Характеристика дерново-подзолистых почв

Дерново-подзолистые почвы — самые распространенные из естественных почв Московской области (рис. 2). Они приурочены к дренированным поверхностям и формируются под елово-березовыми, елово-широколиственными и березовыми лесами с преимущественно мезофильным травянистым наземным покровом. Приурочены к суглинистым и легкоглинистым покровным отложениям, моренным наносам и двучленным отложениям. Последние представлены главным образом маломощными (40−60 см) покровными суглинками и водно-ледниковыми отложениями, подстилаемыми мореной, в различной степени опесчаненной, иногда с включением известняковой гальки и щебенки. Дерново-подзолистые почвы встречаются большими массивами или образуют мезокомбинации с дерново-подзолисто-глеевыми почвами.

риc. 1 Расположение дерново-подзолистых и подзолистых почв Диагностируются по наличию обособленного светлогумусового (дернового) аккумулятивного горизонта, сменяющегося элювиальным горизонтом. Гумусовый горизонт серых тонов, его мощность в среднем 5—8 см, но может достигать 15 см, редко больше. Структура непрочномелкокомковатая или порошистая. Переход к осветленному элювиальному горизонту обычно постепенный через переходный светло-серый горизонт. Элювиальный горизонт всегда самый светлый в профиле, часто разделяется на два подгоризонта: верхний палевых тонов за счет красящих железосодержащих пленок на поверхности минеральных зерен и агрегатов и нижний — светлый отбеленный на контакте с плотным текстурным горизонтом. В условиях слабого поверхностного гидроморфизма элювиальный горизонт может быть равномерно отбеленным, а при особенно сильном оттоке влаги (бровки террас, перегибы склонов и пр.) может целиком приобретать светлую палевую окраску. Общая мощность элювиального горизонта колеблется от 10 до 30 см, редко в пределах 40−50 см. Как правило, этот горизонт образует языковатую границу с текстурной частью профиля.

Текстурный горизонт — бурый, часто с желтоватым или красноватым оттенком. Самый плотный в профиле. Характерна многопорядковая структура: призмы делятся на горизонтальные плитки, раскалывающиеся на орехи. Наряду с признаками иллювиирования глинистого вещества четко выражены признаки разрушения, по крайней мере, верхней части текстурной толщи, которая приобретает вид глубоких клиновидных или щелевидных языков, которые, постепенно сужаясь, могут пронизывать практически всю текстурную толщу.

Профиль дерново-подзолистых почв, как и подзолистых, четко дифференцирован по валовому составу основных оксидов. Элювиальный горизонт обеднен полуторными оксидами и обогащен кремнеземом по сравнению с нижележащей текстурной толщей и почвообразующей породой. Валовой состав всех выделенных гранулометрических фракций практически не меняется по генетическим горизонтам профиля. Иными словами, дифференциация полуторных оксидов и кремнезема дерново-подзолистых почв полностью зависит от гранулометрического состава почв, а точнее — соответствующего перераспределения илистых фракций, обогащенных оксидами железа и алюминия. Коэффициент дифференциации по илистым фракциям в среднем составляет 2,0−3,5 в почвах на однородных пылеватых суглинках. Внутрипрофильная дифференциация полуторных оксидов и илистых фракций обычно не сопровождается их накоплением в текстурном горизонте по сравнению с почвообразующей породой.

В комбинации различных почвенных механизмов, формирующих глинисто-дифференцированный профиль дерново-подзолистых (лессиваж, подзолообразование, элювиально-глеевый процесс), ведущая роль принадлежит селективному минералого-гранулометрическому внутрипочвенному выветриванию с выносом продуктов разрушения за пределы профиля (селективное подзолообразование). В результате этого в первую очередь разрушается смектитовый компонент илистой фракции.

Суммарный эффект глинистой дифференциации может быть существенно усилен исходной литологической двучленностью почвообразующих пород. Реакция почв чаще всего кислая по всему профилю, но возможна нейтральная в нижней, иногда в средней частях профиля при наличии унаследованных карбонатов. Содержание гумуса изменяется от 1,5 до 6% в гумусовом и от 0,2 до 0,5% в текстурном горизонтах. В составе гумуса преобладают фульвокислоты. Отношение Сгк: Сфк в гумусовом горизонте составляет 0,3−0,5. Поглощающий комплекс ненасыщен основаниями (табл. 1).

По обеспеченности подвижными формами микроэлементов дерново-подзолистые суглинистые почвы относятся к почвам, содержащим среднее количество меди, кобальта и молибдена. Содержание подвижных форм цинка и марганца в них высокое. Самое высокое количество подвижных форм микроэлементов содержится в верхних горизонтах почвы — в слое лесной подстилки и гумусовом горизонте. Эти горизонты характеризуются не только наибольшими количествами подвижных форм микроэлементов, но и более высокой их подвижностью. Микроэлементы находятся в почве в различных формах. Выделены следующие основные формы: 1) водорастворимые соли; 2) обменные формы, 3) микроэлементы, связанные с органическим веществом; 4) окклюдированные свободными оксидами железа; 5) входящие в кристаллическую решетку минералов.

В гумусовых горизонтах большая доля микроэлементов находится в подвижном состоянии. Здесь больше водорастворимых, обменных и не-прочносвязанных с органическим веществом форм. В минеральных горизонтах значительная доля микроэлементов находится в труднорастворимых соединениях — окклюдирована оксидами железа и входит в кристаллическую решетку минералов. Поэтому в минеральных горизонтах подвижность микроэлементов снижается, хотя абсолютное содержание подвижной меди в нижней части профиля может возрастать. Это связано с более высоким валовым содержанием меди в нижних горизонтах.

Наиболее низким содержанием подвижных форм микроэлементов (за исключением молибдена и марганца) отличается оподзоленный горизонт. В иллювиальных горизонтах и породе содержание микроэлементов несколько возрастает.

Подтип дерново-подзолистых глееватых почв распространен среди дерново-подзолистых типичных на слабодренированных территорияхплоских равнинах и неглубоких понижениях. Для этих почв характерен временный (более длительный, чем для типичных) застой поверхностных вод (верховодки) или относительно высокий уровень залегания мягких грунтовых вод. Формируются эти почвы под еловыми, елово-березовыми, елово-осиновыми лесами с моховым, мохово-кустарничковым или мохово-травяным напочвенным покровом. Наиболее широко почвы распространены на тяжелосуглинистых и глинистых мощных покровных отложениях или суглинистых двучленах (покровные суглинки в пределах 1 м подстилаются мореной) за счет поверхностного переувлажнения. На мощных покровных суглинках в связи с широким развитием микрорельефа подтип дерново-подзолистых глееватых почв является одним из компонентов комплексного или пятнистого почвенного покрова. На двучленных отложениях ареалы глееватых почв более обширные, приурочены они к межхолмным понижениям, нижним частям склонов.

Относительно устойчивое сезонное переувлажнение почвенного профиля дерново-подзолистых глееватых почв вызывает образование в нем ржаво-охристых примазок, сизых оглеенных пятен, разводов, занимающих от 30 до 80% площади вертикальной поверхности оглеенной части профиля. Признаки оглеения сочетаются с отчетливой оподзоленностью почв.

Степень и глубина оглеения дерново-подзолистых глееватых почв, возникших благодаря дополнительному поверхностному увлажнению, обычно связаны между собой. Так, в слабоглееватых почвах оглеение обычно наблюдается в верхних горизонтах, и почвы являются поверхностно-огле-енными, а в глееватых признаки оглеения распространяются на весь профиль (почвы профильно-оглеенные). При оглеении за счет грунтовых вод, когда переувлажнение идет снизу вверх, начинаясь в нижней части профиля, слабоглееватые почвы обычно являются глубокооглеенными (признаки оглеения находятся на глубине 100−130 см). При профильном оглеении за счет грунтовых вод почвы становятся глееватыми или даже глеевыми. Как отмечалось выше, в Московской области формирование суглинистых дерново-подзолистых глееватых почв происходит главным образом за счет дополнительного поступления поверхностных вод в понижения рельефа.

Так как почвы формируются на покровных суглинках, в их гранулометрическом составе резко преобладает крупнопылеватая фракция. Распределение пылеватых фракций по профилю довольно равномерное. По содержанию илистой фракции профиль дифференцирован, что характерно.

для дерново-подзолистых почв. Гумусовый горизонт обеднен илистой фракцией, он среднесуглинистый. Вниз по профилю количество этой фракции возрастает более, чем в 2 раза, и гранулометрический состав становится тяжелосуглинистым.

В валовом составе глееватых дерново-подзолистых почв, так же как и в типичном подтипе преобладает кремнезем. Содержание большинства других оксидов (Аl2О3, Fе2O3, ТiO2, СаО, SО3) ниже средних показателей. Исследования минералогического состава дерново-подзолистой силь-ноглееватой тяжелосуглинистой почвы, также показали резкую дифференциацию профиля этой почвы по элювиальному типу. Верхняя часть профиля обеднена (фракцией < 1 мкм до 11−12% по сравнению с иллювиальной частью профиля, в которой максимальное количество ила достигает 37%, в то время как в почвообразующей породе оно равно 42% .

Под влиянием почвообразования названные выше компоненты существенно трансформировались в пределах профиля почвы. По распределению основных минеральных фаз профиль глинистого материала почвы носит элювиальный характер, в наибольшей мере это относится к распределению смектитового компонента. В элювиальной части профиля отмечается значительное уменьшение содержания смектитового компонента по сравнению с почвообразующей породой и иллювиальными горизонтами (20—27% в элювиальной части профиля и 60—68% в иллювиальной). При пересчете на образец почвы в целом дифференциация в содержании этой минеральной фазы становится еще более резкой (2—3% в элювиальной части профиля и 19−29% в иллювиальной). Характер распределения гидрослюдистой фазы менее дифференцирован. При пересчете на почву в целом фиксируем 5% гидрослюд в элювиальных горизонтах и 8% в почвообразующей породе. Необходимо отметить существенную разницу в содержании компонентов в разных частях профилей: доминирование минералов с жесткой структурой в элювиальной части профиля и смектитовой фазы — в иллювиальной. В верхней части профиля почвы увеличивается доля хлорита, что выявляется при расчете соотношения вклада интенсивностей рефлекса d каолинита и хлорита.

Содержание гумуса в подтипе глееватых почв обычно более высокое, чем в типичных. Почвы эти относятся к группе обеспеченных гумусом. Содержание гумуса с глубиной уменьшается в них более постепенно, чем в типичном подтипе. Это обусловлено поточностью гумуса, в составе которого преобладают фульвокислоты, связанные с полуторными оксидами (Табл. 2).

Верхние 10 см гумусового профиля высоко обеспечены азотом (0,33%), следующие 10 см средне обеспечены, а глубже 20 см — низко. Участие азота в составе органического вещества довольно высокое. Об этом свидетельствует узкое отношение С к N (6.5−7.2) в слое 0−65 см (кроме слоя 10−20 см).

Весь гумусовый горизонт (слой 0−35 см) имеет сильнокислую реакцию, нижние горизонты — среднекислую. Несмотря на довольно высокое содержание гумуса, в слое 0−35 см отличается низкое содержание обменных катионов (5.8−8.0 мг-экв/100 г почвы). Вниз по профилю емкость катионного обмена несколько возрастает, достигая средних величин. Гидролитическая кислотность почв высокая, особенно в верхней части профиля, вниз по профилю она снижается. Все это приводит к формированию слабонасыщенной нижней части профиля (насыщенность основаниями 74−80%) и ненасыщенной поглощенными основаниями — верхней (39−47%).

По данным валового химического анализа, в глееватых почвах на покровном суглинке содержание Р2О5 и К2О выше среднего. Обеспеченность доступными фосфором II калием дерново-подзолистых глееватых почв, так же как и типичных, различная в зависимости от состава растительности, Для глееватых почв имеет значение и расположение ареала, близость его к распахиваемым удобряемым полям. Обычно эти почвы отличаются низкой обеспеченностью доступным фосфором и калием. Однако если дерново-подзолистые глееватые почвы находятся близ полей, с которых минеральные удобрения смываются в пониженные участки, в этих почвах может обнаруживаться высокое содержание доступных питательных веществ.

Подтип дерново-подзолистых со вторым гумусовым горизонтом. Часто второй гумусовый горизонт наиболее отчетливо выражен в микропонижениях рельефа, образуя прерывистые линзы. Почвы характеризуются наличием темной гумусовой прокраски в нижней части элювиального и/или верхней части текстурного горизонтов, которая большинством исследователей рассматривается как унаследованный от предыдущих этапов педогенеза гумусовый горизонт. Отличается от современного гумусового горизонта структурой и более высоким содержанием гуминовых кислот в составе гумуса. Несмотря на темный цвет и повышенное содержание гуминовых кислот этот горизонт не обладает высоким плодородием и его запашка в случае освоения дерново-подзолистых почв не благоприятствует улучшению агрохимических и водно-физических свойств почв.