Основные почвенные комбинации почвенного покрова Центральной зоны Орловской области

Взаимодействие факторов почвообразования на территории Орловской области

Формирование почвенного покрова в Орловская область, протекало в условиях неустойчивого атмосферного увлажнения, сложного расчлененного рельефа, под воздействием широколиственной лесной и травянистой растительности на карбонатной материнской породе (преимущественно лессе и лессовидных суглинках). По почвенному покрову область крайне неоднородна и согласно материалам исследований здесь отмечены 12 почвенных типов. В настоящее время на территории области выделено около 250 различных почвенных разновидностей. Начиная от светло-серых (8,1 % от территории) и тёмно-серых (23,8 % лесных почв в западной части) и заканчивая выщелоченным (12,8 %) и оподзоленными черноземами (29,7 %) в восточной и юго-восточной части региона [20, с.43].

Большую часть Орловской области занимают сельхозугодия (2086 тысяч гектар), в составе которых пашня занимает 1663 тысяч гектаров. В основном сельхозпроизводители специализируются на возделывании озимой и яровой пшеницы, ржи, кукурузы, сахарной свеклы, подсолнечника и кормовых культур [7, с.10].

Территория области разделена на три природно-экономические зоны: западную, центральную и юго-восточную. Орёл и Орловский район, попадает в центральную зону, с преобладанием серых лесных, темно-серых лесных почв и оподзоленных чернозёмов. На территории центральной зоны сочетаются покрытые широколиственным лесом и в основном распаханные степные участки, относящиеся к категории луговых степей.

Согласно делению на почвенные зоны, территория Орловской области относится к подзоне северной лесостепи и входит в северную часть ЦЧО. В связи с большой контрастностью растительности, изрезанным рельефом, неравномерным залеганием почвообразующих пород на территории центральной зоны области наблюдаются антагонистические почвообразовательные процессы - гумусонакопление, оподзоливание, выщелачивание, лессиваж и окарбоначивание [7, с.9].

Важнейший процесс почвообразования в лесостепи – гумусово-аккумулятивный, сущностью которого, является аккумуляция в верхних слоях почвы органического вещества и биофильных элементов, и постепенное формирование гумусово-аккумулятивных горизонтов. Гумусонакопление представляет приходную часть глобального процесса почвообразования, на которую накладываются другие – расходные процессы. Их сочетание и формируют облик почвы [19, с.101].

Проявление в лесостепной зоне разных процессов вызывает крайнею пестроту почвенных разновидностей, на которую обратил внимание еще В.В. Докучаев, но он же выделил самостоятельный тип серых лесных почв лесостепи, которые Ф.И. Рупрехт (1866), назвал «лесными (лиственными) землями» развивающимися под пологом широколиственных лесов.

В.В. Докучаев (1949) отстаивал идею о генетической самостоятельности серых лесных почв лесостепи, как древнем зональном ландшафте, опираясь на факт - ландшафтно-географическая зона распространения серых лесных почв стабильна. По мнению автора: ”серые лесные почвы следует рассматривать как самостоятельный тип, появление которого определено развитием лиственных, преимущественно дубовых лесов”. Вместе с тем допускается возможность их деградации и преградации как локальных процессов [14, с.550].

Под пологом леса формируются в основном подтипы серых лесных почв. Постепенное, при движении с севера на юг, улучшение теплового режима, приводит к смене древесной растительности на луговую степную, которая обладает мощной корневой системой, отличается большим ежегодным накоплением фитомассы в почвенной толще. При этом в корневом опаде возрастает количество азота и биофильных элементов и гумификация органического вещества приобретает имеет четко выраженную гуматную направленность. Преобладают гуминовые кислоты, обогащенные кальцием. В этих условиях формируются темно-серые лесные почвы и черноземы оподзоленные, для которых характерно сохранение четко диагностируемого деления профиля на зону вымывания и аккумуляции. Богатая и разнообразная по видовому составу растительность остепненных лугов, участие в травостое разнообразных луговых растений и плотнодерновидных злаков, большая биомасса, хорошее увлажнение, обусловили формирование оподзоленных черноземов с довольно мощным гумусовым профилем и высоким содержанием гумуса [1, с.170].

Для серых лесных почв характерно преобладание старых форм карбонатов в виде журавчиков, трубочек. Новообразованные карбонаты начинают появляться в черноземах оподзоленных в материнской породе. Наличие карбонатов, особенно их новообразованных форм, определяет интенсивность и характер гумусонакопления, важнейшие агрофизические и физико-химические свойства.

В местах с высоким уровнем грунтовых вод расположены серые лесные глеевые и лугово-черноземные почвы. Обилие влаги при непромывном водном режиме способствует накоплению в почвах гумуса, гуминовых кислот, подтягиванию карбонатов. Разделение профиля на элювиальный и иллювиальный горизонты сглаживается.

В центральной зоне Орловской области выделяют следующие оподзоленные почвы: темно-серые лесные почвы, серые лесные почвы, светло-серые лесные почвы, оподзоленные черноземы. Основным компонентом структуры почвенного покрова являются серые лесные, тёмно-серые лесные и чернозёмы оподзоленные. Для преобладающих возвышенных равнинных территорий наиболее распространёнными являются неэродированные серые, тёмно-серые, чернозёмы оподзоленные и реже светло-серые лесные почвы. С агрономической точки зрения, комбинации этих почв на пашне считаются вполне однородными [6, с.218].

По генезису оподзоленные черноземы и темно-серые лесные почвы, по-видимому являются результатом надвигания леса на участки типичных и выщелоченных черноземов. Серые и светло-серые лесные земли, согласно взглядам ряда исследователей, могли образоваться не только в результате дальнейшего оподзоливания черноземов, но и благодаря дерновому процессу и оподзоливанию под пологом лиственных лесов на карбонатных почвообразующих породах [30, с.112].

В лесостепи Среднерусского Черноземья серые лесные почвы, являются очень распространёнными и занимают около 900 тысяч гектаров. Общая площадь серых лесных почв составляет более 60 млн. га, или 2,8% всех почв страны (Классификация почв, 1997). Распаханность их по отношению к площади сельхозугодий достигла в целом по России 91%, хотя они заметно уступают по продуктивности черноземам. Запас гумуса составляет: 130-160 тонн в светло-серых, 180-190 в серых и 220-290 тонн на гектаре в темно-серых почвах. В основе разделения серых лесных почв на подтипы светло-серых, серых и темно-серых кроме их морфологического строения лежит и содержание гумуса. В обобщенном виде в горизонте А содержание гумуса таково: у светло-серой лесной почвы 2-3%, у серой - 3-4%, у темно-серой – 5-6% при мощности этого горизонта соответственно 15-20, 25-30 и 30-40 см [30, с.76].

Несмотря на то, что они по содержанию гумуса уступают черноземам, находясь в условиях лучшего увлажнения дают хорошие урожаи зерновых, технических и кормовых культур. Они благоприятны для выращивания садов. На них произрастают ценнейшие дубравы, которые выполняют важную почвозащитную, водо-охранную, рекреационную роль и поставляют древесину высочайшего качества. Серые лесостепные почвы приурочены преимущественно к склоновым местностям, имеют недостаточно водостойкую структуру и поэтому подвержены эрозии. Смытые их варианты характеризуются низким плодородием. Урожайность зерновых культур снижается в среднем на 20-30 процентов на слабосмытых, не 35-40 на среднесмытых и на 55-70 процентов на сильносмытых почвах. Эти почвы нуждаются в защите от эрозии [27, с. 256].

Серые лесные почвы Орловской области сформировались по приводораздельным склонам рек Оки, Орлика, Зуши, Навли, Цона преимущественно на четвертичных покровных лессовидных суглинках. Следует помнить, что разности оподзоленных черноземов и темно-серых оподзоленных почв лесостепи, выделяемые при почвенных обследованиях, часто бывают очень близки между собой по свойствам, генезису и агрономической характеристике. Они различаются только по степени проявления процесса оподзоливания, то есть кремнеземистая присыпка и иллювий коллоидов у темно-серых оподзоленных почв бывают обычно выражены сильнее, чем у оподзоленных черноземов [30, с. 179].

Серые и особенно светло-серые оподзоленные почвы лесостепи отличаются от темно-серых почв значительно меньшим содержанием гумуса. Так, например, у суглинистых, темно-серых оподзоленных почв Средне-Русской возвышенности содержание гумуса колеблется от 5 до 9%, у серых — от 3 до 5%, у светло-серых — от 2 до 3%. Сильно понижается и мощность гумусового горизонта. У тяжелосуглинистых серых оподзоленных почв лесостепи она часто колеблется в пределах 25-40 см. У светло-серых оподзоленных почв она в большинстве случаев не превышает мощности пахотного горизонта 20-25 см, и углубление пахотного слоя на них в отличие от других оподзоленных почв лесостепи часто приходится производить за счет бедного гумусом оподзоленного горизонта [5, с. 176].

После распашки серой лесной почвы, вышедшей из-под леса, на участках, которые систематически засеваются зерновыми культурами с корневой системой, распространяющейся не глубже 120-150 см, иссушение растениями глубоких горизонтов почвы и почвообразующей породы прекращается. Так как, в условиях лесостепи осенне-зимнее и раннее весеннее промачивание почвы сравнительно велико, и очень часто превышает глубину иссушения почвы корневыми системами зерновых злаков, то в глубоких горизонтах почвы и грунта на участках, вышедших из-под леса и находящихся под зерновыми культурами, сильное иссушение, созданное лесом, устраняется. При этом почвы приобретают сравнительно высокую влажность. В результате на такой почве, находящейся под культурой зерновых хлебов, летом, особенно после уборки, наблюдается иное распределение влаги по почвенному профилю. Поверхностный слой почвы, подверженный непосредственному воздействию палящих лучей солнца, в отличие от почвы, находящейся под лесом, оказывается сильно иссушенным. С глубиной влажность почвы постепенно возрастает и на глубине 1,5-2 м достигает уже значительной величины. Наличие сильно иссушенного слоя на поверхности почвы и влажного слоя на глубине около 1,5 м периодически создает условия для появления восходящих капиллярных токов воды, вместе с которыми из почвенных горизонтов, залегающих глубже линии вскипания, поднимаются к поверхности почвы и растворы бикарбоната кальция. Происходит процесс вторичного поднятия карбонатов, приводящий к понижению гидролитической кислотности почвы и повышению насыщенности ее основаниями [9, с. 132].

Процессы вторичного поднятия карбонатов в пахотных почвах лесостепи могут вызываться также и деятельностью землероев, особенно беспозвоночных (черви), которые, как известно, развиваются и на пахотных почвах и при известных условиях могут оказаться основным фактором вторичного поднятия карбонатов. Поэтому у старо пахотных серых лесных почв не всегда наблюдается прямая связь между глубиной залегания линии вскипания и степенью насыщенности почвы основаниями в пахотном и подпахотном слоях. По линии вскипания залегает большое количество карбонатов (больше 0,7% СаС0₃).

Вторично карбонаты поднимаются значительно выше линии вскипания, но высота этого поднятия не может быть обнаружена методом определения линии вскипания, так как количество поднявшихся карбонатов недостаточно для того, чтобы вызвать вскипание от пробы соляной кислоты. В то же время такое поднятие карбонатов с почвенными растворами, не приводящее еще к повышению линии вскипания, достаточно для повышения степени насыщенности почвы основаниями и резкого уменьшения кислотности почвы в верхней части ее профиля. Согласно мнению К.К. Гедройца (1936), достаточно незначительного содержания бикарбоната кальция в почвенном растворе, чтобы обеспечить высокую насыщенность поглощающего комплекса основаниями и предохрание его от разрушения [25, с. 352].

В южных районах лесостепи процессы вторичного поднятия карбонатов у серых и особенно светло-серых лесных почв проявляются позднее, а у темно-серых и особенно у выщелоченных и оподзоленных черноземов — раньше. Различные кислотность и степень насыщенности основаниями серых лесных почв имеют существенное агрономическое значение. Это следует принимать во внимание при использовании фосфорных (физиологически щелочных) удобрений. Поэтому среди лесостепных почв следует четко выделять: а) оподзоленные черноземы, б) темно-серые, серые и светло-серые лесные почвы, вторично насыщенные основаниями.

Главная особенность морфологии серых лесных почв - заметное разделение гумусового слоя на 2 горизонта, четкая дифференциация профиля на генетические горизонты. «У серых лесных почв, сформированных на лессах, в профиле отчетливо выражена элювиальная часть, которая включает верхний перегнойно-элювиальный горизонт А и переходный горизонт А₁ А ₂. Почвы обоих горизонтов имеют густую белесую присыпку и непрочную структуру» [5, с. 92].

Оподзоленные черноземы, как переходный тип, характеризуются выраженной гумидностью водного режима и, соответственно, более четкой дифференциацией почвенного профиля. Важной морфологической особенностью данного подтипа является разделение гумусового профиля на две части: верхнюю, более темную по окраске, хорошо насыщенную гумусовыми веществами, и нижнюю – более светлую с признаками оподзоленности в виде обильного налета кремнеземистой присыпки по граням агрегатов, вследствие чего в окраске этого горизонта появляются седоватые пятна [10, с. 94].

Под оподзоленным горизонтом формируется хорошо выраженный глинисто-иллювиальный горизонт В, как правило, коричневато-бурой окраски, уплотненного сложения, ореховато-призматической структуры, на гранях которой хорошо развиты кутаны, часто покрытые налетом SiO₂. На глубине около 100-120 см наблюдается вскипание от соляной кислоты, и появляются карбонаты в виде дутиков, куколок, журавчиков и других форм.

Успешно занимался изучением генезиса оподзоленных черноземов акад. Л.И. Прасолов и в результате его работ прояснилось сущность процесса чернозёмо образования. На новом уровне им было рассмотрено строение профиля черноземов, особенности его механического и валового химического состава, солевого и физического профилей. На примере черноземов сформировалось представление о больших группах почв, которое привело в дальнейшем к возрастанию числа типов почв (Просолов, 1972).

Особенно выдающиеся результаты в изучении генезиса черноземов были получены Е.А. Афанасьевым (1947). Академик И.В. Тюрин (1948) начал изучать состав их гумуса. Выделялись также работы Г.М. Тумина (1930) и Н. Б. Варнандера (1939) посвященные изменениям черноземов под влиянием лесных полос, и деградации черноземов по другим причинам [16, с. 19].

Распашка черноземов и длительное их сельскохозяйственное использование приводит к существенным изменениям как морфологических, так и морфогенетических свойств. Наиболее сильному и прямому антропогенному воздействию подвергается верхняя часть почвы – пахотный горизонт. В нем более полно отражаются все процессы культурного почвообразования. Во-первых, в результате потери гумуса почвы пашни светлее по окраске; они, как правило, серые или темно-серые, тогда как черноземы целины – темно-серые или почти черные. Во-вторых, пахотные черноземы характеризуются интенсивной деградацией почвенной структуры верхнего пахотного и прилегающего к нему горизонтов. Большинство обрабатываемых почв за время использования их в сельскохозяйственном производстве почти полностью утратили свою агрономически ценную структуру. Пахотный горизонт характеризуется сильной распыленностью, что в определенных условиях приводит к образованию моно блочных крупных глыбистых агрегатов [11, с. 82].

Суммируя выше изложенные можно констатировать, что в результате современного сельскохозяйственного использования в черноземах наблюдаются следующие явления: 1) преобразование гумусового профиля, проявляющееся в изменении окраски, мощности, содержания и качества гумуса; 2) трансформация карбонатного профиля, фиксируемая в изменении глубины залегания, форм новообразованных карбонатов, характера миграционных процессов; 3) формирование неогоризонтов антропогенной природы – уплотненного (“плужной подошвы”) в нижней части пахотного слоя, текстурно-оглиненного – в под гумусовой части; 4) изменение структурной организации гумусового профиля, проявляющееся в деформации форм, размеров, огранки педов, их упаковки, организации и др.; 5) трансформация сложения почвенной массы, выявляющаяся в изменении плотности сложения, плотности твердой фазы почвы, порозности и др.; 6) появление (особенно в старопахотных черноземах) пылевато-глинисто-гумусовых пленочных образований горизонтах – кутан на гранях педов в горизонтах АВ и В. В условиях естественной лугово-степной растительности формирование оподзоленных черноземов происходит при систематическом промывном водном режиме, выщелоченных – при периодически промывном [6, с. 219]. Профильная дифференциация потерь гумуса в оподзоленных черноземах, по-видимому, обусловлена различием почвенных процессов в отдельных частях профиля, приводящих к дегумификации органического вещества пахотных черноземов. Способствует этому водная миграция вновь образованных гумусовых веществ сверху вниз по профилю почвы. Уменьшение органического вещества во второй половине гумусового профиля обусловлено более сложным комплексом процессов, среди которых особое место принадлежит процессам периодического кратковременного сезонного переувлажнения над иллювиальной части гумусового профиля.

Оподзоленные черноземы в результате вовлечения их в сельскохозяйственное производство претерпевают наибольшие изменения. В гумусовом профиле данного подтипа отмечаются максимальные потери органического вещества по всей толще. Поэтому у данного подтипа происходит наиболее существенное изменение в профильном распределении гумуса. Черноземы оподзоленные характеризуются и граничными показателями гумусированности. Относительно других подтипов они имеют наименьшее содержание гумуса в верхнем слое, в среднем около 5,7%, а также относительно меньшие его запасы в метровой толще (400 т/га) и в гумусовом профиле в целом (340 т/га), мощность которого в среднем на 10-15 см меньше, чем у выщелоченных черноземов.

Значительные потери гумуса, в оподзоленных черноземах, при распашке наблюдаются в самом верхнем слое (0-10 см). Последнее обусловлено уничтожением дернины и минерализацией детрита, большое количество которого характерно для этого слоя. Ниже по профилю убыль гумуса заметно снижается и достигает минимальных относительных величин в горизонте “плужной подошвы” на глубине 30-40 см. Затем в подпахотной толще и горизонте АВ потери гумуса однозначно нарастают, достигая максимальной величины (26,7%) в нижней части гумусового профиля. Здесь снижение гумуса в относительных процентах выше, чем в самом верхнем слое [1, с. 162].

Все перечисленное выше свидетельствует о том, что изменение водного режима и процессов гумусообразования в черноземах при окультуривании приводит в оподзоленных черноземах к усилению вымывания за пределы почвенного профиля водо растворимых гумусовых веществ. В результате этого происходит укорачивание гумусового профиля, размыв в нижней части гумусовой толщи “аккумулятивного эффекта”, характерного для целинных аналогов данного подтипа и незначительная аккумуляция гумусовых веществ в нижней части почвенного профиля.

Оподзоленные черноземы, как это следует из самого названия этих почв, обладают многими свойствами, характерными для почв черноземного типа, и характеризуются сравнительно слабой степенью оподзоленности. По мере перехода от оподзоленных черноземов к темно-серым, серым и светло-серым лесным почвам степень оподзоленности возрастает, а также характерные признаки черноземов, как большое содержание гумуса и значительная мощность гумусовых горизонтов, сильно ослабевают. Светло-серые лесные почвы по своим свойствам приближаются к подзолистым почвам [18, с. 96].

Дата добавления: 2015-06-27