Состав, свойства и сельскохозяйственное использование дерново- подзолистых почв.

Состав и свойства

Химический состав.

Состав и свойства дерново-подзолистых почв во многом зависит от дернового почвообразовательного процесса, в результате которого накапливается гумус, основания и элементы питания для растений.

Содержание гумуса в гумусовом горизонте суглинистых разновидностей -3-6%, в песчаных и супесчаных - 1.5-3%. Сравнительная бедность дерново-подзолистых почв перегноем объясняется главным образом тем, что при благоприятных условиях увлажнения распад растительных остатков происходит энергично, не прекращаясь даже в летние, наиболее сухие месяцы. Органическое вещество сосредоточено в основном в самом поверхностном слое, а поскольку этот слой отличается малой мощностью, не превышающей часто 8-12 см, то и абсолютное содержание перегноя в описываемых почвах весьма ограничено. Содержание гумуса резко снижается с глубиной в горизонте А2 составляет 0.3-0.5%. Важно отметить, что в составе гумуса преобладаю фульвокислоты над гуминовыми.

В тех почвах, в которых подзолистый процесс ослаблен, а дерновый преобладает, мощность гумусного горизонта возрастает, увеличивается количество гумуса в поверхностном горизонте и в целом по профилю почвы.

Развитие подзолистого процесса под лесной растительностью проходит с различной интенсивностью. В некоторых случаях, например па карбонатных породах, под лиственными насаждениями, этот процесс протекает настолько слабо, что в почвенном профиле или не происходит никаких перемещений минеральной части, или эти перемещения чрезвычайно малы. Подзолообразовательный процесс влияет на химический состав почвы и вносит изменения в её механический состав.

Верхние горизонты дерново-подзолистых почв по сравнению с материнской породой (горизонт С) обеднены мельчайшими частичками (>0,001 мм). В то же время содержание крупных фракций в верхних горизонтах выше, чем в материнской породе. Иллювиальный горизонт (В) более обогащен по сравнению с материнской породой и с вышележащими горизонтами самыми мелкими фракциями (<0,001 мм).

Понятно, что такого рода перераспределение вещества по почвенной толще неизбежно сказывается и на физических свойствах почвы: верхние горизонты несколько опесчаниваются, утрачивают связность, делаются более рыхлыми и бесструктурными; нижние же слои, наоборот, уплотняются, становятся связными и трудно-проницаемыми как для воздуха, так и для воды.

Однако такая закономерность обнаруживается только в почвах суглинистых и глинистых, т. о. в почвах тяжелого механического состава и с ярко выраженным подзолистым процессом

В супесчаных и отчасти в песчаных почвах нередко наблюдается несколько иная картина: в верхнем горизонте происходит некоторое увеличение количества мелких частиц и в то же время соответственное относительное уменьшение наиболее крупных фракций.

В составе поглощенных катионов дерново-подзолистых почв выделяются среди поглощенных катионов в поглощающем почвенном комплексе поглощенный водород и алюминий. Наибольшая ненасыщенность наблюдается в самых верхних, оподзоленных горизонтах; здесь поглощенный Н нередко может преобладать над поглощенными Са и Мg.

По мере углубления но почвенному профилю соотношение поглощенных катионов заметно изменяется: количество водородных попов и алюминия прогрессивно убывает, а Са и Mg возрастает и уже в горизонте С, не затронутом еще почвообразовательными процессами, поглощенный Н сходит почти на нет, и в поглощающем комплексе оказываются одни лишь металлические катионы.

Таким образом, в результате оподзоливания верхние горизонты обедняются поглощенными основаниями, обогащаясь в то же время водородными ионами и обменным алюминием. Наличие обменных катионов водорода придает почве кислотные свойства.

Весьма характерно, что степень кислотности каждого горизонта находится в полном соответствии с его насыщенностью основаниями; в самых верхних горизонтах, сильно вы щелоченных и насыщенных водородными ионами, обнаруживается повышенная кислотность. При переходе к нижним горизонтам, менее выщелоченным, кислотность постепенно падает, и в материнской породе она сменяется реакцией, близкой к нейтральной, или в случае карбонатности породы - слабощелочной.

Физико-химические свойства.

Емкость катионного обмена в дерново-подзолистых почвах выше, чем в подзолистых, в связи с более высоким содержанием гумуса. В гумусовом слое суглинистых и глинистых почв она достигает 15-20 мг-экв на 100 г., в песчаных и супесчаных - только 4-10 мг-экв. В составе поглощенных катионов - Са2+, Мg2+, Н+ и А13+. Степень насыщенности основаниями - 40-70%. Обменные катионы водорода и алюминия обусловливают кислую реакцию среды (рНкс1 обычно варьирует в пределах 3,3-5,5).

Физический свойства.

В связи с более высоким содержанием гумуса дерново-подзолистые почвы имеют более низкую плотность верхнего слоя, они лучше оструктурены по сравнению в подзолистыми, у них выше пористость. В целом естественное плодородие этих почв выше, чем у подзолистых и глее-подзолистых. Они являются преобладающими в пахотном фонде почв таежно-лесной зоны.

Для некоторых почв подзолистого типа большое значение имеет их тепловой режим.

В восточных районах, в условиях континентального климата и недостатка тепла, темные и богатые гумусом дерново-подзолистые и дерново-лесные почвы плохо нагреваются и не обеспечивают корневую систему растений необходимым количеством тепла, что приводит к недозреванию некоторых посевных культур.

Таким образом, наиболее характерными свойствами, присущими почвам дерново-подзолистого типа, являются следующие.

1. Почвы дерново-подзолистого тина не насыщены основаниями, т.е. они содержат в себе то или иное количество обменных ионов водорода и алюминия.

В связи с ненасыщенностью основаниями эти почвы обладают кислыми свойствами.

В результате процессов минерализации органического вещества и выщелачивания эти почвы обеднены гумусом и минеральными легко подвижными соединениями.

Почвы дерново-подзолистого типа заключают в себе сравнительно небольшие количества необходимых для растений питательных веществ.

Эти почвы в большинстве случаев обладают слабо выраженной, непрочной структурой, вследствие чего они способны легко распыляться, заплывать при увлажнении, образовывать корку при высыхании и уплотняться.

Почвы дерново-подзолистого типа отличаются резко выраженной дифференциацией почвенного профиля на составляющие их генетические горизонты, причем гумусовый горизонт в большинстве случаен имеет малую мощность.

В составе гумуса видное или первое место принадлежит фульвокислотам, относительное количество которых тем больше, чем резче выражен подзолистый процесс. При нарастании дернового процесса увеличивается количество гуминовых веществ.

Хотя состав почвенных микроорганизмов изучен еще слабо, по все же можно сказать, что в подзолистых почвах ведущее место принадлежит грибам.

Из-за большого разнообразия условий почвообразования и дерново-подзолистой зоне развитие почвообразовательного процесса в почвах может протекать и проявляться самым различным образом, поэтому и отмеченные выше свойства сильно варьируют.

Здесь можно встретить почвы и кислые, и с нейтральной реакцией, и сильно выщелоченные, и почвы с мощным перегнойным горизонтом, и богатые гумусом, в которых подзолообразонательный процесс совсем почти не выражен, и т.д.

В этом отношении почвенный покров таежно-лесной зоны представляет собой сочетание множества почвенных разновидностей, отличающихся между собой как морфологическими и биохимическими свойствами, так, следовательно, и своим природным плодородием.

При этом, чем сильнее развит дерновый горизонт и чем богаче, следовательно, почва органическим веществом, тем лучше она по своим производственным свойствам, тем выше ее

При сельскохозяйственном использовании дерново-подзолистых почв обязательно их систематическое планомерное окультуривание с применением всего комплекса мероприятий. Оно включает правильные севообороты с включением многолетних трав, углубление пахотного слоя, известкование, внесение органических и минеральных удобрений. Для песчаных и супесчаных почв необходима сидерация в виде посева различных растений на зеленое удобрение.

97. Сущность болотного почвообразовательного процесса.

Возникшее в силу тех или иных причин избыточное увлажнение почвы определяет собой и весь дальнейший ход почвообразовательного процесса. В условиях переувлажнения быстро развивается влаголюбивая болотная растительность или растительность, способная мириться с обилием влаги. Очень часто в начале заболачивания появляются травянистые растения: вейник, щучка, сабельник, различные осоки, ситник, затем мох кукушкин лен, и, наконец, сфагнум. В других случаях начало заболачивания сопровождается появлением зеленых мхов, на фоне которых получают развитие кукушкин лен, а затем различные виды сфагнума.

Нередки случаи, когда на сильно выщелоченных подзолистых почвах сфагновый мох поселяется и непосредственно, без кукушкина льна.

Обилие влаги в почве, затрудняя доступ кислорода воздуха, сказывается далее на темпах и характере разложения органических веществ. Органические остатки в анаэробных условиях разрушаются весьма медленно, и, что очень важно отметить, это разрушение не идет до конца, т. е. до стадии полной минерализации. Образующиеся же при этом различного рода органические кислоты еще более замедляют процесс минерализации, парализуя жизнедеятельность основных разрушителей органического вещества — аэробных бактерий. В результате описываемые почвы все более и более обогащаются полуразложившейся массой в виде торфа, которая и составляет неотъемлемую часть всякой болотной почвы.

Образование торфа из отмершей болотной растительности является сложным биохимическим процессом распада и превращения под влиянием разнообразных групп почвенной микрофлоры.

По данным Е. Н. Мишустина, Н. А. Красильникова, А. Т. Тимофеевой, Н. И. Никитиной и других, превращение органических веществ в болотных почвах протекает с последовательной сменой одних групп микроорганизмов другими. Вначале на отмирающих растительных остатках активно развиваются плесневые грибы и неспороносные микроорганизмы; в дальнейшем, по мере разрушения органических веществ, значительное развитие получают спорообразующие бактерии, затем целлюлозные бактерии, акгиномицеты и др. Наибольшее количество микроорганизмов всегда сосредоточено в верхнем слое торфа глубиной до 20—30 см, где обеспечена относительно свободная аэрация.

В слоях, расположенных глубже, где доступ воздуха сильно затруднен, количество микроорганизмов резко уменьшается и разложение растительного материала там сводится на нет. Протекающие в нижних слоях торфа анаэробные процессы частично изменяют его химический состав, однако существенного повышения степени разложения они не вызывают.

В результате жизнедеятельности огромной массы аэробных и анаэробных микроорганизмов остатки болотной растительности претерпевают ряд сложных изменений и постепенно превращаются в торф, представляющий собой сложную смесь продуктов разложения растительных тканей в виде частиц или агрегатов перегноя и минеральных веществ с не вполне разложившимися растительными остатками и телами отмерших микроорганизмов.

Относительное содержание в общей массе торфа продуктов распада растительных тканей, утративших клеточное строение, называется степенью разложения торфа.

В зависимости от природных условий и фазы болотного процесса мощность торфянистого горизонта может варьировать от нескольких сантиметров до нескольких метров.

Таким образом, образование и накопление торфянистой массы на поверхности почвы есть первая существенная сторона болотообразовательного процесса.

В то же время по мере увеличения мощности торфяного слоя в нем неизбежно начинает уменьшаться количество зольных элементов пищи, т. е. проявляется второй существенный признак болотообразовательного процесса. Это уменьшение количества зольных элементов в нарастающей массе является следствием того, что в каждом слое торфа элементы пищи остаются в связанном виде; следовательно, количество последней в доступной минеральной форме все время уменьшается.

Следует отметить, что нарастание массы в болотах идет весьма медленно. Как установлено наблюдениями А. Д. Дубаха, оно обычно не превышает 1,5—2 м за тысячу лет. Тем не менее на протяжении больших периодов времени нарастание торфяной массы в болотных почвах может достигать значительной толщи (10—12 м и более).

Наряду с накоплением торфа весьма характерным для болотных почв является наличие в них восстановительных процессов, приводящих к образованию различных закисных и неокисленных соединений. Здесь в условиях анаэробного разложения органических остатков образуется значительное количество метана, сероводорода. Анаэробные процессы обычно сопровождает выделение свободного азота, водорода и фосфористого водорода — продукта восстановления фосфорной кислоты.

Среди других продуктов восстановительньих реакций в болотных почвах следует отметить закисные соединения железа. Последние, скопляясь в значительном количестве, придают минеральной части характерную для оглеенных горизонтов почвы сизоватую или голубоватую окраску.