Природные почвы.
Наиболее распространенными типами среди глееземов являются следующие.
Отдел: Альфегумусовые почвы
Почвы отдела характеризуются морфологически и аналитически выраженной иллювиальной аккумуляцией алюмо-железогумусовых соединений, формирующих Al-Fe-гумусовый (альфегумусовый) горизонт ВНF коричневых или охристо-бурых тонов. Окраска горизонта зависит от соотношения в нем органического вещества и оксидов железа. Различаются две основных модификации альфегумусового горизонта: иллювиально-железистый горизонт BF буровато-охристой окраски и темно-коричневый до черного иллювиально-гумусовый горизонт BH, в котором содержание гумуса может достигать 10%.
Модификации альфегумусового горизонта служат основанием для выделения соответствующих подтипов.
Альфегумусовые почвы достаточно широко распространены в тундровой зоне, где они представлены разными типами подбуров и подзолов.
Диагностика типа почвы по схеме строения ее профиля
Природные почвы
Помимо всех вышеперечисленных почв, которые несут признаки зональности, т.е. по сути являются «зональными» здесь встречаются и азональные почвы, которые относятся к синлитогенному и органогенному стволам. В тундре, также как и в любой другой части суши в поймах рек формируются аллювиальные почвы, если есть действующие вулканы, можно встретить вулканические почвы и т.д. Из изложенного материала видно, что даже в тундре в условиях холодного климата, при заторможенности процессов почвообразования формируются самые разнообразные почвы, с самыми разными направлениями процессов почвообразования.
Но из всего перечисленного разнообразия почв мы более подробно рассмотрим подбуры, подзолы и глееземы.
ПОЧВЫ ТАЕЖНО-ЛЕСНОЙ ЗОНЫ
Таежно-лесная зона занимает большую часть бореального (умеренно холодного) пояса нашей страны. Она размещается в следующих почвенно-биоклиматических областях: в Европейско-Западно-Сибирской таежно-лесной континентальной (европейская часть РФ и Западная Сибирь), Восточно-Сибирской мерзлотно-таежной континентальной и Дальневосточной таежно-лесной.
На севере таежно-лесная зона соприкасается с тундрой, на юге - с лесостепной зоной и простирается от западной государственной границы до Охотского и Японского морей.
Не менее 64 % площади приходится на равнины и около 36 % расположено в горных районах.
УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Природные условия зоны в связи с громадной протяженностью ее с запада на восток и с севера на юг чрезвычайно разнообразны.
Климат зоны умеренно холодный. В районах Восточной Сибири он резко континентальный, а на Дальнем Востоке муссонный.
В зоне максимум осадков выпадает в теплое время года.
Годовое количество осадков в большинстве случаев превышает испаряемость в 1,10—1,33 раза. Поэтому в целом рассматриваемая территория относится к зоне достаточного и избыточного увлажнения. Однако многие районы Восточной Сибири (Северо-Ленская, Янско-Колымская, Верхне-Зейская, Центрально-Якутская и другие провинции), где годовое количество осадков меньше испаряемости, характеризуются недостаточным увлажнением.
В азиатской части зоны, особенно в Восточной Сибири, распространена сплошная и островная многолетняя (вечная) мерзлота.
Автоморфные (зональные) почвы в таежно-лесной зоне образуются в условиях промывного водного режима, а в Восточной Сибири — и мерзлотного водного режима.
Рельеф.Европейская часть зоны расположена в пределах Русской равнины, но здесь встречаются и возвышенности и низменные пространства, на происхождение которых большое влияние оказывала деятельность ледника. К наиболее крупным возвышенностям относятся Валдайская, Смоленско-Клинско-Дмитровская, Северные Увалы, Тиманский кряж. Эти возвышенности с абсолютными высотами 290-460 м над уровнем моря представлены грядами и холмами (озы, конечные морены, камы и другие образования), между которыми расположены озера или заболоченные пространства. Поверхность здесь сильно расчленена речными долинами, балками и оврагами, поэтому рельеф приобретает резко холмисто-волнистый характер.
Из наиболее крупных пониженных пространств можно отметить Полесско-Днепровскую, Верхневолжскую, Окско-Мокшинскую, Мещерскую низменности. Это слаборасчлененные, плоские или слабоволнистые равнины с высотами 100—150 м, с большим количеством мелких озер и обширными заболоченными массивами. Иногда встречаются невысокие моренные и дюнные всхолмления.
Рельеф. Западносибирская часть зоны расположена в пределах Западно-Сибирской низменности и представляет собой обширную слабодренированную равнину.
На восток от р. Енисей простираются Средне-Сибирское плоскогорье, Центрально-Якутская низменность и обширные горные сооружения Восточной Сибири и Дальнего Востока с очень сложным горным рельефом.
Рельеф. На Дальнем Востоке горные хребты чередуются с участками равнин и обширных низменностей, к которым и приурочены основные массивы сельскохозяйственных земель.
Почвообразующие породы. В европейской части зоны почвообразующие породы представлены преимущественно ледниковыми и водно-ледниковыми отложениями. Встречаются также породы и другого происхождения.
Основные породы- это моренные отложения, они могут быть бескарбонатными и карбонатными, разного механического состава. Встречаются они повсеместно, но главным образом в пределах Валдайского оледенения. Это покровные суглинки и глины, лёссовидные суглинки. Помимо моренных отложений широко распространены водно-ледниковые породы (песчаные и супесчаные), древнеаллювиальные (преимущественно песчаные и супесчаные), ленточные глины, элювий и делювий коренных пород и современные аллювиальные отложения в поймах больших и малых рек.
В Западной Сибири почвообразующие породы также ледникового и водно-ледникового происхождения. В северных районах встречаются моренные пески, супеси, суглинки и лёссовидные суглинки, в южных- пылеватые средние и тяжелые суглинки.
В горных районах европейской части, а также на Средне-Сибирском плоскогорье, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке почвообразующие породы представлены главным образом элювием и делювием коренных пород.
В Центрально-Якутской низменности почвообразующими породами являются четвертичные (озерно-аллювиальные) лёссовидные суглинки и супеси.
Равнинные пространства Дальнего Востока сложены четвертичными и третичными песками, супесями и глинами.
Растительность. Преобладающий тип растительности таежные моховые, мохово-кустарничковые и травяно-кустарничковые леса, которые на юге сменяются лиственными и широколиственными. Значительно распространена и луговая травянистая растительность — на суходольных и пойменных лугах и под пологом леса. Большие площади заняты болотными ассоциациями.
Особенно много болот в северной части зоны и в пределах Западно-Сибирской низменности.
Европейскую и западносибирскую части зоны по климатическим условиям, растительности и почвенному покрову подразделяют с севера на юг на 3 подзоны тайги: северную, среднюю и южную подзоны. В этих подзонах господствуют темнохвойные леса, где основными лесообразующими породами являются ель, сосна, пихта, кедр.
Подзона северной тайги занята изреженными еловыми лесами с примесью березы, осины, лиственницы. В западных районах и на породах легкого механического состава преобладают сосновые леса. Под пологом леса северной тайги развит ярус субарктических болотных кустарников, мхов и лишайников; травянистая растительность не развивается.
Почвенный покров образует подзону глееподзолистых и подзолистых иллювиально-гумусовых почв.
Подзона средней тайги представлена темнохвойными еловыми лесами. Под пологом леса развивается сплошной моховой покров с почти полным отсутствием травянистой растительности. На месте вырубок и пожарищ произрастают вторичные леса из сосны, березы, осины. На песчаных породах развиты сосновые боры-беломошники.
Почвенный покров образует подзону подзолистых почв.
Подзона южной тайги в европейской части РФ представлена темнохвойными лесами с примесью широколиственных пород (дуб, ясень, клен, липа) и смешанными широколиственно-темнохвойными лесами, в Западной Сибири — лиственными лесами (береза, осина). Под пологом этих лесов хорошо развит травянистый покров.
Почвенный покров образует подзону дерново-подзолистых почв.
На восток от р. Енисей господствуют светлохвойные леса, главным образом лиственничные. На Дальнем Востоке встречаются светлохвойные, темнохвойные, хвойно-широколиственные и широколиственные леса.
Разнообразие природных условий таежно-лесной зоны обусловливает развитие процессов почвообразования, в результате которых формируются почвы с различными признаками и свойствами.
Основные процессы, под воздействием которых возникает почвенный покров зоны,— подзолистый, дерновый, альфегумусовый, глеевый. Они могут протекать каждый самостоятельно (в более или менее чистом виде) или в сочетании.
В Восточно-Сибирской области почвы образуются под большим влиянием мерзлотных процессов.
Таким образом, в зависимости от проявления указанных процессов, их сочетаний формируется все многообразие почв зоны.
Ниже рассматриваются главные почвы зоны: подзолистые, мерзлотно-таежные, подбуры.
Мерзлотно-таежные почвы
Мерзлотно-таежные почвы — это почвы, формирующиеся на многолетнемерзлых породах преимущественно суглинистого гранулометрического состава в условиях холодного климата в экстраконтинентальных условиях под светлохвойной тайгой.
В мерзлотно-таежных почвах идет поверхностное накопление кислого грубого гумуса, обладающего большой подвижностью, и аморфных гидроксидов железа; в них имеют место криогенные процессы миграции железа, часто оглеение, тиксотропия.
Мерзлотно-таежные почвы наиболее характерны для равнинных и горных районов Средней и Восточной Сибири и севера Дальнего Востока, т.е. они формируются в Забайкалье, Якутии, на Колыме и Чукотке преимущественно под лиственничной тайгой (лиственница сибирская и даурская) с напочвенным покровом из кустарничков (багульник, брусника, голубика и др.). Для северо-таежных редкостойных лиственничников характерны низкорослые кустарники: рододендрон, кедровый стланик.
Наиболее характерными для данных условий можно выделить три типа мерзлотно-таежных почв: мерзлотно-таежные глеевые почвы; мерзлотно-таежные неоглеенные почвы (гомогенные криоземы ) и мерзлотные палевые почвы по классификации 1977 года.
Оглеенные мерзлотно-таежные почвы: Морфологические признаки: оторфованность органогенного горизонта, наличие оглеения и следов мерзлотного перемешивания профиля, слабая дифференциация профиля по цвету и гранулометрическому составу, наличие фрагментов погребенных органических материалов в профиле вследствие криотурбаций, тиксотропность почвы (в основном в нижней части). Причем морфологические признаки этих почв напрямую зависят от микрорельефа. Так, например, при пучинно-бугорковатом микро рельефе органогенный горизонт состоит из подстилки и темно-коричневого перегнойно-торфянистого горизонта AT, ниже располагается буровато-коричневый творожисто-слоеватый горизонт Bh. Сверху вниз темные тона в окраске нарастают. Возрастают также плывунность и тиксотропность. Почвы формирующиеся в трещинах имеют горизонт AT мощностью от 18 до 50 см и переходит в бурый оглеенный и большей частью мерзлый горизонт Bg.
По химическим свойствам мерзлотно-таежные почвы характеризуются кислой или сильнокислой реакцией, ненасыщенностью основаниями. В нижней части профиля кислотность, как правило, становится несколько меньше.
Дифференциация профиля по валовому составу не выражена, но отчетливо прослеживается аккумуляция подвижных оксидов железа, как по всему профилю, так и особенно в верхней его части.
Содержание подвижного железа может достигать 20—25% от валового.
Накопление подвижного железа в профиле мерзлотно-таежных почв объясняется следующим образом: образующееся в процессе внутрипочвенного выветривания свободное железо с осенне-зимними восходящими токами влаги (в сторону более низких температур) поднимается вверх и при вымораживании зимой закрепляется в профиле. Более низкие температуры в верхней части профиля объясняются резкой континентальностью климата (низкие температуры воздуха и небольшая мощность снежного покрова). Летом нисходящий ток воды, обогащенной растворимым органическим веществом и имеющей кислую реакцию, выносит продукты почвообразования и выветривания вниз. Часть их осенью возвращается наверх с восходящими токами. При равнозначности нисходящей и восходящей миграции образуются мерзлотно-таежные ожелезненные почвы, при преобладании нисходящих токов начинается оподзоливание.
Гумус мерзлотно-таежных почв резко фульватный (Сгк:СфК = = 0,3-0,6); гуминовые кислоты в большинстве своем связаны с полуторными оксидами. Отношение C:N = 32-24. Гумус имеет потечный характер, но его максимум наблюдается в верхней части почвенной толщи с постепенным падением вниз по профилю. В надмерзлогном горизонте наблюдается второй максимум содержания органического вещества. Для органогенных горизонтов мерзлотно-таежных почв характерна карманистость, языковатость, связанная с горизонтальным надмерзлотным элювиированием органических веществ и заполнением ими морозобойных трещин.
Для мерзлотно-таежных почв характерно равномерное распределение илистой фракции по профилю и однородное соотношение фракций по всем горизонтам. На щебнистых породах в горных районах по всему профилю преобладают крупные фракции 0,25— 0,01 мм. Почвы среднего и тяжелого гранулометрического состава бесструктурны и практически водонепроницаемы. При распашке водно-физические свойства мерзлотно-таежных почв еще более ухудшаются. Нижние горизонты имеют листоватое сложение. Генезис мерзлотно-таежных глеевых почв обусловливается следующими основными элементарными почвенными процессами: подстилкообразование и поверхностное накопление грубого гумуса; гумусовая мобилизация подвижного железа и последующая его миграция за счет криогенных процессов (миграция веществ к фронту промерзания или коагуляция на месте); при наличии льдистой мерзлоты в плохих условиях дренажа развивается процесс оглеения, и наоборот, при относительно хорошем дренаже может начаться процесс миграции и выноса алюмо железо-гумусовых соединений и формирование осветленного горизонта (оподзоливание). Кроме того, для мерзлотно-таежных почв, как и для всех криогенных почв, характерны такие криотурбационные процессы, как морозобойное растрескивание, пучение, тиксотропное течение, криогенное оструктуривание.
При наличии мерзлотного микро рельефа мерзлотно-таежные глеевые почвы обычно бывают приурочены к бугоркам-повышениям, в понижениях же и трещинах между бугорками распространены болотные почвы. Кроме болотных почв сочетания с мерзлотно-таежными почвами могут образовывать подбуры и подзолы (на участках с более легкими и дренированными почвообразующими породами).
Мерзлотно-таежные неоглеенные почвы (гомогенные криоземы) - развиваются под редкостойной угнетенной лиственничной тайгой на самых разнообразных почвообразующих породах. В отличие от оглеенных таежных почв обязательным условием их формирования должно быть отсутствие застойного увлажнения. Этому могут способствовать активный боковой внутрипочвенный сток, обогащающий почвенные растворы кислородом, и наличие сети криогенных трещин или каменных многоугольников, создающих дополнительный дренаж.
Гомогенные криоземы имеют следующие признаки: 1) торфянистый характер органогенного горизонта; 2) очень малая мощность профиля и высокое залегание льдистой мерзлоты; 3) обилие в минеральном горизонте неразложившихся и полуразложившихся растительных остатков за счет криотурбаций; 4) гомогенность, бесструктурность, плывунность; 5) отсутствие признаков оглеения; 6) строения профиля O-OA-OB-C(D).
В отличие от глеевых почв, для которых характерно сегрегационное ожелезнение, для мерзлотно-таежных неоглееных почв типично равномерное распределение железа в профиле. При этом наблюдается достаточно высокое содержание несиликатных соединений железа. В остальном они практически не отличаются от оглеенных.
Палевые мерзлотные почвы в отличие от мерзлотно-таежных (глеевых и неглеевых) почв формируются в условиях ультраконтинентального холодного полуаридного климата преимущественно на средних и основных породах, хотя встречаются и на кислых.
Ареал их распространения занимает полосу предтундровых редколесий подзоны северной и средней тайги. Наиболее типичный растительный покров — лишайниково-кустарничковые лиственничники и заросли кедрового стланика.
Специфические особенности строения профиля палевых почв следующие: 1) наличие гумусо-аккумулятивного горизонта А; 2) метаморфический характер горизонта В; 3) отсутствие признаков Al-Fe -гумусового процесса; 4) фульватное гумусообразование без потечности гумуса; 5) высокое относительное содержание окристаллизованных соединений свободного железа при низком содержании аморфных соединений; 6) полная насыщенность основаниями (палевые нейтральные почвы) или умеренная насыщенность (кислые палевые почвы); 7) строение профиля ОА-А-Вт-С-(Сса).
Основные элементарные почвенные процессы, формирующие профиль палевых почв, следующие: обломочная ферсиаллитизация (оглинивание и ожелезнение), биогенная аккумуляция, гумусонакопление на месте, криогенное растрескивание, дегидратация и кристаллизация свободных соединений железа.
Эти почвы типичны для Центральной Якутии, Анабарского плато, верховьев рек Индигирки и Колымы.
В современной классификации 2004 года аналоги таежно-мерзлотных почв описаны в отделах криогенных почв (Криоземы), криометаморфических почв и палево-метаморфических почв.
Почвы двух первых отделов мы рассматривали ранее, при изучении зональных почв в тундровой зоне. А вот что из себя представляют почвы палево-метаморфического отдела рассмотрим более подробно.
Отдел объединяет почвы, в которых середина чвенного профиля представлена палево-метаморфическим и аккумулятивно-карбонатным горизонтами. Почвы отдела имеют относительно небольшую мощность профиля, который слабо дифференцирован по цвету, структуре, гранулометрическому составу. Палево-метаморфический горизонт BPL уплотнен, имеет неясную комковатую структуру с тонкими автохтонными железистыми пленками на поверхности минеральных зерен и агрегатах. Пленки содержат мало красящих оксалаторастворимых форм железа, что и определяет тусклую палевую окраску горизонта.
Залегающий ниже аккумулятивно-карбонатный горизонт BCA отличается плитчато-листоватым сложением и повышенной пористостью.
Почвы часто пронизаны вертикальными мерзлотными трещинами, заполненными гумусированным материалом, иногда проникающими до аккумулятивно-карбонатного горизонта. Реакция почв близка к нейтральной в верхней части профиля и щелочная в нижней.
Типы палево-метаморфических почв различаются характером гумусового горизонта, который может быть темногумусовым, светло-гумусовым или криоаридным.
Палево-метаморфические почвы приурочены к областям с экстраконтинентальным климатом и повсеместным распространением многолетней мерзлоты. Типы палевых почв формируются под лиственничной тайгой и тундровой растительностью Центральной Якутии и прилегающих территорий.
Районы распространения мерзлотно-таежных почв (как и тундровых глеевых почв) в основном являются базой оленеводства, охотничье промыслового хозяйства, звероводства. Напочвенный покров мерзлотно-таежных почв сложен часто мхами и лишайниками (наряду с кустарниками и кустарничками), поэтому они используются как оленьи пастбища. Кроме того, на них располагаются большие массивы лиственничных лесов -существенных поставщиков деловой древесины.
Несмотря на суровые климатические условия, в которых формируются мерзлотно-таежные почвы, в районах их распространения получают развитие также мясомолочное животноводство, табунное коневодство (в Якутии), овощеводство закрытого и открытого грунта.
В районах преобладания в почвенном покрове мерзлотно-таежных почв земли для сельскохозяйственного освоения следует искать на склонах южной экспозиции и в местах, защищенных от холодных токов воздуха.
Подбуры
Помимо мерзлотно-таежных почв на территории зоны очень широко представлены подбуры. Подбуры — это кислые выщелоченные ненасыщенные почвы с бурым (красновато- или коричневато-бурым) профилем типа 0-Bf(Bhf)-C, формирующиеся на массивно-кристаллических или песчаных (щебнистых) породах в условиях холодного гумидного климата под тундровой или северо-таежной растительностью.
Главные процессы: накопление остаточного грубого органического вещества и подвижного дисперсного гумуса, обломочная сиаллитизация. Слабо выражены процессы оглинения и элювиально-иллювиального перераспределения органо-минеральных соединений железа и алюминия и пылевато-илистых фракций. Из криогенных процессов наиболее типичны криогенная коагуляция продуктов выветривания, трещинообразование и вымораживание щебня.
Необходимость выделения особой группы почв на легких по гранулометрическому составу или щебнистых отложениях вызвана существенными отличиями в морфологии и свойствах формирующихся в этих условиях почв от суглинисто-глинистых почв, рассмотренных нами ранее как мерзлотно-таежные.
При рассмотрении тундровых глеевых и мерзлотно-таежных почв были отмечены такие их особенности, как застойный водный режим, переувлажнение, преобладание восстановительных процессов в профиле. Для почв, формирующихся на легких и щебнистых отложениях (подбуров), напротив, характерна большая водопроницаемость, наличие нисходящих токов почвенных растворов, свободный внутренний дренаж, господство окислительных процессов и отсутствие оглеения.
До введения термина «подбуры» почвы холодных гумидных районов с бурым недифференцированным профилем относились к различным типам или подтипам почв (тундровые иллювиально-гумусовые, тундровые неоглеенные, арктические бурые, субарктические бурые лесные, скрытоподзолистые и др.).
Подбуры встречаются на равнинных и горных территориях вместе с тундровыми глеевыми и мерзлотно-таежными почвами и распространены в тех же биоклиматических условиях, но на легких и щебнистых породах с богатым для выветривания резервом первичных минералов.
Профиль подбуров имеет следующее строение: под темно-бурым или темно-серым органо-аккумулятивным горизонтом залегает бурая, коричневато- или красновато-бурая минеральная толща, постепенно светлеющая с глубиной. Характер верхнего горизонта может варьировать в широких пределах: рыхлая оторфованная подстилка, перегнойный или грубогумусный органо-аккумулятивный горизонт, реже торфянистый горизонт. В ряде случаев отмечается вмывание подвижного органического вещества в верхнюю ожелезненную часть минерального профиля (гор. Bht). В оподзоленных вариантах подбуров в верхней части профиля отмечаются слабые признаки осветления бурой окраски или наличие серовато-белесых пятен и линз. При некотором ухудшении дренажа за счет слабой цементации профиля мерзлотой в надмерзлотной части профиля подбура могут отмечаться признаки оглеения. Морфология и другие свойства нижней части профиля подбура определяются типом почвообразующей породы.
Общими для всех подбуров являются такие признаки: кислая реакция почвы со снижением кислотности вниз по профилю; распределение органического вещества и общего количества поглощенных катионов имеет аккумулятивный характер; почвы ненасыщены в верхней и средней части профиля. Общее содержание ила варьирует весьма существенно в зависимости от характера почвообразующей породы, преобладает аккумулятивный тип его распределения. В распределении валового содержания и оксалаторастворимых соединений железа и алюминия наблюдаются слабые признаки элювиально-иллювиальной дифференциации, особенно в подтипе оподзоленных подбуров. Верхние и средние части профиля подбуров обеднены кремнеземом.
В гумусе подбуров преобладают фульвокислоты; как в них, так и в гуминовых кислотах доминируют подвижные и агрессивные фракции, способные активно воздействовать на почвенные минералы и давать с продуктами их разрушения подвижные комплексы.
Основная масса органических веществ, образующихся при разложении подстилок и корневого опада, осаждается в верхней части профиля в виде устойчивых органоминеральных комплексов, но часть их вымывается нисходящими почвенными растворами и после осаждения с железом и алюминием образует иллювиально-гумусовый горизонт.
В пределах типа были выделены следующие подтипы подбуров: типичные, оподзоленные, сухоторфянистые, перегнойные, надмерзлотно-глееватые. Разделение на подтипы проводилось по степени дифференциации профиля по элювиально-иллювиальному типу, по характеру органогенного горизонта, по проявлению оглеения профиля.
Генетическую сущность почвообразования в подбурах определяют две группы природных процессов. Первая группа процессов, свойственна не только подбурам, но и всем почвам холодных гумидных областей, и вторая группа процессов (специализированные процессы), свойственные только для неглеевых почв этих регионов.
Первая группа процессов — это замедленный и малоемкий биологический круговорот веществ; преимущественно поверхностное поступление отмершей растительной массы; медленная трансформация растительного опада и образование как грубого кислого остаточного органического вещества, так и кислого подвижного высокоагрессивного органического вещества, способного к миграции в профиле; интенсивное физическое и слабое химическое выветривание; коагуляция и осаждение в профиле мигрирующих соединений в результате процессов промерзания;-некоторые криогенные процессы (вымораживание щебня, трещинообразование и др.).
Специфические процессы, формирующие подбуры, возникают лишь в условиях свободного внутреннего дренажа при отсутствии длительного переувлажнения почвенной толщи и при относительном богатстве пород первичными минералами. К таким явлениям и процессам относятся следующие: кислое окислительное элювиирование всего профиля; сиаллитизация и слабое глинообразование, проявляющееся на общем обломочном фоне в относительном накоплении в почве алюминия и железа в виде гидроксидов, органоминеральных соединений и глинистых силикатных минералов; внутрипочвенное элювиально-иллювиальное перераспределение кислого подвижного гумуса и связанных с ним железа и алюминия; передвижение сверху вниз суспензий тонкой пыли и ила в рыхлой пористой толще почвы.
Ареал подбуров выходит за пределы распространения многолетнемерзлых пород и, следовательно, криогенных почв. Подбуры умеренного климата не имеют в профиле таких признаков, как трещинообразование, интенсивное вымораживание щебня, надмерзлотная глееватость. В их профиле увеличивается длительность и интенсивность процесса иллювиально-гумусового оподзоливания, что обусловливает их переход в подзолы. Поэтому в регионах, где многолетнемерзлые породы отсутствуют, доля подбуров в почвенном покрове существенно сокращается, уступая место подзолам.
В классификации 2004 года подбуры включены в отдел альфегумусовых почв. Диагностическими критериями для выделения типов подбуров в этом отделе почв являются: характер органогенных горизонтов, наличие или отсутствие глеевого горизонта в нижней части профиля (надмерзлотное оглеение), а также степень проявления аль-фегумусового процесса.
В принципе разделение подбуров на типы проведено по тем же самым признакам, которые использовались в старой классификации для выделения подтипов в типе подбуров. Например, в пределах типа выделялись следующие подтипы подбуров: типичные, оподзоленные, сухоторфянистые, перегнойные, надмерзлотно-глееватые. Разделение на подтипы проводилось по степени дифференциации профиля по элювиально-иллювиальному типу, по характеру органогенного горизонта, по проявлению оглеения профиля.
ПОДЗОЛИСТЫЕ почвы
Под термином «подзолистые почвы» понимается большая группа кислых сиаллитных элювиально-иллювиально-дифференцированных почв, формирующихся в условиях промывного водного режима при сезонном промораживании. Конкретный профиль подзолистых почв имеет следующее строение O-E-Btfal-C.
Эти почвы формируются под хвойными, хвойно-лиственными и вторичными лиственными лесами преимущественно на голоценовых суглинистых и глинистых, часто двучленных, гляциальных, флювиогляциальных и древнеаллювиальных отложениях, реже на плотных коренных породах. Для условий формирования этих почв характерно периодическое переувлажнение верхней части профиля: весной при снеготаянии и осенью перед установкой снежного покрова. Образование их профиля связано с развитием процессов оподзоливания (подзолистого процесса), элювиально-глеевого процесса и лессиважа.
В этих почвах действуют разные механизмы элювиального процесса, который подразумевает обязательность промывного или, хотя бы полупромывного режима. Считается, что в верхней элювиальной части профиля в разных экологических ситуациях и при разных физико-химических условиях могут иметь место следующие процессы:
— разрушение первичных и вторичных минералов с выносом продуктов разрушения в истинных или коллоидных растворах (оподзоливание, псевдооглеение);
— суспендирование тонкодисперсных частиц (ил, тонкая и средняя пыль) и их вынос в неразрушенном состоянии (лессивирование);
— отмывка крупных частиц от коллоидных полутораоксидных пленок и вынос соответствующих соединений (отбеливание).
Допускается, что активными агентами указанных процессов могут быть водородный ион воды, угольной кислоты или простых органических кислот. Комплексообразование ( хелатизация с фульвокислотами и гидрофильными гум и солеобразующие гумусоновыми кислотами).
В иллювиальной нижней части профиля протекают следующие процессы:
-аккумуляция продуктов разрушения или отмывки (красящих соединений с зерен минералов, структурных отдельностей), с постепенной кристаллизацией аморфных веществ, элювиированных сверху.
В результате элювиально-иллювиальная дифференциация профиля почв в конечном итоге проявляется в его дифференциации по гранулометрическому составу.
Что касается механизмов процесса подзолоообразования, у ученых нет единого мнения. К. К. Гедройц (1920) полагал, что главным агентом оподзоливания служит водородный ион, который появляется либо в результате диссоциации воды, либо при диссоциации угольной кислоты при насыщении диоксидом углерода воды, просачивающейся через почву. Воздействуя на кристаллическую решетку минералов, водородный ион постепенно разрушает ее, переводя в раствор соответствующие ионы. При этом образуются коллоидные золи SiО2, А12О3, Fe2О3, гуматов, пептизируемые водородным ионом и выносимые вниз по профилю. Ниже по профилю реакция почвы становится менее кислой и золи коагулируют, давая начало иллювиальному горизонту.
Слабым местом гипотезы Гедройца является, во-первых, источник свободного иона водорода — ни чистая вода, ни вода, насыщенная СО2 при обычных условиях, не дают столь высокой концентрации водородного иона, которая необходима для гидролиза минералов и поддержания низкого рН среды; во вторых, пептизирующая роль иона водорода — как правило, он коагулирует коллоиды, а не наоборот.
А. А. Роде (1937) выдвинул гипотезу о том, что свободный ион водорода может появляться в среде в больших количествах в результате выделения корнями растений при обменном поглощении катионов в процессе минерального питания. Но и эта гипотеза не нашла экспериментального подтверждения, тем более, что в наиболее оподзоленном горизонте всегда наблюдается минимум корней.
Н. П. Ремезов (1940) выдвинул гипотезу о соответствующей роли иона аммония, освобождающегося якобы в больших количествах в почве в процессе аммонификации и являющегося пептизирующим агентом в отношении коллоидных золей. Однако если ион аммония и пептизирует коллоиды, то, во-первых, его нет в условиях сильнокислой среды подзолистых почв (он быстро уходит в процессе денитрификации либо поглощается обменным комплексом), а во-вторых, он не способен гидролизовать минералы.
Оригинальную концепцию подзолообразования предложил В. Р. Вильямс (1940), который считал, что оподзоливание —это результат биохимических процессов. Согласно Вильямсу, в лесной подстилке идет грибной аэробный процесс разложения, продуктом которого является «креновая кислота», которая, воздействуя на минералы почвы при просачивании водных растворов, разрушает их и образует «кренаты» металлов. Продвигаясь вниз, «кренаты» постепенно встречают анаэробную зону и восстанавливаются в «апокренаты», которые нерастворимы и выпадают в осадок, давая иллювиальный горизонт. Эта гипотеза хотя и не была подтверждена экспериментально и содержит много противоречий (в частности, о соотношении аэробных и анаэробных зон в профиле, о наличии специфической «креновой» кислоты, переходящей в «апокреновую»), все же привлекла внимание ученых к самой роли органических продуктов микробных процессов в подзолообразовании.
Наиболее полно этот подход был развит позднее В. В. Пономаревой. Согласно Пономаревой, главным фактором оподзоливания служит бедность лесного опада зольными элементами и азотом, что вместе с преобладанием грибного кислотообразующего разложения растительных остатков приводит к консервации опада в виде подстилки и продуцированию в подстилке и усиленному вымыванию из нее простых органических кислот и специфических фульвокислот; образование гуминовых кислот при этом слабо выражено. Агрессивные органические кислоты разлагают первичные и вторичные минералы, попадая из подстилки в почву, взаимодействуют с освобождающимися полуторными оксидами, образуют с ними подвижные комплексные соединения. Передвигаясь вниз, растворы все более обогащаются R2O3, что приводит к осаждению комплексов в иллювиальном горизонте. Осаждение органоминеральных комплексов в горизонте В обусловлено увеличением отношения R2O3:Сфк при повышении общей концентрации растворов и незначительном росте рН. Процесс разложения минералов под воздействием гумусовых кислот идет не только в подзолистом горизонте, но и во всем профиле в целом.
Среди подзолистых почв, характерных для северной подзоны таежно-лесной зоны выделяются почвы, не образующие сплошных крупных почвенных ареалов, будучи больше сопутствующими почвами, связанными со спецификой литологии поверхностных пород. Особенно часто они образуют ассоциации с различными болотными почвами. Это подзолы.
Термин «подзол» был взят В. В. Докучаевым из народного лексикона Смоленской губернии и введен в научный обиход для названия почв, имеющих в верхней части профиля осветленный бесструктурный горизонт, цвет которого напоминает цвет печной золы. Впоследствии термин в различном контексте терминообразования претерпел длительную эволюцию и в разных учебниках и научных трудах можно найти его разнообразное толкование.
В настоящее время под подзолом понимается кислая сиаллитная почва с профилем типа E-Bh, f, al, формирующаяся в условиях резко выраженного промывного режима и дефицита оснований.
Конкретный профиль подзола может быть либо O-E-Bhfal-C,
Либо O-A-E-Bhfal-C.
Такие почвы формируются на бедных кварцевых песках либо щебнистых хорошо дренированных породах. В условиях подзоны средней тайги почвы формируются под вечнозелеными хвойными лесами, чаще всего с лишайниково-зеленомощным напочвенным покровом.
Наиболее типичными геоморфологическими элементами для формирования подзолов служат песчаные древнеаллювиальные террасы с относительно глубоким стоянием грунтовых вод. Часты подзолы на флювиогляциальных и дюнных песках. Вторым характерным ландшафтом подзолов служат хорошо дренированные облесенные склоны гор, сложенные щебнистым элювием кислых плотных пород (граниты, кварциты, гнейсы и т. п.).
В северных районах подзолы, как правило, маломощные, иногда карликовые, хотя горизонт В может быть и растянутым, состоящим из ряда прослоев. У целинных подзолов в девственных лесах на поверхности почвы всегда присутствует мощная (5—15 см), часто торфянистая, грубогумусная лесная подстилка — горизонт О, в нижней части часто образующая переходный горизонт ОА. Подстилка богата грибной микрофлорой и бедна бактериальной.
Для профиля подзолов (Презентация) характерно четкое разделение на элювиальную (Е) и иллювиальную (Bhfal) части. В зависимости от специфики условий почвообразования (условия увлажнения, литология) подзолы могут быть иллювиально-гумусовыми, иллювиально-железистыми, иллювиально-гумусово-железистыми, иллювиально-железисто-гумусовыми. Горизонт В может быть сплошным (как правило, у наиболее влажных иллювиально-гумусовых подзолов) либо состоять из ряда разрозненных прослоек — псевдофибровый, ортзандовый; ортзанд может быть выражен в форме цементированной железом плиты.
Для подзолов характерны следующие свойства:
— низкая общая гумусированность при резкой дифференциации содержания гумуса по профилю: максимум непосредственно под подстилкой, резко сменяющийся минимумом в горизонте Е; второй максимум, более растянутый по вертикали, в горизонте В;
— резко выраженный фульватный состав гумуса (Сгк:Сфк < 1,0);
— сильная кислотность всего профиля, максимальная в подстилке и постепенно уменьшающаяся с глубиной.
— крайне низкая емкость катионного обмена (5—10 мг-экв/ 100 г) при резко выраженной ненасыщенности основаниями;
- особенно высокая гидролитическая кислотность по отношению к обменным основаниям;
— четко выраженное в профиле элювиально-иллювиальное распределение полуторных оксидов;
— высокая водопроницаемость и малая влагоемкость;
— низкая обеспеченность элементами питания растений.
В основе оподзоливания лежит кислотный гидролиз первичных и вторичных, включая глинистые, минералов с образованием водорастворимых продуктов, которые нисходящим током воды выносятся из элювиальной части профиля, частично осаждаясь в его иллювиальной части, а частично уходя из ландшафта в гидрографическую сеть. В наибольшей степени выносу подвергаются щелочи, щелочно-земельные элементы и кремний (относительно накапливается лишь кварц) — выносятся за пределы профиля; значительная часть освобождающихся соединений железа и алюминия осаждается в иллювиальном горизонте, обычно вместе с гумусом.
Подзолы как на песках, так и на щебнистом элюво-делювии горных склонов, — это типично лесные почвы и никакое иное землепользование на них не является экологически целесообразным.
Введение песчаных подзолов в земледельческое пользование возможно, но они мало плодородны для сельскохозяйственных культур. Для получения на них высоких и устойчивых урожаев требуется периодическое внесение высоких доз органических удобрений (навоз, торф, компосты, зеленые удобрения). Необходимо периодическое известкование, но оно эффективно лишь при заправке почв органикой. Естественно, постоянно нужны минеральные удобрения, эффективность которых также зависит от заправки органикой, а также от известкования. Часто оказываются необходимы и микроудобрения. Окультуривание песчаных подзолов —сложный, длительный и дорогостоящий процесс.
Глееподзолистые почвы.
Глееподзолистые почвы имеют следующее строение профиля: А0—Еg—ЕB—В—ВС—С. Наиболее характерно для них наличие оглеенности в горизонтах Е и ЕВ в виде сизовато-серых тонов в окраске и буроватых пятен и присутствие мелких конкреций.
Профиль имеет сильнокислую реакцию среды, низкую насыщенность основаниями, повышенное количество подвижных форм железа, неблагоприятный водно-воздушный режим. Вообще глееподзолистые почвы мало чем отличаются от собственно подзолистых почв, поскольку для тех и других характерна поверхностная глееватость. Связано это с сезонным переувлажнением..
В подзоне южной тайги широко представлены дерново-подзолистые почвы под темнохвойными лесами с примесью широколиственных пород (дуб, ясень, клен, липа) и смешанными широколиственно-темнохвойными лесами. Под пологом этих лесов хорошо развит травянистый покров. Роль дернового процесса при обильном травяном покрове при этом сводится к более мощному развитию гумусового горизонта А, поскольку при разложении опада травянистых растений формируется больше гуминовых кислот, в частности закрепляемых кальцием серых гуминовых кислот, хотя принципиально направление почвообразования не изменяется. Иное дело в распахиваемых подзолистых почвах, где природный процесс сменяется культурным и где гумусообразование протекает в иных условиях. Однако свойства почвы, созданные природным процессом оподзоливания, сохраняются и в освоенных почвах длительное время.
Большая многолетняя дискуссия имела место по поводу разделения подзолистых (О-Е-В-С) и дерново-подзолистых (О-А-Е-В-С) почв, особенно в связи с тем, что оба типа (подтипа) дают при распашке единый профиль Ар-Е-В-С или даже Ар-В-С при малой мощности горизонта Е в целинной почве.
Считалось, что подзолистые почвы характерны для более северных лесов, а дерново-подзолистые — для более южных. Далее предполагалось, что подзолистые почвы (О-Е-В-С) свойственны мертвопокровным хвойным лесам, а дерново-подзолистые (О-А-Е-В-С) - хвойно-лиственным или лиственным лесам с травяным напочвенным покровом.
Разделение подзолистых и дерново-подзолистых почв может быть аргументировано в определенной степени лишь разной мощностью гумусо-аккумулятивного горизонта, но и то условно. Считалось, что гумусовый и подзолистый горизонты дерново-подзолистых почв разновозрастны: сначала под хвойным лесом образуется оподзоленный профиль O-E-Bt, f, al-C, а затем при поселении травянистой растительности в верхней части подзолистого горизонта образуется гумусовый горизонт и формируется профиль O-A-E-Bt, f, al-C дерново-подзолистой почвы, т. е. идет наложение дернового процесса на профиль ранее сформированной подзолистой почвы.
Для условий формирования этих почв характерно периодическое переувлажнение верхней части профиля: весной при снеготаянии и осенью перед установкой снежного покрова.
В связи с сезонным переувлажнением все дерново- подзолистые почвы в верхней части профиля слабо оглеены, особенно в пределах элювиального горизонта ЕL над уплотненным иллювиальным горизонтом ВT, поскольку весной и осенью здесь имеет место застой воды и даже образование горизонта верховодки. Переменный окислительно-восстановительный режим возникающий при этом приводит к чередованию мобилизации и иммобилизации свободных соединений железа и марганца, часто в виде органоминеральных соединений (небольших ортштейнов, сгустков, точечных скоплений). Особенно много их в нижней части подзолистого горизонта Е. Однако конкреционность в дерново- подзолистых почвах никогда не достигает столь больших размеров, как подбелах. Дерново-подзолистые почвы кислые. Степень насыщенности основаниями у них выше, чем у подзолистых почв. Обменные основания представлены главным образом кальцием и меньше магнием, что связано с более активной его биологической аккумуляцией.
Количество и качественный состав гумуса, кислотность и физико-химические свойства в дерново-подзолистых почвах могут сильно варьировать в зависимости от гранулометрического, химического и минералогического состава почвообразующих пород, а также от выраженности подзолистого и дернового процессов и окультуренности почв при использовании их в сельскохозяйственном производстве.
Дерново-подзолистые почвы интенсивно вовлекаются в сельскохозяйственное производство. Поэтому выделяются также на уровне типов агропочвы.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 288.
