Поверхностно-глеево-элювиальные почвы

Эти почвы в основном распространены на равнинных террито­риях Европы, Западной Сибири и Северной Америки, где они со­седствуют с ареалами суглинистых подзолистых и бурых лесных почв. Биоклиматические условия их образования не имеют ярко выра­женных специфических черт, кроме того, что в составе раститель­ного покрова отмечается больше влаголюбивых видов травянистых растений и мхов. Обычно на этих почвах растут еловые, сосново - еловые или смешанные леса с мохово-кустарниковым или мохово - травяным наземным покровом.

Условием, определяющим формирование этих почв, является резко дифференцированный гранулометрический профиль с более легкой верхней частью и более тяжелой нижней. Такой профиль может быть унаследован от почвообразующих пород, но может быть и результатом процессов почвообразования, протекавших ранее в толще более или менее однородных наносов. Двучленные литологические образования занимают значительные площади в пределах гляциальных равнин Евразии и Северной Америки. В пределах вер­хнего метра в таких отложениях верхний слой сложен песками или супесями флювиогляциального либо озерного происхождения, а нижний — моренным или покровным суглинком. Нередко покров­ные и лёссовидные суглинки подстилаются валунной мореной бо­лее тяжелого гранулометрического состава. Указанное сочленение различных типов наносов в толще почв определенным образом вли­яет на характер их водного режима. В верхнюю облегченную часть почвы атмосферная влага поступает в количестве, соответствующем относительно высокой влагоемкости слагающего субстрата, и срав­нительно быстро фильтруется в нисходящем направлении. На кон­такте же с более тяжелой частью почвы при резкой смене темпа фильтрации происходит застой влаги и возникает восстановитель­ная обстановка. Аналогичная ситуация имеет место в почвенном профиле и в том случае, когда неоднородность гранулометрическо­го состава почв является следствием предшествующего этапа их раз­вития. Так, к формированию существенно утяжеленного горизонта под более легким может привести процесс лессиважа, когда интен­сивное вымывание тонких фракций сопровождается заиливанием (кольматажем) средней части профиля. Совместное протекание лес­сиважа и внутрипочвенного оглинивания также может привести к формированию слабоводопроницаемого иллювиально-метаморфи- ческого горизонта. Процессы оподзоливания в суглинистых почвах

(разрушение ила в горизонте А2 и вынос продуктов разрушения в горизонте В) дополнительно усиливают дифференциацию грануло­метрического профиля на более легкую и более тяжелую части.

Генетический профиль поверхностно-глеево-элювиальных почв напоминает профиль суглинистых подзолистых почв, однако имеет ряд существенных отличительных особенностей, выражающихся глав­ным образом в более отчетливо выраженных признаках оглеения.

А0 — подстилка из слаборазложившихся остатков хвои, листьев и трав, иногда представляет собой торфянистый горизонт или слабооторфованную дернину; мощ­ность до 10 см;

А1A2_g — гумусово-аккумулятивный горизонт, серый или светло-серый, местами со слабым сизоватым оттенком, структура непрочная, слоевато-комковатая; с мел­кими охристыми пятнами и дробинками гидроксидов железа; мощность 5—15 см;

A2_g — глеево-элювиальный горизонт; сизовато-белесого цвета, плитчатый или чешуйчатый, с большим количеством ржавых пятен и темно-бурых конкреций гидроксидов железа; мощность варьирует от 10 до 40 см;

B_tg— иллювиальный оглеенный горизонт, неоднородно окрашенный (мраморовидный) — участки охристо-бурого цвета чередуются с сизыми и белесыми, на кон­трастном фоне выделяются бурые и сизые прожилки: в верхней части много ржавых примазок; по гранулометрическому составу отчетливо тяжелее вышележащего, име­ет ореховую структуру; мощность 20—50 см;

B_tFe — иллювиальный горизонт, наиболее тяжелый в профиле, с прочной ореховато-призматической структурой, бурый, на гранях структурных отдельностей тем­но-бурые пленки; пронизан сизовато-белесыми языками; мощность 30—50 см;

C _sial— почвообразующая порода, суглинистая или глинистая, не имеющая при­знаков соглеения.

Поверхностно-глеево-элювиальные почвы содержат под подстил­кой не более 8 % гумуса, обычно 3—5 % (рис. 16.6). Содержание гумуса убывает с глубиной, но в горизонте B_t возможен слабо вы­раженный второй максимум гумуса. В составе органического веще­ства преобладают фульвокислоты; отношение С_г/С_ф в этих почвах обычно уже, чем, например, в сопряженных с ними подзолистых суг­линистых почвах. Реакция кислая во всем профиле почв, особенно в его верхней части. Ненасыщенность основаниями в приповерхност­ных горизонтах может быть весьма высокой — 40—70 %, а в некото­рых случаях даже до 90 %. К почвообразующей породе она уменьша­ется до 10—20 %. Ненасыщенность в значительной степени связана с обменным алюминием. Профиль резко дифференцирован по коли­честву илистой фракции: отчетливый минимум ее содержания обна­руживается в горизонте A2, максимум — в горизонтах B_tg и B_tFe. Распределение по профилю величин емкости поглощения соот­ветствует распределению ила: она варьирует от 5—15 (элювиальная часть профиля) до 20—30 мг • экв на 100 г почвы (иллювиальные зонты). Валовые формы оксидов железа и алюминия имеют также

элювиально-иллювиальное распределение в профиле. Вместе с тем максимум несиликатных форм железа (окисного и закисного) отме­чается в горизонтах A1A2_g: и А2 . Несиликатный алюминий большей частью накапливается ниже — в верхней части иллювиального го­ризонта.

Основным генетическим процессом, ответственным за форми­рование большинства свойств рассматриваемых почв, является элювиально-глеевый. Он заключается в образовании в определенные пе­риоды продуктов анаэробного почвообразования и выносе их вниз по профилю. Некоторые следствия начальных фаз этого процесса были описаны при рассмотрении суглинистых подзолистых почв. В почвах, которым посвящен данный раздел, этот процесс выражен значительно ярче и полнее.

Периодически возникающий застой влаги над водоупорным го­ризонтом тяжелого гранулометрического состава приводит в поверхностно-глеево-элювиальных почвах к более существенному пони­жению окислительно-восстановительного потенциала и к более глу­бокому преобразованию минеральной и органической частей почвы.

Вследствие активизации анаэробных микроорганизмов находя­щиеся в твердой фазе почв гидроксиды железа и марганца перехо­дят в закисные формы. Резко возрастает подвижность ионов этих металлов, увеличивается их концентрация в растворе. В восстано­вительной обстановке трансформации подвергаются и алюмосиликатные минералы. Это происходит по причине изменения зарядности некоторых химических элементов, входящих в состав кристал­лических решеток, а также из-за потери последними атомов кислорода внешних слоев. В результате алюмосиликаты оказывают­ся менее устойчивыми и легче подвергаются разложению. В услови­ях избыточного увлажнения изменяется характер гумификации рас­тительных остатков: увеличивается доля первично продуцируемых фульвокислот, в относительно повышенных количествах образуются неспецифические низкомолекулярные органические кислоты (ща­велевая, лимонная и др.). Кроме того, возможно превращение отно­сительно стабильных гуминовых кислот в более подвижные фульвокислоты. Все эти соединения растворимы в воде и способны ока­зывать химически активное воздействие на минеральную часть почвы.

Таким образом, при анаэробиозе в почвах, с одной стороны, имеет место интенсивное продуцирование органических веществ с ярко выраженными кислотными свойствами, с другой — такое пре­образование минеральной части, которое способствует ее взаимодействию с гумусовыми и неспецифическими органическими кис­лотами. Как показывают полевые и лабораторные исследования, в

восстановительной среде образуются прочные, устойчивые, водора­створимые органо-минеральные комплексы (железоорганические и алюмоорганические), которые удерживаются в растворе. Часть этих соединений по порам, трещинам, корневым ходам выносится вниз по профилю в среднюю его часть, где по мере уменьшения увлаж­ненности почвы и повышения окислительно-восстановительного потенциала выпадает из раствора, формируя иллювиальный гори­зонт. Другая же часть продуктов анаэробиоза из-за низкой водо­проницаемости утяжеленного горизонта задерживается над ним на месте своего образования и при высыхании почвы, когда восстано­вительные условия сменяются окислительными, выпадает в осадок. При этом закисное железо сегрегируется в конкреции гидроксидов железа, что служит наряду с нисходящим выносом этого красящего агента одной из причин осветления основной массы элювиального горизонта.

Процессы восстановления в поверхностно-глеево-элювиальных почвах идут наиболее интенсивно ранним летом, когда почвы дос­таточно прогреты и еще увлажнены. Именно с этим периодом свя­зана максимальная микробиологическая активность почв, что явля­ется важным обстоятельством, поскольку поверхностное оглеение почв — процесс биохимический. Его выраженность также зависит от наличия органического вещества, поэтому наиболее высокого уровня восстановительные процессы достигают в пределах переув­лажненной зоны там, где больше гумуса.

Весной и осенью, несмотря на избыточное увлажнение почв, восстановительные явления в них ослабевают, поскольку с пониже­нием почвенных температур падает активность анаэробных микро­организмов. В эти периоды с нисходящими токами влаги в почвах перемещаются в основном илистые частицы.

Почвы с поверхностным временным избыточным увлажнени­ем и четко выраженной элювиально-иллювиальной дифференциа­цией профиля напоминают по внешнему виду подзолистые сугли­нистые. Поэтому некоторые отечественные почвоведы (И.П. Гера­симов, С.В. Зонн) предлагали называть их псевдоподзолистыми. Западноевропейские почвоведы называли их псевдоглеями, по­скольку в отличие от почв с постоянным увлажнением (стагноглеев) переувлажнение в них временное, периодически проходящее. Представляется более правомерным и рациональным использовать для описываемых почв наименование «поверхностно-глеево-элю- виальные», поскольку оно отражает их реально существующие свой­ства и процессы, а не те, которые отсутствуют в почвенном про­филе.

К поверхностно-глеево-элювиальным почвам относятся:

1. глеево-подзолистые почвы северной и средней тайги Евразии (подтип в пределах типа подзолистых почв);

2. контактно-глеевые подзолистые почвы на двучленных нано­сах, которые отличаются сложным строением профиля; в них в пре­делах верхнего однородного литологического слоя (например, по­кровных суглинков) может быть образован профиль подзолистой почвы (А0, Al, А2, B_tFe), а ниже — на контакте с более тяжелым и менее водопроницаемым наносом (мореной) — может развиться второй осветленный (элювиально-глеевый) горизонт, переходящий с глубиной в горизонте B_tg;

3. глеево-элювиальные лесные почвы суббореальных областей, распространенные среди дерново-подзолистых почв и буроземов на равнинных участках со слабо расчлененным рельефом; в этих по­чвах особенно ярко выражено отбеливание горизонта А2, поэтому они получили название подбелы.

Используемые без осушения в сельском хозяйстве поверхностно - глеево-элювиальные почвы дают заниженные урожаи, посевы на них подвержены вымочкам. Для повышения плодородия этих почв необ­ходимо устройство на них дренажной сети, внесение органических и минеральных удобрений, а также проведение известкований.

Элювиально-глеевый процесс характеризуется относительно высо­кой скоростью. При наличии контрастной по гранулометрическому составу толщи с водоупорным горизонтом в ее средней части для возникновения поверхностно-глеево-элювиальной почвы достаточ­но нескольких сотен лет. По мере развития этих почв, все большего уплотнения в них иллювиального горизонта и прогрессирующего переувлажнения профиля они могут эволюционировать в торфяно - глеевые почвы. На водораздельных поверхностях суббореальных и бореальных лесных областей встречаются почвы верховых болот, образовавшихся на месте бывших поверхностно-глеево-элювиаль- ных почв. Почвы верховых болот — это конечная стадия в ряду нарастания увлажненности за счет поступления влаги на поверх­ность почвы. Основные свойства и генезис торфяно-глеевых посто­янно переувлажненных почв верховых болот описаны в гл. 15.