Реферат: Почвообразовательные процессы в дерново подзолистых почвах

--PAGE_BREAK--Сложная и пространственно неоднородная история формирования, а также современный облик ландшафта послужили причиной того, что дерново-подзолистые почвы очень вариабельны по характеру выраженности отдельных свойств и их сочетаний друг с другом, что в них одновременно наблюдаются свойства, казалось бы по своей сути несовместимые, например высокая гумусность или высокое значение рН с сильной степенью подзолистостью.
Это сильно осложняет изучение дерново-подзолистых почв, выявление в них характера современных процессов почвообразования и их связи с внешними условиями, служит причиной противоречивости имеющихся выводов. Одни исследователи считают оподзоленность остаточным признаком, в то время как другие полагают, что процессы дифференциации профиля (лессиваж, кислотный гидролиз) продолжаются и в настоящее время (Подзолистые почвы, 1980).
Для морфологической характеристики дерново-подзолистой почвы приведём описание разреза из работы М. А. Бронниковой и В. О. Таргульяна (2005).
Разрез заложен в средней части пологого склона частного водораздела рек Незнайки и Ликовы, в 28 км к ЮЗ от г. Москвы по шоссе Москва-Киев, в 1,5 км к ЮЮВ от п. Мешково под залежным злаково-разнотравным лугом на покровном суглинке, подстилаемом сильно опесчаненной легкосуглинистой мореной с линзами песка.
Ар 0-24 см. Серо-палевый с мелкими охристыми и белесыми пятнами. Средний суглинок, структура плитчато-ореховатая, слабо уплотненный, сложение слоеватое. Копролитов немного. Встречаются мелкие черные марганцевые дробовины, примазки, охристые пятна, очень мелкие рыхлые стяжения железа. Граница слабоволнистая, переход резкий, хорошо выражена плужная подошва.
Е (фрагментарный) 26-36 см, языки до 73 см. Белесый с мелкими светло-охристыми пятнами. Легкий суглинок, структура плитчатая многопорядковая, пористый, уплотненный. Верхние грани плиток отличаются от нижних чуть большей отбеленностью. В нижней части горизонта на нижних гранях агрегатов появляются тонкие коричневато-бурые кутаны, покрытые скелетанами. Встречаются железистые конкреции. Граница языковатая, переход ясный.
EBt 24-50 (55) см. Неоднородный: сильно осветленные морфоны – среднесуглинистые, палево-бурые – тяжелосуглинистые. Поверхности агрегатов серовато-палевые, иногда слегка сизоватые, окраска внутрипедной массы (ВПМ) варьирует от палево-белесой до палево-бурой. Структура призмовидно-плитчатая, уплотненный. Поверхности агрегатов покрыты очень тонкими прерывистыми серовато-светло-коричневыми, бурыми глинистыми кутанами, поверх которых иногда залегают палево-белесые пылеватые кутаны. Граница волнистая, переход заметный.
Bt 50(55)-80 см. Светло-палевый с мелкими пятнами марганцевых примазок. Тяжелый суглинок, структура призмовидно-ореховатая, хорошо выраженная, прочный, плотный. Глянцевые сизовато-палево-коричневые глинистые кутаны и светло-коричневые пылевато-глинистые матовые или слабоглянцевые кутаны по вертикальным граням структурных отдельностей и магистральным трещинам. На горизонтальных поверхностях агрегатов кутаны, как правило, очень тонкие, фрагментарные. Иногда поверх глинистых лежат белесые пылеватые кутаны. Железисто-марганцевые мягкие и твердые конкреции, редкие включения гравия. Граница волнистая, переход заметный.
 В2tg 80-100 см. Палевый с мелкими черными пятнами железисто-марганцевых мягких конкреций, тонкими сизовато-коричневыми прожилками кутан внутриагрегатных пор и тонких корневых ходов. Тяжелый суглинок, структура плитчато-крупнопризматическая, очень плотный. Поверхности крупных агрегатов и трещин очень неравномерно покрыты светло-коричнево-сизыми, грязно-сизыми глинистыми кутанами, под которыми лежит оглееный сизый слой внутрипедной массы. На поверхностях более мелких агрегатов развиты очень тонкие коричнево-палевые глинистые кутаны, поверх которых часто залегают палево-белесые пылеватые кутаны. Ярко выражено оглеение вокруг покрытых кутанами внутриагрегатных пор. Обильны мелкие марганцевые стяжения и конкреции. Граница волнистая, переход заметный.
B3tg110-150 (155) см. Палевый с редкими мелкими охристыми пятнами, черными марганцевыми примазками, сизоватыми прожилками. Пылеватый тяжелый суглинок, структура массивная призматически-глыбистая с элементами горизонтальной делимости, очень плотный. Стенки крупных магистральных трещин и корневых ходов покрыты мощными (0,5-2 м) красновато-коричневыми, сизо-коричневыми, сизо-темно-серыми глинистыми кутанами. Интенсивность оглеения кутан нарастает вниз по профилю. Граница волнистая, переход резкий.
IIB4tgD 150 (155) – 195 см. Охристо-коричневый сильно опесчаненный легкий суглинок, бесструктурный с немногочисленными узкими магистральными трещинами, очень плотный. По отдельным крупным трещинам развиты серо-голубые интенсивно оглеенные глинистые кутаны, в межтрещинной массе довольно обильны сизовато-коричневые глинистые итеркаляции, темно-коричневые глинистые инфиллинги корневых ходов, окруженные оливково-серыми и светло-сизыми ореолами. Переход очень постепенный.
D 195-206 см. Красновато-темно-коричневый связанный песок, бесструктурный, плотный.
Дерново-подзолистые почвы относятся к текстурно-дифференцированным, имеют почвенный профиль с контрастными свойствами, а соответственно и ЭПП действующие в различных частях профиля весьма сильно различаются.
Следую триаде Докучаева-Герасимова: факторы-процессы-почвы можно сделать вывод, что формы проявления ЭПП в конкретных почвах будет целиком зависеть от агентов почвообразования. Рассмотрим кратко основные черты условий почвообразования зоны (устаревш. подзоны) дерново-подзолистых почв, определяющие направленность и выраженность тех или иных ЭПП.
Коэффициент увлажнения для зоны дерново-подзолистых почв колеблется от 1 до 1,33. Это приводит к тому, что баланс влаги во всех почвах положительный, что приводит к ежегодному промачиванию почвенных профилей. Происходит практически повсеместное смыкание инфильтрующихся почвенных растворов через почвенно-грунтовую толщу с грунтовыми водами. Промывание приводит к развитию ЭПП связанных с выщелачиванием солей, миграцией вещества в форме истинных растворов, коллоидных систем и механических взвесей. В то же время с влагой передаётся и тепловая энергия, а также спора и пыльца растений. Передвижения влаги в почвенном профиле приводят не только к тотальному выносу вещества, но и к его накоплению на геохимических барьерах. Чаще всего это механические и сорбционные барьеры в нижних участках почвенных профилей.
Поступление влаги в почвенный профиль дерново-подзолистых почв происходит неравномерно в течение года, а с максимумом весной. Происходит застаивание влаги и снижении ОВП. Поэтому развиваются процессы, связанные с оглеением. Но снижение ОВП кратковременно, затем среда обогащается окислителями и мобилизованные в подвижные формы при оглеение соединения выпадают в осадок.
Почвы зоны подвергаются ежегодному промерзанию, кратковременному в западных провинциях и длительному в восточных. Сезонная мерзлота развивается в верхней части профиля. Становятся возможными процессы, связанные с криогенным подтягиванием почвенных растворов, но на фоне ежегодного заполнения порового пространства влагой эти микропроцессы не оставляют следов. Воды при замерзании расширяется на 11%, поэтому возможно криогенное оструктуривание. При промораживании гумусовые кислоты становятся более подвижными. Сезонная мерзлота является водоупором для талых вод, благодаря его наличию ландшафт весьма эффективно сбрасывает избытки влаги.
Распространенные в южной тайге покровные суглинки дают вертикальную делимость, что определяет геометрию порового пространства текстурных горизонтов дерново-подзолистых почв — горизонтально ориентированные трещины разного порядка и особенности локализации продуктов педогенеза в поровом пространстве. Почвообразовательный макропроцесс приводит к формированию в кровле покровных суглинков облегченного верхнего горизонта, имеющего резко иную геометрию пор, преобладают изометричной формы вытянутые в каналы.
В генезисе дерново-подзолистых почв Восточно-Европейской равнины большую роль играют ветровальные нарушения верхних горизонтов. Основной лесообразующей породой является Picea abies – дерево, развивающее приповерхностную корневую систему и вырастающее в высоту до 30 метров. В итоге в старогенеративной и сенильной фазе деревья становятся малоустойчивыми перед сильными порывами ветра, при этом ствол ещё мало подвержен гнилям. Протекает естественная смена поколений и механизм выпадения Picea abies – ветровал. Происходит оборачивание почвенной массы. По оценкам И. И. Васенёва и В. О. Таргульяна (1995) и Скворцовой Е. Б. и др. (1983) процессы этот для европейской южной тайги весьма характерный и за время своего формирования почвы прошли через неоднократные турбации.
В Западной Сибири в южной тайге наиболее распространенной лесообразующей породой является пихта. Смоляных ходов в древесине нет, поэтому пихта в раннем возрасте подвергается заболеванию гнилями, что ослабляет прочность ствола, которые становится непрочным, следовательно, механизм выпадения пихты из древостоя – ветролом. Как отмечает А. Г. Дюкарев (2005) ветровалы характерны лишь для наиболее гидроморфных почв, где корневая система сосредотачивается в лесной подстилке.
Такая разница в биогеоценотической жизни эдификаторов не могла не вызвать различия в свойствах дерново-подзолистых европейских и сибирских. Возможно, характерная языковатая нижняя граница горизонта EBt европейских почв обусловлена оборачиванием почвенной массы сопровождающейся разрыхлением и активизацией процессов партлювации и лессиважа приводящих к формированию глубоких пылеватых языков (заклинков). К тому же при вывале происходит выдирание вертикально заглубленных корней и вместе с ними на поверхность выносятся прицепившиеся кусочки текстурного горизонта. Его место заполняется массой элювиального горизонта, и формируются языки.
Основные ЭПП получившие развитие в дерново-подзолистых почвах сведены в нижеприведенную таблицу 2.

Таблица 2
ЭПП дерново-подзолистых почв (Элементарные…, 1992)
Группы
ЭПП
Метаморфизм
органического
 вещества
Мета-морфизм минера-льного
вещест-ва
Острук-турива-
ние
почвен-
ной
массы
Пе-
до-
тур-
ба-
ции
Миграции вещества
ЭПП
Пос-
туп-
ление
Транс-
формация
Гумификация
Минера-лизация
Гумусовая миграция
Трансформация глинистых минералов
Разрушение силикатов
коагуляционное
биогенное
компрессивно-гидротермическое
биогенные
солевая
кальциевая
десиликация
Al-Fe гумусовая
глеевая
Партлювация
Лессиваж
органических остатков
органических остатков
гумуса
поверхностное
внутрипочвенное
биогенная
Дерно-во-подзо-листая почва
в2
в3
в2
в2
с3
с3
с3
с2
в2
с2
с2
с2
с3
о3
о3
с2
с3
о2
в2
   
Примечание — в – ведущие (интенсивность: 1 – высоко интенсивные, 2 – средне, 3 – малой интенсивности); с – сопряженные; о – фоновые.
На основании оценки генетической роли конкретного ЭПП в формировании профиля они делятся на:
Ведущие ЭПП – создают основные диагностические свойства (горизонты, серию горизонтов) данной группы почв, являясь общими для всей группы.
Сопряженные ЭПП – это процессы «спутники» ведущих ЭПП, определяющие степень проявления последних.
Фоновые ЭПП – это обязательные процессы для той или иной общности почв, обусловленные главным образом макробиоклиматическими и литологическими условиями их формирования. Они создают определенный тип геохимической обстановки в почвенном профиле, т. е. условия для появления определенных наборов ведущих и сопряженных ЭПП в каждой данной генетической группе почв.
Из таблицы следует, что наряду с поверхностным поступлением растительных остатков, некоторая их часть поступает благодаря развитию травяного яруса, особенно на ранних сукцессионных стадиях восстановления климаксовых экосистем. Биогенная трансформация остатков и их минерализация в зависимости от биоклиматических условий и условий местного перераспределения влаги приводит к формированию подстилки различной мощности. А более или менее активные процессы гумификации способствуют формированию горизонтов накопления мюллевого гумуса. Активная минерально-гумусовая миграция и частичная иммобилизация этих веществ приводят к формированию субгоризонтов ELhf; часть их выносится за пределы профиля.
Органические кислоты, поступающие из подстилки способствуют разрушению первичных, а также вторичных силикатов, к трансформации глинистых минералов и десиликации из верхних горизонтов, что вместе с активным лессиважем формирует элювиальные горизонты EL. В весенние сезоны, когда почвы переувлажнены, сюда добавляется элювиально-глеевый процесс, а также связанная с ним окислительная сегрегация – формирование конкреций. В иллювиальных горизонтах Bt получают развитие «иммобилизационные» этапы указанных процессов, а также признаки партлювации в виде многочисленных песчано-пылеватых кутан.
Непременным атрибутом формирования этих почв являются процессы комрессионно-гидротермического, биогенного и коагуляционного оструктуривания, которые создают сложную многопорядковую структурную организацию. К фоновым процессам можно отнести выщелачивание (кальциевая миграция) и вынос солей, поступающих из атмосферы, а также партлювацию. К процессам, которые могут проявляться, а могут не проявляться относятся дезинтеграция и глинообразование (на субстратах с «резервом выветривания» первичных минералов), а также карбонатная сегрегация (Элементарные…, 1992).
3. Краткая характеристика ЭПП дерново-подзолистых почв
В этой главе остановимся на краткой характеристике основных ЭПП участвующих в формировании профиля дерново-подзолистых почв.
Метаморфизм органического вещества.
Разнообразие процессов метаморфизма органического вещества, различная их интенсивность и сочетания с другими группами ЭПП формируют многообразие реальных органопрофилей почв.
1) Поступление органических остатков.
Процесс автохтонного и аллохтонного поступления органического вещества на поверхность почвы или в почву в виде растительных и животных остатков (надземных, подземных), экскрементов животных, хитиновых покровов насекомых. Ежегодно с опадом поступает около 55 ц/га (Родин, Базилевич, 1965; Ершов Ю. И., 2004).
2) Трансформация растительных остатков и их гумификация.
Процесс, складывающийся из множества физических (механическое измельчение), химических (окисление), фотохимических (разложение под действием солнечного света) и прежде всего биохимических (ферментативное расщепление биополимеров) реакций (Элементарные…, 1992). Достаточное количество солнечной радиации, режим увлажнения, растительный покров, богатый видовой состав почвенной микрофлоры, её относительно высокая биохимическая активность в течение довольно продолжительного периода биологической активности способствуют более глубокой трансформации растительных остатков, чем, например, в подзолистых почвах. Но, всё же, распад растительных остатков не заходит слишком глубоко. Крупные фрагменты лигнина, белков, полисахаридов, пигментов путем карбоксилирования и деметоксилирования постепенно трансформируются в гумусовые кислоты (Орлов Д. С. и др., 2005).
3) Минерализация органического вещества.
Процесс минерализации — это комплекс физико-химических и биохимических окислительно-восстановительных микропроцессов, приводящих к полному разложения органического материала и собственно гумусовых веществ до конечных продуктов окисления – оксидов и солей.
4) Комплексообразование и миграция продуктов гумификации.
Это процессы взаимодействия образующихся при гумификации органических кислот специфической (гумусовой) природы и неспецифических соединений с минеральной частью почвы, приводящие к её частичной или полной мобилизации. Так, например, Иванилова С. В. (2007) обнаружила корреляционную связь между содержанием водорастворимых соединений некоторых химических элементов (Fe, Mn, Zn, K, Na, Si, Al) с соединениями фенольной природы, что указывают на возможность их совместной миграции. При этом основным фактором максимального действия для содержания водорастворимых форм изученных металлов и фенолов является степень разложенности опада в подгоризонтах подстилки и положением в ландшафте.
    продолжение
--PAGE_BREAK--