Центрально-равнинная почвенная область бруниземов и черноземно-луговых почв

Область образует южную часть лесо-лугово-степного сектора и находится целиком в суббореальном термическом поясе. Она лежит к югу от Великих озер и охватывает междуречья рек Миссисипи, Миссури, Миннесота, Висконсин и Огайо в преде­лах штатов Айова и Миссури. Господствующий тип почв в пре­делах области— бруниземы. На востоке бруниземы граничат с серо-бурыми оподзоленными почвами, здесь имеется довольно ши­рокая переходная полоса, где сочетаются по рельефу и по поро­дам бруниземы и серо-бурые оподзоленные почвы. В более внут­ренних, западных сухих областях бруниземы граничат с чернозе­мами. Здесь также имеется полоса переходных почв от брунизе- мов к черноземам. Н. Н. Розов, Е. В. Рубилин и Е. Н. Руднева (1961) выделяют в пределах этой провинции, или зоны, три ме­ридиональные подзоны: западную — черноземовидных почв; цен­тральную — типичных бруниземов; восточную — оподзоленных бруниземов (переходных к серо-бурым оподзоленным почвам).

Бруниземы связаны с влажным умеренно теплым климатом. Осадки — 800—900 мм в год — равномерно распределены по се­зонам. Средние температуры июля колеблются около 25°, а янва­ря— около 0°. Почвы не замерзают. Е. В. Рубилин (1957) назвал район распространения бруниземов зоной «климатической луго- вости». Средний годовой коэффициент увлажнения здесь больше 1,0 и даже в летние, наиболее теплые месяцы не опускается ниже 0,7—0,6.

Границы провинции бруниземов на юге проходят около 38° с. ш. и совмещаются с границей древних оледенений (канзасского и ил- линойского).

Бруниземы или черноземовидные почвы прерий образуются на различных материнских породах, однако типичные лёссы, по сви­детельству Е. В. Рубилина (1962), здесь не встречаются.

Лёссовидные суглинки различного генезиса (делювиальные, флювиогляциальные, аллювиальные), подстилаемые на небольшой глубине мореной или часто коренными породами (на значитель­ных пространствах доломитами и доломитизированными известня­ками),— господствующая почвообразующая порода.

В областях развития типичных бруниземов содержание ила в почвообразующих породах составляет около 30%, а общее содер­жание физической глины — около 55%. Следовательно, почвообра­зование шло в условиях значительной оглиненности минерального субстрата. Оглиненность почвообразующих пород уменьшается с востока на запад — от наиболее влажных, к более сухим районам.

Естественной растительностью, под которой образовались бруниземы, были высокотравные прерии, сложенные многолетними злаками, с глубокой корневой системой, преимущественно из рода бородачей (Andropogon furcatus, A. scoparius, A. Gerardi) с боль­шим участием пышного разнотравья, образующего густой сомкну­тый покров, местами почти в рост человека.

Обильная травянистая растительность с мощной корневой си­стемой, господствовавшая ранее на восточных равнинах, была той растительной формацией, под которой сформировались бруниземы.

Профиль наиболее типичного брунизема, не подвергавшегося распахиванию и эрозии, представляет собой следующее: под слоем дернины (А₀) располагается очень темно-бурый, почти чер­ный, но с ясным буроватым оттенком, гумусовый гор. Ah мощно­стью около 30—40 см. Он имеет пороховидную или мелкозерни­стую структуру, несколько укрупняющуюся с глубиной. Ниже идет обычно темно-бурый, несколько уплотненный иллювиальный горизонт B_t, имеющий хорошо выраженную комковатую структу­ру, с глубиной структурные отдельности укрупняются; по граням структурных отдельностей окраска в некоторых разрезах значи­тельно темнее, чем внутри них, что говорит о передвижении в этот горизонт растворимых гумусовых веществ из более верхнего слоя. Этот бурый, уплотненный, лишенный карбонатов горизонт доходит до глубины 150—160 см. В пределах горизонтов Ah и Bt весьма обильны ходы червей. Некоторые почвы сплошь сложены капролитами червей, особенно в гумусовом и верхней части ил­лювиального горизонта.

На глубине 150—180 см в некоторых почвах прерий наблюда­ются выделения карбонатов, но весьма часто карбонатный гори­зонт отсутствует и вскипание начинается лишь в материнской по­роде. Реакция слабокислая в верхних горизонтах, приближается к нейтральной (рН 6,6) в нижней части профиля. Распределение по профилю илистой фракции подвижного железа, а также железа и алюминия в валовом анализе указывает на некоторое слабое вы­мывание этих компонентов. Кальций и в меньшей степени магний также вымываются из верхних горизонтов. Это обнаруживается в валовых анализах и особенно в анализах поглощенных основа­ний. В верхней части профиля значительную долю в поглощающем комплексе (свыше 30% от суммы поглощенных катионов) состав­ляет водород. Книзу степень ненасыщенности падает. Однако сколько-нибудь заметного разрушения поглощающего комплекса в бруниземах не обнаруживается, так как по всему профилю сум­ма поглощенных катионов остается почти постоянной и высокой. Содержание гумуса в верхнем горизонте бруниземов колеблется в широких пределах. В наиболее многогумусных почвах штатов Висконсин и Айова содержание гумуса 9—10%. Но в этих же штатах встречаются почвы, где 3,5—5,0% гумуса в верхней части профиля. В юго-западной части зоны бруниземов в штате Миссу­ри преобладают малогумусные бруниземы, хотя и с глубоким проникновением гумуса по профилю.

Так, по данным И. В. Тюрина (1928), к югу от Канзас-Сити брунизем серии «маршалл» имел такое распределение гумуса по профилю: на глубине 5—15 см — 3,05%; 40—45 — 3,15; 70—80 — 2,19 и на 120—130 см — 0,63%.

Возможно, что обеднение некоторых бруниземов гумусом свя­зано с длительным земледельческим использованием и смывом поверхностного горизонта почв.

Данные о фракционном составе гумуса бруниземов (Е. В. Ру- билин, 1962) показали, что в верхних горизонтах отношение фульвокислот к гуминовым кислотам близко к единице. В иллювиаль­ном горизонте относительное содержание гуминовых кислот резко уменьшается, а содержание фульвокислот существенно увеличи­вается: особенно фракции агрессивных кислот и фульвокислот, связанных с R2O3 и глинными минералами. Отношение Сф/Сг здесь — 4,2. Преобладает фракция, связанная с полуторными окислами. В этом же направлении сверху вниз по профилю умень­шается относительное содержание негидролизуемого остатка. В малогумусных, длительно распахиваемых бруниземах, в штате Канзас, даже в верхних горизонтах заметно преобладают фульвокислоты (Сф/Сг 1,5—1,4).

Наряду с типичными бруниземами в зоне высокотравных пре­рий широко распространены почвы с признаками современного или бывшего лугового процесса, которые в зависимости от степени проявления последнего могут быть отнесены к черноземовидным луговым или лугово-черноземным почвам. Американские почвове­ды называют наиболее оглеенные из них «гумусовыми глеевыми почвами» (humic gley soils). Эти почвы широко распространены по плоским слабодренированным равнинам, сложенным карбо­натными ледниковыми отложениями висконского оледенения в штатах Висконсин, Айова, Миннесотта.

Уровень грунтовых вод в местах распространения лугово-черноземных почв находится на глубине 1,5—3,0 м от поверхности.

В гумусовом горизонте, обычно более темном, чем в типичных бруниземах, обнаруживаются мелкие плотные железомарганцовые конкреции. Иллювиальный горизонт увлажнен и пестро окрашен от гумусовых затеков, ржавых и сизо-ржавых пятен; он также со­держит мелкие плотные железистомарганцовые конкреции. Еще более интенсивную сизую окраску, свидетельствующую о более сильном оглеении, имеет почвообразующая порода.

Местами наряду с чертами оглеения в черноземовидных лу­говых почвах обнаруживаются признаки бывшего засоления и осолонцевания, что проявляется в наличии уплотненного солонцо­вого горизонта, появлении небольшого количества поглощенного натрия. Однако, как правило, черноземовидные луговые почвы не засолены и даже не содержат карбонатов. По наблюдениям Н. Н. Розова, Е. В. Рубилина и Е. Н. Рудневой (1961), в этих почвах имеются кремнеземистые выделения, по форме напоминаю­щие карбонатные трубочки и даже псевдомицелий.

Широкое распространение луговых черноземовидных почв в зо­не бруниземов позволяет предполагать, что на слабодренированных низменных равнинах большинство бруниземов прошло луго­вую стадию развития.

Бруниземы обладают высоким естественным плодородием и ши­роко используются в сельском хозяйстве. Целинных земель здесь мало. Так называемый «кукурузный пояс» приурочен главным об­разом к области распространения бруниземов, а на осушенных территориях и черноземовидных луговых почв.