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.
Изучение генезиса серых лесных почв 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.Талиев 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.Вильямс. 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 дренированности территории овражно-балочной сетью и речными долинами.
Все рассмотренные теории отражают возможные пути образования серых лесных почв в различных физико-географических условиях , обеспечивающих формирование довольно хорошо гумусированного 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 А1 или Ап (табл. 5).
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 высоковскипающие от соляной кислоты (карбонаты ближе 100 см к поверхности) и глубоковскипающие (карбонаты ниже 100 см от поверхности); по мощности гумусового слоя (А1 + А1 А2) – 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 оподзоленностью. 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 (Западносибирская провинция), умеренно 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, контактно-глеевые, со вторым гумусовым горизонтом, осолоделые, слитые, слабодифференцированные (песчаные), высоковскипающие. Тип серых лесных глеевых почв отличается от типа серых лесных почв повышенной Гумусностью, неблагоприятным вводно-воздушным режимом, что затрудняет их сельскохозяйственное использование без проведения осушительных мероприятий. Наибольшее распространение эти почвы получили в Западносибирской провинции.
Свойства.
Гранулометрический и минералогический составы. Они четко дифференцированы по профилю, что связано с оподзоливанием и проявлением лессиважа. Наиболее тяжелыми являются иллювиальные горизонты. Дифференциация профиля по гранулометрическому составу менее резкая, чем у дерново-подзодлистых 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 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 %.
Плотность почвы и плотность твердой фазы пахотного слоя уменьшаются от светло-серых 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.
Физико-химические свойства. 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 – 50мг•экв/100г, V = 80 – 98%); обменная кислотность уменьшается. Особенностью подтипов серых лесных почв восточных территорий зоны (а иногда и западных) является часто встречающая повышенная гидролитическая кислотность при небольшой обменной кислотности почв, что связано с 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. 3).
Окультуривание серых лесных почв приводит к положительным изменениям их физико-химических свойств, а развитие плоскостной водной эрозии – к отрицательным.
Агрономическая оценка и использование.
Серые лесные почвы отличаются довольно высоким плодородием и при правильном использовании дают хорошие урожаи сельскохозяйственных культур.
Особое внимание в зоне серых лесных почв необходимо обратить на мероприятия по борьбе с водной эрозией.
Для поддержания бездефицитного баланса гумуса среднеежегодные 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 заплывание 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. 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, улучшается структура почв, качество растениеводческой продукции.
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 водного режима.
Наивысший эффективности мероприятия по повышению плодородия серых лесных почв достигают только при их комплексном применении.
52. Черноземные почвы лесостепной зоны: границы, площадь, природные условия. Современные представления о черноземообразовании.
Черноземные почвы расположены южнее зоны серых лесных почв. Они простираются в виде сплошной, но неровной полосы, начиная от границы с Румынией до Алтая. Восточнее Алтая черноземная зона имеет островной характер. Черноземы распространены здесь по межгорным котловинам и впадинам. основные массивы черноземов распространены в лесостепной и степной зонах России – центральные области, Северный Кавказ, Поволжье, Западная Сибирь.
Природные условия.
Климат. Он неоднороден, особенно в степной зоне. При движении с запада на восток количество тепла постепенно уменьшается, нарастают сухость и континентальность климата. Среднегодовая температура колеблется от 10 ºС на западе до – 2 ºС на востоке (Забайкалье). Сумма температур > 10 ºС составляет в лесостепной части зоны 2400 – 3200 ºС на западе, 1400 – 1600 ºС на востоке, а в степной части соответственно 2500 – 3500 и 1500 – 2300 ºС. Продолжительность периода с температурой > 10 ºС составляет в западных районах лесостепи 150 – 180 дней, в восточных – 90 – 120 дней, а в степной зоне – соответственно 140 – 180 и 97 – 140 дней.
Годовое количество атмосферных осадков на западе и в Предкавказье составляет 500 – 600 мм, при продвижении на восток уменьшается: в Поволжье до 300 – 400 мм, в Западной Сибири и Забайкалье до 300 – 350 мм. Большая часть годовых осадков выпадает в летний период (40 – 60%), которые неравномерно распределяются во времени и нередко имеют ливневый характер. Количество зимних осадков невелико, особенно в Сибири; они образуют маломощный, неустойчивый снеговой покров, что способствует глубокому и сильному промерзанию сибирских черноземов.
В лесостепной части зоны соотношение между количеством осадков и испаряемостью приближается к единице; здесь господствует переодически промывной режим. В степной части зоны в черноземах складывается непромывной водный режим; отношение количества осадков и испаряемости составляет 0,5 – 0,6. Глубина промачивания почв уменьшается в южном направлении.
В западных районах зоны с более продолжительным вегетационным периодом с многоснежной и мягкой зимой возделывают широкий ассортимент сельскохозяйственных культур. На востоке зоны суровые, продолжительные и малоснежные зимы, что ограничивает набор сельскохозяйственных культур, затрудняет и делает невозможным перезимовку озимых и возделывание многолетних бобовых трав, ограничивает выращивание плодовых.
Рельеф. Рельеф зоны черноземных почв равнинный, слабо-волнистый или увалистый. Наибольшей расчлененностью характеризуются территории Средне-Русской, Приволжской возвышенностей, Общего Сырта и Донецкого кряжа.
В азиатской части черноземные почвы распространены на юге Западно-Сибирской низменности со слабо расчлененным рельефом. Восточнее черноземы встречаются на равнинных и предгорных территориях Алтая, Минусинской впадины и Восточных Саян.
Почвообразующие породы. В основном они представлены лёссами и лёссовидными суглинками (от легких до тяжелых суглинков).
Глинистые почвообразующие породы встречаются на территории Окско-Донской низменности, в Предкавказье, Поволжье и Заволжье, в ряде районов Западной Сибири. В некоторых районах черноземы развиваются на элювиальных плотных осадочных породах (мел, опоки и др.).
Лёссы и лёссовидные суглинки податлив процессам водной эрозии, что обуславливает смыв почвы на крутых склонах и развитие оврагов.
Особенностью химического состава почвообразующих пород черноземной зоны является их карбонатность, в отдельных провинциях (Западно-Сибирская, частично Среднерусская) – засоленность.
Растительность. Та растительность, под влиянием которой сформировались черноземы, в настоящее время практически не сохранилась. Большая площадь черноземных почв распахана, остальную используют в качестве пастбищ и сенокосов. Естественная растительность в прошлом в лесостепи характеризовалась чередованием лесных участков с луговыми степями.
леса частично сохранились по водоразделам, балкам и речным террасам. В европейской части зоны лесная растительность представлена преимущественно дубом, в Западной Сибири – березовыми колками.
Травостой луговых степей был представлен мезофильными видами, разнотравьем, бобовыми: высокостеблевые ковыли, типчак, тимофеевка степная, ежа сборная, шалфей луговой, таволга, горицвет, осока низкая, клевера, эспарцет, лядвенец и др. Проективное покрытие достигало 90%.
Южнее луговые степи характеризовались разнотравно-ковыльными и типчаково-ковыльными ассоциациями. В их травостое относительно большое участи принимали ксерофитные растения, основной фон которых в разнотравно-ковыльных степях составляли узколистные ковыли, типчак, тонконог, степной овес, шалфей поникший, горицвет волжский, колокольчики, осока приземистая, подорожник степной, молочай, клевер горный и др. В типчаково-ковыльных степях преобладали низкостебельные перистые ковыли, тырса, типчак, житняк, осоки. Дефицит влаги способствовал развитию в этих степях эфемеров и эфемероидов – мортук, луковичный мятлик, тюльпаны, бурачок, полыни со степенью проективного покрытия 40 – 60%.
К настоящему времени естественная растительность сохранилась в основном лишь на крутых склонах, в балках, каменистых почвах, заповедных участках.
Черноземный, или дерновый (гумусово-аккумулятивный), процесс почвообразования. Протекает под влиянием многолетней травянистой растительности в условиях умеренного влажного климата, особенно энергично на рыхлых карбонатных горных породах (лёссах). Сущность этого процесса состоит в обогащении материнской геологической породы или почвенной толщи (особенно верхней части) специфическим органическим веществом – гумусом.
Умеренное увлажнение при непромывном типе водного режима, характеризующееся чередованием нисходящих и восходящих токов почвенной влаги, приводит к равномерному пропитыванию толщи гумусом и выщелачиванию легкорастворимых соединений и карбонатов кальция. Последний вымывается из верхней части профиля, переходные к материнской породе горизонты обычно обогащены карбонатами кальция (CaCo3), насыщенность коллоидного комплекса Ca2+ и закрепление почвенных коллоидов (глины и гумуса) благоприятствует созданию агрономически ценной водопрочной зернисто-комковатой структуры. разрушения минеральной части не наблюдается.
Таким образом гумусово-аккумулятивный (черноземный) процесс приводит к формированию различных черноземных почв, характеризующихся высокой гумусированностью, насыщенностью коллоидного комплекса кальцием, нейтральной для близкой к ней реакцией почвенного раствора, благоприятными физико-механическими свойствами. Профиль этих почв представляет собой постепенный переход от собственно гумусового горизонта к негумусированной материнской породе. перераспределения коллоидов по профилю нет.
Представители почв данного типа почвообразования – чернозем типичный мощный, широко распространенный в лесостепи, и чернозем обыкновенный, формирующийся в степной зоне.