5.4. Характеристика почв

Территория инженерно-экологических изысканий входит в состав Среднерусской провинции дерново-подзолистых среднегумусированных почв. В пределах участков изысканий выделяются следующие типы почв: дерново-подзолистые, дерново-подзолистые глеевые, аллювиальные дерновые кислые, аллювиальные луговые кислые и аллювиальные лугово-болотные почвы.

Дерново-подзолистые почвы

Получили свое название из-за наличия в профиле четко выраженного подзолистого горизонта, сформированного в результате процесса оподзоливания. Оподзоливание представляет собой элементарный процесс почвообразования, сопровождающийся глубоким разложением минеральной части почв и выносом продуктов этого разложения из верхней части почвенной толщи.

Основными условиями почвообразования являются:

- сравнительно ограниченное поступление в почву или быстрое разложение малозольных органических остатков,

- образование в процессе гумификации преимущественно группы агрессивных фульвокислот и подвижных слабоконденсированных гуминовых кислот,

- бедность материнских пород основаниями,

- периодический или постоянный промывной режим и вынос из почвы продуктов почвообразования.

Верхняя часть почвенного профиля обедняется полуторными окислами и коллоидными частицами, в ней накапливается устойчивый к разложению кварц - формируется подзолистый (элювиальный) горизонт А2 белесой, плитчатой, листоватой или чешуйчатой структуры. Вынесенные продукты в зоне осаждения образуют бурый плотный иллювиальный горизонт В.

В случаях, когда имеются условия не только для оподзоливания, но и для гумусонакопления, образуются дерново-подзолистые почвы. В них под лесной подстилкой залегает гумусово-аккумулятивный горизонт А1 различной мощности, ниже которого - подзолистый горизонт А2.

Формируются почвы под южнотаежными хвойными, лиственно-хвойными, хвойно-широколиственными лесами с мохово-травянистым или травянистым наземным покровом на породах разного минералогического состава и образуют довольно сложную систему следующих горизонтов.

А0 - опад (лесная подстилка) небольшой мощности (2-5 см).

А0А1 - сильноминерализованная нижняя часть лесной подстилки, почти сливающаяся с горизонтом А1, мощность 1-2 см.

А1 - гумусовый горизонт, четко выраженный, имеющий светло-серую или серую окраску и непрочно-мелкокомковатую или порошистую структуру. Мощность горизонта А1 варьирует в пределах от 3 до 15 см. Содержание гумуса колеблется от 3 до 6 %, в групповом составе резко преобладают фульвокислоты, отношение Сг:Сф находится в пределах 0,3–0,5. Содержание гумуса с глубиной резко уменьшается и в горизонте А2 составляет только 0,2–0,5 %. В горизонте А1 обычно наблюдается аккумуляция обменных Са++ и Мg++ и заметное повышение емкости поглощения (до 15-20 мг-экв).

А1А2 - элювиально–аккумулятивный горизонт, серый, светло-серый или белесо-серый (сильно осветленный), порошистый, неяснослоистый, реже непрочно-мелкокомковато-порошистый, мощностью 5-10 см, с содержанием гумуса 1,0-1,5 %, групповой состав гумуса такой же, как и в горизонте А1.

А2 - характерный горизонт дерново-подзолистых почв, отличается резко пониженной емкостью поглощения и наиболее низким содержанием илистой фракции. Также снижаются (по сравнению с горизонтами А1 и В1) и такие показатели, как величина гидролитической кислотности и содержание подвижного калия. Мощность горизонта варьирует от 2-3 см до 30 см. Отдельные оподзоленные языки («заклинки») нередко достигают 50 см и более.

А2В - переходный элювиально-иллювиальный (оподзоленный иллювиальный) горизонт, пестрый, преобладают бурые и белесые тона, непрочно-мелкоореховатый или ореховато-плитчатый с обильной белесой присыпкой. Мощность редко превышает 10-15 см. В отличие от вышележащего горизонта здесь возрастает емкость поглощения, сумма обменных оснований (5-10 мг-экв.) и содержание илистой фракции;

В - иллювиальный горизонт мощностью от 70 см до 100 см и более подразделяется на подгоризонты В1 и В2:

- В1 - самый плотный в профиле, бурый, желто-бурый, красно-бурый, ореховатой (крупноореховатой) или комковато-ореховатой структуры, по граням структурных отдельностей с белесой присыпкой и коричневыми натеками (пленки), мощностью 20-30 см, в подгоризонте резко возрастают количество илистой фракции и емкость поглощения (10-20 мг-экв),

- В2 - менее плотный, ореховато-призматической или призматической структуры, с меньшим количеством белесой присыпки, по сравнению с В₁ более насыщен основаниями (до 50-70 %), имеет мощность 30-50 см.

ВС - имеет крупнопризматическую или глыбисто-призматическую структуру, незаметно переходит в породу.

С - материнская порода, не измененная почвообразованием.

Дерново-подзолистые почвы имеют сильнокислую или кислую реакцию по всему профилю: рН солевой суспензии колеблется в пределах 3,3-4,3, иногда достигая 4,5. Степень ненасыщенности в верхнем (40-50 см) слое в подавляющем большинстве случаев составляет 40-70 %. Насыщенность основаниями обычно в пределах 10-40 %.

Дерново-подзолистые глееватые и глеевые почвы

Формируются при сочетании дернового, подзолистого и болотного процессов в понижениях рельефа или на малодренируемых поверхностях. Избыточное увлажнение почвы создает анаэробные условия и вызывает развитие глеевых процессов. В зависимости от выраженности оглеения среди почв данной группы выделяют глееватые и глеевые виды. Степень глееватости почвы определяется формой рельефа, механическим составом почвы, свойствами материнской породы, а также характером хозяйственного использования территории.

Строение генетического профиля рассматриваемых почв соответствует строению дерново-подзолистых почв. Обязательным является наличие дернового горизонта (Ад). В результате оподзоливания формируется самостоятельный подзолистый горизонт (А2). В отличие от автоморфных дерново-подзолистых почв у глееватых разновидностей в нижней части профиля отчетливо проявляются признаки оглеения в виде ржавых пятен, примазок и голубовато-сизых и охристых тонов в окраске горизонтов. Из свойств дерново-подзолистых глееватых почв следует отметить сильнокислую реакцию (рН 3,6-4,1), низкую емкость поглощения (6 – 11 мг-экв/100 г). Содержание гумуса в горизонте А1 составляет около 4 % и резко убывает с глубиной. В групповом составе гумуса преобладают фульвокислоты. Почвы бедны элементами питания и требуют внесения высоких доз органических и минеральных удобрений, нуждаются в известковании.

Аллювиальные дерновые кислые почвы

Образуются под лугами, местами остепненными, кустарниками и прирусловыми лесами, в условиях кратковременного затопления либо быстротекущими паводковыми водами, отлагающими большое количество аллювия преимущественно легкого механического состава, либо светлыми водами, практически не отлагающими наилков (на высокой пойме). Во внепаводковый период верхняя граница капиллярной каймы опускается за пределы почвенного профиля. Почвы не переувлажнены, следы оглеения отсутствуют. Профиль аллювиальных дерновых кислых почв состоит из следующих горизонтов.

Ад - слабоуплотненная землистая дернина, обычно небольшой мощности.

А1 - гумусовый горизонт, структура непрочная комковатая, мощность в зависимости от степени развития почв и активности аллювиального процесса варьирует от 3 до 20 см.

В - переходный горизонт, слоистый, без признаков иллювиального процесса, не развит в маломощных дерновых почвах.

CD - аллювий различного механического состава, в прирусловой пойме имеет легкий механический состав.

Характерными физико-химическими свойствами почв являются высокая водопроницаемость, хорошая аэрация, преобладание нисходящих токов влаги, высокое значение окислительно-восстановительного потенциала, кислая реакция (рНводн<6) и низкая ненасыщенность основаниями (10-20 %). В составе гумуса обычно наблюдается незначительное преобладание гуминовых кислот над фульвокислотами. Количество гумуса в горизонте А1 колеблется от 2 до 9 %. Содержание зольных элементов в доступной для растений форме может быть различным и зависит от состава аллювиальных наносов.

Аллювиальные луговые кислые почвы

Приурочены к плоским равнинным участкам, пологим гривам и к неглубоким межгривным понижениям в центральной пойме. Формируются в условиях затопления спокойными паводковыми водами и при отложении относительно небольшого количества богатого суглинистого и глинистого аллювия. После паводка верхняя граница капиллярной каймы постоянно или периодически находится в пределах почвенного профиля. Развиваются под влажными разнотравно-злаковыми лугами и влажными лесами.

Профиль аллювиальных луговых кислых почв состоит из следующих горизонтов.

Ад - плотная дернина мощностью 3-5 см.

А1 - гумусовый горизонт тяжелого механического состава, темно-серого или буровато-серого цвета, структура зернистая, много ржаво-бурых пятен и прожилок, мощность 30-50 см.

В1 - переходный горизонт, с характерными пятнами оглеения и ожелезнения.

Вg - глеевый горизонт голубовато-сизоватых тонов, степень оглеения может очень сильно варьировать, бесструктурный, чаще суглинистый.

CDg - слоистый аллювий, обычно оглеенный.

Характерными физико-химическими свойствами аллювиальных луговых кислых почв являются оптимальная (иногда избыточная) влажность гумусовых горизонтов, высокая влагоемкость, чередование нисходящих токов влаги с восходящими, сезонно неустойчивые значения Еh, четкие признаки оглеения в профиле и кислая реакция (рНводн<6). В верхней части профиля много подвижного железа, большая часть которого находится в окисной форме, а в нижней части профиля – в закисной. Содержание гумуса в горизонте А1 колеблется от 4 до 12 %. В составе гумуса преобладают фульвокислоты, связанные с подвижными полуторными окислами. Содержание зольных элементов может резко варьировать в зависимости от состава аллювиальных наносов.

Аллювиальные лугово-болотные почвы

Приурочены к понижениям центральной поймы и переходной полосе от центральной к притеррасной пойме. Формируются в условиях длительного поверхностного и избыточного грунтового увлажнения на породах различного механического состава под болотно-луговой травянистой растительностью, иногда с кустарниками, представленной осоками, вейниками и канареечником.

Почвенно-грунтовые воды в течение вегетационного периода не опускаются ниже 1 м. Водный режим этих почв неустойчив и в значительной степени определяется размерами паводков: в годы с большим паводком развитие их идет по болотному типу, сопровождаясь дальнейшим оторфовыванием и заилением, в годы с малым паводком почвы несколько остепняются, пересыхают и засоляются.

Профиль почв имеет следующее морфологическое строение.

Aдg(AT) - дернина мощностью до 15 см, буровато-сизая, образованная кочками осок, оглеенная или оторфованная.

Ag - гумусовый оглеенный горизонт мощностью 15-60см, неоднородно окрашенный, сизовато-темно-бурый с яркими ржавыми пятнами, сырой, неясно выраженной комковато-творожистой структуры, уплотненный, встречаются корни растений; переход ясный по цвету.

BG - переходный горизонт мощностью 20-30 см, оглеенный, сизовато-серый или сизо-бурый, творожистый, глинистый, слабо уплотненный, встречаются редкие корни.

G - глеевый горизонт, голубовато- или грязно-сизый, бесструктурный.

Эти почвы характеризуются высоким содержанием гумуса (до 14 %), глубоким его проникновением вниз по профилю. Реакция верхних горизонтов близкая к нейтральной или нейтральная. Сумма обменных оснований составляет 40-50 мг-экв на 100 г почвы. Почвы высоко обеспечены подвижными соединениями калия и фосфора.

При освоении нуждаются в коренных мелиорациях.

По гранулометрическому составу почвы обследуемой территории в основном относятся к супесчаным. Очень редко встречаются легкосуглинистые литотипы.

Супесчаные почвы в довольно большой степени пригодны для обработки и выращивания культурных видов растений. Главными достоинствами супесчаников являются воздухопроницаемость, водопроводимость и способность к впитыванию и сохранению влаги. Они хорошо удерживают питательные элементы, столь необходимые для жизнеобеспечения растений и микроорганизмов, хорошо проводят кислород и обладают мощной капиллярной системой, по которой влага, воздух и минеральные вещества транспортируются к подземным частям растений.

При увлажнении вода быстро поглощается грунтом. На его поверхности после высыхания не формируется корка, препятствующая проникновению необходимых компонентов питания в нижележащие горизонты. Супесчаные почвы отличаются способностью удерживать тепловую энергию и сохранять ее в течение достаточно длительного времени. Для повышения плодородия супесчаных почв следует регулярно вносить торф, который способствует связыванию твердых частиц, составляющих грунт подобного качества. Нормализовать микрофлору позволит добавление навоза, минеральных веществ и компоста при весенней или осенней перекопке участка. Для достижения ожидаемого эффекта минеральные удобрения нужно использовать в небольшом количестве и достаточно часто.

Суглинистые почвы считаются пригодными для возделывания различных сельскохозяйственных культур. Они отличаются зернисто-комковатой структурой и состоят из пылевидных частиц и твердых фракций сравнительно крупного размера. Именно благодаря этому такой грунт достаточно легко поддается обработке. В его толще не формируются тяжелые и плотные комья. К достоинствам суглинистых почв можно отнести высокое содержание компонентов минерального происхождения и питательных элементов, количество которых постоянно увеличивается вследствие жизнедеятельности населяющих такой грунт микроорганизмов и его довольно высоких биологических качеств.

Преимуществом суглинистых почв является высокий уровень водопроводимости и воздухопроницаемости. Они обладают способностью сохранять влагу, равномерно распределяя ее по всей толще горизонта, и удерживать тепло. Это, в свою очередь, обусловливает сбалансированный водный и тепловой режимы почвы указанного типа.