Подзолистые почвы. Их строение, свойства, использование и распространение (на Дальнем Востоке) - Почвоведение и инженерная геология

Подзолистые почвы, дерново-подзолистые почвы, преобладающий тип почв в сев, части СССР. Обширная территория, протянувшаяся широкой полосой от зап, границ СССР до Тихого океана, носит название подзолистой или дерново-подзолистой зоны. На севере она граничит с тундровой зоной, на юге - с лесостепной зоной (см. карту к ст. Почва). Общая площадь дерново-подзолистой зоны ок. 7 млн. км2, т. е. ок. 30% всей территории СССР. В эту площадь не включены черно лесные области Вост. Сибири и Дальнего Востока с преобладанием горн подзолистых почв. Для дерново-подзолистой зоны характерны след, природные условия: умеренно влажный климат (зона "достаточного увлажнения"), преобладание лесов со значительным распространением лугов (лесолуговая зона).

Для подзолистых почв под лесом типично след, строение почвенного профиля (расположение слоев - горизонтов в почвенном разрезе сверху вниз): А0 - горизонт лесной подстилки; скопление на поверхности почвы отмерших растительных остатков (лесного опаду), находящихся в различных стадиях разложения. А1 - дерновый, перегнойный горизонт серого цвета. По сравнению с материнской породой этот горизонт обеднен полуторными окислами и обогащен перегноем. А2 - подзолистый горизонт светло-серого цвета, часто белесый. Бесструктурный - мучнистый; часто несколько уплотненный с тонко пластинчатым (листоватым) сложением. Характеризуется малым содержанием перегноя и глинистых частиц, обеднен полуторными окислами. В - горизонт вмывания (иллювиальный, рядковый). В суглинистых и глинистых почвах этот горизонт красновато-бурый (иногда палево-бурый) с бурыми и серыми глинистыми корочками по ходам и стенкам трещин; весь горизонт в целом обогащен, по сравнению с материнской породой, глинистыми частицами (обленен). В песчаных и супесчаных почвах иллювиальный горизонт (В) встречается двух видов: Железистый - красно-бурые железистые прожилки и прослойки, часто сцементированные - отрадны; в ряде случаев встречается сплошной железистый слой красно-бурого или буро-охристого цвета, иногда в виде плиты - сцементированный полуторными окислами - рудяк (ортштейн); Перегнойно-иллювиальный бурого цвета с повышенным содержанием перегноя, иногда сильно сцементированный (гумусовый ортштейн). С - материнская порода.

Переход между указанными генетическими горизонтами обычно нерезкий. В ряде случаев отчетливо выделяются переходные горизонты и под горизонты, напр. горизонт В1 - переходный между подзолистым горизонтом и иллювиальным (или материнской породой). Этот горизонт часто отличается значительной обездоленностью; в почвенном разрезе на палево-буром фоне отчетливо выделяются белесые ходы и прожилки.

В пахотных П. п. выделяется пахотный слой - AN.

Строение типичного профиля нарушается в ряде случаев, в зависимости от условий почвообразования. Так, напр., в пахотных почвах, подвергшихся частичному смыву, подзолистый горизонт (А2) отсутствует и пахотный слой сменяется горизонтом В. В ряде случаев не выражен горизонт вмывания (на водораздельных территориях).

Происхождение подзолистых почв.

Подзолообразовательный процесс наиболее ярко выражен под пологом сомкнутого леса. Для этих условий характерен нисходящий ток воды, обусловливающий вымывание растворимых соединений из верхних слоев. При разложении микроорганизмами (преимущественно грибами) продуктов опада лесной растительности, в горизонте лесной подстилки образуются органические (перегнойные) кислоты типа креновой кислоты. Сущность процесса оподзоливания заключается в том, что перегнойные кислоты воздействуют на ряд соединений, входящих в состав материнской породы; образующиеся в результате этого взаимодействия продукты выносятся из верхних горизонтов нисходящим током воды. Сначала растворяется и выносится углекислый кальций, а затем поглощенные основания (см. Поглотительная способность почвы). При взаимодействии перегнойных кислот с поглощенным кальцием образуются растворимые в воде кальциевые соли. Коллоидная часть (см. Коллоиды почвы) становится ненасыщенной основаниями. Почва приобретает сначала гидролитическую, а затем и обменную кислотность (см. Кислотность почвы).

В дальнейшем перегнойные кислоты воздействуют на труднорастворимые соединения железа и алюминия материнской породы. В результате железо и алюминий дают с перегнойными кислотами молекулярно-растворимые и коллоидно-растворимые соединения и выносятся из верхнего слоя. Формируется подзолистый горизонт. Вымытые из этого горизонта полуторные окислы откладываются в нижележащих слоях. Формируется горизонт вмывания (иллювиальный горизонт). Однако в ряде случаев полуторные окислы выносятся в более глубокие слои или даже в грунтовые воды. В результате подзолообразовательного процесса образуется типичная подзолистая почва.

Подзолообразовательный процесс в природе обычно чередуется с дерновым процессом или протекает одновременно с ним. Дерновый процесс развивается под покровом р-ней луговой травянистой формации, появляющихся при природном осветлении леса или после вырубки (луговая стадия дернового периода). Под влиянием травянистой растительности в верхнем слое почвы, где сосредоточена основная масса корней, происходит накопление перегноя и создается прочная комковатая структура. В результате формируется дерновый (перегнойный) горизонт и образуется дерново-подзолистая почва.

По мере дальнейшего развития дернового процесса в верхнем слое почвы накапливается органическое вещество и усиливаются восстановительные процессы (оголение). Луговая стадия дернового периода почвообразовательного процесса сменяется его болотной стадией. Дерново-подзолистые почвы переходят в дерново-подзолистые заболоченные почвы (подзолисто-глееватые), а в дальнейшем в торфяно-подзолисто-глеевые и болотные (торфяно-глеевые).

В различных частях территории дерного-подзолистой зоны почвообразовательный процесс протекает с неодинаковой скоростью и интенсивностью, в зависимости от условий почвообразования (климат, рельеф, материнские породы). Так, напр., на карбонатных породах подзолообразовательный процесс задерживается на первой стадии (растворение карбонатов); дерновый же процесс в этих условиях развивается более интенсивно. Это приводит к образованию "темноцветных" дерново-подзолистых почв слабо оподзоленных.

Значительное влияние на развитие почвообразовательного процесса дерново-подзолистой зоны оказывает рельеф. На водораздельных территориях преобладающее развитие имеет подзолистый период, сменяющийся дерновым в его болотной стадии (луговая же стадия б. ч. выпадает). Здесь распространены подзолы и торфяно-подзолистые почвы. Напротив, в нижних частях склона подзолообразовательный период быстрее сменяется дерновым в его луговой стадии. Здесь широко распространены дерново-подзолистые почвы различной степени заболоченности.

В результате распашки и окультуривания целинные П. п. претерпевают коренные изменения. Пахотный слой формируется в ряде случаев не только за счет перегнойного горизонта целинной почвы, но и за счет подзолистого горизонта. Свойства пахотного слоя определяются в значительной мере производственными воздействиями, их характером и интенсивностью. В результате применения комплекса агротехнических мероприятий (многолетние травы, известкование, органические и минеральные удобрения, глубокая обработка и т. п.) создается мощный структурный пахотный слой, со слабокислой реакцией, т. е. культурный пахотный слой, отличающийся высоким плодородием. Изменения свойств почвы, под влиянием агротехнических воздействий, происходят преимущественно в пахотном слое, подпахотные же слои П. п. сохраняют в значительной степени свои природные свойства.

Классификация подзолистых почв. Подразделение П. п. на виды (разности) проводится по механическому составу (табл.), по степени выраженности подзолообразовательного и дернового процессов, по степени культурности.

По степени выраженности дернового и подзолистого процессов выделяются 2 подтипа почв: 1) дерново-подзолистые, 2) подзолистые типичные. В пределах первого подтипа выделяются след, виды почв по степени их обездоленности: дерново-слабоподзолистые, дерново-среднеподзолистые, дерново-сильноподзолистые. Почвы второго подтипа разделяются на след, виды: слабоподзолистые, среднеподзолистые, сильноподзолистые, подзолы. При выделении указанных подтипов и видов учитывают следующее.

Дерново-подзолистые почвы имеют хорошо выраженный перегнойный (дерновый) горизонт. Подзолистые почвы отличаются маломощным перегнойным горизонтом, и у них почти непосредственно под слоем лесной подстилки или моховым покровом залегает подзолистый горизонт. В пределах указанных подтипов выделяются виды по степени оподзоленности. Слабоподзолистые почвы не имеют сплошного подзолистого горизонта; в переходном горизонте В1 признаки оподзоленности выражены нерезко. Средней подзолистые почвы отличаются наличием сплошного подзолистого горизонта, причем в случае дерново-среднеподзолистых почв дерновый горизонт превышает по мощности подзолистый. Сильноподзолистые почвы характеризуются интенсивно выраженным подзолистым горизонтом и резко выраженными признаками оподзоливания в нижележащем горизонте В1. У дерново-сильноподзолистых почв подзолистый горизонт б. ч. превышает перегнойный. В подзолах перегнойный горизонт практически отсутствует, а подзолистый горизонт выражен интенсивно (белесый, мучнистый).

Для определения степени оподзоленности был сделан ряд попыток использовать более существенные показатели: степень выноса оснований из верхних горизонтов почвы, степень обеднения илистой фракцией и др. Однако эти показатели не получили достаточной апробации, и в практике почвенных обследований пользуются, гл. обр., морфологическими признаками.

При использовании рассмотренной выше классификации в отношении пахотных подзолистых почв необходимо учитывать особенности этих почв, связанные с агротехническими воздействиями. Для пахотных П. п. разделение на два подтипа (дерново-подзолистые и подзолистые) в большинстве случаев теряет смысл, т. к. все старопахотные окультуренные почвы имеют перегнойный (пахотный) горизонт, мощность и качество к-рого связаны с агротехническими воздействиями (глубина вспашки, применение органических удобрений и пр.). Старопахотные окультуренные почвы сокращенно называют подзолистыми, независимо от того, к какому подтипу ("дерново-подзолистые" или "подзолистые") они относились до распашки. Разделение старопахотных П. п. по степени оподзоленности недостаточно обосновано и имеет весьма условный характер. Приведенная выше классификация относится в основном к целинным почвам. Для пахотных почв соотношение мощности перегнойного и подзолистого горизонтов зависит от мощности пахотного горизонта, т. е. глубины обработки. Так, напр., сильноподзолистая почва с маломощным перегнойным горизонтом и хорошо выраженным подзолистым горизонтом, после освоения и окультуривания, резко изменяется. За счет подзолистого горизонта создается перегнойный (пахотный) горизонт. Почва приобретает внешний вид слабоподзолистой почвы, отличаясь от действительно слабоподзолистой почвы по своему происхождению и свойствам.

Подзолистые смытые почвы залегают на покатых и крутых склонах, вершинах увалов и холмов, а также в ложбинах-промоинах. Они характеризуются укороченным (в результате смыва) почвенным профилем. Под пахотным горизонтом залегает переходный В1 или иллювиальный горизонт, а подзолистый горизонт отсутствует. При пахоте обычно захватывается горизонт В, пахотный горизонт приобретает коричневатый, а при сильном смыве красно-бурый цвет.

Подзолистые почвы временного избыточного увлажнения залегают б. ч. на выровненных площадях, а также в неглубоких западинах. Площади этих почв бывают более продолжительное время (по сравнению с "нормальными") переувлажнены ранней весной и поздней осенью, а в дождливые годы и среди лета. В сухие же периоды эти площади отличаются недостаточным увлажнением. Рассматриваемые почвы, являясь переходными к подзолисто-глееватым почвам, отличаются след, признаками: наличием большого количества сизовато-серых корочек в горизонте В; значительным количеством железисто-марганцевых бобровин (ортштейнов зерен) в подзолистом и пахотном горизонтах.

По степени окультуренности выделяются разности П. п., связанные с характером и интенсивностью агротехнических воздействий. Если два участка, до освоения не отличавшиеся между собой по почвенному покрову, подвергаются на протяжении ряда лет различным агротехническим воздействиям, то с течением времени создаются почвы различного плодородия, различной степени окультуренности. В подзолистой зоне весьма распространены такие случаи, когда различные площади неодинаково унаваживались на протяжении ряда лет. В результате создались след, разности П. п. по унавоженности: слабоунавоженные, удобрявшиеся мало и нерегулярно; среднеунавоженные, сильноунавоженные, удобрявшиеся систематически и интенсивно. Эти "культурные варианты" П. п. отличаются рядом производственно важных свойств (кислотностью, подвижностью питательных веществ, физ. свойствами) и плодородием. В качестве одного из показателей при выделении разностей П. п. по унавоженной используют данные по содержанию в почве легкорастворимых фосфатов. При повышении "степени унавоженной" количество фосфора, растворимого в кислотах (напр., в 0,2 н. НС1), увеличивается, т. к. вместе с навозом вносятся в почву фосфаты, к-рае в той или иной мере закрепляются почвой и м. б. извлечены из нее кислотными вытяжками. Др. варианты окультуренной создаются в том случае, если участки систематически подвергаются воздействию агротехнических мероприятий различного характера (культура многолетних трав, известкование, глубокая обработка и т. п.).

Характеристика подзолистых почв (преимущественно пахотных). Верхние горизонты подзолистых почв (пахотный, подзолистый) характеризуются низким содержанием ила (<0,001 мм) и коллоидных частиц. В пахотных горизонтах суглинистых П. п. содержится 8 - 15% ила; в переходном и в особенности в иллювиальном горизонте содержание ила резко повышается, достигая в ряде случаев 30% и больше. Наименьшее количество ила содержится в песчаных П." п.: в пахотном горизонте 1 - 3%, в подпахотных часто меньше 1%.

Перегной (гумус). Общее содержание в пахотных горизонтах суглинистых и глинистых почв 1,5 - 3%; в подзолистом горизонте 0,3 - 0,8%; в горизонте В - 0,2 - 0,4%. В пахотном слое супесчаных П. п. перегноя содержится 1 - 2%, а в песчаных 0,5 - 1,5%. В отличие от черноземов, в составе перегноя П. п. крановые и апокриновые кислоты (сульфокислоты) преобладают над гуминовыми.

Азот. Общее содержание азота в пахотных горизонтах песчаных и супесчаных П. п. 0,03 - 0,08%, а в суглинистых и глинистых 0,08 - 0,15%. При паровании в суглинистых средне - и сильно унавоженных П. п. может накапливаться значительное количество нитратного азота - 20 - 30 мг на 1 кг почвы. Супесчаные и песчаные П. п. отличаются меньшей способностью мобилизовать азот; нитраты из этих почв могут вымываться в заметных количествах. По данным полевых опытов, азотные удобрения дают высокие прибавки урожая при внесении под многие культуры.

Фосфор. Общее содержание Р2О5 колеблется в песчаных и супесчаных почвах от 0,03 до 0,07%, а в средних и тяжелосуглинистых - от 0,10 до 0,16% (пахотный слой). Значительную часть составляет фосфор органических соединений (30 - 50% общего содержания фосфора), а из минеральных фосфорсодержащих веществ в П. п. имеются соединения фосфора с алюминием и железом. В целинных и слабоокультуренных сильнокислых П. п. подвижность фосфора слабая. Эти почвы отличаются резко выраженной способностью связывать растворимые фосфаты в трудноподвижные соединения (с полуторными окислами). Доступность почвенного фосфора р-ниям возрастает по мере окультуренности почв; в сильноунавоженных почвах фосфор находится в легкоусвояемом состоянии. В подпахотных горизонтах (подзолистом и иллювиальном) фосфор находится в основном в виде минеральных соединений, малодоступных для растений.

Калий. Общее содержание калия в пахотных горизонтах колеблется, в связи с механическим составом, от 0,5 до 2,5%. Только относительно небольшая часть калия (не больше 20 - 25% от общего) растворима в 10%-ной соляной кислоте.

Подвижность калия П. п. и его доступность р-ним зависят от механического состава и степени окультуренной. Содержание обменного калия (по Пейве) б. ч. составляет в песчаных и супесчаных слабо - и средне унавоженных почвах 1 - 5 мг К2О на 100 г, в суглинистых и глинистых 5 - 10 мг. В более тяжелых по механическому составу разностях П. п. из труднорастворимых соединений в доступное для р-ней состояние переходят большие количества калия. В окультуренных сильно унавоженных почвах доступность калия р-ним повышается. Поглощенный калий достигает в этих почвах значительных величин (20 - 25 мг К2О и выше).

Кислотность П. п. Верхние горизонты неосвоенных П. п., как правило, характеризуются сильной кислотностью (рН солевой вытяжки б. ч. 3,7 - 4,2); обменная кислотность 1 - 3 миллиэквивалента на 100 г (в 1 н. KCl-вытяжке без умножения на коэффициент); подвижный алюминий, по Соколову, 10 - 25 мг на 100 г почвы. Преобладающая часть пахотных П; п. отличается средней кислотностью. Для пахотного горизонта рН солевой вытяжки 4,5 - 5,0; обменная кислотность меньше 0,3 миллиэквивалента на 100 г; подвижного алюминия меньше 2 - 3 миллиграммов на 100 г почвы. Подпахотные горизонты этих почв имеют в ряде случаев более высокую кислотность, чем пахотные. Особенно высокая кислотность иллювиальных горизонтов наблюдается у тяжелосуглинистых и глинистых почв (обменная кислотность 5 -8 миллиэквивалентов и больше).

Пахотные П. п. с сильной кислотностью (рН солевой вытяжки 4,0 - 4,5) распространены меньше среднекислых: в большинстве случаев это недавно освоенные почвы или старопахотные слабоокультуренные почвы на бескарбонатных породах. П. п. со слабой кислотностью (рН=5-5,5), а также близкие к нейтральным (рН=5,5 и выше) распространены в р-нах с карбонатными материнскими породами. Там эти почвы в ряде случаев преобладают. Слабой кислотностью отличаются сильноунавоженные П. п. Обменная кислотность и подвижный алюминий в почвах слабой кислотности практически отсутствуют.

Содержание поглощенных оснований (Са+Mg) в пахотных горизонтах незначительное: в суглинистых и глинистых почвах 5 - 10 миллиэквивалентов на 100 г, а в супесчаных и песчаных - 2 - 5 миллиэквивалентов (в нек-рых случаях меньше). В составе поглощенных оснований преобладает кальций. Особенно низкое содержание обменного магния отмечено в ряде случаев в песчаных и супесчаных подзолистых почвах.

Физические свойства подзолистых почв. Максимальная гигроскопичность (см. Водный режим почвы) П. п. в пахотном горизонте составляет: у суглинистых и глинистых почв б. ч. 2 - 4%, у супесчаных 1 - 2%, у песчаных 1 - 1,5%. Соответственно с этим величина коэф-та завядания для пахотных горизонтов невысока, в особенности для песчаных почв. Максимальная гигроскопичность достигает значительной величины в иллювиальных горизонтах суглинистых и глинистых почв (8 - 10%); это обусловливает высокий % неусвояемой воды в общем запасе воды' этих горизонтов.

Объемный вес пахотного горизонта И. п. составляет: суглинистых и глинистых почв (в зависимости от культурного состояния) от 0,9 до 1,4; подзолистого горизонта 1,3 - 1,4; нижних иллювиальных горизонтов 1,5 - 1,8; это указывает на исключительно плотную "упаковку" глинистых 'иллювиальных горизонтов в их естественном залегании; объемный вес пахотных горизонтов песчаных почв (1,4 - 1,5) мало зависит от культурного состояния. Пахотный горизонт тяжелосуглинистых и глинистых почв имеет высокую полевую влагоемкость - 30 - 35% от объема почвы в ненарушенном строении. У супесчаных и песчаных П. п. полевая влагоемость меньше, в особенности, у рыхло-песчаных почв на глубоких песках, где она составляет менее 10%.

Генетические горизонты П. п. различны по плодородию. Наиболее плодороден перегнойный - пахотный горизонт. Иллювиальный горизонт характеризуется, в его естественном сложении, низким плодородием в отношении способности обеспечить р-ния пищей и водой. Особенно низким плодородием отличается подзолистый горизонт. В соответствии с этим корневая система сосредоточена преимущественно в перегнойном - пахотном горизонте.

В подзолистых почвах подпахотным слоем, непосредственно следующим за пахотным, может быть: а) перегнойный горизонт в его нижней части; б) подзолистый; в) переходный В1 или иллювиальный - В2. Наиболее часто подпахотным слоем является подзолистый горизонт или переходный - В1.

Создание мощного плодородного пахотного слоя - 25 - 30 см - одна из основных задач земледелия. При углублении вспашки больше 20 см, на тяжелосуглинистых и глинистых почвах в ряде случаев затрагивается горизонт В1. При этом пахотный горизонт обогащается глинистыми частицами, а не пылеватыми, как в случае выпахивания при углублении подзолистого горизонта.

Похожие статьи




Подзолистые почвы. Их строение, свойства, использование и распространение (на Дальнем Востоке) - Почвоведение и инженерная геология

Предыдущая | Следующая