Лесные почвы

Содержание.

Введение                                                                                             1

Серые лесные почвы                                                                       2

Бурые лесные почвы                                                                        7

Введение.

Лесные почвы- это естественные почвы с полным профилем, формирование которых связано с лесной растительностью, особенно с лесными древесными породами. Древесные растения, влияя в течение своей жизни на многие почвенные процессы (накопление гумуса, выщелачивание, оподзоливание, подкисление и т. п.), создают пестроту почвенного покрова, что обусловливает отличие лесных почв от почв в других биоценозах.

Формирование лесных почв.

Различные древесные породы по-разному  влияют на структуру почвы, ее химизм, аэрацию, водный и тепловой режимы, микрофлору вследствие неодинакового  строения корневой системы и других биологических отличий. Одни древесные породы оказывают на почву положительное действие (напр. береза, ильм, вяз, граб, бук, ольха, лиственница), другие - отрицательное (напр. ель). Лиственные породы обогащают почву мягким гумусом (муллем), азотом, зольными элементами; способствуют нейтрализации кислотности почв и тем самым создают благоприятные условия для развития полезной микрофлоры. Чистые хвойные насаждения неблагоприятно влияют на свойства почвы, способствуя накоплению грубого гумуса (модера). При участии хвойных пород, являющихся подзолообразователями, сформировались подзолистые почвы; под влиянием лиственных пород - бурые лесные почвы, деградированные черноземы. Улучшения лесорастительных свойств почв достигают чередованием хвойных пород с лиственными, созданием хвойно-лиственных насаждений.

О тесной связи леса и почвы писали классики лесоводства и почвоведения (Г. Ф.Морозов, М. Е. Ткаченко, В. В. Докучаев и др.) Известна приуроченность древесных пород (при всей их адаптивности) к определенным почвам: сосны - к песчаным, ели - к суглинкам, липы - к глинистым разновидностям, дуба и ясеня - к серым лесным и черноземам, ольхи - к перегнойным, осины -к полугидроморфным легким почвам и т. п.

Лесные почвы обычно обладают большим  естественным плодородием, т. к. зольные  элементы и азот хвои и листьев  возвращаются в почву, в отличие  от почв полей, с которых часто  вывозят с урожаем всю надземную  часть растений. В лесу органический опад, накапливается в виде лесной подстилки на поверхности почвы и участвует в образовании гумуса: для корневой системы деревьев и кустарников опад часто служит средой обитания. Биологический круговорот еешрсте в лесных почвах отличается большой емкостью и интенсивностью обмена веществ.

В генезисе лесных почв большую роль играют лесные пожары, при которых  подстилка часто выгорает до минерального слоя, сгорают или сильно повреждаются поверхностные корневые системы  деревьев. Например, при устойчивых низовых пожарах ельники сгорают  полностью, а в сосняках и лиственничниках происходит отпад до 30 % по запасу, в зависимости от возраста и типа леса.

Почво- и водоохранная функции лесов определяют и особые направления почвообразования. Примеры тому - «Докучаевские бастионы» в Каменной степи Воронежской обл., Джаныбек - опорный пункт Института лесоведения РАН на границе Казахстана и Волгоградской обл.

С возрастом насаждений их взаимовлияние  с почвами меняется. В I классе возраста, в стадии жердняка, в почву поступает  обильный и плодородный опад. В перестойных насаждениях осины и ели на покровных и опесчаненных суглинках обнаруживается сильное уплотнение почвы, проявление подзолистого глееватого горизонта.

На тяжелых почвах сплошные рубки  хвойных лесов могут вызывать заболачивание. Разработаны многочисленные эмпирические регрессионные модели, показывающие зависимость класса бонитета насаждения и его запаса от содержания (или запаса) гумуса, азота, фосфора  и калия в почве.

Серые лесные почвы

Серые лесные почвы формируются в лесостепной зоне в условиях периодически-промывного водного режима под пологом широколиственных (дубовые с примесью липы, клёна, ясеня), смешанных (берёзовые с примесью пихты и сосны или сосново-берёзовые с примесью лиственницы) или мелколиственных (берёзовые с примесью осины) лесов с разнообразной и обильной травяной растительностью.

В целом, широко распространены в умеренном  поясе Северного полушария. Материнские породы представлены: в Европейской части России — лёссами, лёссовидными и покровными суглинками, иногда — моренными отложениями; в Западной и Восточной Сибири — преимущественно лёссовидными суглинками и глинами. Рельеф — волнистый, сильно и глубоко расчленённый водной эрозией в Европейской части; равнинный — в Западной Сибири; полого-увалистый, либо бугристый микро- и мезорельеф — в Восточной Сибири.

Химические свойства

Они характеризуются слабокислой  реакцией (рН 4,8—6), невысокой обменной (до 1 мг-экв.), но значительной гидролитической кислотностью (от 2 до 6 мг-экв. на 100 г), сумма обменных оснований 15—30 мг-экв., из них 80—90 % приходится на Са, степень насыщенности основаниями 80—85 %. Содержание гумуса в пахотном горизонте (0—20 см) колеблется от 2 до 6 %, а валовой запас — от 60 до 150 т на 1 га и с глубиной снижается более постепенно, чем в дерново-подзолистых почвах. Общее содержание азота в этих почвах 0,15—0,35 %, фосфора — 0,05—0,2 %, калия — 1,5—3 %, а валовой запас их в слое 0—20 см равняется соответственно 4,0—10; 1,5—6 и

В повышении урожаев сельскохозяйственных культур на серых лесных почвах ведущая  роль принадлежит азотным удобрениям, на втором месте по эффективности  стоят фосфорные удобрения, слабее действуют калийные, применение которых  необходимо под картофель, сахарную свеклу и для получения высоких  урожаев зерновых культур.

Генезис.

Изучение генезиса серых лесных почв связано в России с именами  В. В. Докучаева, С. И. Коржинского, В. И. Талиева, В. Р. Вильямса, И. В. Тюрина и других учёных. В. В. Докучаев (1883) считал, что серые лесные почвы сформировались как самостоятельный зональный тип под травянистыми широколиственными лесами (дубравами) лесостепной зоны. С. И Коржинский (1887) развил гипотезу об образовании серых лесных почв в результате деградации (ухудшения свойств) чернозёмов при воздействии на них леса.

В противоположность гипотезе С. И. Коржинского В. И. Талиев и П. Н. Крылов разработали теорию образования серых лесных почв в результате проградации (улучшения свойств) почв, ранее развивавшихся по подзолистому типу при смене биоклиматических условий. Близкое суждение об образовании серых лесных почв высказывал В. Р. Вильямс. Исследования И. В. Тюрина (1935) показали, что серые лесные почвы восточных районов европейской территории зоны образовались вследствие эволюции почв типа дерново-глеевых при изменении их водного режима в результате развития дренированности территории овражно-балочной сетью и речными долинами.

Все рассмотренные теории отражают возможные пути образования серых  лесных почв в разных физико-географический условиях, обеспечивающих формирование довольно хорошо гумисированного профиля с признаками оподзоленности. Современное понимание генезиса серых лесных почв заключается в том, что этот тип почв сформировался под преобладающим влиянием дернового процесса в сочетании со слабым развитием подзолистого процесса при участии лессиважа.

Морфология.

A0 — лесная подстилка, маломощная (до 3—5 см).

A1 — гумусовый горизонт серого  цвета, комковато-мелкозернистой  или комковато-зернисто-пылеватой  структуры, маломощный (15—30 см), густо  пронизан корнями растений, образующими  в верхней части дернину.

A1A2 — гумусово-элювиальный горизонт, светло-серого цвета, комковатой  или комковато-плитчатой структуры,  с обильной белёсой кремнезёмистой  присыпкой; в тёмно-серых лесных  почвах может отсутствовать.

BA2[2] — элювиально-иллювиальный  горизонт серовато-бурого или  серовато-коричневого цвета, мелкоореховатой структуры, поверхность отдельностей покрыта слоем кремнезёмистой присыпки.

B — иллювиальный горизонт, буровато-коричневого цвета, хорошо выраженной ореховатой или призмовидно-ореховатой структуры. Поверхность отдельностей покрыта тёмно-бурыми или тёмно-коричневыми глянцевидными плёнками органического или органоминерального состава. По степени выраженности названных признаков может подразделятся на горизонты B1 и B2.

BС(к) — переходный горизонт от иллювиального к материнской породе. Характеризуется меньшим количеством иллювиальных плёнок, менее чёткой структурой и меньшей плотностью, чем горизонт B. Часто присутствуют новообразования карбонатов в виде псевдомицелия, журавчиков, белоглазки и нечётких пятен.

Ск — материнская порода.

Классификация.

Согласно Классификации почв СССР 1977 года, тип серых лесных почв подразделяется на три подтипа:

• Светло-серые лесные: гумусовый горизонт маломощный — 15—20 см, светло-серого цвета, как и гумусово-элювиальный, отличающийся сланцеватой или плитчатой структурой; иллювиальный горизонт хорошо выражен, очень плотного сложения, ореховатой структуры. Содержание гумуса от 1,5—3 % до 5 %, в его составе преобладают фульвокислоты, что обусловливает кислую реакцию почв данного подтипа. В целом, по морфологическим признакам и свойствам близки к дерново-подзолистым почвам.
• Серые лесные: дерновый процесс выражен сильнее, а подзолистый — слабее, нежели в светло-серых. Гумусовый горизонт серого цвета, мощностью 25—30 см, содержание гумуса — от 3—4 % до 6—8 %, в его составе незначительно преобладают гуминовые кислоты. Почвенный раствор имеет кислую реакцию среды. Элювиально-иллювиальный горизонт может быть не выражен.
• Тёмно-серые лесные: среди серых лесных почв выделяется наиболее интенсивным дерновым процессом и наименее — подзолистым (кремнезёмистая присыпка необильная, иногда может вообще отсутствовать). Мощность гумусового горизонта — до 40 см, содержание гумуса — от 3,5—4 % до 8—9 %, гуминовые кислоты преобладают над фульвокислотами. Реакция среды — слабокислая. Характерно наличие новообразований кальция на глубине 120—150 см.

Выделяются  рода:

• Обычные
• Остаточно-карбонатные
• Контактно-луговатые
• Пестроцветные
• Со вторым гумусовым горизонтом

Разделение  на виды производится по:

• глубине вскипания

        высоковскипающие (выше 100 см)

•         глубоковскипающие (глубже 100 см)
• мощности гумусового горизонта (A1+A1A2)
•        мощные (>40 см)
•        среднемощные (40—20 см)
•        маломощные (<20 см)

От светло-серых к серым и  темно-серым почвам увеличиваются  мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, сумма обменных оснований  и степень насыщенности основаниями, уменьшается кислотность. Серые  лесные почвы обычно имеют невысокое  содержание усваиваемых соединений азота, подвижного фосфора и калия, но оно может сильно колебаться в  зависимости от степени окультуренности и предшествующей удобренности почвы.

Необходимо систематическое применение органических и минеральных удобрений, а на светло-серых почвах с кислой реакцией — также известкование. Эффективность минеральных удобрений  наиболее высокая в западных провинциях зоны и несколько ниже в центральном  и особенно восточном районах.

Сельскохозяйственное использование

Серые лесные почвы активно используются в сельском хозяйстве для выращивания  кормовых, зерновых и плодо-овощных культур. Для повышения плодородия применяют систематическое внесение органических и минеральных удобрений, травосеяние и постепенное углубление пахотного слоя. В связи со слабовыраженой способностью серых лесных почв к накоплению нитратов[4], азотные удобрения рекомендуется вносить в ранневесенний период.

Отличаются довольно высоким плодородием  и при правильном использовании  дают хорошие урожаи сельскохозяйственных культур. Особое внимание в зоне серых  лесных почв необходимо обратить на мероприятия  по борьбе с водной эрозией, так как  она охватила большие площади  пахотных земель. В некоторых провинциях эродированные в разной степени  почвы составляют 70-80% площади пашни. В результате недостаточного внесения органических удобрений содержание гумуса в пахотном слое серых лесных почв уменьшается. Для оптимального содержания гумуса должны вносится органические удобрения. Среднеежегодная доза – 10 т на 1 га пашни, что достигают использованием навоза, торфа, различных органических компостов, сидератов, соломы и других органических материалов.. Важным мероприятием при земледельческом использовании серых почв является известкование. При известковании нейтрализуется избыточная кислотность серых лесных почв и улучшается поступление питательных веществ в корни растений. Известь мобилизует фосфаты почвы, что приводит к увлечению доступного для растений фосфора; при внесении извести возрастает подвижность молибдена, усиливается микробиологическая деятельность, увеличивается уровень развития окислительных процессов, больше образуется гуматов кальция, улучшаются структура почв, качество растениеводческой продукции Большинство серых лесных почв содержит недостаточное количество усвояемых форм азота, фосфора и калия, поэтому применение минеральных удобрений является мощным фактором повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Существенное значение для повышения плодородия серых лесных почв имеет регулирование их водного режима.

Бурые Лесные почвы

Почвы этого типа образуются под  лиственными лесами в усло­виях влажного и мягкого океанического климата. По этой причи­не бурых лесных почв мало на равнинах континентальных облас­тей, но они широко распространены в западных областях Украи­ны (в Карпатах), Крыму, теплых и влажных районах Кавказа и на Дальнем Востоке.

Бурые лесные почвы занимают площадь  около 45 млн. га. На Дальнем Востоке  они залегают совместно с луговыми и лугово-болотными почвами, а в Закарпатье вместе с бурыми лесными почвами широкое распространение получили дерново-глеевые.

Факторы почвообразования. Горно-бурые  лесные почвы Прикарпатья формируются  в условиях влажного, умеренно теплого  климата с теплым и влажным  летом. Климат Дальнего Востока в  провинции бурых лесных почв носит  муссонный характер. Сред­негодовое количество осадков в Закарпатье составляет 800—1000 мм при испаряемости 600 мм, а на Дальнем Востоке —  со­ответственно 450—600 и 430—550 мм.

Характерным признаком в климатическом  отношении для рай­онов распространения бурых лесных почв является промывной тип водного режима. Теплое и влажное лето благоприятствует произрастанию широколиственных лесов. В Закарпатье бурые лесные почвы приурочены преимущественно к пологоувалистым предгорьям с высотами от 120 до 350 м.

Почвообразующие породы здесь представлены пестроцветными отложениями морских и континентальных рыхлых пород, де­лювиальными, пролювиальными и аллювиальными отложениями. Дальневосточные провинции расположены в обширных межгор­ных и предгорных равнинах со слаборасчлененным рельефом, который местами нарушается сопками. Почвообразующими поро­дами являются преимущественно суглинистые и глинистые элюви­ально-делювиальные и аллювиальные отложения.

Растительность в Прикарпатье  представлена широколиствен­ными буково-дубовыми, буково-грабовыми, дубовыми и дубово-ясеневыми лесами. Значительная часть их вырублена и заменена сельскохозяйственными угодьями. На Дальнем Востоке преобла­дают хвойно-широколиственные леса, где сосредоточены основные площади саянской ели, пихты, кедра, дуба, клена, липы и др. по­род. Избыточно увлажненные участки заняты лугово-болотной и болотной растительностью.

Формирование почв. Бурые лесные почвы формируются под широколиственными  лесами, опад которых богат кальцием. Ввиду этого, а также вследствие отсутствия сезонов переувлажнения, способствующих миграции железа, разрушение первичных мине­ралов характерно для бурых лесных почв. Более характерным для них является перераспределение тонкодисперсных минералов по профилю.

Профиль бурых лесных почв имеет  слабую внешнюю дифференцированность. Общее строение его следующее: гумусовый го­ризонт — серо-бурого цвета, комковатой структуры, мощностью 20—25 см, постепенно переходит в иллювиальный горизонт, кото­рый в верхней части ярко-коричнево-бурый, глинистый с комковато-ореховатой структурой; в нижней части структура становится более крупной, а коричневый оттенок уменьшается (цвет напоми­нает окраску породы), мощность горизонта 50—60 см.

В профиле бурых лесных почв довольно слабо и не всегда вы­ражены признаки подзолообразования. Несмотря на отсутствие карбонатов кальция, в профиле типичных бурых лесных почв ослабление признаков подзолообразования связано с биологичес­ким круговоротом веществ, протекающим в условиях широколист­венных лесов. В таких лесах с опадом возвращается в почву большое количество зольных элементов, в том числе солей каль­ция. В связи с этим разложение органических остатков протекает в среде, богатой основаниями, которые нейтрализуют образую­щиеся гуминовые кислоты и фульвокислоты. В травянистых лесах гумусированность верхних горизонтов в значительной степени связана с развитием дернового процесса почвообразования. В генезисе бурых лесных почв существенное значение имеет процесс лессиважа.

Характерным для образования бурых  лесных почв является оглеение — процесс образования вторичных глинистых минералов.

Этот процесс может осуществляться при непосредственном пре­вращении на месте нахождения первичных минералов  во вторич­ные под влиянием биохимических факторов, а также в результате процессов вторичного синтеза из продуктов минерализации орга­нических остатков. При оглеении в профиле почвы накапливают­ся ил, а также железо, алюминий, марганец, фосфор, магний, кальций и другие элементы.

В зависимости от особенностей почвообразования различают следующие подтипы  бурых лесных почв: бурые лесные типичные, бурые лесные оподзоленные, бурые лесные глеевые, бурые лесные оподзоленные глеевые.

В связи с фациальными особенностями  почвообразования ука­занные подтипы объединяются в три группы фациальных подти­пов: бурые лесные теплые карпатской и закарпатской фаций с теплым климатом и мягкой зимой; бурые лесные умеренно теп­лые северокавказской и восточно-кавказской фаций с умеренно теплым климатом и с умеренно мягкой зимой; бурые лесные глубокопромерзающие длительно-сезонно-мерзлотные дальневосточ­ной фации с муссонным климатом.

Разделение бурых лесных почв на роды связано с характером почвообразующих  пород (остаточно-карбонатные, красноцветные, каменисто-галечниковые). Деление на виды производится в зави­симости от содержания гумуса и мощности гумусового горизонта. Кроме того, оподзоленные подтипы почвы подразделяются по степени оподзоленности на слабо-, средне- и сильнооподзоленные виды, а глее­вые — на глеевые и глееватые.