Размещено на http://www.allbest.ru/

2

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Факторы почвообразования

1.1 Климат

1.2 Рельеф

1.3 Почвообразующая порода

1.4 Биологические факторы

1.5 Вода

1.6 Выветривание

2. Морфологические признаки почв

2.1 Строение профиля

2.2 Мощность почвы и отдельных горизонтов

2.3 Окраска

2.4 Структура

2.5 Сложение

2.6 Новообразования и включения

2.7 Гранулометрический состав

3. Свойства почвы

3.1 Химические (содержание макро и микроэлементов, рН)

3.2 Физические

3.3 Биологические

3.4 Почвенные режимы

3.4.1 Тепловой режим

3.4.2 Воздушный режим

3.4.3 Водный режим

3.4.4 Питательный режим

3.5 Степень подверженности эрозионным процессам

4. Хозяйственное использование данного типа почв

Заключение

Введение

Сочетание факторов почвообразования, под воздействием которых формируются почвы, одинаково для любого района нашей страны и Земли в целом и включает в себя описанные выше почвообразующие (материнские) породы, зеленые растения, микроорганизмы и животные организмы, климат, рельеф территории, возраст почв (время почвообразования) и производственную деятельность человека. Конкретное количественное и качественное проявление этих факторов (главным образом первых четырех) примерно одинаково для той или иной территории со сходными природными условиями, на которой формируется поэтому группа почв, близких по внешнему облику, химическим и физическим свойствам.

С изменением географического положения территории качественное проявление факторов почвообразования, и в первую очередь климата и растительности, существенно меняется. Это приводит к развитию другого по характеру почвообразовательного процесса или группы процессов, следствием развития которых является образование группы почв, обладающих уже иными, именно им присущими свойствами.

Таким образом, многообразие условий почвообразования на большой территории приводит к многообразию образующихся на ней почв. Поэтому систематизация накопленных о почве знаний необходима для дальнейшего развития науки о почве. Такую систематизацию проводят в форме классификации почв [Лыков].

Серые лесные почвы распространены преимущественно в северной части лесостепной зоны. Они вместе с серыми лесными глеевыми почвами занимают площадь более 50 млн. га, или около 2,3% площади всех почв страны.

Наряду с серыми лесными почвами здесь встречаются дерново-подзолистые почвы, оподзоленные и выщелоченные черноземы, а также внутризональные и интразональные почвы -- серые лесные глеевые, лугово-черноземные, дерново-карбонатные болотные, аллювиальные, солонцы, солоди и солончаки.

морфология свойство лес серая почва

1. Факторы почвообразования

1.1 Климат

Климат зоны серых лесных почв умеренно континентальный; континентальность возрастает с запада на восток.

Лесостепь представляет собой зону, переходную от влажного климата таежно-лесной зоны к засушливому климату степей. На севере осадки и испаряемость сбалансированы (КУ>1), на юге испаряемость превышает осадки (КУ=0,77). Водный режим -- периодически-промывной [Ганжара].

В таблице 1 приведены климатические показатели природно-сельскохозяйственных 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 ²/₃ 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 [Ковриго].

Таблица 1 - Значение климатических показателей природно-сельскохозяйственных провинций зон серых лесных почв

Показатель	Среднерусская	Пред-уральская	Западносибирская	Северопред-алтайская
Температура, °С:
января	-8...-13	-13...-15	-16...-19	-18...- 30
июля	18,5-19	18,3-18,8	18-18,5	17-18,5
Сумма температур за период	2200-2400	1900-2100	1750-1850	1400-1600
с температурой > 10 °С, °С
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

Климатические условия зоны благоприятны для роста и развития естественной деревянистой и травянистой растительности и для возделывания широкого ассортимента сельскохозяйственных культур.

По обеспеченности влагой западные провинции относятся к влажным, а центральные и восточные -- к полувлажным. В связи с нарастанием континентальности климата постепенно к востоку уменьшается общая обеспеченность теплом, зима становится холодной, вегетационный период короче. Поэтому западные провинции относятся к полосе среднеспелых культур, а восточные -- к полосе ранних культур [Кауричев].

Климатические условия существенно изменяются с запада на восток в пределах зоны: сумма активных температур выше 10°С -- 2400-3200° на западе, 1400-1800° -- на востоке; температура самого холодного месяца, соответственно, -4-8°С и -18-25°С; годовое количество осадков -- 550-700 мм и 300-350; длительность вегетационного периода -- 150-180 и 90-120 дней.

Таким образом, общей закономерностью климата лесостепи является снижение влагообеспеченности с севера на юг и усиление похолодания и континентальности с запада на восток. Это обусловливает подзональные и фациальные особенности почвенного покрова [Ганжара].

1.2 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 [Ковриго].

В европейской части России рельеф зоны волнистый, сильно и глубоко расчлененный эрозией. Территория зоны здесь простирается в пределах Волыно-Подольской, Среднерусской, Приволжской возвышенностей, Пермского и Уфимского плато.

На западе преобладающими породами являются лёссы и лёссовидные суглинки, в Среднерусской провинции -- покровные суглинки и местами морена. В отдельных районах (Приволжская возвышенность, Приуралье и др.) серые лесные почвы развиты на элювиально-делювиальных продуктах выветривания коренных пород пермского, юрского, мелового и третичного периодов. Равнинный рельеф имеет Западно-Сибирская провинция. Наиболее дренированы и расчленены приречные территории. Междуречья слабо дренированы. Из почвообразующих пород преобладают лёссовидные суглинки и глины. Восточная часть зоны (Приалтайская, Западно- и Восточно-Присаянские провинции) более расчленена и дренирована. Западно-Присаянская провинция характеризуется полого-увалистым рельефом в предгорных равнинах (Мариинская и Ачинская лесостепи) и широким развитием бугристого микро- и мезорельефа в межгорных котловинах восточной части провинции (Красноярская и Капская лесостепи), Восточно-Присаянская провинция представляет собой сильноувалистую равнину. Почвообразующие породы на территории этих провинций представлены в основном четвертичными лёссовидными суглинками и глинами [Кауричев].

1.3 Почвообразующая порода

Изучение генезиса серых лесных почв связано с именами В. В. Докучаева, С.И. Коржинского, И. В. Тюрина, В. Р. Вильямса, В. И. Талиева и других ученых.

В. В. Докучаев рассматривал серые лесные почвы как самостоятельный зональный тип, сформировавшийся под травянистыми широколиственными лесами в условиях лесостепной зоны. Светло-серые и серые почвы, по В. В. Докучаеву, в большей мере претерпевали воздействие лесной растительности и в меньшей -- травянистой; темно-серые образовались под ослабленным влиянием леса и при более интенсивном воздействии травянистой растительности.

С. И. Коржинский (1887) развивал гипотезу о вторичном образовании серых лесных почв из черноземов в результате их изменения под влиянием поселения леса. Он считал, что лесной растительности свойственно формирование подзолистых почв. Поэтому поселение леса на черноземах приводит к их существенным изменениям (деградации): гумус постепенно разрушается, структура утрачивается. Согласно представлениям С. И. Коржинского, оподзоленные черноземы, темно-серые, серые и светло-серые почвы представляют собой последовательные стадии деградации черноземов.

Южная граница распространения лесов на территории современной зоны серых лесных почв действительно претерпевала колебания, однако они не были столь значительными.

Изучение свойств черноземных почв под искусственно созданной лесной растительностью показывает некоторое понижение линии вскипания, однако в большинстве случаев в результате посадок леса на черноземах лесостепи и степных районов происходит улучшение всего комплекса важнейших свойств почв: увеличивается содержание гумуса, повышается сумма обменных оснований, улучшаются физические и водные свойства, усиливается микробиологическая деятельность в почвах.

Теорию проградации развивали В. И. Талиев и П. Н. Крылов, предполагавшие, что серые лесные почвы возникли из дерново-подзолистых при смене таежно-лесной растительности на широколиственные леса и лугово-степную растительность.

Близкие к этой точке зрения положения развивал В. Р. Вильямс. Он рассматривал серые лесные почвы как результат природного сочетания дернового и подзолистого процессов в лесостепной зоне.

Экспериментальные данные по изучению биологического круговорота веществ и развития дернового и подзолистого процессов в основном подтверждают правильность взглядов В. В. Докучаева о генетической самостоятельности серых лесных почв и показывают, что процессы, которые рассматривались в гипотезах С. И. Коржинского и В. И. Талиева, имеют ограниченное значение. Первые (деградация) характерны для южных районов лесостепи и луговых обсыхающих территорий, вторые (проградация) -- для северных районов лесостепной зоны.

Подзолистый процесс в лесостепной зоне протекает в более слабой форме, чем в таежно-лесной, а для дернового процесса создаются лучшие условия. Эти особенности в развитии подзолистого и дернового процессов связаны прежде всего с заметным отличием характера биологического круговорота веществ и условий гумификации на фоне ослабленного промывного режима.

В широколиственных лесах с хорошо развитым подлеском и травяным покровом ежегодно поступает в почву и на ее поверхность большая масса опада (70--90 ц на 1 га), богатого азотом (50--90 кг на 1 га) и основаниями, особенно кальцием (70--100 кг на 1 га и более).

Отсутствие или слабое появление сезонного анаэробиозиса и лучший тепловой режим усиливают разложение богатой основаниями и азотом отмирающей растительности. Образуются более сложные гумусовые вещества с большим содержанием гуминовых кислот. Значительная часть этих кислот нейтрализуется основаниями опадав поэтому процессы разрушения почвенных минералов выражены слабее, чем в таежно-лесной зоне.

Отмеченные особенности биологического круговорота веществ и гумификации способствуют накоплению в почвах гумуса.

Светло-серые и серые лесные почвы формируются преимущественно в северной части зоны, где комплекс биоклиматических условиий почвообразования (меньшее участие в опаде остатков травянистой растительности, более выраженный нисходящий ток воды, больший вынос оснований из опада и т. д.) приводит к заметному развитию подзолистого процесса. Далее на юг преобладают темно-серые почвы в сочетании с оподзоленными и выщелоченными черноземами, а светло-серые и серые почвы встречаются лишь на легких породах или на участках рельефа с повышенным увлажнением.

При движении с запада на восток в связи с нарастанием суровости и континентальности климата ослабляется энергия превращения органических веществ в почве, сокращается период их активного разрушения. Поэтому в том же направлении в серых лесных почвах увеличивается содержание гумуса, уменьшается мощность гумусового профиля, ослабляются признаки оподзоливания и увеличивается доля черноземов в составе почвенного покрова территории.

В условиях резко континентального климата восточных провинций (Приалтайская, Западно- и Восточно-Присаянские) широко распространены серые лесные сезонномерзлотные почвы. Низкие температуры зимы при относительно маломощном снеговом покрове вызывают промерзание почв до 120--150 см при длительном сохранении мерзлоты (октябрь--июнь).

Позднее оттаивание и медленное прогревание почв сокращают срок активных биохимических и биологических процессов, ухудшают водно-тепловой и питательный режимы серых лесных почв этих провинций. В нижней части профиля образуется надмерзлотная верховодка, вызывающая развитие процессов оглеения [Кауричев].

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-делювиального происхождения [Ковриго].

Почвообразующими породами на большей части территории Средне-Русской провинции являются покровные суглинки. К югу они сменяются лессовидными карбонатными суглинками и лессами. Водораздельные понижения, шлейфы, нижние части выположенных склонов заняты делювиальными отложениями. В долинах рек распространены древнеаллювиальные отложения. В отдельных районах (Приволжская возвышенность, Приуралье) почвообразующими породами являются элювиально-делювиальные продукты выветривания коренных пород пермского, юрского, мелового и третичного периодов [Ганжара].

1.4 Биологические факторы

Целинная растительность зоны представлена травянистыми лесами, чередующимися с безлесными участками луговых степей. Последние в основном распаханы, на западе (Украинская провинция) преобладают буковые, буково-грабовые и дубово-грабовые леса.

В Среднерусской провинции господствуют дубовые леса с примесью липы, клена, ясеня и других широколиственных пород. Далее к востоку в лесах заметное место занимает береза, часто с примесью хвойных пород (пихта, сосна).

В Западно-Сибирской провинции преобладают березовые травянистые леса с примесью осины. На востоке зоны распространены березово-осиновые и сосново-березовые леса с примесью лиственницы. На территории всей зоны на песчаных террасах рек часто произрастают сосновые боры.

Травянистая растительность лесов разнообразна и обильна.

В Западно-Сибирской и Приалтайской провинциях широко распространены сосново-гипновые и осоково-тростниковые болота [Кауричев].

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 Западно-сибирской и Северопредалтайской провинций для древостоя наиболее, характерны береза, осина, сосна, для Средней Сибири и Забайкалья - береза и лиственница [Ковриго].

На территории всей зоны на песчаных террасах произрастают сосновые боры, а в замкнутых плохо дренируемых понижениях -- осоково-тростниковые и сосново-гипновые болота.

Количество опада составляет 7-9 т/га в год, в том числе 4-5 т/га в виде корней травянистых растений. С опадом возвращается 250-300 кг/га зольных элементов и 60-90 кг/га азота [Ганжара].

Микроорганизмы (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, простейшие) первыми поселяются на материнской породе, усваивают атмосферный азот, переводя его в форму сложных белковых тел, разлагают органические остатки, минерализуя их до простых, доступных растениям солей. Они участвуют в образовании гумуса, разрушении и синтезе многих минералов. Следовательно, это такая группа организмов, без которых невозможны существование растительности и формирование плодородия почв. Животные организмы (черви, землерои, насекомые) также участвуют в почвообразовании. Черви в процессе жизнедеятельности пропускают через пищеварительный тракт органические остатки и почву. Она пропитывается их выделениями, приобретает форму склеенных комочков и становится структурной. Таким образом черви улучшают физические свойства почвы.

Землерои (суслики, кроты и др.) образуют в почве большое количество нор, а на поверхности -- бугорков различных форм и размеров. Тем самым они перемешивают почву, изменяют ее сложение и влияют на формирование микрорельефа местности [Лыков].

1.5 Вода

Осадки определяют водный режим почвы, ее влажность, скорость и характер превращения органических остатков, минерализацию гумуса, разрушение минеральной части почвы.

Они обусловливают также скорость и направление процессов передвижения водорастворимых солей по профилю. При одном гидротермическом режиме преобладает вымывание солей, при другом -- подъем их с грунтовыми водами. Например, в районах с влажным климатом происходит вымывание органических и минеральных веществ в нижнюю часть профиля или в грунтовые воды. В условиях жаркого сухого климата в пониженных формах рельефа, где близко к поверхности залегают грунтовые воды, происходит их подъем по капиллярам, а вместе с ними и растворенных солей, которые накапливаются в верхней части профиля [Лыков].

1.6 Выветривание

Ветер способствует процессу физического выветривания горных пород и вызывает ветровую эрозию почв. Под влиянием ветра происходит опесчанивание верхних горизонтов почвы, развитие каменистых и щебнистых почв. Ветер способствует также засолению почв в результате приноса солей с поверхности засоленных водных бассейнов на сушу [Лыков].

2. Морфологические признаки почв

2.1 Строение профиля

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 (В₁ В₂); внизу профиля -- переходный к материнской породе горизонт ВС; в нем или выше могут встречаться карбонаты (рис. 1). 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.

Все рассмотренные теории отражают возможные пути образования серых лесных почв в разных 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 [Ковриго]

Рисунок 1 - Показатели состава и свойств серой лесной оподзоленной среднесуглинистой почвы по профилю

Серые лесные почвы по совокупности морфологических признаков и свойств занимают переходное положение от дерново-подзолистых почв южнотаежной подзоны к черноземным почвам лесостепи.

Они характеризуются большой гумусированностью по сравнению с дерново-подзолистыми почвами при наличии признаков и свойств, обусловленных проявлением подзолистого процесса, хотя и в более ослабленной форме, чем в почвах южнотаежной подзоны.

В зависимости от интенсивности гумусирования и развития признаков оподзоливания тип серых лесных почв подразделяется на три подтипа -- светло-серые, серые и темно-серые лесные почвы.

Тип серых лесных почв характеризуется следующим строением профиля. Целинные почвы с поверхности имеют горизонт лесной подстилки А₀ или дернины А_д. В верхней части выделяется гумусовый слой, окраска которого изменяется от светло-серой до темно-серой при переходе от светло-серых почв к темно-серым.

Главная морфологическая особенность серых лесных почв -- заметное разделение гумусового слоя на два горизонта -- верхняя часть с наиболее интенсивной гумусовой окраской -- гумусовый горизонт A₁ и нижняя часть гумусового слоя -- переходный или гумусово-оподзоленный (гумусово-элювиальный) горизонт A₁A₂, в разной степени окрашенный гумусом и имеющий одновременно признаки оподзоленности в виде более или менее обильной белесой присыпки, которая представляет собой мелкие фракции кварца и полевых шпатов. С поверхности их удалены пленки гумуса и гидроокиси железа. Затем следует переходный горизонт А₂В. Ниже залегает иллювиальный горизонт В с ореховатой или ореховато-призматической структурой, по граням которой встречаются примазки и лакировка, а также белесая присыпка. Горизонт В постепенно переходит в породу С. Она на некоторой глубине (120--200 см) обычно содержит карбонаты в виде прожилок и журавчиков. Серые лесные почвы Украинской и Среднерусской провинций на водоразделах часто не содержат карбонатов: они вымыты на большую глубину [Кауричев].

2.2 Мощность почвы и отдельных горизонтов

Светло-серые лесные почвы среди почв данного типа отличаются наибольшей оподзоленностью и наименьшей мощностью гумусового горизонта (рис. 2). Их профиль включает следующие горизонты:

A₀(А_д) -- в целинных почвах лесная подстилка или дернина темно-бурого цвета;

А₁ -- гумусовый горизонт, обычно светло-серый, ореховатый с пластинчатостью или комковато-ореховато-пластинчатой структуры, с кремнеземистой присыпкой, густо пронизан корнями; на пахотных почвах А_пах -- бесструктурный и распыленный. Мощность горизонта А, не превышает 15--25 см;

A₁A₂ -- переходный гумусово-элювиальный горизонт серовато-белесоватого цвета, пластинчатый или плитчато-ореховатый, с кремнеземистой присыпкой, постепенным переходом в горизонт А₂В;

А₂В -- переходный элювиально-иллювиальный горизонт серовато-бурого цвета, угловато-мелкоореховатый или плитчато-ореховатый, с кремнеземистой присыпкой, буровато-коричневыми коллоидами на гранях структурных отдельностей, уплотненный; переход постепенный; мощность горизонтов А₁А₂ + А₂В в основном не превышает 15--20 см;

В -- иллювиальный горизонт, бурый, плотный, вязкий во влажном состоянии, с ореховатой и крупноореховатой структурой в верхней части и ореховато-призматической или призматической в нижней части, с коричневыми пленками на гранях структурных отдельностей; переход постепенный;

С -- преимущественно светло-бурые покровные суглинки, в которых карбонаты наблюдаются примерно лишь с глубины 2 м в виде Прожилок, журавчиков, известковых трубочек.

Рисунок 2 - Морфологическое строение профиля серых лесных почв:
а -- светло-серая лесная почва; б-- темно-серая лесная почва

Верхние горизонты почв обладают кислой или слабокислой реакцией. Степень ненасыщенности основаниями 10--25 %. Вынос илистой фракции из верхних горизонтов составляет 30--60 %. Содержание гумуса колеблется от 3--4 до 5--7 % в горизонте А целинных почв, а на пашне -- от 1,5 до 2,5 % [Яскин].

Гумус в горизонте A₁ (Ап) у светло-серых почв составляет 1,5 -- 3 % в западных провинциях и до 5 % в восточных: у серых -- соответственно от 3 -- 4 до 6 -- 8 % и у темно-серых от 3,5 -- 4 до 8 -- 9 % и более (табл. 2). У темно-серых почв содержание гумуса вниз по профилю уменьшается постепенно. В этом отношении они ближе стоят к черноземам и заметно отличаются от светло-серых и серых почв, для которых характерно более резкое падение содержания гумуса с глубиной. По сравнению с дерново-подзолистыми почвами в составе гумуса возрастает группа гуминовых кислот, особенно их фракция, связанная с кальцием.

Таблица 2 - Содержание гумуса и мощность гумусовых горизонтов в серых лесных почвах различных фаций (данные А. И. Троицкого, 1967)

Подтип	Фации
	западно- и южноевропейская (теплые)	восточно-европейская	западно- и среднесибирская (холодные)	восточносибирская (глубоко промерзающие)
	А1+А1А2 см	гумус, %	А1+А1А2 см	гумус, %	А1+А1А2 см	гумус, %	А1+А1А2 см	гумус, %
Светло-серые лесные	30--35	1,5-2,0* 2,5--3,5	15--25	2,0-2,5 3,0-4,0	15--20	3,0--4,0 5,0-7,0	Не распространены
Серые лесные	35--40	2,0-2,5 3,5--6,0	30--40	3,0-5,0 4,0-6,0	18--30	6,0-8,0 До 10,0	15--25	5,0--7,0 7,0-8,0
Темно-серые лесные	40--50	3,0--3,5 До 8,0	40-45	4,0-5,0 5-8,0	25--35	7,0-10,0 До 14,0	20--25	8,0-14,0 До 16,0

* В числителе -- на пашне, в знаменателе -- на целине под лесом.

2.3 Окраска

Серые лесные почвы отличаются от светло-серых ослаблением подзолистого и большим развитием дернового процесса. В целинных почвах гумусовый горизонт А не имеет ясно выраженного белесоватого оттенка, интенсивнее прокрашен гумусом, обычно крупнопористый, комковато-ореховатый с SiO₂ на гранях структурных отдельностей; переход постепенный. Горизонт А₂В обычно более темно окрашенный с белесой присыпкой на поверхности агрегатов. Иллювиальный горизонт В бурый или коричнево-бурый с лаковыми (черновато-бурыми) пленками на поверхности структурных отдельностей, с белесой присыпкой SiO₂; переходит языками в почвообразующую светло-бурую породу. Карбонаты отмечаются в горизонте С с глубины 150--170 см [Яскин].

2.4 Структура

Структура почвенного покрова лиственно-лесной зоны во многом определяется ее переходным положением между таежно-лесной и лесостепной зонами. Поэтому в ряде провинций (Среднерусская, Украинская а др.) в структуре почвенного покрова широко представлены сочетания контуров серых лесных почв (серых и темно-серых) с выщелоченными и оподзоленными черноземами и лугово-черноземными почвами. При этом контуры черноземных почв преимущественно составлены пятнистостями черноземов разной степени выщелоченности, оподзоленности и мощности. Наряду с такими комбинациями в северной части зоны распространены сочетания светло-серых, серых лесных почв со светло-серыми и серыми лесными глеевыми с участием контуров дерново-подзолистых почв, а также вариации светло-серых, серых и темно-серых почв,

Структура почвенного покрова территорий с эрозионными формами рельефа характеризуется широким участием сочетаний с контурами эродированных почв и почв овражно-балочного комплекса.

В Западно-Сибирской провинции в структуре почвенного покрова преобладают сложные контрастные сочетания и комплексы, составленные контурами серых лесных обычных, осолоделых и глеевых почв, луговых, лугово-болотных почв и солодей. В северных районах провинции распространены сочетания с широким участием дерново-подзолистых и серых лесных почв со вторыми гумусовыми горизонтами [Кауричев].

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 глеевых 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 [Ковриго].

Только что вышедшие из-под леса серые лесные почвы обладают достаточно прочной структурой и высокой скважностью, хорошо впитывают и удерживают влагу, ноздулопроницаемы и воздухоемки, но имеют недостаточное насыщение поглощающего комплекса кальцием н мапшем. В них относительно мало гумуса, и при обработке эти почвы приобретают пылевато-комковатую, иногда глыбистую структуру. После дождей на поверхности почв образуется корка. 15 этом случае дождевая вода легко смывает пылеватые и глинистые частицы и выносит их с возвышений в пониженные места. Серые лесные почвы чаще размещаются на водораздельных плато или всхолмлениях (Средне-Русская возвышенность), поэтому зона их расположения является областью максимально возможного проявления эрозионных процессов [Голубев].

2.5 Сложение

Сложением называется общий внешний вид горной породы (массивное, слоистое, землистое и т. д.)

Под сложением понимают степень плотности, пористости и трещиноватости почвы. Структурные отдельности и механические элементы различным образом прилегают друг к другу и образуют слитную массу и тем или иным количеством пор и пустот внутри нее.

По степени плотности выделяют рассыпчатое, рыхлое, плотное и очень плотное (слитное) сложение. Рассыпчатое сложение характерно для песчаных, плохо гумусированных почв, в которых частички не связаны одна с другой, рыхлое -- супесчаным и хорошо окультуренным и оструктуренным суглинистым почвам, плотное и очень плотное -- бесструктурным суглинистым и глинистым почвам, особенно иллювиальным горизонтам.

По характеру пористости различают следующие виды сложения: тонкопористое -- поры меньше 1 мм, пористое--1--3, губчатое -- 3--5, ноздреватое -- 5--10, ячеистое -- больше 10 мм.

По характеру трещин в почве выделяют тонкотрещиноватое сложение -- трещины уже 3 мм, трещиноватое -- 3--10, щелеватое -- шире 10 мм.

Сложение -- свойство которое в значительной степени определяет аэрацию и волопроницаемость почвы, а следовательно, ее воздушные и водные свойства. Наиболее благоприятно для пахотного слоя рыхлое сложение, при котором создается оптимальное сочетание водного, воздушного и питательного режимов почв [Лыков].

2.6 Новообразования и включения

Новообразованиями называют такие соединения, которые появляются в почве в результате почвообразовательного процесса. В зависимости от формы, в которой встречаются новообразования, выделяют прослойки -- скопления веществ в виде гонкого слоя, конкреции -- скопления веществ в виде округлой формы, трубочки и прожилки -- скопления веществ в корневых ходах, трещинах и т. д., пятна -- выделения веществ на поверхности почвы, потеки--пятна с языками, уходящими в глубь почвы, и т. д.

По составу различают химические и биологические новообразования. К наиболее распространенным химическим новообразованиям относят карбонаты кальция и магния, гипс, легкорастворимые соли (NaCl, MgCl₂, CaCl₂, MgSO₄ и др.), гидрооксиды железа и алюминия, закисные формы железа, кремнезем и гумус. Биологические новообразования представлены ходами червей, кротовинами, сусликовинами, а также отпечатками корней (дендриты) на поверхности некоторых комков почвы.

Включения -- это такие соединения, которые не являются следствием почвообразовательного процесса, а находятся в почве по другим причинам. Наиболее распространенные включения-- остатки горных пород в виде валунов, гальки, гравия, обломки известковых пород, кости животных, а на приусадебных участках -- осколки битой посуды, кирпича и т. д.

Включения иногда играют существенную роль в плодородии почв и в почвообразовании. Известковая щебенка, например, в условиях таежно-лесной зоны тормозит подзолообразовательный процесс, валуны мешают обработке почвы, развитию растений и уборке урожая и т. д. Поэтому при исследовании почв необходимо внимательно изучать включения [Лыков].

В горизонтах А и В серых лесных почв включения представлены в виде корней растений. В горизонте С это карбонаты.

2.7 Гранулометрический состав

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-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 [Ковриго].

3. Свойства почвы

3.1 Химические (содержание макро и микроэлементов, рН)

Химические свойства серых лесных почв отражают условия их формирования. Описываемые почвы имеют кислую или слабокислую реакцию почвенного раствора, не очень высокую насыщенность почв основаниями, пониженное количество илистых частиц в горизонте А₁А₂ (или А₂ в светло-серых почвах) при повышенной по сравнению с другими горизонтами почв величине гидролитической кислотности.

Признаки оподзоливания сравнительно легко определяются по морфологии почв и подтверждаются данными химического анализа. У темно-серых почв заметно значительное накопление перегноя, гуминовые кислоты преобладают над фульвокислотами, наблюдается накопление кальция в верхнем горизонте, полная насыщенность почв основаниями. Содержание гумуса в серых лесных почвах увеличивается с севера на юг и с запада на восток [Зеликов]. Химический состав и физико-химические свойства. Данные валового анализа (табл. 3) серых лесных почв показывают, что верхние горизонты их обеднены полутораокисями и обогащены кремнекислотой. Эта закономерность изменения валового состава по профилю серых лесных почв указывает на заметную оподзоленность. Наиболее четко она выражена у светло-серых почв и в меньшей степени у темно-серых. Содержание по профилю гумуса и азота свидетельствует о более интенсивном проявлении дернового процесса у темно-серых лесных почв и наиболее слабом его развитии у светло-серых. Общие запасы гумуса в метровом слое в среднем 200 т на 1 га с колебаниями от 100 -- 150 т у светло-серых до 300 т у темно-серых почв. Светло-серые и серые почвы под лесом часто в верхнем горизонте (A₁) еще имеют некоторое преобладание фульвокислот над гуминовыми кислотами, но уже в горизонтах A₁А₂ и B₁ преобладают гуминовые кислоты.

Физико-химические свойства серых лесных почв хорошо отражают особенности их генезиса (табл. 2). Светло-серые почвы кислые, не насыщены основаниями (V=70--80%). Емкость поглощения в гумусовом горизонте суглинистых разновидностей составляет 14 --18 м.=экв. и возрастает в иллювиальном горизонте в связи с обогащением его илистой фракцией.

Подтип серые лесные почвы также характеризуется кислой реакцией и некоторой ненасыщенностью основаниями, хотя и в несколько меньшей степени, чем светло-серые почвы. Емкость поглощения в зависимости от механического состава и содержания гумуса в горизонте A₁(A_п) колеблется в пределах 18 -- 30 м.=экв.

Таблица 3 - Валовой химический состав и физико-химические свойства серых лесных почв

Более благоприятны физико-химические свойства у темно-серых почв. Емкость поглощения в верхнем горизонте составляет от 15 -- 20 до 35--45 м.-экв. Они имеют более высокую насыщенность основаниями (V=80 -- 90 %). Реакция солевой вытяжки чаще слабокислая. В отличие от светло-серых почв серые и темно-серые почвы характеризуются наибольшей емкостью поглощения в верхних горизонтах, что связано с большей гумусированностью и меньшим обеднением илом верхних горизонтов.

Гидролитическая кислотность у типа серых лесных почв обычно 2 -- 5 м.-экв. на 100 г почвы [Кауричев].

Серые лесные почвы обладают слабокислой или почти нейтральной реакцией (рН водной вытяжки 5,5...6,5, солевой -- 5...6). В верхних горизонтах наблюдается слабое накопление кремневой кислоты, а в горизонте В -- полуторных окислов (табл. 4).

Темно-серые лесные почвы отличаются от серых и светло-серых более высоким содержанием гумуса, азота, фосфора и калия, менее ясно выраженным иллювиальным горизонтом и большей насыщенностью основаниями.

Таблица 4 - Данные анализа серой лесной суглинистой почвы (по Н. П. Ремезову)

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Гумус, %	Содержание, прокаленную	% на почву	Содержание обменных катионов на 100 г почвы, м.-экв.	Степень насыщенности основаниями, %	рН суспензии
			SiO2	Аl3О2	FeO2	Са	Mg	Н - гидр.	S		водной	солевой
А1	2...10	4,4	80,5	8,6	3,4	20	8	6	34	82	6,5	5,5
A1A2	20...30	1,8	80,3	8,5	4,5	16	6	4	26	85	6,2	5,7
B1	40...50	0,7	75,4	8,2	5,4	18	6	2	26	92	6,0	5,8
В2	70...80	0,4	75,6	10,1	5,7	17	6	1	24	91	6,2	6,0
В3	100...110	0,4	76,2	9,8	5,5	9	6	1	26	96	6,3	6,0

Светло-серые лесные почвы содержат несколько меньше питательных веществ для растений, имеют меньшую емкость поглощения, несколько более кислую реакцию, хорошо выраженный иллювиальный горизонт и относительно повышенное количество кремневой кислоты в верхнем слое.

Физические свойства серых лесных почв определяются прежде всего механическим составом, характером поглощающего комплекса, содержанием гумуса. От этих показателей зависит структура почв, их водный и воздушный режим, сложение и др. В целом физические свойства серых лесных почв следует считать в агрономическом отношении вполне удовлетворительными. Почвы обладают довольно высокой общей скважностью: в верхних горизонтах 50...55%, в нижних -- 40...45%. Полевая влагоемкость их составляет 45% в горизонте А и 35...40% в горизонте В. Такие данные определяют действующую скважность серых лесных почв в 10...13%. Эти показатели дают основание заключить, что серые лесные почвы влагоемки, хорошо пропускают воду, хорошо аэрируют [Голубев].

3.2 Физические

Плотность твердой фазы серых лесных почв увеличивается вниз по профилю, что связано с уменьшением содержания гумуса. Темно-серые почвы, отличаясь большей гумусированностью, имеют и меньшую плотность твердой фазы. Плотность наименьшая у темно-серых почв благодаря их лучшей оструктуренности и большей гумусированности. Все серые лесные почвы характеризуются высокой плотностью уплотненных иллювиальных горизонтов (1,5-- 1,65 г/см³). Общая пористость изменяется от 50 -- 60 % в верхних горизонтах до 40 -- 45 % в иллювиальных и породе. В светло-серых почвах капиллярная пористость резко преобладает над некапиллярной.

Неблагоприятные физические свойства светло-серых почв определяют их заметно худшую водопроницаемость по сравнению с другими подтипами. Темно-серые почвы благодаря лучшим физическим свойствам характеризуются большей влагоемкостью и большим содержанием доступной для растений влаги.

Агрофизические свойства серых лесных почв, особенно светло-серых, малоблагоприятны. Невысокое содержание гумуса, обеднение илом, обогащение пылеватыми фракциями способствуют быстрому обесструк-туриванию верхнего горизонта при распашке, поэтому такие почвы заплывают и образуют корку. Состояние спелости у серых лесных почв для условий одного и того же хозяйства и района наступает несколько позже, чем у черноземов [Кауричев].

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% (Ковриго).

3.3 Биологические

Некоторые микроорганизмы продуцируют сильные минеральные кислоты (нитрификаторы, бактерии, окисляющие серу), разрушающие минералы. Многие бактерии, а также плесневые грибы выделяют органические кислоты, разлагающие минералы или дающие с их компонентами хелатные соединения. Слово «хелаты» произошло от греческого «хела», что означает «клешня», поскольку парные комбинированные связи, захватывающие у отмеченных соединений металл, можно образно сравнить по форме и функциям с клешней рака.

В образовании гумуса микроорганизмы принимают самое активное участие. Гумус начинает накапливаться в почвенном слое с первых этапов развития почвообразовательного процесса. Под термином гумус объединяется целая группа родственных высокомолекулярных соединений, химическая природа которых до сих пор точно не установлена. Гумус составляет 85--90% всего органического вещества почвы. В нем аккумулировано значительное количество азота, фосфора и других элементов. Гумус образуется из растительного спада, имеющегося на поверхности почвы, и отмершей корневой системы растений [Мишустин].

3.4 Почвенные режимы

3.4.1 Тепловой режим

Тепловой режим лесных почв европейской части России в основном благоприятный. Почвы длительный период (апрель -- декабрь) имеют положительные температуры по всему профилю. Замерзание их начинается с декабря, а иногда даже с января и охватывает слой до глубины 50--70 см. К началу полевых работ (апрель) почвы целиком оттаивают. В отдельные годы в центральных и западных провинциях зимой наблюдается периодическое оттаивание и замерзание верхнего слоя почвы, что может вызвать значительное выпадение клеверов и озимой пшеницы.

Серые лесные почвы этих территорий относятся по теплообеспеченности к фациальным подтипам теплых промерзающих (Молдавия, Предкавказье) и умеренно тепловых промерзающих (Украина, центральные провинции, Заволжье).

Существенно отличается тепловой режим почв сибирских провинций, где развиты фациальные подтипы умеренные длительно промерзающие (Западная Сибирь), умеренно холодные длительно промерзающие (Средняя Сибирь) и холодные длительно промерзающие (Забайкалье).

Меньший снеговой покров, суровые морозы длительных зим приводят к глубокому промерзанию почв и медленному их оттаиванию. К началу полевых работ (май) нижние горизонты еще сохраняют отрицательные температуры; здесь часто наблюдаются поздние весенние и раннеосенние заморозки. В Забайкалье почвы ежегодно промерзают до горизонта многолетней мерзлоты (3,5--4 м), которая здесь распространена повсеместно [Кауричев].

3.4.2 Воздушный режим

Воздушный режим почвы -- это совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, его передвижения в почве и расхода, а также явлений обмена газами между почвенным воздухом, твердой и жидкой фазами, потребления и выделения отдельных газов живым населением почвы. Все эти явления находят отражение в изменении содержания и состава почвенного воздуха во времени.

Во всех почвах состав почвенного воздуха подвержен постепенным изменениям в течение года, причем на глубине 4-5 м еще отмечаются колебания в составе воздуха, хотя и более слабые, чем в пределах верхней толщи.

В серых лесных суглинистых почвах, не подверженных избыточному увлажнению, концентрация СO₂ (в %) в слое 0--50 см обычно колеблется от 0,2 до 3,0, в слое 100--200 см -- от 1,2 до 3,4, в более глубоких слоях -- от 1,5 до 4--5. Большое влияние на абсолютное содержание диоксида углерода оказывает характер растительности (рис. 76). По данным Б. Н. Макарова (1966), максимально оно было под пологом смешанного леса, более низким в почве под люцерной, еще ниже в почве, засеянной зерновыми, и наиболее низким в почве чистого пара. Так, в почве под люцерной на глубине 15 см в среднем содержалось 1% СO₂, на глубине 30 см-- 1,5% СO₂, под паром -- соответственно 0,2 и 0,3% [Ковда].

3.4.3 Водный режим

В серых лесных почвах преобладает периодически промывной тип водного режима. Легкие почвы в районах повышенного увлажнения (Украинская лесостепь) могут иметь промывной водный режим. Обычно осенние осадки увлажняют лишь слой почвы до глубины 50 см. Наиболее глубокое промачивание происходит в период весеннего снеготаяния. Поэтому глубина промачивания в большей мере зависит от мощности снегового покрова и размеров поверхностного стока талых вод. Расход влаги в районах с пересеченным рельефом за счет поверхностного стока может достигать 20%. Максимальный расход влаги летом охватывает толщу почвогрунта до 1 м. Поэтому важное значение имеют летние осадки, увлажняющие главным образом пахотный слой почвы. Под однолетними сельскохозяйственными культурами используется часть влаги и во втором метре. В нижележащих слоях почвогрунта на пашне влажность обычно близка к НВ. Многолетние травы (люцерна) усваивают влагу до глубины 4 м и более.

Иначе складывается водный режим серых лесных почв под лесом. Здесь за счет накопления снега значительно больше поступает влаги весной. Однако из-за более интенсивного ее потребления и развития глубокой корневой системы почвогрунты под лесом за вегетационный период иссушаются до глубины 4--5 м и более. Поэтому на участках под лесом периодически промывной режим наблюдается реже, чем на пашне[Кауричев]

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 [Ковриго].

3.4.4 Питательный режим

По условиям питательного режима в лучшую сторону выделяются темно-серые почвы, отличающиеся более высоким природным плодородием -- большими запасами гумуса, азота, фосфора. Содержание общего азота тесно связано со степенью гумусированности почв и в верхнем горизонте у светло-серых почв колеблется от 0,1 до 0,25 %, у серых -- от 0,15 до 0,3 % и у темно-серых -- от 0,2 до 0,4 %.

Общие запасы фосфора в значительной мере определяются механическим и минералогическим составом почв, степенью их гумусированности. Для одних и тех же районов они больше у темно-серых почв.

Содержание подвижных форм питательных веществ сильно зависит от степени окультуренности почв и систематического применения удобрений.

Как общую закономерность можно отметить более высокое содержание гидролизуемого азота и лучшую нитрификационную способность у темно-серых почв. Особенно бедны подвижными формами азота светло-серые почвы. Содержание подвижного фосфора связано со степенью окультуренности почв. Систематическое унавоживание повышает количество подвижных фосфатов. Повышенным содержанием подвижного фосфора выделяются остаточно-карбонатные почвы.

Распределение микроэлементов и их содержание по профилю светло-серых и серых почв такие же, как и в дерново-подзолистых почвах: в гумусовом и иллювиальном горизонтах наблюдается увеличение валового содержания Zn, Сu и Со, а оподзоленные горизонты обеднены ими. У темно-серых почв такой четкой закономерности нет [Кауричев]

Под лесом в серых лесных почвах процесс нитрификации подавлен. Распашка лесных почв и окультуривание приводят к заметной активизации нитрификационных 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 (А_п) 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 [Ковриго].

3.5 Степень подверженности эрозионным процессам

В результате распашки серых лесных почв на месте горизонта A₁ и частично А₁А₂ создан пахотный слой. Естественный растительный покров нарушен, поэтому такая почва сильно подвержена действию ветровой и водной эрозии. Долголетнее применение трехпольной системы земледелия с культурой зерновых и паровым полем наложило существенный отпечаток на свойства почвы. Это выразилось в понижении содержания в пахотном слое, особенно за счет минерализации наиболее подвижных (деятельных) составных частей, перегнойных веществ, механическом разрушении при обработке почвы агрономически ценной зернистой структуры. Значение имело разрушение структуры дождевыми каплями, падавшими на незащищенную лесной подстилкой поверхность почвы. Все это приводило к обесструктуриванию пахотного слоя, снижению действующей скважности и водопроницаемости, возникновению после снеготаяния и ливневого выпадения осадков поверхностного стока, смыва и размыва почвы.