Черноземы

Так, под действием дернового  и подзолообразовательного процессов образуются дерново-подзолистые почвы (Дерново-подзолистые почвы …).

Разделение целинных дерново-подзолистых  почв на виды производится по мощности гумусового горизонта:

- слабодерновые — A₁<10 см;

- среднедерновые — A₁ 10-15 см;

- глубокодерновые — A₁ более 15 см.

По глубине нижней границы подзолистого горизонта выделяются:

- поверхностно-подзолистые <10 см;

- мелкоподзолистые — 10-20 см;

- неглубокоподзолистые — 20-30 см;

- глубокоподзолистые — более 30 см.

Деление пахотных дерново-подзолистых  почв на виды несколько отличается от целинных.

По мощности подзолистого горизонта:

- дерново-слабоподзолистые — горизонт А₂ отсутствует либо выражен в виде пятен;

 - мелкоподзолистые — А₂ <10 см;

- неглубоко-подзолистые — А₂ — 10-20 см;

- глубокоподзолистые — А₂ более 20 см.

По мощности пахотного слоя:

- мелкопахотные (Апах <20 см);

- среднепахотные (Апах + А₁ 20-30 см);

- глубокопахотные (Апах + А₁ более 30 см).

Среди дерново-подзолистых почв, развитых на глинистых и суглинистых почвообразующих  породах, встречаются, как вид, поверхностно-слабоглееватые почвы, в которых во влажные годы проявляется избыток влаги, а  в сухие они лучше обеспечивают влагой сельскохозяйственные культуры.

По степени  эродированности дерново-подзолистые  почвы делятся на:

- слабосмытые — вспашкой затронута верхняя часть горизонта А₂В, поверхность почвы осветлена, с буроватым оттенком, залегают на склонах до 3°;

- среднесмытые — запахан горизонт А₂В и В₁ цвет пашни бурый, залегают на склонах 3-5°;

- сильносмытые — распахан горизонт В₂, признаки подзолистости в профиле не видны, залегают на склонах крутизной более 5°. 
По мере увеличения мощности гумусового и пахотного слоев плодородие почв возрастает, а с увеличением мощности подзолистого горизонта и степени смытости — существенно снижается (Н.Я. Коротаев, 1962).

     

2.2. Строение почвенного профиля

 

Профиль почв имеет следующее морфологическое строение:

А₀ — лесная подстилка бурых или коричневых

тонов, состоящая  из растительных остатков различной  степени разложения, при мощности более 7 см разделяется на два-три  подгоризонта;

A₀A₁ — переходный органоминеральный горизонт, содержащий значительное количество как минеральных частиц, так и полуразложившихся органических остатков;

 А₁ — гумусовой горизонт мощностью от 3 до 20 см и более, серый или белесо-темно-серый, комковато-порошистой или порошистой структуры, рыхлый;

А₁А₂ — переходный, неравномерно окрашенный горизонт: участки с серым и белесо-серым окрашиванием чередуются с участками, окрашенными в буроватые и палевые тона; структура комковато-порошистая, заметна горизонтальная делимость;

А₂ — подзолистый горизонт, белесовато-светло-серый, иногда с легким палевым оттенком; структура плитчатая с заметной тонкой чешуйчатостью или листоватостью, в песчаных почвах часто бесструктурен;

А₂В — переходный горизонт мощностью 10-20 см, буровато-белесый, непрочной комковато-мелкоореховатой структуры, содержит обильную белесую присыпку, встречаются языки горизонта А₂;

В — иллювиальный горизонт, самый плотный в профиле, бурый, коричнево-бурый или красно-бурый, ореховатой, ореховато-призматической структуры, может подразделяться на подгоризонты (B₁, В₂, В₃), в каждом из которых становится менее интенсивным окрашивание, более грубой и крупной структура, меньшей плотность;

ВС —  переходный, светло-бурых, светло-коричневых тонов, глыбистой или глыбисто-призматической структуры, постепенно переходит в  не измененную почвообразованием породу — горизонт С;

Дерново-подзолистые почвы имеют  кислую реакцию по всему профилю, высокую (20-70%) ненасыщенность основаниями. Содержание гумуса может достигать 7-9%, но падение его содержания с глубиной очень резкое, а в составе гумуса преобладают фульвокислоты. Верхние горизонты дерново-подзолистых почв обеднены полуторными окислами и обогащены кремнеземом (Н.Я. Коротаев, 1962)

 

2.3. Состав и свойства дерново-подзолистых  почв 

 

2.3.1. Гранулометрический состав

 

Гранулометрический  состав варьирует от песчаного (2...10% физической глины) до глинистого (60...80 % физической глины). Значительное содержание пылеватой фракции (иногда до 40...60 % и более в почвах Зауралья, Западной и Восточной Сибири) способствует уплотнению пахотного горизонта. Структура почвенных агрегатов непрочная (водопрочных агрегатов в Апах всего 20...40 %). Профиль почв резко дифференцирован по валовому составу: повышенное содержание кремнезема в верхних элювиальных горизонтах, особенно в А₂(70...95 %), и накопление в иллювиальном горизонте илистых частиц, физической глины, полуторных оксидов. Реакция почв колеблется от сильнокислой (рНсол 3,5...4,5) до слабокислой (рНсол 5,5...6,0). Степень насыщенности обменными катионами (основаниями) колеблется от 40 до 80...90 %. Наиболее кислая реакция в горизонтах А₀ и А₂, причем наименьшая в А₂. В составе обменных катионов присутствуют в основном водород, кальций и магний. Из-за развития дернового процесса отмечается заметное накопление в горизонте А₁ кальция. Гидролитическая кислотность в почвах колеблется от 0,7 до 15 мг - экв/100 г почвы, емкость поглощения — от 5...10 до 15...25, а иногда и до 30...35 мг • экв/100 г почвы в зависимости от содержания гумуса и физической глины. Содержание гумуса в сибирских почвах колеблется от 1 до 14 % в горизонте А₁. В тяжелых почвах отношение Сгк: Сфк = 0,1...0,8; преобладают формы, связанные с R2О3. В почвах восточноевропейской части таежно-лесной зоны в горизонте А₁ содержание гумуса колеблется от 1...4 до 4...7 %; состав его гуматно-фульватный (Сгк : Сфк = 0,6...0,9), а в других горизонтах отношение Сгк: Сфк падает до 0,5...0,03. Фульвокислоты представлены главным образом агрессивными фракциями, способными разлагать минералы, а бурые гумусовые кислоты связаны преимущественно с несиликатными формами полуторных оксидов, поэтому через некоторое время почвы становятся кислыми даже после известкования. В почвах северо-восточной зоны европейской части России в горизонте А₁ содержится 3...5 % гумуса; заметна сильная подвижность полуторных оксидов в форме фульватов и в меньшей степени в форме гуматов; фульваты железа и алюминия в горизонте В полимеризуются. Количество гумуса резко снижается с глубиной до 0,5...0,1 % в горизонте А₂ в почвах всех областей зоны (Почвы зоны ...) .

 

 

Таблица 4. Агрегатный состав дерново-подзолистых почв Пермской области (Дьяков В.П., 1989)

Горизонт, глубина образца, см	Диаметр агрегатов, мм, количество, %						Сумма частиц, мм		Коэффициент структурности, %
	5	5-3	3-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	<0.25	>0.25
Юсьвинский район, колхоз «Совет», д.Н. Волпа Дерново-слабоподзолистая среднесуглинистая, разрез 1
Ап, 0-24	-	1,2	3,6	6,1	10,2	19,1	59,7	40,3	61,5
А2В1, 24-35	-	0,7	3,1	6,6	8,4	10,1	71,1	28,9	40,6
Дерново-мелкоподзолистая среднесуглинистая, разрез 1
Ап 0-22	-	0,3	1,7	4,9	10,7	15,2	67,2	32,8	48,8
А2 22-32	-	0,5	3,1	3,8	8,8	14,5	69,3	30,7	44,4
Краснокамский район, совхоз «Краснокамский», д. Стряпунята Дерново-слабоподзолистая тяжелосуглинистая, разрез 3
Ап 0-32	75,0 -	6,5 5,2	4,2 2,2	4,5 12,0	27,0 17,2	3,5 10,4	3,5 55,8	96,5 44,2	156 79
В1 55-65	66,8 -	19,7 3,6	10,2 5,1	5,0 9,1	0,8 9,6	0,3 15,3	0,2 57,3	99,8 42,7	148 74
Дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая, разрез 2
Ап 0-24	20,6 -	12,3 7,0	15,2 0,8	24,1 2,0	7,0 4,4	6,3 16,4	14,5 69,4	85,5 30,6	390 44
В1 35-45	59,6 -	13,5 0,4	7,5 1,4	7,1 5,6	3,4 10,8	3,6 16,3	5,3 65,5	94,7 34,5	230 52
Дерново-неглубокоподзолистая тяжелосуглинистая, разрез 1
Ап 0-23	38,7 -	8,2 0,2	8,2 1,2	13,5 4,8	8,1 6,2	7,1 11,8	15,2 75,8	84,5 24,2	220 31
А2 23-30	43,8 -	9,8 3,4	8,7 1,4	12,3 6,2	6,7 9,6	5,2 14,0	13,5 65,4	86,5 34,6	220 52

Агрегатное  состояние почв неудовлетворительное, указывает на их способность образовывать корку, крупные комки. Коэффициенты структурности при сухом просеивании  высокие. Мокрый рассев выявляет резкое снижение содержания агрономически  ценных агрегатов крупнее 0,25 мм и  их водопрочности.

2.3.2. 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 на 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 (Н.Я. Костырев, 1962).

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 ионов 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 выщелоченных 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 (Н. Я. Коротаев, 1962).

 

2.3.3. Минералогический состав

 

Минеральная часть составляет 90—99% массы твердой фазы почв и  имеет сложный минералогический состав. Она представлена кристаллическими кремнекислородными и алюмокремнекислородными (или силикатными и алюмосиликатными) минералами, аморфными и кристаллическими гидроксидами алюминия, железа и кремния, а также различными нерастворимыми минеральными солями. Наиболее распространен  в почве первичный силикатный минерал кварц (SiO₂, двуокись кремния). Содержание его во всех почвах превышает 60%, а в легких песчаных достигает 90% и более. Кварц характеризуется большой механической прочностью и устойчивостью к химическому выветриванию, он не участвует в химических реакциях в почве. Из первичных алюмосиликатных минералов в почве широко распространены калиевые и натрий-калиевые полевые шпаты, в меньшей степени — калийная и железисто-магнезиальные слюды. Постепенно разрушаясь, эти минералы служат источником калия, кальция, магния и железа для растений. Первичные минералы — кварц, шпаты и слюды — обычно присутствуют в почве в виде частиц песка и пыли. Вторичные, или глинистые, минералы образуются при изменении полевых шпатов и слюд в процессе выветривания и почвообразования. Они находятся в почве главным образом в виде мелкодисперсных илистых и коллоидных частиц и обладают большой суммарной поверхностью и поглотительной способностью. По строению кристаллической решетки, степени дисперсности и другим свойствам глинистые минералы объединяют в три группы:  
-каолинитовую;  
-монтмориллонитовую;  
-гидрослюд.