтов этого типа разный, они формируются на глинах и тяжелых суглинках, лессах, супесях и песках, моренных и лессовидных суглинках.
Строение и свойства
Свойства грунтов этого типа зависят от того, насколько выражены процессы оподзоливания и одернения, от мощности соответствующих горизонтов. В целом, дерново-подзолистые почвы не очень плодородны, лишь верхний слой достаточно гумусный, влагоемкий, более структурированный. Плодородие повышается при окультуривании. Хозяйственные дерново-подзолистые почвы имеют другие характеристики и даже строение профиля.
Неокультуренные грунты, которые распространены в лесах, содержат мало питательных элементов, имеют кислую и сильнокислую реакцию, слабонасыщены основаниями (50-70 %), гумус состоит, в основном, из фульвокислот, структура не водопрочная, могут заплывать после осадков. Распаханные и введенные в культуру дерново-подзолистые земли имеют толщину пахотного слоя 30-40 см, содержат больше 3 % гумуса. У них мелкокомковатая структура, почти нейтральная реакция, насыщенность основаниями достигает 80-90 %.
Классификация
Дерново-подзолистые почвы делятся на типичные и глеевые. Первые занимают на территории России почти 1,5 %, вторые – 0,1 %.
Типичные
Находятся в южной тайге и лесостепи, формируются на рыхлых супесчаных грунтах и песках, под лесами из сосны. Гумусовый горизонт толщиной 3-15 см, подзолистый – 2-30 см. Реакция грунта кислая либо сильнокислая, земля не насыщена основаниями. Количество гумуса варьируется в пределах 0,5 до 5 %, в среднем 1-1,5 %, состоит из фульвосоединений. Типичные почвы, в основном, бесструктурные, плохо удерживают, но хорошо пропускают воду.
Глеевые
Находятся в южной тайге, в понижениях или на плоских равнинах со слабой дренированностью и временным застоем влаги на поверхности. Формирование глеевых грунтов проходит под смешанными лесами с мохово-травянистой растительностью, часто в условиях заболоченности. Подстилающие породы имеют тяжелый состав. Профиль: дернина 5-6 см толщиной, гумусовый слой 10-20 см толщиной, серо-стального оттенка, глееватый серо-белесый с ржавыми вкраплениями, после него текстурный оглеенный горизонт бурого цвета с пятнами сизого и охристого цвета.
Глеевые дерново-подзолистые почвы кислые либо слабокислые, в верхних слоях не насыщены основаниям. Гумус фульватного типа, процентное содержание – 3-5 %.
Обработка
Повышение плодородия земли этого типа производится применением следующих агротехнических приемов: известкованием для снижения кислотности, внесением повышенных доз органики и минеральных удобрений, посевом и заделкой сидератов. Увеличивают плодородие и отдачу углубление пахотного слоя, регулирование водного режима. Комплекс работ ведет к заметному изменению почвенных режимов, морфологических признаков, сопровождающих окультуривание почв.
Особенности обработки зависят от механического состава. Оптимальные условия увлажнения у среднесуглинистых грунтов. На глинах посаженные растения будут страдать от переизбытка влаги, на песчаных – от дефицита. Для земли с разным механическим составом методы окультуривания будут разными, но основным считается внесение навоза, компоста, торфонавозных смесей в количестве, в среднем, по 3 кг на кв. м, в первые сезоны – по 4-6 кг. Органика улучшает водные свойства, глинистые разрыхляет, песчаные делает более влагоудерживающими.
Заменить органику смогут многолетние (клевер со злаками) или сидератные травы, скошенную массу которых укладывают на поверхность грунта. После перепревания и перекопки в земле остаются органические вещества, объем которых равноценен 3-4 кг хорошего качества навоза.
На земле с легким составом высевают преимущественно бобовые и фацелию. Посев проводят после сбора картофеля и ранних овощей, осенью скашивают и закапывают. Сидераты улучшают структуру грунта, песчаные делают связными, глинистые рыхлыми.
Если пашня больше не используется, зарастает лесом, то пахотный слой постепенно преобразуется в подзолистый толщиной в 5-7 см.
Применение
Несмотря на то, что у земли этого типа не самые хорошие физические свойства и невысокие показатели плодородия, она может использоваться в сельском хозяйстве для выращивания сельскохозяйственных растений. На первом месте в хозяйственном использовании стоит выращивание зерновых и использование под пастбища для скота и сенокосы.
Декоративные культуры, плодовые и овощи растут на такой земле только при постоянном внесении удобрений, известковании, рыхлении. После облагораживания на дерново-подзолистой земле растут корнеплоды, редис, салат, бобовые, томаты, лук, огурцы.
Растения
Растительность на грунтах этого типа, в основном, представлена лиственными породами: дубом, липой, осиной, кленом, березой, орешником, встречается ель. Между деревьями произрастают кустарники: крушина, лещина, бересклет, дикая смородина, калина. Несмотря на невысокое плодородие почв, на них также растет травянистая растительность.
Источник