Серые лесные почвы северной лесостепи

Опубликовано: 12.10.2018

Серые лесные почвы распространены в северной части лесостепи. Зона серых лесных почв начинается в западной части Украины и простирается узкой полосой на восток, заканчивается в Читинской области, приобретая в Средней Сибири фрагментарный характер. Зона серых лесных почв является зоной интенсивного земледелия и животноводства.

УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Климат. Климат зоны серых лесных почв умеренно континентальный; континентальность возрастает с запада на восток. В таблице 41 приведены климатические показатели природносель-скохозяйственных провинций зоны. Коэффициент годового атмосферного увлажнения убывает с 1,2 в западных районах зоны до 0,8 в восточных; преобладает периодически промывной тип водного режима. Основное количество осадков (до 2/з годовой суммы) выпадает в теплое время года. Особенностью климата восточных территорий зоны, начиная с Предуралья, является наличие засушливого периода со второй половины мая до середины июня, оказывающего неблагоприятное влияние на молодые всходы сельскохозяйственных культур, их рост и развитие.

 

41. Значение климатических показателей природно-сельскохозяйственных провинций зон серых лесных почв

Показатель

Среднерусская

Предуральская

Западносибирская

Северопредалтайская

Температура, °С:

января

-8...-13

-13… -19

-16…-19

-18…-30

июля

18,5-19

18,3–18,8

18-18,5

17-18,5

Сумма температур за период с температурой > 10 °С, ˚С

2200-2400

1900-2100

1750-1850

1400-1600

Среднегодовая температура воздуха, °С

4

2,3

0,5

-4

Годовое количество осадков, мм

500-550

450-480

380-420

360-450

Коэффициент годового атмосферного увлажнения

1-1,1

1

0,9-1

0,8-1

Рельеф. Общий характер рельефа зоны серых лесных почв — равнинный. На европейской территории — это волнистая и увалистая равнина, а в азиатской части — плоская, увалистая и волнистая равнина с хорошо выраженной (кроме Западной Сибири) овражно-балочной сетью, что наряду с многочисленными долинами рек способствует естественной дренированности территории. Особенностью Западносибирской равнины является ее заболоченность.

Почвообразующие породы. Наиболее распространенными материнскими породами являются карбонатные и бескарбонатные лёссовидные суглинки и глины, покровные желто-бурые суглинки. В отдельных районах европейской территории России они представлены элювиально-делювиальными отложениями дочетвертичных пород, лёссами и моренными суглинками, в Средней Сибири — коричнево-бурыми и бурыми суглинками и глинами, в Забайкалье — легкими по гранулометрическому составу некарбонатными породами озерно- и пролювиально-делюви-ального происхождения.

Природная растительность. Представлена травянистыми лесами, чередующимися с безлесными участками, с характерным набором растений северных луговых степей, среди которых ковыль перистый, тимофеевка степная, келерия тонкая, овсяница желобчатая и др. В составе древесных пород Среднерусской провинции господствуют дубовые леса (дубравы) с примесью липы, клена, ясеня, в Предуральской — широколиственно-хвойные леса из пихты, ели сибирской, сосны, березы, липы, осины, клена, вяза (дуб встречается редко). Для лесных массивов Западносибирской и Северопредалтайской провинций для древостоя наиболее характерны береза, осина, сосна, для Средней Сибири и Забайкалья — береза и лиственница.

СТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ И ГЕНЕЗИС

В профиле целинных серых лесных почв выделяют следующие горизонты: А0 — лесная подстилка, под ней находится гумусовый горизонт А1, а ниже — гумусово-элювиальный А1А2; за ним следует элювиально-иллювиальный горизонт А2В, который сменяется несколькими иллювиальными горизонтами (B1, B2); внизу профиля — переходный к материнской породе горизонт ВС; в нем или выше могут встречаться карбонаты (рис. 15). В пахотных почвах горизонты А1 и А1А2 обычно вовлекаются в обработку.

От дерново-подзолистых почв профиль серых лесных почв отличается усилением аккумулятивных процессов органического вещества и минеральных соединений, ослаблением элювиально-иллювиальной дифференциации профиля, более мощным гумусовым слоем, отсутствием сплошного подзолистого горизонта, наличием сероватых тонов в оподзоленном и нижележащем слоях.

Изучение генезиса серых лесных почв связано с именами В. В.Докучаева, С. И. Коржинского, В. И. Талиева, В. Р. Вильямса, И.В.Тюрина и других крупных ученых. В.В.Докучаев (1883) считал, что серые лесные почвы сформировались как самостоятельный зональный тип под травянистыми широколиственными лесами (дубравами) лесостепной зоны. С. И. Коржинский (1887) развил гипотезу об образовании серых лесных почв в результате деградации (ухудшения свойств) черноземов при воздействии на них леса.

 В противоположность гипотезе С. И. Коржинского В. И.Тали-ев и П. Н. Крылов разработали теорию образования серых лесных почв в результате проградации (улучшения свойств) почв, ранее развивавшихся по подзолистому типу при смене биоклиматических условий. Близкое суждение об образовании серых лесных почв высказывал В. Р. Вильяме. Исследования И. В. Тюрина (1935) показали, что серые лесные почвы восточных районов европейской территории зоны образовались вследствие эволюции почв типа дерново-глеевых при изменении их водного режима в результате развития дренированности территории овражно-балочной сетью и речными долинами.

Все рассмотренные теории отражают возможные пути образования серых лесных почв в разных физико-географических условиях, обеспечивающих формирование довольно хорошо гумуси-рованного профиля с признаками оподзоленности. 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.

КЛАССИФИКАЦИЯ

В типе серых лесных почв выделяют три подтипа: светло-серые, серые и темно-серые лесные почвы, которые не всегда имеют четкое подзональное распределение в широтном направлении. Подтипы отличаются друг от друга по содержанию гумуса в верхнем гумусовом горизонте Ai или Ап (табл. 42).

42. Содержание гумуса и мощность гумусового слоя в серых лесных почвах различных провинций

Подтипы серых лесных почв

Предуральская провинция

Среднесибирская провинция

Гумус, %

Мощность гумусового слоя, см

Гумус, %

Мощность гумусового слоя, см

Светло-серые лесные

3-4,5

4,0-6,0

20-30

3,0-5,0

5,0-7,0

15-25

Серые лесные

4,5-7,5

6,0-8,0

25-35

6,0-8,0

7,0-10,0

20-30

Темно-серые лесные

7,5-12,0

8,0-13,0

35-40

8,0-12,0

10,0-14,0

25-35

Примечание. В числителе – на пашне, в знаменателе – в целинных почвах под лесом.

 

В подтипах выделяют следующие роды: обычные, остаточно-карбонатные, со вторым гумусовым горизонтом, контактно-луговатые и пестроцветные. Серые лесные почвы подразделяют на виды: по глубине нахождения карбонатов – на высоковскипаю-щие от соляной кислоты (карбонаты ближе 100 см к поверхности) и глубоковскипающие (карбонаты ниже 100 см от поверхности); по мощности гумусового слоя (A1 + А1А2) – на мощные (более 40 см), среднемощные (20-40 см) и маломощные (менее 20 см); по степени оподзоленности — на слабо- и сильнооподзоленные; по степени развития плоскостной водной эрозии —на слабо-, средне- и сильносмытые; по степени окультуренности —на слабо-, средне- и сильноокультуренные.

Светло-серые почвы отличаются от других подтипов меньшими гумусированностью и мощностью гумусового слоя, большей оподзоленностью, по своим свойствам близки к дерново-слабоподзолистым почвам. Серые лесные почвы характеризуются более интенсивным развитием дернового процесса и меньшей оподзолен-ностью. Темно-серые лесные почвы по своим свойствам приближаются к черноземам.

Отличия природных условий зоны с запада на восток обусловили формирование провинциальных различий в морфологическом строении профиля почв, их свойствах и плодородии. В восточных провинциях по сравнению с западными гумуса в подтипах серых почв содержится больше, а мощность гумусового слоя меньше, возрастают площади сезонно переувлажненных почв, более напряженным становится их температурный режим, что сокращает продолжительность вегетационного периода и снижает уровень эффективного плодородия почв. В связи с этим очень важно подразделение подтипов почв по термическим параметрам — на умеренно теплые промерзающие (Среднерусская провинция), умеренно промерзающие (Предуральская провинция), умеренно длительно промерзающие (Западносибирская провинция), умеренно холодные длительно промерзающие (Северопредалтайская и Среднесибирская провинции) и холодные длительно промерзающие (межгорные котловины Забайкалья).

Серые лесные глеевые почвы встречаются среди серых лесных почв на участках с повышенным поверхностным или грунтовым увлажнением.

Серые лесные глеевые почвы делят на подтипы: серые лесные поверхностно-глееватые, серые лесные грунтово-глееватые и серые лесные грунтово-глеевые. Выделяют роды: обычные, контакт-но-глеевые, со вторым гумусовым горизонтом, осолоделые, слитые, слабодифференцированные (песчаные), высоковскипающие. Тип серых лесных глеевых почв отличается от типа серых лесных почв повышенной гумусностью, неблагоприятным водно-воздушным режимом, что затрудняет их сельскохозяйственное использование без проведения осушительных мероприятий. Наибольшее распространение эти почвы получили в Западносибирской провинции.

СОСТАВ И СВОЙСТВА

Гранулометрический и минералогический составы. Они четко дифференцированы по профилю, что связано с оподзоливанием и проявлением лессиважа (см. рис. 15). Наиболее тяжелыми являются иллювиальные горизонты. Дифференциация профиля по гранулометрическому составу менее резкая, чем у дерново-подзолистых почв; она ослабляется от светло-серых к темно-серым почвам; у светло-серых лесных почв приближается к дерново-слабоподзолистым почвам, а у темно-серых — к черноземам.

Состав первичных и вторичных минералов серых лесных почв определяется материнскими породами и фациальными условиями почвообразования. Глинные минералы представлены в большинстве случаев монтмориллонитом, гидрослюдами и их смешанно-слоистыми сростками; каолинита мало. В иллювиальных горизонтах содержание глинных минералов возрастает.

Общие физические и водно-физические свойства. По водопрочности макроструктуры пахотных горизонтов подтипы серых лесных почв значительно отличаются друг от друга. У светло-серых почв содержание водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм такое же, как у дерново-подзолистых — 20—30 %, поэтому пахотный горизонт склонен к быстрому уплотнению и образованию после дождей на поверхности корки. У серых и темно-серых почв структурное состояние более благоприятное; водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм в их пахотных слоях соответственно около 40 и 50 %, а в подпахотных — около 60 и 80%.

Все подтипы лесных почв имеют лучшие показатели общих физических и водных свойств по сравнению с дерново-подзолистыми почвами, особенно серые и темно-серые. Однако между подтипами серых почв имеются отчетливые различия. Плотность почвы и плотность твердой фазы пахотного слоя уменьшаются от светлосерых к темно-серым лесным почвам, но иллювиальные горизонты всех подтипов серых почв характеризуются высокой плотностью (1,5-1,65 г/см3). Показатели общей пористости, капиллярной и полной влагоемкости возрастают от светло-серых к темно-серым почвам, во всех случаях уменьшаясь вниз по профилю. Общая пористость изменяется в среднем от 50 % в верхних горизонтах до 40 % в иллювиальных. В светло-серых почвах капиллярная пористость значительно преобладает над некапиллярной.

Химический состав. Данные валового анализа серых лесных почв подчеркивают их элювиально-иллювиальный профиль, но он слабее выражен, чем у дерново-подзолистых почв (см. рис. 15).

Содержание гумуса и общего азота по профилю серых лесных почв свидетельствует о более интенсивном проявлении в них дернового процесса, чем в дерново-подзолистых почвах. Отчетливо проявились региональные особенности гумусообразования. Содержание гумуса в верхнем гумусовом горизонте почв на территории зоны закономерно возрастает с запада на восток (см. табл. 42), что связано с изменением гидротермических и других условий гумусообразования; мощность гумусового слоя уменьшается; в составе гумуса возрастает доля фульвокислот. Содержание гумуса вниз по профилю темно-серых лесных почв уменьшается довольно постепенно; для серых и светло-серых лесных почв характерно более резкое падение содержания гумуса с глубиной.

Количество гумуса в пахотных горизонтах подтипов серых лесных почв на многих территориях уменьшилось в результате недостаточного внесения органических удобрений и развития плоскостной водной эрозии.

Содержание общего азота в типе серых лесных почв зависит от содержания в них гумуса; в верхнем гумусовом горизонте светлосерых почв оно составляет 0,1-0,25 %, у серых — 0,2-0,4 и у темно-серых — 0,3-0,5 %. Валовые запасы макро- и микроэлементов питания растений в пахотном слое определяются минералогическим и гранулометрическим составами почв и содержанием в них гумуса. Количество доступных для растений питательных элементов в пахотных горизонтах подтипов серых лесных почв изменяется в зависимости от степени их окультуренности и развития плоскостной водной эрозии.

Закономерности в изменении содержания подвижного фосфора и обменного калия вниз по профилю серых лесных почв аналогичны дерново-подзолистым почвам (см. рис. 15), однако степень их иллювиированности в горизонты В от светло-серых к темно-серым почвам уменьшается.

Физико-химические свойства. В гумусовых горизонтах серых лесных почв они более благоприятны, особенно у темно-серых почв, по сравнению с дерново-подзолистыми суглинистыми почвами. Сумма обменных оснований и степень насыщенности основаниями возрастают от светло-серых (S = 15-25мг•экв/100г, V=70-95%) к темно-серым почвам (S =35-50 мг • экв/100 г, V= 80-98 %); обменная кислотность уменьшается. Особенностью подтипов серых лесных почв восточных территорий зоны (а иногда и западных) является часто встречающаяся повышенная гидролитическая кислотность при небольшой обменной кислотности почв, что связано с их генезисом.

Закономерности профильных изменений физико-химических свойств серых лесных почв аналогичны дерново-подзолистым почвам, но выраженность их ослабевает от светло-серых к темно-серым почвам (см. рис. 15).

Окультуривание серых лесных почв приводит к положительным изменениям их физико-химических свойств, а развитие плоскостной водной эрозии — к отрицательным.

ПОЧВЕННЫЕ РЕЖИМЫ

Температурный режим. Для серых лесных почв европейской части зоны он более благоприятный, чем сибирской. Продолжительность периода положительных температур в пахотном слое уменьшается с 7-8 мес в западной части зоны до 5ж6 мес в восточной. Средняя из максимальных величин глубины промерзания почв соответственно равна 50-60 и более 100 см. При освоении лесных почв под пашню резко изменяется их тепловой режим. Пахотные почвы прогреваются гораздо лучше; все их горизонты в теплое время имеют температуру на несколько градусов выше, чем целинные. Температура в профиле пахотных почв под сельскохозяйственными культурами обычно ниже, чем под чистым паром. Под пропашными культурами эта разница меньше, чем под зерновыми, льном и травами.

Водный режим. В целинных серых суглинистых и глинистых почвах под лесом преобладает периодически промывной тип водного режима, в легких по гранулометрическому составу — промывной. При распашке целинных лесных серых почв их водный режим изменяется. Промывание пахотных почв талой и дождевой водой происходит неежегодно. Серые почвы, залегающие на нижних частях малодренированных склонов, в весеннее и осеннее время переувлажняются, в результате сокращается продолжительность вегетационного периода растений.

Микробиологический, питательный и ферментативный режимы. Под лесом в серых лесных почвах процесс нитрификации подавлен. Распашка лесных почв и окультуривание приводят к заметной активизации нитрификаци-онных процессов, что способствует улучшению азотного режима почв и питания растений азотом. Содержание в почвах нитратного азота имеет выраженную сезонную динамику; в европейской части зоны серых лесных почв весной и осенью процессы нитрификации протекают слабо, в июле — наиболее активно. Динамика развития нитрификационных процессов имеет провинциальные особенности.

В серых лесных почвах довольно хорошо выражена динамика подвижного фосфора с нарастанием его количества во второй половине лета, динамичность обменного калия выражена слабее. После освоения лесных почв под пашню содержание доступного фосфора и калия в верхних гумусовых (Ап) горизонтах возрастает, но степень их подвижности изменяется медленно.

В течение теплого периода года в результате развития биологических, химических и других процессов в пахотных почвах, а также питания растений происходят изменения их физико-химических показателей. В середине лета обменная и гидролитическая кислотность возрастает, сумма обменных оснований и степень насыщенности почв основаниями уменьшаются.

В течение лета наблюдается отчетливая динамика микробиологических и ферментативных процессов в пахотных почвах с нарастанием их активности к концу июля, что способствует улучшению пищевого режима почв. Повышение микробиологической и ферментативной активности почв к концу июля сочетается с возрастанием в это время концентрации диоксида углерода в почвенном воздухе, содержания нитратов и доступного фосфора, с ускорением процессов разложения клетчатки и накоплением в почвах аминокислот. По мере окультуривания серых почв микробиологическая активность и интенсивность биокаталитических реакций в пахотном слое возрастают.

Режим окислительно-восстановительных процессов. При освоении серых лесных почв под пашню и их окультуривании развитие окислительных процессов заметно усиливается, но в основном в самом верхнем гумусовом (пахотном) слое, а в подпахотных горизонтах происходят небольшие положительные изменения в величинах rН2. К середине лета развитие окислительных процессов в почвах нарастает.

СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

Структура почвенного покрова зоны серых лесных почв определяется участием в ней дерново-подзолистых, дерновых, болотных почв, черноземов оподзоленных и выщелоченных, лугово-черноземных почв, солонцов, солончаков и солодей. Для зоны типично распространение почв разной степени эродированности.

Контуры черноземных почв преимущественно представлены пятнистостями. Выделяются сочетания серых автоморфных и гле-евых почв с участием контуров дерново-подзолистых почв, а также вариации светло-серых, серых и темно-серых почв.

Территории с эрозионными формами рельефа характеризуются широким участием сочетаний с контурами эродированных почв и почв овражно-балочного комплекса.

В Западносибирской провинции преобладают контрастные сочетания и комплексы, состоящие из серых лесных обычных, осолоделых и глеевых почв, луговых, лугово-болотных почв и солодей. В северной части провинции распространены сочетания дерново-подзолистых почв и серых лесных почв со вторым гумусовым горизонтом.

Структуру почвенного покрова зоны необходимо учитывать в агрономической практике, при проведении землеустроительных работ, при оценке земель, обосновании систем ведения сельского хозяйства и земледелия, разработке агротехнических и других мероприятий.

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Серые лесные почвы отличаются довольно высоким плодородием и при правильном использовании дают хорошие урожаи сельскохозяйственных культур. Природные условия европейской части зоны характеризуются достаточным количеством тепла, света и влаги для возделывания в открытом грунте ранне-, среднеспелых и некоторых позднеспелых полевых, пропашных и овощных культур, плодовых и ягодных культур. К востоку, в западносибирской и особенно в среднесибирской частях зоны в результате уменьшения продолжительности вегетационного периода и обеспеченности сельскохозяйственных культур теплом возделывание среднеспелых культур ограничено, используются сорта главным образом раннеспелых культур.

Особое внимание в зоне серых лесных почв необходимо обратить на мероприятия по борьбе с водной эрозией, так как она охватила большие площади пахотных земель. В некоторых провинциях (Предуральская и др.) эродированные в разной степени почвы составляют 70-80 % площади пашни.

В результате недостаточного внесения органических удобрений содержание гумуса в пахотном слое серых лесных почв уменьшается, а с учетом интенсивного развития плоскостной водной эрозии в некоторых районах достигает 0,6 абсолютного процента за 15-20 лет. Для поддержания бездефицитного баланса гумуса среднееже-годные дозы органических удобрений на серых лесных почвах должны быть не ниже 10 т на 1 га пашни, что достигают использованием навоза, торфа, различных органических компостов, сидератов, соломы и других органических материалов. Кроме поддержания бездефицитного баланса гумуса органические удобрения способствуют улучшению структурного состояния почв, уменьшают зап-лывание и образование корки на светло-серых почвах.

Важным мероприятием при земледельческом использовании серых почв является известкование. Проведение его особенно необходимо на светло-серых лесных почвах, близких по величине кислотности к дерново-подзолистым. При известковании нейтрализуется избыточная кислотность серых лесных почв и улучшается поступление питательных веществ в корни растений. Известь мобилизует фосфаты почвы, что приводит к увеличению доступного для растений фосфора; при внесении извести возрастает подвижность молибдена, усиливается микробиологическая деятельность, увеличивается уровень развития окислительных процессов, больше образуется гуматов кальция, улучшаются структура почв, качество растениеводческой продукции. Но надо учитывать, что на известкованных почвах уменьшается подвижность бора, цинка, кобальта, марганца, меди, а иногда и калия.

Большинство серых лесных почв содержит недостаточное количество усвояемых форм азота, фосфора и калия, поэтому применение минеральных удобрений является мощным фактором повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Существенное значение для повышения плодородия серых лесных почв имеет регулирование их водного режима. В связи с тем что в разных провинциях, да и внутри каждой провинции, по-разному складывается водный режим серых лесных почв, необходимо проводить мероприятия по накоплению, сохранению и бережному расходованию продуктивной влаги в почвах или по отводу избыточных вод на нижних частях склонов и других переувлажненных территориях.

Наивысшей эффективности мероприятия по повышению плодородия серых лесных почв достигают только при их комплексном применении.

 Контрольные вопросы и задания

 1. Какие процессы формируют профиль серых лесных почв? Как этому способствуют природные условия? 2. Охарактеризуйте типичное строение профиля серых лесных почв. Как классифицируют почвы? 3. Дайте агрономическую оценку составу и свойствам серых лесных почв. 4. Расскажите об основных направленияхземледель-ческого использования серых лесных почв и мероприятиях по повышению их плодородия.

rss