Черноземные почвы лесостепи и их характеристика

Серые лесные почвы, генезис, классификация, строение, состав и свойства

Условия почвообразования

ЛЕКЦИЯ 12 СВОЙСТВА ПОЧВ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ

 

Вопросы:

1. Условия почвообразования

2. Серые лесные почвы, генезис, классификация, строение, состав и свойства

3. Черноземные почвы лесостепи и их характеристика

4. Лесорастительные свойства и приемы повышения плодородия почв лесостепной зоны

 

Серые лесные почвы распространены преимущественно в северной части лесостепной зоны (лиственно-лесная зона). Их общая площадь составляет 50 млн.га. Наряду с серыми лесными почвами здесь встречаются дерново-подзолистые почвы, оподзоленные и выщелоченные черноземы, лугово-черноземные, аллювиальные, солонцы, солоди и солончаки.

 

Климат. Климатические условия зоны благоприятны для роста и развития естественной деревянистой и травянистой растительности. Особенность климата - примерно равное соотношение осадков и испаряемости.

Рельеф и почвообразующие породы. В Европейской части России рельеф зоны волнистый, сильно и глубоко расчлененный эрозией. Территория зоны здесь простирается в пределах Вольно-Подольской, Среднерусской, Приволжской возвышенностей.

Почвообразующими породами являются лессы и лессовидные суглинки, в Среднерусской провинции - покровные суглинки.

Восточная часть зоны (Приалтайская, Западно- и Восточно - Присаянские провинции) более расчленена и дренирована (полого-увалистый рельеф чередуется с бугристым микро- и мезорельефом). Почвообразующие породы на территории этих провинций представлены в основном четвертичными лессовидными суглинками и глинами.

Растительность. Целинная растительность зоны представлена травянистыми лесами, чередующимися с безлесными участками луговых степей. Последние в основном распаханы, на Западе (Украинская провинция) преобладают буковые, буково-грабовые и дубово-грабовые леса.

В Среднерусской провинции господствуют дубовые леса с примесью липы, клена, ясеня и др. широколиственных пород. Далее к востоку в лесах заметное место занимает береза, часто с примесью хвойных пород (пихта, сосна). На территории всей зоны на песчаных террасах рек часто произрастают сосновые боры. Травянистая растительность лесов разнообразна и обильна.

 

Серые лесные почвы по совокупности морфологических признаков и свойств занимают переходное положение от дерново-подзолистых почв южно-таежной подзоны к черноземным почвам лесостепи.

Они характеризуются большей гумусированностью по сравнению с дерново-подзолистыми почвами при наличии признаков оподзоливания. Главная морфологическая особенность серых лесных почв - заметное разделение гумусового слоя на 2 горизонта (A₁; A₁A₂) (рисунок 1).

Рисунок 1 - Показатели состава и свойств серой лесной оподзоленной среднесуглинистой почвы по профилю

 

В широколиственных лесах с хорошо развитым подлеском и травяным покровом ежегодно поступает в почву и на ее поверхность большая масса опада (70-90 ц/га), богатого азотом (50-90 кг/га) и основаниями, особенно кальцием (70-100 кг/га).

Отсутствие или слабое проявление сезонного анаэробиозиса и лучший тепловой режим (по сравнению с таежно-лесной зоной) усиливают разложение богатой основаниями и азотом отмирающей растительности. Образуются более сложные гумусовые вещества с большим содержанием гуминовых кислот. Значительная часть этих кислот нейтрализуется основаниями опада, поэтому процессы разрушения почвенных минералов выражены слабее, чем в таежно-лесной зоне. Отмеченные особенности биологического круговорота веществ и гумификации способствуют накоплению в почвах гумуса.

Изучение генезиса серых лесных почв связано с именами В.В.Докучаева, С.И.Коржинского, П.Н.Крылова и др. ученых. В.В.Докучаев считал, что серые лесные почвы сформировались под широколиственными лесами (дубравами) лесостепной зоны. С.И.Коржинский развил гипотезу об образовании серых лесных почв в результате деградации (ухудшения свойств) черноземов при воздействии на них леса. П.Н.Крылов, В.Р.Вильямс разработали теорию образования серых лесных почв в результате проградации (улучшения свойств) почв, ранее развивающихся по подзолистому типу при смене биоклиматических условий.

Современное понимание генезиса серых лесных почв заключается в том, что этот тип почв сформировался под преобладающим влиянием дернового процесса в сочетании со слабым развитием подзолистого процесса при участии лессиважа.

Классификациясерых лесных почв.Тип серых лесных почв разделяется на подтипы: светло-серые, серые и темно - серые лесные почвы.

Светло-серые и серые лесные почвы формируются преимущественно в северной части зоны (более выраженный нисходящий ток Н₂О, больший вынос оснований из опада - здесь заметно развит подзолистый процесс). Далее на юг преобладают темно-серые почвы в сочетании с оподзоленными и выщелоченными черноземами, а светло-серые почвы встречаются лишь на участках рельефа с повышенным увлажнением.

На виды серые лесные почвы делятся:

по глубине вскипания - высоковскипающие (выше 100 см), глубоко-вскипающие (глубже 100 см).

по мощности гумусового слоя (А + A₁A₂):- мощные -А₁+ A₁A₂ > 40 см,

среднемощные – А₁ + А₁А₂ - 20-40 см, маломощные – А₁ + А₁А₂ < 20 см.

Светло-серые лесные почвы выделяются среди серых лесных почв наибольшей оподзоленностью и наименьшей мощностью гумусового горизонта (15-20 см и меньше). По морфологическим свойствам и признакам они близки к дерново-подзолистым почвам.

Серые лесные почвы характеризуются более интенсивным развитием дернового процесса и ослаблением подзолистого по сравнению со светлосерыми. Морфологически отличаются от них более темным цветом горизонтов А и A₁A₂, повышенной мощностью горизонта А (до 25-30 см).

Темно-серые лесные почвы по своим признакам и свойствам близки к черноземам. В отличие от светло-серых и серых почв белесая присыпка в горизонте В необильная, иногда даже отсутствует.

Состав и свойства серых лесных почв. В распределении механических элементов по профилю видна четкая закономерность: по сравнению с породой верхние горизонты обеднены илистой фракцией. Такое распределение илистой фракции связано с оподзоливанием почв, так и с проявлением лессиважа. Кроме того, в иллювиальном горизонте отмечается и развитие процесса оглинения.

Минералогический состав илистой фракции представлен аморфными соединениями SiO₂, R₂O₃ и глинистыми минералами – гидрослюдами, вермикулитом и монтмориллонитом.

Данные валового анализа серых лесных почв показывают, что верхние горизонты их обеднены полутораокисями и обогащены кремнекислотой, что указывает на заметную оподзоленность этих почв.

Количество гумуса в горизонте А₁ (А_пах) у светло-серых почв составляет от 1,5 до 5 %, у серых от 3 до 8 % и у темно-серых от 3,5-4 до 8-9 % и более. У светло-серых и серых лесных почв наблюдается резкое падение гумуса с глубиной, у темно-серых количество его с глубиной уменьшается постепенно. Светло-серые и серые лесные почвы характеризуются кислой средой и ненасыщены основаниями. Емкость поглощения в гумусовом горизонте суглинистых разновидностей светло-серых почв составляет 14-18 мг-экв, серых лесных почв - 18-30 мг-экв.

Более благоприятные физико-химические свойства у темно-серых почв. Емкость поглощения в верхнем горизонте составляет от 15-20 до 40-45 мг-экв, они более насыщены основаниями: реакция - слабокислая. Гидролитическая кислотность у типа серых лесных почв обычно 2-5 мг-экв на 100 г почвы.

Все серые лесные почвы характеризуются высокой плотностью уплотненных иллювиальных горизонтов (1,5-1,65 г/см³). Неблагоприятные физические свойства, особенно светло-серых почв, определяют их заметно худшую водопроницаемость по сравнению с другими почвами. Невысокое содержание гумуса, обеднение илом, обогащение пылеватыми фракциями способствуют быстрому обесструктуриванию верхнего горизонта при распашке, поэтому такие почвы заплывают и образуют корку.

В серых лесных почвах преобладает периодически промывной тип водного режима (особенно на пашне). Легкие почвы в районах повышенного увлажнения (Украинская лесостепь) могут иметь промывной водный режим. На участках под лесом периодически промывной режим наблюдается реже, чем на пашне (за вегетацию почвы иссушается под лесом до глубины 4-5 м и более).

По условиям питательного режима в лучшую сторону выделяются темно-серые почвы, отличающиеся более высоким природным плодородием - большими запасами гумуса, азота и фосфора.

В настоящее время под пашней находится около 40 % площади серых лесных почв (озимая и яровая пшеница, кукуруза, сахарная свекла, картофель, лен и др.). В агрономическом отношении эти почвы неравноценны. При сельскохозяйственном использовании серых лесных почв необходимо учитывать их провинциальные особенности.

Пути повышения плодородия: внесение органических и минеральных удобрений, известкование, углубление пахотного слоя, посев многолетних трав, своевременная обработка, глубокое рыхление, уничтожение почвенной корки, накопление и сохранение влаги и т.п. На эродированных почвах - противоэрозионные лесные насаждения, почвозащитные севообороты и применение удобрений.

 

 

 

Чернозёмные почвы расположены южнее зоны серых лесных почв. Они простираются в виде сплошной, но неровной полосы, начиная от границы с Румынией до Алтая. Большая широтная и меридиональная протяженность территории черноземных почв определяют значительную неоднородность ее природных условий. Неоднородность факторов почвообразования, изменения климатических условий, растительности в направлении с запада на восток привели к фациальным различиям черноземных почв. Черноземообразование в России происходит в пределах четырех фаций. Фации с суммой активных температур ( > 10 ^oC): южно-европейская – 3000-3600, восточно-европейская – 2000-3000, западно-сибирская – 1850-2300, восточно-сибирская – 1600-1800 ^оС.

Основные массивы черноземов в Российской Федерации распространены в лесостепной и степной зонах - центральные области, Северный Кавказ, Поволжье, Западная Сибирь. Черноземы вышеперечисленных регионов, за исключением Северного Кавказа, относятся к теплым промерзающим почвам восточно-европейской и Западно-Сибирской фациям. В зимний период они пребывают в состоянии мерзлотного покоя.

В пределах лесостепной зоны распространены черноземы оподзоленные, выщелоченные и типичные (рисунок 2).

 

Рисунок 2 - Строение черноземов восточно-европейской фации

1-оподзоленный; 2-выщелоченный; 3-типичный

 

Они формируются на вершинах водоразделов и пологих склонах, местами сочетаются с другими почвами, в частности с темно-серыми. Эти подтипы черноземов занимают 40 % всей площади зоны, залегая нередко сплошными массивами. Общая площадь, занимаемая этими почвами, составляет 60,3 млн. га. Почти вся площадь черноземных почв распахана и используется под различные полевые культуры и плодоводство.

Черноземы оподзоленные. Они сформировались под луговой степной растительностью. В них наблюдаются следы оподзоливания в виде кремнеземистой присыпки в несколько осветленном гумусовом горизонте и его слабокислая реакция, обусловленная небольшим количеством иона Н в ППК и отсутствием карбонатов в первом метре почвенного профиля.

Черноземы выщелоченные. В отличие от оподзоленных черноземов не имеют кремнеземистой присыпки в гумусовом слое. Характерная морфологическая особенность выщелоченных черноземов - наличие под горизонтом B₁ выщелоченного от карбонатов горизонта В₂, т.е. карбонаты вынесены за пределы горизонта В. Чем легче гранулометрический состав черноземов, тем сильнее они выщелочены.

Черноземы типичные. Эти почвы сформировались под богатой разнотравно-злаковой растительностью, приуроченной к подзоне южной лесостепи и северной полосе степей. Они имеют обычно глубокий гумусо-вый профиль (90-120 см и более) и содержат карбонаты в гумусовом слое. Чаще всего карбонаты появляются с глубины 60-70 см. Эти почвы обладают наилучшими свойствами и характерным строением профиля, присущим для почв черноземного типа.

Чернозем, как тип почвообразования, формируется в результате следующих ведущих процессов: дерновый процесс; образование и накопление гумусовых веществ (гумификация); выщелачивание и миграция простых солей; оглинивание почвенной массы.

Все черноземы имеют общее генетическое строение профиля характерное для рода обычные. Другие роды черноземов имеют те или иные отклонения.

А - гумусовый горизонт.Однородной темно-серой окраски со слабым буроватым оттенком. В целинных и длительных залежных почвах могут формироваться горизонты А_о (степной войлок) и А_д (дерновый горизонт), имеющий прекрасную зернистую структуру без порошистых фракций. Горизонт А в распаханных черноземах разделяется на А_пах. (пахотный горизонт) и А (подпахотный горизонт). Пахотный горизонт, как правило, имеет разрушенную структуру. Она глыбистая после распашки под зябь, после зимы становится порошистой. Ценные зернистые и комковатые фракции или практически отсутствуют, или находятся в мини-муме. Подпахотный горизонт сохраняет строение целинных вариантов чернозема.

АВ - гумусовый переходный горизонт.Однородное гумусовое темно-серое окрашивание ослабевает. Горизонты А+АВ определяют мощность гумусового профиля. Она изменяется в широких пределах от 40 до 150 см. Горизонт имеет хорошо выраженную комковатую структуру.

В (ВС) - переходный горизонт.Неоднороден по окраске, с преобладанием бурых тонов. Встречаются затеки гумуса, гумусовые пятна. Неоднородность окраски создается также интенсивной перерытостью землероющими животными, наличием червороин и кротовин, обилием прожилок и мицелия карбонатов.

В_Са (С_Са) - десуктивно-карбонатный иллювиальный горизонтс обилием конкреционных новообразований извести в виде белоглазки и журавчиков. Общее накопление СаСО₃ достигает 10-14 %. С глубиной количество извести уменьшается. Нижняя граница профиля чернозема определяется стабильным количеством СаСО₃, характерным для материнской породы.

Вс_ss_a (С_Сss_a) - иллювиальный горизонт гипса и легкорастворимых солей.Он обнаруживается только в черноземах южных и обыкновенных. Хорошо промытые атмосферными осадками оподзоленные, выщелоченные и типичные черноземы этого горизонта не имеют.