Образование и классификация серых лесных почв

Образование и классификация серых лесных почв — очень важная и интересная тема. При их характеристике необходимо учитывать особенности природной зоны, то, как формируются в обычных условиях светло- и темно-серые лесные почвы. Отдельно стоит изучить строение профиля и классификацию таких грунтов.

Морфологическое устройство почвенных серых масс сравнительно сложно. Уровень A0 фактически является лесной подстилкой. Она формируется из древесного листопадного вещества и войлочной массы, оставшейся от трав. Мощность такого слоя составляет всего 20 — 40 мм. Дальше идет так называемый гумусово-аккумулятивный горизонт.

Для него свойствен серый окрас, причем насыщенность его может сильно отличаться. В этом слое преобладает комковато-ореховатая структура. Мощность уже начинается от 150 — 200 мм. Глубже расположен гумусово-элювиальный, иногда называемый оподзоленным слой. Для него характерна слегка белесая расцветка, вызываемая кремнеземистой присыпкой; этот горизонт с ореховатой структурой занимает 100 — 150 мм.

Следующий уровень — A2B окрашен в темные тона, имеет остроугольно-мелкоореховую структуру. Этот слой иногда отсутствует. Границы структурных отдельностей имеют темно-серый или черный с белой добавкой окрас. После такого слоя находятся:

• иллювиальный уровень B (окрашенный в коричнево-бурые тона, содержащие потеки гумусовых веществ, отличающийся ореховато-призматической структурой);
• переходный пласт;
• материнская горная порода, окрашенная в желтовато-палевые цвета, содержащая карбонаты.

Серые лесные почвы находятся только в широколиственных осветленных лесах. Важным условием для их появления выступает мощное развитие травяного покрова. Он, в свою очередь, может создаваться как раз в широколиственных лесах. Генезис серой лесной почвы обусловлен повышенным насыщением верхнего слоя полезных биологически веществ и малой кислотностью. Разлагается древесный опад за счет грибковой и бактериальной жизни, при этом формируется достаточно много гуминовых кислот.

Поскольку движение влаги сверху вниз почти отсутствует, они не будут глубоко проникать в землю. Гуминовая кислота, вступая в реакцию с магнием и кальцием, образует малоподвижное соединение. Чем больше таких веществ, тем темнее оказывается почва. Но это отражается не только на расцветке, но и на внутренней структуре. Важная особенность — большая выраженность дернового компонента, чем образования подзола.

Природную зону, где образуются серые лесные почвы, принято называть лиственно-лесной зоной. Она вытянута узкой линией южнее тайги. На такие леса приходится не менее 60 млн га, то есть 2,8% почвенных угодий России. В этих районах разница между выпадением осадков и естественным испарением почти отсутствует.

На западе выпадает 550 — 700 мм осадков, а испаряется от 500 до 550 мм. На востоке эти показатели варьируются от 360 до 450 и от 450 до 470 мм. Потому восточная часть лиственно-лесного пояса признана полувлажной местностью. Там иногда может даже образовываться локальный кратковременный дефицит воды. Средняя суточная температура в этих зонах отличается мало. Однако чем восточнее, тем холоднее в среднем воздух в январе, тем больше разброс климатических параметров и тем короче срок сезонной вегетации. Потому там мощность земляных горизонтов ниже, уменьшается и их продуктивность. До Уральского хребта распространены в лиственных лесах почвы, возникшие на базе лессов и лессовидных суглинков, причем доминируют образовавший из морены, из покрова типы суглинков. В ряде мест выявлены серые лесные почвы, появляющиеся на основе элюво- и делювия коренных минералов.

Восточнее Урала ситуация иная: там серые лесные почвы складываются на базе озерного аллювия и суглинистого делювия. Источником их появления также является глина, в том числе лессовидного типа. К западу от Урала серая лесная почва развивается в лесах, где растут бук, граб, дуб в различных пропорциях. Типичный подлесок представлен крушиной лещиной, также иногда бересклетом, татарским кленом. В дубовых лесах часть трав цветет весной, часть летом.

В Западной Сибири серая лесная почва обычно появляется не в дубравах, а в березовых лесах, содержащих сосновые включения. В Восточной Сибири там могут быть сосновые и лиственные деревья. Места со слабым дренированием могут содержать много болот. Серая лесная почва, формирующаяся из песчаной массы, обычно присутствует в сосновых борах.

Есть версия, что они возникают в результате оподзоливания черноземов, провоцируемого действием лесных растений. Другая гипотеза состоит в том, что первоначально были земли с большей оподзоленностью, но они подверглись сильному дерновому процессу. Докучаев исходил из того, что серая лесная почва — автономный грунтовый формат, появляющийся в лиственном лесу с хорошим развитием травянистой части. Однако последующие эксперименты по воспроизведению биологической миграции веществ позволили утверждать, что она появляется при ослаблении подзолообразования.

Его слабость, в свою очередь, зависит не только от климата напрямую, но и от параметров гумификации. Причем наряду с температурами очень важную роль играет водный режим. Ключевым отличием от подзолистых почв выступает почти нулевой темп разложения растительных остатков анаэробным способом. Активность гумусовых кислот гасится веществами, содержащимися в самом древесном и травянистом опаде. На юге лиственной зоны, где вертикальные перемещения воды в почве более выражены, встретить светло-серую и серую лесную почву можно на участках, сложенных из легких пород, или в местах с особо мощным увлажнением.

Нельзя обойти вниманием такую тему, как серые лесные почвы в северной части лесостепной зоны. В природе нет таких четких и жестких границ, как существующие между государствами, и потому существование подобного феномена вполне предсказуемо. Мало того, именно для лесостепи как раз и характерно появление серой лесной земли. Обычно она формируется на равнинных участках. Складывание таких почвенных горизонтов на возвышенностях, даже небольших, нетипично и маловероятно.

Гранулометрические исследования показали устойчивую, хорошо заметную дифференцировку элювиально-иллювиального типа по содержанию ила и полуторных окислов. Чем светлее грунт, тем сильнее выражен этот момент. Химический состав верхних ярусов серой лесной земли отличается малым количеством полутораокисей и сдвигом баланса в пользу кремнекислоты. Этот момент тесно связан с выраженной оподзоленностью. Особенно велика она у светло-серой земли, но чем темнее цвет, тем слабее этот эффект.

Концентрация гумуса убывает по мере продвижения на север и восток. В серой лесной почве содержится много гуминовых кислот. А среди них преобладает фракция на кальциевой основе. Важными характеристиками являются:

• стабильная кислая либо слабокислая реакция;
• чуть более высокая кислотность в иллювиальном уровне и чуть более низкая в глубоких ярусах;
• малая насыщенность поглощающих комплексов;
• перемена емкости поглощения внутри профиля (обменных катионов много в гумусе и иллювии, сравнительно мало в пластах A1, A2).

В серой лесной почве содержится сравнительно много оснований. Солевая вытяжка дает обычно слабокислую реакцию. В серых и темно-серых толщах верхние горизонты поглощают больше, чем светло-серые участки. Этот эффект обусловлен повышенной насыщенностью гумусом и сокращением концентрации ила. Чем меньше гумуса в конкретном горизонте, тем плотнее твердая фаза; светло-серая земля пропускает сравнительно мало воды.

Такие почвы, прежде всего светло-серые мало подходят для сельского хозяйства. В процессе распашки верхний слой лишается характерной структуры, формируется вредная корка. Спелость в каждый сезон наступает позднее, чем у чернозема. Уплотнение может происходить даже после простого дождя. Тепловой режим лесной земли в европейской части страны сравнительно неплох, и к началу пахотного сезона она вполне успевает оттаять.

Серые лесные почвы центра и запада России могут периодически оттаивать и замерзать в особо сложные годы. Это негативно сказывается на выращивании клевера и озимой пшеницы. В Западной и Восточной Сибири такие грунты относятся к длительно промерзающей группе. Там снеговой покров сравнительно слаб, а затяжные зимы сопровождаются мощными морозами. В результате поверхность глубоко промораживается и оттаивает не слишком быстро.

Вплоть до начала мая, когда приходит обычное время полевых работ, в нижних ярусах остаются еще области отрицательной температуры. Велика вероятность поздних заморозков весной и раннего наступления холодов осенью. В Забайкалье лесная почва практически каждый год промерзает вплоть до повсеместно встречающейся вечной мерзлоты. Серый лесной грунт суглинистого состава (при отсутствии избыточной влажности) содержит:

• 0,2 — 3% углекислоты на уровне 0 — 500 мм;
• 1,2 — 3,4% в пластах от 1000 до 2000 мм;
• 1,5 — 5% в более глубоких ярусах.

Содержание двуокиси углерода определяется во многом особенностями растительности. Под смешанным лесом оно больше всего. Меньше такого вещества присутствует в почве под люцерной, еще меньше его концентрация под злаками. Самая малая насыщенность углекислым газом характерна для систем чистых паров.

Этот тип грунтов отличается малой оподзоленностью и ограниченной мощностью гумусового слоя. Для такого подтипа характерно наличие горизонта А2. Поверхностная подстилка образована преимущественно малоперегнившими, бурыми листьями. Также там есть веточки и иные части растительного опада. Внизу находится похожая на войлок масса, в которой частично перегнившая растительность перемешана с землей.

Дальше находятся:

• гумусово-аккумулятивный (150 — 250, реже до 350 мм);
• промежуточный (120 — 200 мм);
• иллювиальный горизонты.

Промежуточный слой относится к оподзоленному или гумусово-оподзоленному формату. Он светлее по окраске, чем поверхностная земля. Отмечают обилие кремнеземистой присыпки. Границы между промежуточным и иллювиальным слоем, между иллювием и подстилающей породой не отличаются четкостью. На глубине примерно 2 м обнаруживают конкреции карбонатов.

Подзолистые процессы у них слабее, чем у более светлых почвенных масс. Однако при этом дерновый процесс также не успел набрать большой мощности. Концентрация илистой фракции на разных вертикальных уровнях отличается как минимум на 20%. Карбонатные залежи располагаются на глубинах 1200 — 1400 мм. Важно: в западных областях России они могут уходить и глубже.

Прочие параметры:

• разброс механического состояния от супеси до суглинка;
• объемная плотность в пахотном горизонте 1,32 — 1,4 грамма на 1 см3;
• фульвокислотный тип гумуса.

Для этого типа почв характерно неравномерное расположение в лесостепной зоне. Обычно они концентрируются на понижениях склонов в речных поймах. Коллоиды по профилю почти не передвигаются. Структура хорошо выражена, но легко размывается при контакте с водой. Подвижные питательные вещества присутствуют в довольно больших количествах.

Прочие свойства:

• объемная масса пахотного уровня 1,2 — 1,42 грамма на 1 см3;
• доля гумуса в распаханных участках до 4,9%, на целине иногда доходит до 10%;
• влагоемкость пахотного слоя 20 — 30%, в слое породы 17 — 24% (зависит от состава вещества);
• присутствие оснований от 80 до 95%.

Серые лесные почвы используются для культивирования различных видов растительности. Но основное их сельскохозяйственное использование — работа с кормовыми, плодовыми, овощными культурами, а также злаками. При грамотном применении достигаются очень хорошие результаты. Серьезной проблемой, однако, является профилактика водной эрозии и борьба с ней. При слабой насыщенности органикой концентрация гумуса будет необратимо уменьшаться.

Чтобы повысить плодородие, рекомендуют:

• регулярно вводить органические и минеральные удобрения;
• прибегать к травосеянию;
• плавно углублять пахотный слой.

Поскольку серая лесная почва мало поглощает нитраты, азотные удобрения следует вносить максимально рано, как только позволит весенняя погода. Чтобы погасить избыток кислотности, прибегают к известкованию. Под влиянием извести почвенные фосфаты активизируются, форсируется деятельность полезных микробов и окислительные процессы.