Вопрос 2

Подзолы

Почвы, имеющие в верхней части профиля осветленный бесструктурный горизонт, цвет которого напоминает цвет печной золы.

В настоящее время под подзолом понимается кислая сиаллитная почва с профилем типа E-Bh, f, al, формирующаяся в условиях резко выраженного промывного режима и дефицита оснований. Конкретный профиль подзола может быть либо O-E-Bh, f, al-C, либо O-A-E-Bh, f, al-C, а в условиях нарушенных человеком экосистем — A-E-Bh, f, al-C, E-Bh, f, al-C, Ap-E-Bh, f, al-C, Ap-Bh, f, al-C.

Такие почвы формируются на бедных кварцевых песках либо щебнистых хорошо дренированных породах в условиях гумидного климата под вечнозелеными хвойными (в бореальном и суббореальном поясах) или лиственными (в субтропическом и тропическом поясах) лесами. Наиболее типичными для формирования подзолов геоморфологическими элементами служат песчаные древнеаллювиальные террасы с относительно глубоким стоянием грунтовых вод. Часты подзолы на флювиогляциальных и дюнных песках.

Вторым характерным ландшафтом подзолов служат хорошо дренированные облесенные склоны гор, сложенные щебнистым элювием кислых плотных пород (граниты, кварциты, гнейсы и т. п.). В северных районах подзолы, как правило, маломощные, иногда карликовые, хотя горизонт В может быть и растянутым, состоящим из ряда прослоев. В тропиках профиль подзолов, как правило, очень мощный, с горизонтом Е 50—100 см и горизонтом В 100—200 см, что дает общую элювиально-иллювиальную толщу до 2—3 м.

• строение профиля

1) У целинных подзолов в девственных лесах на поверхности почвы всегда присутствует мощная (5—15 см), часто торфянистая, грубогумусная лесная подстилка — горизонт О, в нижней части часто образующая переходный горизонт ОА. Подстилка богата грибной микрофлорой и бедна бактериальной.

2) Для профиля подзолов характерно четкое разделение на элювиальную (Е) и иллювиальную (Bh, f, al) части. В зависимости от специфики условий почвообразования (условия увлажнения, литология) подзолы могут быть иллювиально-гумусовыми, иллювиально-железистыми, иллювиально-гумусово-железистыми, иллювиально-железисто-гумусовыми.

3) Горизонт В может быть сплошным (как правило, у наиболее влажных иллювиально-гумусовых подзолов) либо состоять из ряда разрозненных прослоек — псевдофибровый, ортзандовый; ортзанд может быть выражен в форме цементированной железом плиты.

• Генезис

В основе оподзоливания лежит кислотный гидролиз первичных и вторичных, включая глинистые, минералов с образованием водорастворимых продуктов, которые нисходящим током воды выносятся из элювиальной части профиля, частично осаждаясь в его иллювиальной части, а частично уходя из ландшафта в гидрографическую сеть. В наибольшей степени выносу подвергаются щелочи, щелочно-земельные элементы и кремний (относительно накапливается лишь кварц) — выносятся за пределы профиля; значительная часть освобождающихся соединений железа и алюминия осаждается в иллювиальном горизонте, обычно вместе с гумусом. Ниже по профилю реакция почвы становится менее кислой и золи коагулируют, давая начало иллювиальному горизонту.

Согласно Пономаревой, главным фактором оподзоливания служит бедность лесного опада зольными элементами и азотом, что вместе с преобладанием грибного кислотообразующего разложения растительных остатков приводит к консервации опада в виде подстилки и продуцированию в подстилке и усиленному вымыванию из нее простых органических кислот и специфических фульвокислот; образование гуминовых кислот при этом слабо выражено. Агрессивные органические кислоты разлагают первичные и вторичные минералы, попадая из подстилки в почву, взаимодействуют с освобождающимися полуторными оксидами, образуют с ними подвижные комплексные соединения. Процесс разложения минералов под воздействием гумусовых кислот идет не только в подзолистом горизонте, но и во всем профиле в целом, причем главным остаточным продуктом разложения минералов служит глинозем, а кремнезем, основания и частично железо уходят за пределы профиля.

Как правило, подзолы не образуют сплошных крупных почвенных ареалов, будучи больше сопутствующими почвами, связанными со спецификой литологии поверхностных пород. Особенно часто они образуют ассоциации с различными болотными почвами, что характерно для больших зандровых полей (полесья перигляциальной области). На горных склонах они сочетаются обычно с буроземами.

Подзолы как на песках, так и на щебнистом элюво-делювии горных склонов, — это типично лесные почвы и никакое иное землепользование на них не является экологически целесообразным.

• Использование

Введение песчаных подзолов в земледельческое пользованиевозможно, но они мало плодородны для сельскохозяйственных культур. Для получения на них высоких и устойчивых урожаев требуется периодическое внесение высоких доз органических удобрений

(навоз, торф, компосты, зеленые удобрения). Необходимо периодическое известкование, но оно эффективно лишь при заправке почв органикой. Естественно, постоянно нужны минеральные удобрения, эффективность которых также зависит от заправки

органикой, а также от известкования. Часто оказываются необходимы и микроудобрения. Окультуривание песчаных подзолов — сложный, длительный и дорогостоящий процесс.

Подзолистые почвы

Большая группа кислых сиаллитных элювиально-иллювиально-дифференцированных почв с профилем типа E-Bt, f, al (E-Bt, h, f, al), формирующихся в условиях промывного водного режима при сезонном промораживании. Конкретный профиль подзолистых почв может быть O-E-Bt, f, al-C, O-A-E-Bt, f, al-C, а в условиях нарушенных человеком экосистем — A-E-Bt, f, al-C, Ap-E-Bt, f, al-C, Ap-Bt, f, al-C. Эти почвы формируются под хвойными, хвойно-лиственными или вторичными лиственными лесами бореального и суббореального поясов, преимущественно на голоценовых суглинистых и глинистых,

часто двучленных, гляциальных, флювиогляциальных и древнеаллювиальных отложениях, реже на плотных коренных породах.

Для условий формирования этих почв характерно периодическое переувлажнение верхней части профиля: весной при снеготаянии и осенью перед установкой снежного покрова. В указанном понимании группа подзолистых почв включает все перечисленные выше типы строения почвенного профиля, за исключением подзолов, отбеленных и серых лесных почв, т. е. собственно подзолистые, обезыленные, глее-подзолистые, глее-обезыленные, подзолистые и обезыленные контактно-оглеенные, двучленные контактно-оглеенные. Для такого широкого объединения разных по генезису почв в единой группе есть свои аргументы: 1) сходная морфология и тип строения профиля; 2) трудность диагностирования генетических различий почв в полевых условиях без достаточных аналитических характеристик; 3) близкое потенциальное плодородие как в естественных условиях, так и при земледельческом освоении; 4) общий характер основных агромелиоративных мероприятий, направленных на повышение и поддержание плодородия почв. С другой стороны, процессы почвообразования в разных почвах этой группы существенно различны: оподзоливание, обезыливание, псевдооглеение.

Соответственно различна и природа элювиального и иллювиального горизонтов, что требует разделения почв на типовом уровне. Указанное противоречие пока остается в почвоведении неразрешенным, вызывающим острые научные дискуссии. До настоящего

времени конкурируют четыре точки зрения: 1) традиционная точка зрения, согласно которой все рассматриваемые почвы составляют единый тип подзолистых почв, образующихся под хвойными лесами бореального пояса путем оподзоливания, т. е. кислотного гидролиза первичных и вторичных минералов в элювиальном (подзолистом) горизонте с выносом продуктов гидролиза в иллювиальный горизонт; в типе подзолистых почв выделяются три ≪зональные≫ подтипа: глее-подзолистые в северной тайге, подзолистые в средней тайге и дерново-подзолистые в южной тайге, причем в любой из этих подзон тайги все распаханные почвы относятся к дерново-подзолистым;

2) точка зрения западно-европейских почвоведов, согласно которой эта группа включает два самостоятельных типа почв — лессивированные и псевдоглеевые; никаких самостоятельных ≪подзолистых≫ почв при этом не выделяется, хотя оподзоленность может иметь место в ряде типов почв, например в буроземах, а лессивированная почва может эволюционировать в псевдоглей;

3) точка зрения почвоведов США, согласно которой существует единый порядок текстурно-дифференцированных почв — альфисолей, сформированных преимущественно процессом обезыливания(лессиважа);

4) точка зрения некоторой части советских почвоведов, согласно которой рассматриваемая группа включает несколько самостоятельных типов почв: а) подзолистые, образующиеся при сочетании оподзоливания и обезыливания; б) первичные псевдоглеи, формирующиеся на двучленных породах; в) вторичные псевдоглеи, образующиеся в результате элювиально-иллювиальной дифференциации профиля; г) обезыленные (псевдоподзолистые, лессивированные), возникающие при лессиваже; существование самостоятельного

типа обезыленных почв не всеми признается доказанным; не все признают и самостоятельность псевдоглеев, относя их либо к подзолистым, либо к обезыленным поверхностно оглеенным почвам.

Большая многолетняя дискуссия имела место по поводу разделения подзолистых (О-Е-В-С) и дерново-подзолистых (О-А-Е-В-С) почв, особенно в связи с тем, что оба типа (подтипа) дают при распашке единый профиль Ар-Е-В-С или даже Ар-В-С при малой мощности горизонта Е в целинной почве.

Считалось, что подзолистые почвы характерны для более северных лесов, а дерново-подзолистые — для более южных. Далее предполагалось, что подзолистые почвы (О-Е-В-С) свойственны мертво-покровным хвойным лесам, а дерново-подзолистые (О-А-Е-В-С) — хвойно-лиственным или лиственным лесам с травяным напочвенным покровом. В связи с выделением самостоятельного типа описанных выше подзолов такое противопоставление теряет смысл. Подзолистых почв, т. е. почв с профилем типа E-Bt, f, al без гумусового горизонта, развитого хоть в какой-то форме (А, ОА или АЕ), вероятно, не существует. Если под горизонтом О в почвенном профиле нет горизонта А, а сразу лежит горизонт Е, то в такой почве обычен иллювиальный горизонт Bh, f, al, а не Bt, f, al и, соответственно, такая почва должна классифицироваться как подзол, а не как подзолистая почва. Разделение подзолистых и дерново-подзолистых почв может быть аргументировано в определенной степени лишь разной мощностью гумусо-аккумулятивного горизонта, но и то условно.

• Генезис

Согласно исследованиям В. В. Пономаревой (1964, 1980), генезис подзолистых почв можно представить следующим образом. Формирование подзолистых почв под хвойными лесами связано с особыми биоклиматическими и биогеохимическими условиями почвообразования, среди которых важнейшую роль играют: а) бедность растительного опада зольными элементами питания и азотом; б) пониженные температуры и промывной водный режим; в) особенность биохимических превращений растительных остатков; замедление микробной деятельности, преобладание грибного кислотообразующего разложения, консервация лесного опада в виде подстилки, продуцирование в подстилке и усиленное вымывание из нее в почву водорастворимых гумусовых кислот и простых органических кислот. Продуцируемые в подстилке органические кислоты, попадая с просачивающимся раствором в лежащую под ней минеральную толщу, реагирует с составляющими ее первичными и вторичными минералами. При этом, во-первых, происходит разрушение, кислотный гидролиз минералов и мобилизация имеющихся в породе свободных полуторных оксидов, а во-вторых, имеет место осаждение сразу под подстилкой крупномолекулярных фракций гумусовых кислот, прежде всего бурых гуминовых кислот, связанных с полуторными оксидами, и в очень малой степени серых гуминовых кислот, связанных с кальцием. Формируется гумусовый горизонт ОА, А или АЕ. Более низкомолекулярные фракции органических кислот, включая ненасыщенные фульвокислоты, просачи-

ваются ниже и формируют элювиальный (подзолистый) горизонт Е . Продукты разрушения минералов горизонтов А и Е выносятся вниз и осаждаются вместе с выносимыми сюда же в неразрушенном состоянии илистыми и пылеватыми частицами, формируя иллювиальный горизонт Bt, f, al. Весь почвенный профиль представляет собой своеобразную хроматографическую колонку, в которой органические, органоминеральные и минеральные компоненты фракционируются в соответствии со своей подвижностью, в основе которой лежат различная подвижность и агрессивность гумусовых кислот. При этом профиль почвы формируется сразу как единое целое во всей совокупности генетических горизонтов О, А, Е и В.

Описанный механизм образования подзолистых (дерново-подзолистых) почв характерен для однородных суглинистых почв. На бедных песках в этих условиях образуется подзол, а на двучленных породах процесс идет более сложно, сочетаясь с псевдо-оглеением. На богатых полевыми шпатами и другими минералами песках часто также образуются подзолистые почвы с характерным гумусовым горизонтом под подстилкой и обогащенным

илом иллювиальным горизонтом. Гумусовый горизонт подзолистых (дерново-подзолистых) почв по своей природе также является оподзоленным, но лишь прокрашенным гумусом. Характер молекулярных отношений в профиле показывает ярко выраженную сиаллитную природу почвы.

Своеобразным вариантом подзолистых почв являются ≪палево-подзолистые≫ почвы, выделяемые в северо-западных районах европейской части СССР к западу от Смоленска. В их профиле характерны наличие бурого подгоризонта в верхней части горизонта Е и общий палевый оттенок подзолистого горизонта. В отношении их генезиса нет единого мнения: Н. А. Ногина (1950) связывала их образование со спецификой водного режима (подтягивание к поверхности обогащенных железом растворов во время летнего иссушения); Б. Г. Розанов (1955) отнес их к контактно-оглеенным буроземам, развитым на двучленных породах; Т. А. Романова (1965) назвала их буроземно-подзолистыми почвами. По своим свойствам и потенциальному плодородию они близки к обычным подзолистым почвам. Существенное значение имеет выделение видов подзолистых почв по степени и глубине оподзоленности. Для такого разделения целинных (лесных) почв используются следующие критерии:

• по степени выраженности подзолистого горизонта Е

  • слабоподзолистые Е пятнами, комковатый, серый

  • среднеподзолистые Е сплошной, плитчатый, белесо-серый

  • сильноподзолистые Е сплошной, листоватый, мучнистый, белесый

• по глубине нижней границы подзолистого горизонта Е

  • поверхностно-подзолистые . . до 10 см

  • мелкоподзолистые 10—20 см

  • неглубокоподзолистые . . . 20—30 см

  • глубокоподзолистые . . . . >30 с м

При соответствующем разделении пахотных подзолистых почв возникают существенные методические трудности, связанные как с перемешиванием вспашкой поверхностных горизонтов, так и с эрозией поверхности (частично стаскиванием почвы по склону во время обработки). Обычно среди пахотных подзолистых почв выделяют:

• дерново-слабоподзолистые . . . . Е выражен отдельными пятнами под Ар

• дерново-среднеподзолистые . . . Е сплошной с нижней границей выше 30 см

• дерново-сильноподзолистые . . . Е сплошной с нижней границей глубже 30 см

Освоенные почвы распахиваются недавно и потому во всех своих свойствах еще напоминают исходные целинные почвы; их пахотный горизонт еще не приобрел гомогенности и гумусированности окультуренных почв и отличается высокой кислотностью. Постепенно по мере окультуривания почвы становятся все более гумусированными, менее кислыми, более обеспеченными элементами минерального питания. В связи с особенностями рельефа в зоне распространения подзолистых почв (обычно моренно-холмистый, с преобладанием пологих коротких склонов с обильными понижениями между ними) они, как правило, оглеены в той или иной степени в нижних частях склонов, образуя серию переходов к болотным почвам понижений (рис. 24). Характерна и поверхностная глееватость почв.

• Использование

В своем природном состоянии подзолистые почвы мало плодородны для сельскохозяйственных культур, причем их плодородие лимитируется неблагоприятным комплексом как химических, так и физических свойств. Положение слабо меняется при распашке и освоении почв, если не применяются специальные меры по ихокультуриванию. В то же время при интенсивном окультуривании, адекватной агротехнологии эти почвы способны производить высокие урожаи при благоприятных погодных условиях.

Для повышения и поддержания на высоком уровне плодородия пахотных почв для их окультуривания императивны следующие приемы:

— создание глубокого (25—30 см), рыхлого (с плотностью 1,1 —1,2 г/см3), высокогумусированного (3—4—5% гумуса), слабокислого ( р Н ( H2O) 6—7, pH( K C l ) 5,5—6) или даже нейтрального пахотного слоя, что достигается постепенным углублением при внесении больших доз органических удобрений и известковании;

— периодическое внесение органических удобрений и применение травосеяния в севообороте для поддержания бездефицитного баланса гумуса и облагораживания его состава (повышения доли гуминовых кислот в составе гумуса);

— периодическое известкование для недопущения повышения кислотности;

— систематическое внесение минеральных азотных, фосфорных и калийных удобрений в дозах, достаточных для получения планируемого урожая (избыток удобрений на полях так же вреден, как и их недостаток);

— периодическое глубокое рыхление (щелевание, кротование и т. п.) подпахотных горизонтов для предупреждения внутрипочвенного поверхностного переувлажнения и обеспечения свободного дренажа;

— регулирование водного режима путем сброса избытка поверхностных вод весной мелким поверхностным дренажем или бороздованием и умеренного полива дождеванием в периоды летних засух.

Большие массивы в различной степени оглеенных (заболоченных) подзолистых почв, как пахотных, так и под лесом, нуждаются в осушительных и других мелиорациях.

Вопрос.3 Почвоведенье как фундаментальная научно-естественная дисциплина, ее место и роль в системе естественных наук, взаимодействие с естественными науками.

Почвоведение — наука о почве, ее строении, составе, свойствах и географическом распространении, закономерностях ее происхождения, развития, функционирования и роли в природе, путях и методах ее мелиорации, охраны и рационального использования в хозяйственной деятельности человека.

Учение о почве как о самостоятельном естественно-историческом теле природы было создано в конце XIX столетия великим русским естествоиспытателем Василием Васильевичем Докучаевым (1846—1903) и развито блестящей плеядой его учеников и последователей. Оно сформировалось в начале нашего века в новую отрасль естествознания — современное генетическое почвоведение (генетическое потому, что в его основе лежит учение о генезисе — происхождении, развитии и эволюции — почв). До В.В.Докучаева почвоведение рассматривалось как часть агрономии или геологии.

В современном почвоведении принято такое определение: почва — это самостоятельное естественноисторическое биокосное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, представляющее собой открытую четырехфазную динамичную систему с характерными признаками и свойствами и обладающее способностью обеспечивать рост и развитие растений (является комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени)

Почва является составной и главной функциональной частью биосферы - области распространения жизни на земле. Она сформировалась на границе соприкосновения и взаимодействия планетарных оболочек литосферы, атмосферы и гидросферы и образует особую геосферу- педосферу, или почвенный покров Земли. Наиболее деятельной частью педосферы является гумосфера - верхняя часть почвы, насыщенная органическим веществом.

Связь почвоведения с другими науками. Разделы почвоведения

В системе естественных наук почвоведение тесно связано с физико-математическими, химическими, биологическими, геологическими, географическими науками, использует их фундаментальные законы и методы исследования. В свою очередь, почвоведение является теоретической основой для ряда прикладных наук агробиологического цикла, таких как агрохимия, агроэкология, растениеводство, земледелие, луговодство, мелиорация, землеустройство и др.

В настоящее время почвоведение дифференцировалось на ряд разделов в соответствии с методами изучения и практической направленностью знаний о почвах. Выделяются такие самостоятельные разделы как физика, химия, минералогия, биология, география, картография, классификация почв.

По формам использования почвенного покрова и прикладных знаний о почвах оформились следующие прикладные разделы: агропочвоведение, мелиоративное почвоведение, лесное, экологическое, инженерное почвоведение.

Агропочвоведение рассматривает почву с точки зрения ее сельскохозяйственного использования, оно решает следующие вопросы:

- изучение и оценка состава и свойств почв для целей землеустройства (рациональная организация территории, организация севооборотов, оценка почв и выбор участков для многолетних насаждений, ценных культур и т.д.);

- проведение агропроизводствеиной группировки почв, их качественной оценки (бонитировки), агроэкологической оценки и типизации земель; - составление и ведение земельного кадастра; - обоснование рациональных систем земледелия; - разработка методов защиты почв от загрязнения и деградационных процессов (эрозия почв, дефляция, переуплотнение, выпаханность и др.)

Мелиоративное почвоведение, используя методы агропочвоведения, служит теоретической основой для целей коренного улучшения почв: орошения, осушения, химических мелиораций (известкование, гипсование, кислованне почв), комплексной мелиорации почв биологическими и агротехническими методами, рекультивации земель.

Лесное почвоведение, вместе с лесоведением, является научной основой повышения продуктивности лесов и искусственных лесных насаждений. Оно разрабатывает приемы и способы агролесомелиорации.