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(Aп) 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].
|
|
|
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).
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].
Почвенные режимы
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].
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].
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].
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 (Ап) 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].
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 74; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!