Характеристика генетических типов почв Беларуси 1 страница

Дерново-карбонатные почвы (регосоли, рендзины в системе ФАО) формируются на карбонатных породах в результате дернового процесса почвообразования. Распространены в Беларуси повсеместно небольшими участками среди дерново-подзолистых почв (рис. 4.1). Почвы занимают небольшую площадь в составе сельскохозяйственных земель республики – всего 3278 га.

Рис. 4.1. Почвенная карта Беларуси (Национальный атлас Беларуси, 2002)

Развиваются в автоморфных условиях при промывном типе водного режима. Особенности строения и свойства дерново-карбонатных почв Беларуси сильно зависят от характера почвообразующих пород, содержание карбонатов в которых может составлять от 40 до 95 %. К таким породам относятся: плотные известковые породы (доломиты, известняки, мел); пресноводные образования в виде мергелей, омергелеванных пород, известковых туфов; карбонатная морена; лессы; водно-ледниковые отложения, подстилаемые с глубины полуметра мелом.

Исходя из особенностей почвообразования дерново-карбонатные почвы на уровне подтипа делят на типичные, выщелоченные и оподзоленные.

Типичные дерново-карбонатные почвы в автоморфных условиях обычно развиваются на плотных карбонатных породах. Наиболее крупные участки типичных дерново-карбонатных почв встречаются на юге Беларуси, где они приурочены к омергелеванным лессовидным суглинкам междуречья

рр. Припять и Ствига, но небольшими участками распространены по всей территории страны.

Почвы существуют в условиях только атмосферного водного питания и низкой водоудерживающей способности карбонатного мелкозема. Рендзинообразование (дерновый процесс) в них ведет к формированию небольшого, но хорошо выраженного гумусового горизонта (5-10 см), залегающего зачастую непосредственно на материнской породе – известняковом рухляке, переходящем в твердую карбонатную породу. В итоге профиль часто имеет вид А₁-С. Вскипание карбонатов от воздействия соляной кислотой наблюдается в пределах верхнего горизонта. Содержание гумуса составляет 4-6 %, горизонт насыщен карбонатами, обладает хорошими водно-физическими свойствами. Однако такие почвы зачастую непригодны для сельского хозяйства, покрыты неприхотливым разнотравьем с суккулентами (очитком едким и пурпурным), что свидетельствует о недостатке влаги в биоценозе.

Дерново-карбонатные выщелоченные почвы имеют наряду с гумусовым еще и иллювиальный горизонт В (А₁В), который плохо выражен и представляет собой скорее переходный горизонт от гумусового к материнской породе. Он имеет бурую окраску, уплотнен, с содержанием гумуса 3-4 %. Граница вскипания от HCl опускается по профилю до 40-60 см. Почвы обладают высоким плодородием, часто распаханы.

В таблице 4.3 показаны свойства распаханной дерново-карбонатной выщелоченной почвы, развивающейся на лессовидных суглинках. Для верхней части профиля характерны обедненность илистыми частицами, слабокислая реакция среды, высокая степень насыщенности основаниями и малое содержание полуторных оксидов. Низкое содержание гумуса обусловлено, скорее всего, долгим временем использования почвы под пашню. В составе гумуса гуминовые кислоты преобладают над фульвокислотами, из гуминовых кислот преобладает фракция, содержащая кальций.

Рис. 4.2. Почва дерново-карбонатная

Для оподзоленных дерново-карбонатных почв характерно присутствие осветленного подгумусового горизонта, обычно палевого цвета, который часто диагностируется как подзолистый А₂. В них также морфологически хорошо выражен уплотненный иллювиальный горизонт В.Вскипание от кислоты в таких почвах наблюдается на глубине 60-100 см. Реакция гумусового горизонта слабокислая, содержание гумуса – небольшое (до 3 %).

Дерново-карбонатные почвы в значительной степени распаханы, так как характеризуются высоким плодородием. Для большинства полевых культур суглинистые разновидности почв этого типа оценены исходным баллом плодородия 100, то есть как лучшие. Однако мнение о высоком плодородии таких почв относится в первую очередь к их полугидроморфным аналогам, так как непродолжительное переувлажнение способствует усилению выветривания карбонатных пород и более значительному накоплению мягкого гумуса (типа мюлль).

Наиболее характерными диагностическими признаками дерново-карбонатных почв являются: компактность почвенного профиля с отсутствием элювиальных и оглеенных горизонтов; реакция среды верхнего горизонта близка к нейтральной (рН>5), нижних горизонтов – щелочная (рН>7); высокие емкость катионного обмена и степень насыщенности основаниями; развитый гумусовый горизонт с преобладанием гуминовых кислот в составе гумуса.

Таблица 4.3

Состав и свойства дерново-карбонатной выщелоченной почвы,

разрез 30, («Почвы Белорусской ССР», 1974)

Примечание (здесь и далее в подобных таблицах): МГ – максимальная гигроскопичность; КВ – капиллярная влагоемкость Нг – гидролитическая кислотность; V – степень насыщенности основаниями; Сгк/Сфк – отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот; * – содержание подвижных форм соединений.

Бурые лесные почвы(камбисоли в системе ФАО) в Беларуси встречаются небольшими массивами и занимают повышенные, хорошо дренированные участки на рыхлых моренных или водно-ледниковых песчаных, песчано-гравийных породах. Формируются бурые почвы преимущественно под широколиственными и смешанными лесами с обилием кустарников и включением неморальной (западноевропейской) травянистой растительности, иногда под мертвопокровными типами леса.

Буроземообразование реализуется при благоприятном сочетании тепла и влаги, при отсутствии даже слабого анаэробиоза. Почвы развиваются лишь на рыхлых породах богатого минералогического состава, чаще полимиктовых песках и супесях, с высокой водоудерживающей способностью. Влага в такой почве находится преимущественно в форме рыхлосвязанной воды, хорошо доступной растениям. Хорошие условия аэрации и высокая водопроницаемость почв обусловливает ярко-бурую или красно-бурую окраску подгумусовых горизонтов.

Отличительной чертой такого почвообразования является железистый метаморфизм: выветривание первичных силикатов освобождает железо, оксиды и гидрооксиды которого осаждаются пленками на других минералах и окрашивают подгумусовые горизонты почв (B_m) в характерный бурый цвет. Железистый метаморфизм сопровождается трансформацией вторичных почвенных минералов без значительного перемещения их по профилю.

Для морфологического строения почв характерны постепенные переходы между горизонтами и монотонная бурая окраска. Профиль имеет обычно вид Ао-A₁-A₁B_m-B_m-(B_mC)-C.

Лесная подстилка в почвах имеет малую мощность, состоит обычно из одногодичного опада (до 1 см), который содержит большое количество зольных элементов. Слабое накопление подстилки свидетельствует о высокой биологической активности микроорганизмов и мезофауны. Гумусовый горизонт обычно имеет мощность 6-10 см. Содержание гумуса довольно высокое (5-8 %), он характеризуется фульватно-гуматным составом с преобладанием гуминовых кислот, связанных с полуторооксидами. Реакция среды – кислая и слабокислая при высокой степени насыщенности основаниями (65-70 %) за счет биогенного накопления кальция и магния в подстилке и гумусовом горизонте. Для почв характерна высокая общая пористость и хороший воздушный режим.

Рис. 4.3. Почва бурая лесная

Оглеение для бурых лесных почв не свойственно, может присутствовать только на контакте пород или в нижней части профиля. В таблице 4.4 приведена аналитическая характеристика одного из разрезов бурых лесных почв (по данным Т.А. Романовой).

Бурые лесные почвы при крупномасштабном почвенном картографировании в Беларуси первоначально не выделялись, поэтому в составе сельскохозяйственных земель их насчитывается всего 192 га («Почвы с/х земель Республики Беларусь», 2001). Они характеризуются невысоким почвенным плодородием по отношению к традиционным сельскохозяйственным культурам с исходным баллом качественной оценки 33-49 из-за легкого гранулометрического состава. Однако эти почвы представляют серьезную ценность для лесного хозяйства, так как хорошо пригодны для выращивания дуба, ясеня и других ценных пород деревьев.

Таблица 4.4

Состав и свойства бурой лесной почвы (разрез 7),

(по Т.А. Романовой, 2004)

Наиболее характерными диагностическими признаками бурых лесных почв являются: отсутствие элювиальных и оглеенных горизонтов; развитие на рыхлых галечниковых породах богатого минералогического состава; слабая дифференциация на отдельные горизонты и значительное содержание обменных катионов.

Подзолистые почвы (подзосоли) образуются под хвойной растительностью с моховым покровом в условиях промывного водного режима. В условиях Беларуси встречаются редко, приурочены к хорошо дренируемым участкам водоразделов, склонов надпойменных террас и зандровых равнин, сложенных кварцевыми песками. Формируются под ельниками, реже сосняками черничными и мшистыми, чаще в северной и восточной частях страны. Ввиду крайне низкого плодородия они почти не используются в сельском хозяйстве и заняты, в основном, лесом. Сведения об их количестве в составе сельскохозяйственных земель страны отсутствуют.

Из-за обедненности почвообразующей породы и лесного опада зольными элементами в почвах очень слабо протекает процесс гумусонакопления и интенсивно процесс элювирования, что приводит к резкой дифференциации почвенного профиля. Профиль подзолистых почв имеет видА₀-А₁А₂-А₂-В_h-В₂-С. Выделяют обычно оторфованную лесную подстилку темно-коричневого цвета мощностью 3-6 см; гумусово-подзолистый горизонт А₁А₂ пепельно-серого цвета (7-12 см), сильнокислый (рН<4,0), с малым содержанием гумуса (до 1-1,5 %) и элементов питания; подзолистый пепельно-белый горизонт (6-27 см), очень кислый (рН 3,4-3,8) с незначительным содержанием любых металлических катионов. Ниже элювиального слоя в подзолистых почвах может встречаться иллювиально-гумусовый В_h горизонт буровато-желтого цвета, кислый, с содержанием гумуса 0,5-0,7 %, под которым залегают желтый растянутый иллювиальный горизонт В₂ с ортзандами и слабо отличающаяся от него светло-желтая почвообразующая порода. По мнению некоторых почвоведов, в подзолистых почвах Беларуси нет иллювиально-гумусового горизонта, и под горизонтом А₂ залегают менее кислые (рН 4,4-4,8) желтого с буроватым оттенком цвета горизонты В₁, В₂, а иногда и В₃g.

Подзолистые почвы отличаются низким содержанием гумуса с преобладанием в его составе фульвокислот, кислой реакцией среды и невысокой насыщенностью основаниями верхних горизонтов. Почвы бедны азотом, фосфором и калием, но содержат большое количество подвижных соединений железа и алюминия. Отличаются также плохими водно-физическими свойствами.

Среди подзолистых почв Беларуси помимо наиболее распространенных иллювиально-гумусовых выделяют еще неразвитые (на эоловых песках) и псевдофибровые (на слоистых песках).

В большинстве западноевропейских классификаций почв подзолистыми называют лишь почвы с наличием диагностического горизонта «сподик», обозначаемого В_h, то есть иллювиально-гумусового (альфегумусового), залегающего под светлым элювиальным горизонтом (подзолистым).

Т.А. Романова считает, что к числу подзолистых могут быть отнесены только почвы с четкой элювиально-иллювиальной дифференциацией профиля, обусловленной воздействием на почвообразующую породу специфических гумусовых веществ и промывного водного режима. Механизм оподзоливания состоит в разрушении минералов кислыми продуктами жизнедеятельности таежной растительности, мхов, грибной микрофлоры и высокомолекулярными органическими соединениями, образующимися при разложении растительного опада. По ее мнению, все подзолистые почвы полугидроморфные. Нисходящий водный перенос влаги проявляется в таких почвах весьма длительно, а в глеевых разностях – почти постоянно.

Наиболее характерными диагностическими признаками подзолистых почв являются: приуроченность к бедным песчаным породам севера Беларуси; отсутствие четко выраженного гумусового горизонта (содержание гумуса не превышает 1,5 %); белесая окраска подзолистого горизонта; наличие в большинстве случаев иллювиально-гумусового горизонта; сильнокислая реакция среды; малое содержание обменных оснований.

В смешанных лесах с травянистым и мохово-травянистым наземным покровом подзолистый и дерновый процессы почвообразования протекают одновременно, что приводит к формированию дерново-подзолистых почв (палевые, по Т.А. Романовой, лювисоли в системе ФАО), которые обладают благоприятными для растений свойствами и повышенным плодородием.

Коэффициент увлажнения составляет, в среднем, 1,2-1,4; в апреле-июле – менее 1. Под культурными растениями почвы увлажнены иногда недостаточно, раз в три года ученые констатируют на дерново-подзолистых почвах недостаточное обеспечение растений влагой.

Для дерново-подзолистых почв характерен промывной водный режим, однако в условиях нашей страны он выражен не слишком четко, постоянное сквозное промачивание почвенной толщи чаще всего отсутствует. Некоторые авторы подвергают сомнению даже наличие периодического сквозного промывания почв на автономных позициях рельефа, особенно в южных и юго-западных районах Беларуси (Т.А. Романова, 2004).

Развиваются дерново-подзолистые почвы на породах разного генезиса и сложения в разнообразных условиях рельефа, что приводит к значительным вариациям их морфологии и свойств. Однако почвы имеют и ряд характеристик, которые их объединяют.

Характерной морфологической особенностью дерново-подзолистых почв является их четкая дифференциация на генетические горизонты:

А₀ - лесная подстилка. Находится обычно на поверхности, состоит из растительных остатков различной степени разложения, ее мощность – от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров.

А₁ - гумусовый (перегнойно-аккумулятивный) горизонт. Окрашен присутствующей в нем органикой в темно-серый или серый цвет, с глубиной по мере уменьшения гумуса окраска светлеет.

А₂ – подзолистый горизонт. Сильно выщелочен, лишен перегноя, содержит повышенное количество кремнезема, который придает горизонту белесую окраску. Часто горизонт бывает окрашен в палевый цвет за счет образования вторичных глинистых минералов. Подзолистый горизонт часто бесструктурный, в отдельных случаях имеет пластинчатую или листовую структуру. Его мощность в зависимости от степени оподзоленности изменяется от нескольких до десятков сантиметров.

В – иллювиальный горизонт. Представляет собой почвенный слой, в котором закрепляются вещества, выносимые из верхних горизонтов. Вследствие обогащенности железом и органическим веществом имеет красно-бурую окраску или темно-желтую, значительную плотность и твердость, на легких породах характеризуется наличием ржавых пятен и орштейнов.

С – почвообразующая порода.

Морфологические особенности почв находятся в тесной связи с их химическими свойствами. Эти почвы содержат мало гумуса, их верхние горизонты обеднены соединениями CaO, MgO, Fe₂O₃, и Al₂O₃, обогащены кремнеземом. Развитие подзолообразовательного процесса отчасти меняет гранулометрический состав почв – верхние горизонты вследствие выноса илистых частиц опесчаниваются, нижележащие – «оглиниваются». Почва мало насыщена основаниями, особенно ее верхние горизонты, где поглощенные катионы H⁺ и Al³⁺ часто преобладают над Ca²⁺ и Mg²⁺. В нижележащих горизонтах соотношение обменных катионов меняется в сторону увеличения кальция и магния.

Гумусовый горизонт маломощный; содержание гумуса в среднем составляет 1,5-2,5 %; в составе гумуса преобладают фракции гуминовых и фульвокислот, связанные с полуторными оксидами железа и алюминия.

Характерными особенностями водно-физических свойств дерново-подзолистых почв являются большая плотность сложения (объемная масса), низкая скорость водопроницаемости и плохая аэрация в нижних горизонтах в случае подстилания плотными породами.

Показатель плотности сильно различается у почв в зависимости от гранулометрического состава. Многочисленные эксперименты на почвах под сельскохозяйственными культурами выявили, что оптимальной плотностью для выращивания картофеля и корнеплодов является плотность не более 1,1–1,2 г/см³, а для зерновых культур – не выше 1,3–1,4 г/см³. Горизонты почв с плотностью более 1,5 г/см³ непроницаемы для корней культурных растении (супесчаные почвы являются исключением). Оптимальной плотностью обладают верхние горизонты дерново-подзолистых почв, развивающихся на лессах и лессовидных суглинках. А у супесчаных почв и временно избыточно увлажненных суглинистых даже гумусовые горизонты имеют высокую плотность (1,48–1,61 г/см³). Довольно большую плотность имеют подзолистые горизонты распаханных дерново-подзолистых почв (1,4-1,6 г/см³). Объясняется это тем, что данные горизонты являются подпахотными, а их поверхность – плужной подошвой, которая постоянно уплотняется.

Дерново-подзолистые почвы также значительно различаются в зависимости от гранулометрического состава по показателям влагоемкости и удельной поверхности. Если у почв, развивающихся на лёссах и лёссовидных суглинках, полевая влагоемкость (ПВ) гумусовых и пахотных горизонтов составляет 19–26 %, то у почв, развивающиеся на супесях, она не более 16–17 %. С перемещением вниз по профилю почвы ПВ уменьшается, особенно у почв, легких по гранулометрическому составу.

Удельная поверхность почв является косвенным показателем силы, удерживающей элементы питания и влагу в почве. У одних почв такая поверхность может быть в 8–20 раз большей, чем у других. Именно во столько раз почвы с удельной поверхностью 59–117 м²/г могут удержать больше влаги и питательных веществ по сравнению с почвами, имеющими удельную поверхность 3–15 м²/г. Этот показатель в дерново-подзолистых почвах Беларуси варьирует, преимущественно, в зависимости от их гранулометрического и минералогического состава (табл. 4.5). Наибольшая удельная поверхность (59–117 м²/г, иногда до 150 м²/г) характерна для почв, развивающихся на пылеватом среднем суглинке и озерной глине. Затем следуют дерново-подзолистые почвы на легком слабовалунном суглинке (37–60 м²/г), дерново-подзолистые почвы на мощных лёссах (35–54 м²/г) и, наконец, на супесях и песках (3–15 м²/г).

Воздушный режим дерново-подзолистых почв в целом благоприятен, только при влажности, соответствующей наименьшей влагоемкости (ранней весной), в нижних плотных горизонтах может отмечаться недостаток воздуха. По теплофизическим свойствам дерново-подзолистые почвы, как и другие автоморфные почвы Беларуси, относятся к «теплым», однако почвы на песках и супесях в 1,5-2 раза быстрее прогреваются, чем почвы на более тяжелых породах.

Таблица 4.5

Удельная поверхность дерново-подзолистых и

дерново-подзолистых заболоченных почв, м²/г почвы,

(по Капилевич Ж.А., Пучкаревой Т.Н., 1987)

Внутритиповые различия морфологических, химических и физических свойств дерново-подзолистых почв Беларуси в значительной мере обусловлены характером их почвообразующих пород.

Дерново-подзолистые почвы на глинах и тяжелых суглинках распространены преимущественно в Белорусском Поозерье на сравнительно молодых отложениях озерно-ледниковых низин и платообразных повышений, приподнятых над низинами. В структуре сельскохозяйственных земель Беларуси на их долю приходится около 1,2 %. Обладают повышенным плодородием в случае благоприятного водно-воздушного режима. Ввиду тяжелого гранулометрического состава автоморфные почвы встречаются реже, чем их заболоченные аналоги.

В строении профиля подобные почвы отличает слабая выраженность иллювиального горизонта, что свидетельствует о незначительной вертикальной миграции продуктов разрушения минералов из-за слабой водопроницаемости пород. Характеризуются различной, но чаще невысокой кислотностью, в верхнем горизонте содержат повышенное количество гумуса. Нижние горизонты нередко отличаются обилием карбонатов и могут вскипать (табл. 4.6).

Как видно из таблицы, такие почвы содержат малое количество подвижного фосфора, а содержание калия в них удовлетворительное из-за особенностей минералогического состава пород. В составе минералов более половины, а в нижней части профиля до 80 %, приходится на калийсодержащие гидрослюды. Данные почвы, по сравнению с другими дерново-подзолистыми, более обогащены микроэлементами.

Таблица 4.6

Состав и свойства дерново-подзолистых почв на глинах и тяжелых суглинках, разрез 20, (Почвы Белорусской ССР, 1974)