CC BY
29
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫЕ ПОЧВЫ
БАССЕЙНА РЕКИ СУДОГДЫ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ
И ИХ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ
Т.А. Трифонова, Е.П. Быкова, Н.В. Орешникова, Н.П. Матекина, Н.В. Мищенко
Изучены дерново-подзолистые почвы бассейна р. Судогды Владимирской обл. и их биологическая продуктивность. Слабое развитие подзолистого процесса и его морфологическая невыраженность обусловлены низкой влажностью почв, что связано с особенностями почвообразующих пород. Невысокие запасы надземной фитомассы объясняются составом растительности, произрастающей на данной территории, и косвенно подтверждают влияние низкого содержания влаги в почвах.
Ключевые слова: география почв, генезис, морфология почв, биопродуктивность.
Введение
Дерново-подзолистые почвы занимают 23,7% площади Нечерноземной зоны России. В связи с разнообразием природных условий территории страны в разных частях ареала данные почвы имеют своеобразные черты, углубленное изучение которых необходимо для правильной генетической диагностики и дифференцированного использования [3].
Почвенный покров бассейнов малых рек Владимирской обл. изучен слабо. Лишь на незначительную часть их территории составлены крупномасштабные почвенные карты. Известно, что основу здесь составляют дерново-подзолистые почвы, формирующиеся на разных почвообразующих породах. Цель настоящей работы — изучение дерново-подзолистых почв бассейна р. Судогды и оценка их биологической продуктивности. Полевые работы проводили летом 2007 и 2008 гг. Анализ полученных результатов и материалы предшествующих исследователей [6] позволяют полнее охарактеризовать генезис и свойства почв этой территории.
Объекты и методы исследования
Судогда — правый приток Клязьмы — берет начало у дер. Лазаревка и протекает по северовосточной границе Мещерской низменности, которая представляет собой плоскую равнину с высотой междуречий 120—160 м и глубиной вреза крупных долин 20—30 м. Генетически она представлена участками среднечетвертичных речных террас и водно-ледниковых равнин возраста московского оледенения. С геологической точки зрения, Судогодский район — плоская водно-ледниковая равнина, границы которой проходят по западным склонам Окско-Цнинского вала. Он имеет слабый уклон на запад; здесь же проходит водораздел между реками Судогдой и Колпью. Климат умеренно
континентальный. Около 50% территории бассейна реки занято лесами. Среди растительных ассоциаций на первое место выходят смешанные леса с преобладанием трех пород: сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), ели обыкновенной (Picea abies (L.) Karst.) и березы (Betula pendula Roth) в верхнем ярусе. Леса имеют хорошо развитый подлесок и богатый набор травянистых растений, среди которых много охраняемых видов (например, венерин башмачок (Cypripedium calceolus L.) [5]).
Полевые исследования проводили на водораздельных пространствах с небольшими уклонами (менее 10°), залегающими на глубине более 3 м грунтовыми водами и зональными почвами, формирующимися на фоне промывного типа водного режима, а также на первых надпойменных террасах. На каждом из перечисленных элементов рельефа были заложены почвенные разрезы, отобраны образцы, в которых впоследствии определяли: рНн2о, рНкс1 (потенциометрический метод); содержание гумуса (метод Тюрина в модификации Никитина); сумму обменных оснований (метод Каппена-Гиль-ковица); гидролитическую кислотность; степень насыщенности основаниями; подвижные формы фосфора и калия (по Кирсанову); гранулометрический состав (метод пипетки Качинского с пробоподго-товкой пирофосфатным методом); СО2 карбонатов в почвах, водный рН которых находится в щелочной области; состав надземной фитомассы по укосам с площадок 1x1 м2 в районе взятия образцов почв; биологическую продуктивность и зольность надземной фитомассы.
Результаты и их обсуждение
Согласно почвенно-географическому районированию центральной и восточной частей Европейской России, исследуемая территория расположена в бореальном поясе дерново-подзолистых почв
южной таиги среднерусской провинции дерново-подзолистых среднегумусированных почв. Известно, что, в отличие от более западных провинций, профиль дерново-подзолистых почв южной тайги должен быть более четко дифференцирован по элювиально-иллювиальному типу [4]. В период экспедиционных работ нами было отмечено, что морфологически дерново-подзолистые почвы бассейна р. Судогды дифференцированы слабо, причем данное утверждение верно для почв, сформированных как на покровных суглинках, так и на песках. Сплошной подзолистый горизонт здесь не обнаружен, поэтому данные почвы мы отнесли к виду слабоподзолистых [1]. Ниже приведены описания типичных разрезов, сформированных на различных почвообразующих породах.
Слабодерновая мелкоподзолистая слабодиффе-ренцированная рыхлопесчаная почва на песчаных отложениях (разр. 1.06.08). Заложен в сосновом лесу восточнее пос. Красное Эхо (Гусь-Хрустальный р-н). Лес: сосна обыкновенная; подлесок: черемуха птичья (Padus avium Mill.) + рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia L.) + малина обыкновенная (Rubus idae-us L.); напочвенный покров: сныть обыкновенная (Aegopodium podagraria L.), крапива двудомная (Urtica dioica L.), щитовник мужской (Dryopteris filix-mas (L.) Schott), костяника каменистая (Rubus sa-xatilis L.), лапчатка гусиная (Potentilla anserina L.). Относительная высота — 155 м над ур. м. Общий характер рельефа равнинный. Микрорельеф — кочки, кротовины (биогенное происхождение).
АО 0—3 см — лесная подстилка: хорошо разложившиеся органические остатки, бесструктурная, переход по количеству корней; А 3—19 см — свежий, темно-бурый, супесчаный, комковато-зернистый, рыхлый, много корней деревьев, граница неровная; AB 19—21 см — влажный, светло-серо-бурый, неоднородный, супесчаный, комковато-зернистый, уплотненный, корни, ходы животных, граница перехода неровная; В 21—32 см — влажный, светло-желтовато-серый, супесчаный, мелкокомковатый, слабоуплотненный, пятна ожелезнения, корни встречаются редко; ВС1 32—46 см — влажный, светло-серо-желтый, супесчаный, мелкокомковатый, уплотненный, ржавые пятна, переход по плотности; ВС2 46—80 см — влажный, светло-серый, песчаный, уплотненный, бесструктурный, изобильные ржавые пятна, встречаются включения гальки.
Слабодерновая мелкоподзолистая слабодиффе-ренцированная супесчаная почва на карбонатных породах (разр. 7.06.08). Район Гусь-Хрустальный, исток р. Судогды. Разрез заложен в сосновом лесу, в 200 м на запад от дороги Гусь-Златково, в 3 км от дер. Лесниково (левый берег), в 100 м от Дю-кинского карьера. Общий рельеф пологоравнинный
А1А2 6-11 см
В1 11-23 см
В2 23-40 см
с уклоном на северо-запад примерно 1—2°, микрорельеф представлен пологими моховыми кочками. Сосняк зеленомошный с подлеском из рябины обыкновенной, можжевельника (Juniperus communis L.), малины обыкновенной; напочвенный покров: черника (Vaccinium myrtillus L.), сныть обыкновенная. Относительная высота — 150 м над ур. м.
АО 0—6 см — подстилка, хорошо разложившие-
ся органические остатки, бесструктурная, густо пронизана корнями растений, переход по цвету и количеству корней;
— свежий, серо-белесо-бурый, супесчаный, рыхлый, переход по цвету, плотности, корням;
— свежий, буровато-серый, светлые разводы, слабо уплотнен, супесчаный, структура непрочно-мелкокомковатая, включения железа, переход по цвету;
— влажный, рыжевато-бурый, бесструктурный, супесчаный, затеки гумуса и ржавых пятен по крупным корням, граница нечеткая;
ВС1 40—60 см — влажный, светло-рыжевато-бурый песок, бесструктурный, линзовид-ные включения глинистого материала и небольшого количества корней;
ВС2 60 см и глубже — влажный песок с ожелезненным суглинистым материалом, слабо уплотнен, небольшое количество включений камней.
Морфологические описания почвенных профилей свидетельствуют об их внешнем сходстве, несмотря на различия в почвообразующих породах. В почвах, сформированных на однородных песках, оподзоливание выражено слабо и может проявляться лишь в появлении осветленных пятен в верхних горизонтах. То же можно сказать и о дерново-подзолистых почвах, сформированных под воздействием близко залегающих карбонатных пород, слагающих Окско-Цнинский вал, на отложениях более тяжелого гранулометрического состава. Карбонатные почвообразующие породы, обладающие трещи-новатостью, обилием пустот и высокой водопроницаемостью, в сочетании с климатическими особенностями, заключающимися в небольшом количестве осадков, делают дерново-подзолистые почвы относительно сухими. Это обстоятельство сглаживают различия между почвами, сформированными на песках и суглинках, и делают оподзоливание морфологически слабо заметным, придавая им схожий своеобразный морфологический облик. Одной из отличительных черт морфологического строения дерново-подзолистых почв бассейна р. Судогды является наличие в почвенном профиле остаточных признаков гидроморфизма в виде ржавых и сизых пятен, что обусловлено, по-видимому, некогда су-
Таблица 1
Результаты гранулометрического анализа
Горизонт Содержание фракций, % Название почвы по гранулометрическому составу
1-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 < 0,001 > 0,01 < 0,01
Разр. 1.06.08. Слабодерновая мелкоподзолистая слабодифференцированная рыхлопесчаная почва на песчаных отложениях
А1А2 53,62 43,59 1,92 0,74 0,13 - 99,13 0,87 песок рыхлый
В1 56,14 41,39 0,09 0,003 0,58 1,79 97,62 2,38 то же
В2 65,88 30,43 0,80 0,95 1,05 0,89 97,11 2,89
ВС1 73,28 23,63 0,26 1,96 0,76 0,11 97,17 2,83
С 67,39 30,27 1,63 0,08 0,37 0,26 99,29 0,71
Разр. 6.06.08. Среднедерновая неглубокоподзолистая старопахотная рыхлопесчаная почва на песчаных отложениях
Аё (старопахотная) 70,17 24,58 4,25 0,43 0,27 0,30 99,00 1,00 песок рыхлый
АВ 63,69 26,90 6,17 2,92 0,27 0,05 96,76 3,24 то же
В1 72,27 19,73 2,42 3,22 1,87 0,49 94,42 5,58 песок связанный
ВС 62,61 32,51 2,08 0,82 1,69 0,29 97,20 2,80 песок рыхлый
С 84,66 13,10 1,49 0,23 0,03 0,49 99,25 0,75 то же
ществовавшим на территории Владимирской обл. поемным режимом.
По результатам гранулометрического анализа (табл. 1), почвы бассейна р. Судогды характеризуются как рыхлопесчаные с абсолютным преобладанием фракции крупного песка, процентное со-
держание которой колеблется в интервале от 90 до 99%. Данные гранулометрического анализа подтверждают слабую дифференциацию профилей почв по содержанию ила и физической глины.
Для дерново-подзолистых почв бассейна р. Су-догды, как на покровных суглинках, так и на пес-
Таблица 2
Химическая характеристика почв бассейна р. Судогды
Почва, разрез Горизонт, Глубина, см рНвод рНсол Гумус, % Гидролитическая кислотность, мг • экв/100 г Са + ме, мг • экв/100 г Степень насыщенности основаниями, % К2О, мг/100 г Р2О5, мг/100 г
Слабодерновая мелкоподзолистая слабо-дифференцированная рыхлопесчаная почва на песчаных отложениях (разр. 1.06.08) А0 0-6
А1А2 6-11 4,43 3,78 2,44 7,41 1,40 15,89 следы 0,25
В1 11-23 4,38 4,11 0,78 4,52 нет ненасыщ. 1,25 1,50
В2 23-40 4,97 4,60 0,24 1,94 0,32 14,15 следы 0,50
ВС1 40-60 4,87 4,58 0,49 1,82 0,32 14,95 следы 2,25
ВС2 60 и глубже 4,97 4,89 0,38 1,28 нет ненасыщ. следы 0,50
Среднедерновая не-глубокоподзолистая старопахотная рых-лопесчаная на песчаных отложениях (разр. 6.06.08) Аё (старопахотный) 0-16 6,07 5,90 3,97 1,82 1,09 37,45 4,50 следы
АВ 16-25 6,05 5,88 0,78 1,15 0,50 30,30 1,50 0,25
В1 25-57 6,04 5,67 0,31 1,23 0,32 20,65 1,25 0,25
В2 прослои 5,80 5,35 0,34 0,91 0,32 26,02 1,00 1,00
ВС 57-90 5,88 5,46 0,18 1,13 0,32 22,07 следы 2,75
Слабодерновая мелкоподзолистая слабо-дифференцированная супесчаная на карбонатных породах (разр. 7.07.08) А0 1-3
А1А2 3-7 5,56 5,42 4,16 1,53 0,70 31,39 5,00 0,25
В1 7-17 5,64 5,35 1,38 2,07 нет ненасыщ. 2,75 1,75
В2 17-37 5,63 4,98 0,26 1,56 0,28 15,30 следы 5,50
ВС 37 и глубже 5,50 4,65 0,21 1,28 0,21 14,04 следы следы
ках, свойственна сильнокислая и кислая реакция среды (табл. 2). Значения рН большинства почв незначительно варьируют по профилю (с глубиной несколько увеличиваются). Отметим, что в старопахотных почвах значения рН выше, чем под лесом. Содержание гумуса стабильно невысоко (от 2 до 4% в гор. А с резким снижением по профилю). В гумусовом горизонте наблюдается небольшое накопление поглощенных оснований и увеличение степени насыщенности ими. Как видно из полученных данных, почвы имеют довольно большой разброс этого показателя, что обусловлено их различным использованием. Почвы, сформированные как на песчаных, так и на суглинистых отложениях, слабо обеспечены подвижными формами калия и фосфора.
Варьирование свойств почв в пределах биогеоценозов во многом зависит от характера растительности, произрастающей на них. Для исследуемых почв была определена первичная биологическая продуктивность по количеству надземной фитомассы с разделением растений на злаки и разнотравье. Надземную фитомассу учитывали методом укосных площадок. Остановимся на продуктивности дерново-подзолистых почв под лесом (табл. 3, 4).
Полученные данные по количественному и качественному составу продуцируемой фитомассы позволяют приближенно судить о биологическом круговороте веществ в системе почва—растение, а также продуктивности исследуемых почв, которая для слабодерново-мелкоподзолистой маломощной почвы на песчаных отложениях составила 9,6 ц/га, дерново-подзолистой старопахотной — 7,7, слабо-дерново-мелкоподзолистой маломощной почвы на песчаных отложениях — 3,0 ц/га. Таким образом, из двух слабодерново-мелкоподзолистых маломощных почв наибольшей продуктивностью (соотношение — 3 :1) характеризуется почва, расположенная на I террасе р. Судогды. Зольный анализ фито-массы свидетельствует о разном содержании золы в разных биологических группах растительности на разных дерново-подзолистых почвах. В целом средняя зольность злаков составила 8,02, а разнотравья — 8,56%. Эти данные полностью коррелируют со средними значениями, имеющимися в ли-
Таблица 3
Состав и масса укосов дерново-подзолистых почв бассейна р. Судогды
Разрез Укос свежий, г Укос сухой, г Состав растительности
разнотравье злаки разнотравье злаки
1.06.08 64,00 136,68 16,20 20,80 Anthoxanitum odoratum, Veronica cha-maedrys, Lycopodium clavatum, Sphagnum, Solidago virgaurea, Potentilla erecta, Antennaria dioica
6.06.08 402,46 85,70 94,70 15,52 Veronica ch., Asarum europaeum, Viola sylvatica, Galium rubioidis, Deschamp-sia caespitosa
7.06.08 150,43 62,04 33,00 10,35 Cypripedium calceolus, Gaultheria pro-cumbens, Convallaria majalis, Hieraci-um pilocellae, Majanthemum bifolium, Ranunculus gmelinii, Fragaria viridis, Maianthemum, Vaccinium myrtillus, Me-lampyrum bifolium, Viscaria vulgares
Таблица 4
Биологическая продуктивность дерново-подзолистых почв р. Судогды
Разрез Сухая фитомасса Зольность фитомассы, %
разнотравье, г/м2 злаки, г/м2 всего фитомасса разнотравье злаки
г/м2 ц/га
1.06.08 16,20 20,80 37,00 3,70 5,17 6,01
6.06.08 94,70 15,52 110,22 11,02 11,63 9,33
7.06.08 33,00 10,35 43,35 4,33 8,89 7,97
тературе [2, 5] и характеризующими данную территорию (7—8%). Что же касается значений содержания золы в разнотравье, то они несколько ниже средних показателей, характерных для данной территории — 12—14%.
По ботаническому составу травостой исследованных участков относится к злаково-разнотравно-му. Поскольку у злаковых трав сильно развита система, которая поглощает большинство элементов питания из почв, они усваивают их, даже находящихся в небольшом количестве, полнее.
Выводы
• Слабое развитие подзолистого процесса и его морфологическая невыраженность в дерново-подзолистых почвах бассейна р. Судогды обусловлены низкой влажностью последних, что связано с развитием данных почв на песчаных и карбонатных почвообразующих породах и небольшим количеством осадков в этом районе.
• Остаточные признаки гидроморфозма в исследуемых почвах являются следствием некогда существовавшего на территории Владимирской обл. гидроморфного режима.
• По гранулометрическому составу дерново-подзолистые почвы характеризуются абсолютным
преобладанием фракции крупного песка, процентное содержание которой колеблется в интервале от 90 до 99%.
• Биологическая продуктивность, рассчитанная с использованием метода укосных площадок, свидетельствует о низких запасах наземной фитомассы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Апарин Б.Ф., Забоева И.В., Липкина Г.С. и др. Подзолистые почвы центральной и восточной частей европейской территории СССР (на песчаных почвообразу-ющих породах). Л., 1981.
2. Добровольский Г.В. Почвы речных пойм центра Русской равнины. М., 2005.
3. Добровольский Г.В, Светлова Е.И., Соколова Т.А., Урусевская И.С. Морфогенетические особенности дерново-подзолистых пестроцветных почв Предуралья // Почвоведение. 1992. № 5.
4. Добровольский Т.В., Урусевская И.С. География почв. М., 2003.
5. Саталкин А.Н. Свойства и сравнительная продуктивность суглинистых, супесчаных и песчаных дерново-подзолистых почв лесных, сенокосных и пахотных угодий (на примере Мещерской низменности): Автореф. канд. дис. М., 1977.
6. Экологический атлас Владимирской области / Под ред. Т.А. Трифоновой. Владимир, 2007.
Поступила в редакцию 12.08.2009
ASSESSMENT OF THE STATE AND BIOLOGICAL PRODUCTION
POTENTIAL OF SODDY-PODSOLIC SOILS
IN THE SUDOGDY RIVER BASIN OF VLADIMIR REGION
T.A. Trifonova, E.P. Bykova, N.V. Oreshnikova, N.P. Matekina, N.V. Mishchenko
Soddy-podsolic soils of the Sudogdy river basin (the Vladimir region) have been studied. Data on properties of these soils and phytomass productivity are presented. Key words: geography of soils, genesis, biological productivity.
Сведения об авторах. Трифонова Татьяна Анатольевна, докт. биол. наук, профессор каф. географии почв факультета почвоведения МГУ; тел.: 939-36-41, e-mail: tatrifon@mail.ru. Быкова Елена Пименовна, канд. биол. наук, ст. науч. сотр. каф. географии почв факультета почвоведения МГУ; тел.: 939-35-23, e-mail: elebyk2008@rambler.ru. Орешникова Наталья Владимировна, канд. биол. наук, ст. препод. каф. географии почв факультета почвоведения МГУ; тел.: 939-36-41. Матекина Нина Петровна, науч. сотр. Института экологического почвоведения МГУ; тел.: 939-35-23, e-mail: npm@soil.msu.ru. Мищенко Наталья Владимировна, канд. биол. наук, доцент каф. экологии Владимирского государственного университета; e-mail: tat-rifon@mail.ru
