CC BY
22
УДК 631.4
ГЕНЕЗИС, КЛАССИФИКАЦИЯ И МЕЛИОРАЦИЯ ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОДЗОЛИСТЫХ ОГЛЕЕННЫХ ПОЧВ СЕВЕРА ЛЕСОСТЕПИ ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ
Ф.Р. Зайдельман, Л.В. Степанцова, А.С. Никифорова, В.Н. Красин, С.Б. Сафронов
В лесостепной зоне Европейской России широко распространены черноземовидные почвы, в верхней части профиля которых присутствуют мощные светлые кислые элювиальные горизонты. Их формирование обусловлено глееобразованием в условиях застойно-промывного режима на выщелоченных породах и тесно связано с эволюцией засоленных почв (схема Гедройца). Однако эти почвы не нашли отражения в классификациях почв СССР и России. Исходя из принципов субстантивно-генетической классификации одним из авторов статьи [3—5, 10] они были отнесены к черноземовидным подзолистым оглеенным почвам, образующим самостоятельный генетический тип. В агроэкологическом отношении они отличаются от чернозема выщелоченного тем, что трудны для обработки и имеют низкую продуктивность. В этой статье рассматриваются проблемы генезиса, классификации и мелиорации черноземо-видных подзолистых оглеенных почв севера лесостепи Европейской России и их вероятная связь с темноцветными подбелами.
Ключевые слова: черноземовидные подзолистые оглеенные почвы, глееобразование, мелиорация, классификация, переувлажнение, подзолообразование, рекультивация, застойно-промывной режим.
Введение
В лесостепной зоне Европейской России широко распространены суглинистые и глинистые черноземовидные оглеенные почвы, в верхней части профиля которых присутствуют мощные светлые кислые горизонты. Их свойства близки или тождественны таковым гор. а2£з,£ подзолистых (подзолистых оглеен-ных) почв. Эти почвы впервые были описаны В.В. Докучаевым [2]. Оценка причин образования почв со светлыми горизонтами позднее была дана П. Коссови-чем [19]. Ученые полагали, что деградация черноземов обусловлена длительным анаэробиозом поверхностных слоев профиля в результате аккумуляции больших масс пресной воды снегового паводка в западинах и на плакорах. В современной литературе, по мнению многих авторов, возникновение светлых кислых элювиальных горизонтов (т.е. подзолистых) связано с тремя почвообразовательными процессами [3, 19 и др.] — кислотным гидролизом, лёссиважем и глееобразованием. Причем особую роль в этом случае играет кислотный гидролиз.
Причины образования светлых кислых элювиальных горизонтов в профилях богарных и орошаемых черноземов лесостепи. Полученные данные позволяют признать, что из трех упомянутых выше почвообразовательных процессов, ответственных за возникновение светлых кислых элювиальных (т.е. подзолистых) горизонтов, только глееобразование на фоне застойно-промывного водного режима на кислых или нейтральных породах является необходимым и достаточным
фактором их образования. Только в этих условиях кислотный гидролиз в анаэробной среде проявляется наиболее агрессивно, и только в этом случае кислотное воздействие на минеральный субстрат завершается возникновением светлых кислых элювиальных горизонтов. Следует подчеркнуть, что этот процесс осуществляется весьма быстро. Рассмотрим подробнее вопрос о роли кислотного гидролиза в формировании светлых кислых элювиальных горизонтов.
Результаты многолетних полевых и модельных исследований позволяют дать следующую оценку причинам возникновения рассматриваемых горизонтов [5, 10]. Необходимо подчеркнуть, что воздействие органических кислот на минеральный субстрат в реальных почвах протекает в трех различных формах: кислотного гидролиза в аэробных условиях; кислотного гидролиза в анаэробных условиях на фоне застойного водного режима и кислотного гидролиза в анаэробных условиях на фоне застойно-промывного режима. Рассмотрим влияние этих форм гидролиза на почвообразование.
Кислотное воздействие в аэробных условиях обычно имеет место в почвах хорошо дренированных позиций ландшафта, исключающих застой влаги в поверхностных горизонтах. Здесь не происходит активного восстановления железа и его перехода в почвенный раствор, не формируются условия для несбалансированного выноса этого элемента, не происходит обез-железнения минеральных зерен мелкозема и потери ими гидроксидных и оксидных кутан. Общая концент-
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 12-04-00582а).
рация органических кислот недостаточна для восстановления железа и его перехода в раствор, а неорганические восстановители в профиле таких автоморф-ных почв не образуются. В естественных условиях здесь доминируют недифференцированные кислые бурые почвы, в профиле которых всегда отсутствуют светлые кислые элювиальные горизонты [3, 5, 10].
Полученные данные позволяют утверждать, что участие лёссиважа в формировании светлых кислых элювиальных горизонтов имеет, как правило, необязательный (факультативный) характер в генезисе таких почв суглинистого и глинистого гранулометрического состава. Так, в легко- и среднесуглинистых почвах со светлыми кислыми элювиальными горизонтами признаки процесса лёссиважа часто отчетливо проявляются в автоморфных и слабооглеенных разновидностях, но могут отсутствовать в глееватых и глеевых почвах, обладающих хорошо выраженными, наиболее мощными светлыми кислыми элювиальными горизонтами [4—6, 8].
Таким образом, в этих гидроморфных почвах светлые кислые элювиальные горизонты могут возникать и образовывать крупные морфологические структуры без участия лёссиважа. Поэтому следует признать, что лёссиваж — не самостоятельный почвообразовательный процесс, а сопутствующее факультативное, необязательное явление, которое может проявляться или отсутствовать при формировании светлых кислых элювиальных горизонтов в профилях суглинистых и глинистых почв [3, 4, 10, 15].
При рассмотрении третьего фактора образования светлых кислых элювиальных горизонтов — глее-образования необходимо обратить особое внимание на различные последствия влияния этого процесса на свойства твердой фазы кислых или нейтральных почв и пород в зависимости от особенностей их гидрологического режима [9, 10, 14]. Глееобразование относительно слабо влияет на свойства твердой фазы почв и пород в условиях застойного водного режима, поскольку продукты происходящих реакций остаются в их сфере, вызывая быстрое наступление равновесного состояния. Кислотный гидролиз в этом случае протекает в условиях глееобразования на фоне застойного водного режима. Следствием этого процесса является формирование оглеенных горизонтов холодного цвета в почвах с относительно однородным не дифференцированным или слабо дифференцированным профилем (например, дерново-глеевые, торфянисто-глеевые почвы).
В результате глееобразования (т.е. кислотного гидролиза в анаэробной среде) на фоне застойно-промывного водного режима даже при кратковременном переувлажнении происходит систематический интенсивный вынос железа, марганца, кальция, магния, алюминия, титана, фосфора и других элементов, нередко — илистой фракции и ее трансформация. При этом резко возрастает кислотность, существенно уменьшается степень насыщенности основаниями,
в несколько раз увеличивается содержание подвижного алюминия, мелкозем приобретает характерную белесую окраску. Резко увеличивается содержание фульвокислот и низкомолекулярных органических кислот. Свойства твердой фазы этих горизонтов оказываются тождественны свойствам подзолистых или, точнее, подзолистых оглеенных горизонтов [10—13].
Таким образом, следует признать, что глееоб-разование в условиях застойно-промывного водного режима на кислых и нейтральных почвообразующих породах является необходимым, достаточным и единственным фактором образования светлых кислых элювиальных горизонтов. Это обстоятельство позволяет утверждать, что они моногенетичны по своему происхождению. Их появление обусловлено действием только одного фактора — глееобразования (или, что одно и то же, кислотного гидролиза в анаэробной среде) на фоне застойно-промывного водного режима.
Вместе с тем все рассматриваемые почвы обладают одной общей особенностью — присутствием в верхней части профиля светлых кислых элювиальных (т.е. подзолистых) горизонтов (гор. А2 или ЕЦ). Эта закономерность отчетливо прослеживается в меридиональном направлении независимо от природной зоны. Так, в таежной зоне глееобразование на фоне застойно-промывного водного режима на кислых и выщелоченных породах формирует оглеенные подзолы и дерново-подзолистые почвы; в лесостепи и степи — черноземовидные подзолистые оглеенные почвы; в субтропиках — субтропические подзолы; в тропиках — тропические и «рисовые» подзолы.
Таким образом, практически независимо от природной зоны глееобразование на фоне застойно-промывного водного режима на кислых или выщелоченных породах всегда вызывает образование светлых кислых элювиальных (т.е. подзолистых) горизонтов [3, 4, 9, 10]. Это свидетельствует, в частности, о деградации почв, резком снижении или утрате их плодородия. Эти негативные явления есть следствие глееобразования в условиях застойно-промывного пульсирующего водного режима. Сущность данного механизма деградации, неизменно приводящего к образованию светлых кислых элювиальных горизонтов, подробно рассмотрена в монографии одного из авторов этой статьи [10].
Классификационное положение черноземовидных почв лесостепи со светлыми кислыми элювиальными горизонтами. Специального рассмотрения заслуживает вопрос о современном классификационном положении почв со светлыми кислыми элювиальными горизонтами лесостепной зоны Европейской России. На протяжении последних десятилетий такие черно-земовидные почвы определяют как солоди и осолоделые, дерново-подзолистые, элювиально-глеевые, лёссивированные и др. Наконец, «Классификация и диагностика почв России» [17] предлагает рассматривать их как темногумусовые подбелы, объединяя эти почвы, впервые описанные в Приморском и Ха-
баровском краях, с черноземовидными подзолистыми оглеенными почвами лесостепи Европейской России.
В этой связи актуально рассмотрение следующих вопросов. Во-первых, в какой мере эти ранее предложенные дефиниции соответствуют свойствам чер-ноземовидных подзолистых оглеенных почв и, во-вторых, следует ли рассматривать черноземовидные подзолистые оглеенные почвы лесостепи Европейской России как тождественные аналоги подбелов Дальнего Востока. Для того чтобы выполнить такого рода анализ, сравним данные, отражающие особенности генезиса черноземовидных оглеенных почв со светлыми кислыми элювиальными горизонтами, с другими почвами, обладающими кислыми светлыми горизонтами, в частности с подбелами.
Так, несомненно, что генезис таких черноземо-видных подзолистых оглеенных почв не связан с осолодением в традиционном понимании этого процесса по крайней мере по двум причинам. Во-первых, эти почвы не содержат натрий в составе почвенного поглощающего комплекса. Во-вторых, черноземо-видные подзолистые оглеенные почвы имеют кислую реакцию среды по всему профилю в толще > 1 м [3—5, 10, 16].
В лесостепи почвы с элювиальными светлыми (белесыми) кислыми горизонтами и дифференцированным профилем распространены в западинах среди выщелоченных и типичных черноземов. Их не следует рассматривать как дерново-подзолистые почвы, поскольку они имеют мощный гумусовый горизонт (А1 28—45 см и более) с высоким содержанием в нем гумуса (5,8—6,6%). Вместе с тем по свойствам твердой фазы светлый кислый элювиальный горизонт этих почв практически всегда тождествен гор. А2 или, чаще, а2£з,£ подзолистых оглеенных почв2.
Использование термина «лёссивированные почвы» не адекватно их свойствам потому, что признаки процесса лёссиважа могут отсутствовать в профилях черноземовидных почв при наличии мощных подзолистых горизонтов. Именно поэтому лёссиваж следует рассматривать как факультативный, периодически проявляющийся (или отсутствующий) процесс [7, 8, 10]. Что касается термина «элювиально-глеевые почвы» в применении к рассматриваемым почвам, то его следует признать неудачным, поскольку ранее Г.Н. Высоцкий [1] показал, что элювиирование железа из оглеенного горизонта является обязательным признаком процесса оглеения. Теперь благодаря современным данным известно, что глей даже в застойном режиме отличается элювиированием не только железа, но и марганца. Поэтому в номенклатуре почв не следует допускать смыслового повтора (тавтологии) в наименовании процессов, поскольку глееобразова-ние само по себе даже в условиях застойного водного режима является элювиальным процессом. Исходя
из этого название «элювиально-глеевые почвы» непригодно по существу характеристики происходящих изменений в профиле почв.
Несомненно, что диагностические критерии чер-ноземовидных почв со светлыми кислыми элювиальными горизонтами лесостепи Европейской России существенно отличаются от темногумусовых подбелов Дальнего Востока. В этой связи сравним свойства твердой фазы указанных почв. Так, в «Классификации и диагностике почв России» [17] особое внимание обращено на то, что в элювиальной толще тем-ногумусовых подбелов содержится от 10 до 20% от массы почвы железистых конкреций (ортштейнов). Однако наши наблюдения показывают, что содержание конкреций в элювиальных горизонтах почв лесостепи Европейской России не превышает 3—4% от их массы [10]. В той же книге [17] подчеркивается, что гумусовые горизонты темногумусовых глеевых подбелов имеют нейтральную реакцию. Однако реакция тех же горизонтов всех оглеенных почв со светлыми кислыми элювиальными горизонтами лесостепи Европейской России, по нашим данным, всегда кислая или слабокислая по всему профилю [5].
Далее, по [17], оглеенные подбелы содержат до 10—12% гумуса. По нашим данным [8—10], вповерх-ностном слое гумусовых горизонтов черноземовид-ных почв со светлыми кислыми элювиальными горизонтами Европейской России содержание гумуса не превышает 6%.
Очевидно и то, что подбелы Приморского и Хабаровского краев, с одной стороны, и почвы лесостепной зоны Европейской России, обладающие светлыми кислыми элювиальными горизонтами, — с другой, принципиально отличаются не только по химическим свойствам твердой фазы, но и по своим агроэкологи-ческим особенностям. Эти различия достаточно очевидны. Поскольку темноцветные подбелы юга Дальнего Востока приурочены к Среднеамурской низменности и северным районам Приморского края, они тяготеют к хвойно-широколиственным лесам и лугам. Однако в «Классификации и диагностике почв России» [17] они приравнены к почвам европейской лесостепи, которые обладают существенно иными свойствами и агроэкологическими особенностями. Не ясно, почему в тип луговых подбелов Дальнего Востока включены солоди и почвы западин европейской лесостепи. Поэтому эти группы почв (т.е. огле-енные подбелы юга Дальнего Востока, черноземо-видные оглеенные почвы европейской лесостепи и оглеенные солоди Западной Сибири) следует рассматривать как три самостоятельных различных типа почв, существенно различающихся не только по химическим свойствам, гидротермическому режиму, но и по агроэкологическим особенностям.
2 А2 — подзолистый горизонт, или гор. ЕЦ, согласно классификации почв и их диагностике [17]; £з — горизонт, содержащий визуально различимые марганцево-железистые конкреции (> 3—4% от массы вмещающего горизонта).
Вместе с тем они обладают одной общей очевидной особенностью — присутствием в их профиле светлых кислых элювиальных горизонтов (т.е. гор. А2 или БЬ). Эти светлые (подзолистые) горизонты, как было показано ранее [9, 14], возникают под влиянием одного и того же механизма — в результате глее-образования на кислых или выщелоченных породах на фоне застойно-промывного водного режима.
Субстантивно-генетический подход к формированию номенклатуры почв, как известно, основан на морфологическом и генетическом анализах реально существующих и визуально различаемых горизонтов почвенного профиля.
Поскольку почвы со светлыми кислыми элювиальными горизонтами в лесостепной зоне и подзоне северной степи формируются среди черноземов выщелоченных и (реже) типичных, ранее нами было предложено название, которое более точно, чем тем-ногумусовый глеевый подбел, отражает свойства и условия их формирования: черноземовидные подзолистые оглеенные почвы [3, 9, 10]. Такое название отражает участие двух основных почвообразовательных процессов, ответственных за их формирование — дернового и глеевого. Формула профиля этих почв таким образом приобретает следующий вид: Л1—Л2Г8,£"—В£"—0. Она соответствует их типовому уровню. Очевидно, в этом случае необходима дальнейшая дифференциация типа черноземовидных почв на подтипы, роды и виды с учетом степени их гид-роморфизма, степени оподзоленности, свойств и состава почвообразующих пород, мощности гумусового горизонта и других особенностей строения. Их формула в соответствии с «Классификацией и диагностикой почв России» [17] имеет следующий вид: Ли—БЬпп,£—ВТ£—С.
В заключение следует подчеркнуть, что, в отличие от черноземов выщелоченных и типичных, чернозе-мовидные подзолистые оглеенные почвы обладают рядом неблагоприятных агротехнических и агроэколо-гических особенностей — длительным переувлажнением весной и в начале лета, сложностью обработки, слабой агрегированностью и др. Здесь сельскохозяйственные культуры в зависимости от степени оглеения в средние по осадкам и особенно во влажные годы часто подвержены угнетению или гибели от вымокания. Таким образом, черноземовидные подзолистые оглеенные почвы принципиально отличаются от зональных черноземов выщелоченных и типичных по водному режиму, свойствам твердой фазы, агроэко-логическим и другим особенностям. Вместе с тем они являются весьма распространенным компонентом почвенного покрова лесостепи. Однако, к сожалению, они не получили соответствующего отражения ни в «Классификации и диагностике почв СССР» [18], ни в «Классификации и диагностике почв России» [17], ни в других известных нам классификациях. Исходя из изложенного предлагается рассматривать общность черноземовидных подзолистых оглеенных почв как
новый самостоятельный тип, имеющии широкое распространение в лесостепной зоне Европейской России. Вероятно, он встречается и в других регионах, например в северной части степной зоны. Этот новый тип почв в дальнейшем целесообразно дифференцировать в соответствии с принятыми иерархическими классификационными уровнями.
Агроэкологическая и мелиоративная оценка черноземов выщелоченных и черноземовидных подзолистых почв разной степени оглеения севера лесостепи. Черноземовидные подзолистые оглеенные почвы отличаются от черноземов выщелоченных и типичных прежде всего тем, что в весенний период и во время летних ливней они подвергаются длительному затоплению. Поэтому их освоение связано с предварительным выполнением гидромелиоративных и агромелиоративных работ по оптимизации гидрологического режима этих почв в сельскохозяйственных целях. Следует, однако, отметить, что опыт дренажа локальных западин и агромелиорации почв на ограниченных территориях практически отсутствует. Вместе с тем эта проблема нуждается в обоснованном и быстром решении.
В лесостепной зоне длительный застой пресных вод в пониженных элементах рельефа в периоды снеготаяния и ливневых дождей приводит к образованию на поверхности почв множества мелководных озер. Переувлажнение почв в таких условиях оказывается относительно продолжительным (более 1—1,5 мес.) и завершается, по нашим наблюдениям, в мае. В таких условиях формируются черноземовидные почвы преимущественно начальных стадий заболачивания, т.е. оподзоленные, глубокооглеенные, глееватые. Их характерной особенностью является отсутствие в контурах западин глеевых почв. Такие интенсивно переувлажненные сильно оглеенные почвы не встречались, по нашим наблюдениям, даже в гидроцентрах периодически возникающих мелких озер. Для того чтобы получить обоснованную агроэкологическую и мелиоративную характеристику рассматриваемых гидроморфных почв, следует оценить влияние на урожай сельскохозяйственных культур степени нарастающей (в пространстве) заболоченности. Для этого был произведен учет урожя кукурузы на силос и ячменя (ц/га) на разных почвах (Рязанская обл.) методом малых квадратов в 5-кратной повторности (таблица).
„ Чернозе-
Чернозем а
г мовидная
Чернозе-
Чернозем выщело- мовидная
„ „ подзолистая
Культура выщело- ценный
ценный
подзолистая
, глубоко-
оподзо- глееватая
оглеенная ленный поцва
поцва
Кукуруза на силос,
2003 г.
Ячмень, зерно,
2004 г.
536 ± 120 не опр. 484 ± 106
18,2 ± 2,3 16,1 ± 1,2 14,1 ± 2,
полное вымокание
7,5 ± 2,0
Влияние влагообеспеченности года на продолжительность стояния верховодки в верхнем метре профиля и продуктивность некоторых сельскохозяйственных культур
(север Тамбовской обл.)
Показатель Обеспеченность года по зимним осадкам, %
очень сухой, >85 сухой, 85—65 средний, 65—35 влажный, 35—15
Годы исследований 2003 2001, 2002, 2004, 2007 1998, 2000, 2006 1999, 2005
Выщелоченный чернозем
Время нахождения верховодки нет
Урожайность, ц/га озимая пшеница 56,4 ± 4,6 46,2 ± 3,4 48,4 ± 6,4 53,4 ± 7,8
ячмень 50,4 ± 5,6 23,6 ± 4,6 28,5 ± 1,2 23,4 ± 3,8
Почвы открытой депрессии на водоразделе
Черноземовидная оподзоленная слабооглеенная
Время нахождения верховодки нет начало — середина мая середина июня
Урожайность, ц/га озимая пшеница 39,4 ± 4,3 42,4 ± 4,5 57,8 ± 4,8 нет данных
ячмень 55,2 ± 4,8 19,2 ± 3,2 19,8 ± 1,5 10,4 ± 3,5
костер 148 ± 17 131 ± 23 112 ± 22 125 ± 15
Черноземовидная оподзоленная слабослитая глееватая
Время нахождения верховодки нет начало мая конец мая середина августа
Урожайность, ц/га озимая пшеница 26,3 ± 1,3 33,4 ± 4,5 24,3 ± 3,5 нет данных
ячмень 27,2 ± 3,4 4,2 ± 3,2 5,0 ± 1,0 нет посева
костер 204 ± 23 180 ± 19 90 ± 17 120 ± 21
Почвы замкнутой депрессии на водоразделе
Черноземовидная
Время нахождения верховодки нет конец апреля начало мая
Урожайность, ц/га озимая пшеница 35,5 ± 4,3 43,3 ± 7,8 62,8 ± 7,5 46,0 ± 4,4
ячмень 55,2 ± 7,2 23,6 ± 2,5 35,3 ± 5,2 17,5 ± 3,8
клевер сходный 172 ± 13 250 ± 25 326 ± 15 165 ± 10
Черноземовидная оподзоленная
Время нахождения верховодки нет середина мая конец мая середина июня
Урожайность, ц/га озимая пшеница 26,2 ± 1,4 32,6 ± 4,7 35,1 ± 3,2 31,5 ± 1,6
ячмень 42,9 ± 3,2 12,3 ± 0,8 31,1 ± 4,8 1,9 ± 0,5
клевер сходный 215 ± 12 310 ± 11 320 ± 20 320 ± 12
Черноземовидная подзолистая глееватая
Время нахождения верховодки нет конец мая середина июня середина июля
Урожайность, ц/га озимая пшеница 12,2 ± 0,7 вымочка
ячмень нет данных не сеяли
клевер сходный 295 ± 15 280 ± 9 280 ± 20 264 ± 9
Полученные данные отражают общую тенденцию снижения урожая с нарастанием степени заболоченности рассматриваемых почв. При вероятности 0,90 различия продуктивности оказываются статистически достоверными между черноземом выщелоченным
и черноземовидными подзолистыми глееватыми почвами [16]. Несмотря на то что на черноземовидных подзолистых глееватых почвах происходит гибель или значительное вымокание культур, их осушение может оказаться нецелесообразным мероприятием в тех слу-
чаях, когда площадь, занимаемая незначительными контурами этих почв, не превышает 5% территории, образованной черноземом выщелоченным. Исходя из приведенных данных на черноземовидных подзолистых почвах разной степени оглеения целесообразно выращивать многолетние травы, устойчивые к переувлажнению. Такими видами трав являются клевер белый (Trifolium repens L.), мятлик луговой (Poapratensis L.), полевица побегообразующая (Agro-stis stolonifera L.), тимофеевка луговая (Pleum pratensis L.). Эффективной культурой для исследованных почв может оказаться клевер сходный (Trifolium am-bigum). Аналогичные изменения урожайности в результате переувлажнения были установлены в годы разной влажности и на территории Тамбовской обл. на черноземовидных подзолистых оглеенных почвах [15]. Эти данные приведены в таблице.
Исходя из урожайности сельскохозяйственных культур (кукуруза на силос и ячмень на зерно) можно признать, что осушение закрытым дренажем может оказаться целесообразным в тех случаях, когда площадь переувлажненных почв превышает 10 га. Причем если такие массивы представляют отдельные контуры, рассеянные по фону чернозема, то в этом случае необходимо применение выборочного дренажа с использованием шлюкеров и выводных каналов ложбинного типа с распластанными откосами (ctg ф 5—6). В тех случаях, когда черноземовидные подзолистые глубокооглеенные и глееватые почвы образуют общий контур, существенно превышающий 10 га, может оказаться целесообразным осушение таких почв систематическим закрытым дренажем в сочетании с агромелиоративными и гидротехническими мероприятиями по ускорению поверхностного и внутрипочвенного стоков. Очевидно, тогда следует оценить экономическую эффективность и окупаемость мелиоративных и агромелиоративных мероприятий, а также стоимость необходимых удобрений и известкования для создания высокого уровня плодородия данных почв.
Профилактические и рекультивационные мероприятия по защите черноземов европейской лесостепи от деградации и оподзоливания. Мероприятия по восстановлению утраченного плодородия заключаются в применении следующих способов их оптимизации и мелиорации: 1) устранение условий для возникновения в поверхностных горизонтах почв глееобразо-вания на фоне застойно-промывного водного режима с помощью открытого или закрытого дренажа (керамического, пластмассового, кротового) в сочетании с агромелиоративными мероприятиями по ускорению поверхностного и внутрипочвенного стоков (крото-вание, грядование, гребневание, узкозагонная пахота, профилирование, глубокое мелиоративное рыхление); 2) использование почв в травопольных севооборотах с бобовыми азотфиксирующими и злаковыми травами; 3) внесение необходимых доз органических и минеральных удобрений.
Выводы
• Структура почвенного покрова в лесостепной зоне определяется преимущественно особенностями гидрологического режима почв и рельефом. На хорошо дренированных отметках поверхности формируются зональные фоновые черноземы выщелоченные и типичные. В их профиле отсутствуют признаки гидроморфизма. Водный режим этих почв определяется нормой осадков, свойственной данной местности, а тип водного режима относится к непромывному.
• На плакорах и в депрессиях лесостепи в результате перераспределения осадков в виде поверхностного стока объем влаги с окружающего водосбора существенно превышает их норму. В результате плакор-ные поверхности и западины получают в 2—2,5 раза больше влаги, чем почвы естественно дренированных территорий. Весной их затопление и застой влаги продолжается от 1 до 2 мес. и протекает в условиях застойно-промывного водного режима.
• Модельными и полевыми исследованиями установлено, что процесс глееобразования, развивающийся в условиях застойно-промывного водного режима на нейтральных, выщелоченных или кислых породах, приводит к выносу основных металлов — железа, марганца, алюминия, кальция, магния, титана, фосфора, а также ила.
• В анаэробных условиях минеральные зерна утрачивают поверхностные тонкие защитные пленки (кутаны), таким образом минеральная масса почв подвергается активному кислотному воздействию. При этом происходит восстановление трехвалентного железа кристаллической решетки минералов в двухвалентное, часть железа переходит в раствор, а освободившиеся позиции кристаллической решетки алюмосиликатов замещаются гидроксидами.
• Глееобразование в условиях застойно-промывного водного режима является необходимым и достаточным фактором образования светлых кислых элювиальных горизонтов и формирования на кислых и выщелоченных породах дифференцированного профиля черноземовидных подзолистых в разной степени оглеенных почв.
• По свойствам твердой фазы светлый кислый элювиальный горизонт черноземовидной подзолистой оглеенной почвы близок или тождествен гор. A2g под-золисто-оглеенных почв.
• Черноземовидные подзолистые оглеенные почвы широко распространены в лесостепной зоне. Они принципиально отличаются по своему генезису как от черноземов типичных, так и от черноземов выщелоченных. Эти почвы обладают негативными аг-роэкологическими особенностями, обусловленными регулярным переувлажнением.
• Рассмотренные материалы, посвященные генезису черноземовидных подзолистых оглеенных почв, отражают единый механизм образования светлых кис-
лых элювиальных горизонтов в почвах всех природных зон Земли.
• Наименование «черноземовидные подзолистые почвы» отражает их генезис и наиболее полно соответствует принципам субстантивно-генетической классификации.
• Черноземовидные подзолистые оглеенные почвы принципиально отличаются от зональных авто-морфных черноземов выщелоченных по типу водного режима, свойствам твердой фазы и агроэкологическим особенностям. Эти почвы — весьма распространенный компонент почвенного покрова лесостепи — не получили необходимого отражения в классификациях почв СССР и Российской Федерации.
• Общность черноземовидных подзолистых огле-енных почв — новый тип почв, широко распростра-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Высоцкий Г.Н. Глей // Почвоведение. 1905. № 4.
2. Докучаев В.В. Русский чернозем // Докучаев В.В. Избр. соч. Т.1. М., 1948.
3. Зайдельман Ф.Р. Генезис и проблемы классификации почв со светлыми кислыми элювиальными горизонтами // Почвоведение. 2004. № 2.
4. Зайдельман Ф.Р. Генезис и экологические основы мелиорации почв и ландшафтов. М., 2009.
5. Зайдельман Ф.Р. Генетические особенности и морфология черноземовидных подзолистых оглеенных почв северной лесостепи // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2005. № 2.
6. Зайдельман Ф.Р. Лёссиваж и его связь с гидрологическим режимом почв // Почвоведение. 2007. № 2.
7. Зайдельман Ф.Р. Подзоло- и глееобразование. М., 1974.
8. Зайдельман Ф.Р. Признаки лёссиважа в автоморф-ных и гидроморфных почвах Восточно-Европейской равнины // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2006. № 3.
9. Зайдельман Ф.Р. Процесс глееобразования и его роль в формировании почв. М., 1998.
10. Зайдельман Ф.Р. Теория образования светлых кислых элювиальных горизонтов почв и их прикладные аспекты. М., 2010.
11. Зайдельман Ф.Р., Гинзбург Т.М. Фракционный состав гумуса чернозема выщелоченного и черноземовид-ной оглеенной почвы севера лесостепи // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2008. № 4.
ненный в лесостепи. В дальнейшем его целесообразно дифференцировать по степени гидроморфизма, оподзоленности, по гранулометрическому и минералогическому составам, почвообразующим породам, региональным особенностям и другим признакам на более частные выделы.
• При площади черноземовидных подзолистых оглеенных почв менее 5% от площадей сельскохозяйственных угодий следует предусматривать их залу-жение влаголюбивыми травами, устойчивыми к длительному затоплению.
• На заболоченных территориях кроме выборочного открытого или закрытого дренажа целесообразно применять агромелиоративные и гидротехнические мероприятия по ускорению поверхностного и внут-рипочвенного стоков.
12. Зайдельман Ф.Р., Давыдова И.Ю. Признаки ухудшения физических и химических свойств черноземов при орошении неминерализованными водами // Почвоведение. 1989. № 11.
13. Зайдельман Ф.Р., Данилова Г.А. Влияние степени гидроморфизма на состав гумуса целинных и освоенных дерново-подзолистых почв на тяжелых покровных суглинках // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1989. № 4.
14. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С., СтепанцоваЛ.В. и др. Эколого-гидрологические и генетические особенности черноземовидных почв замкнутых западин севера Тамбовской низменности // Почвоведение. 2008. № 2.
15. Зайдельман Ф.Р., Соколова Т.А., Нарокова Р.П. Изменение содержания, химического и минералогического состава илистой фракции трех почвообразующих пород под влиянием оглеения в условиях модельного опыта // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1978. № 1.
16. Зайдельман Ф.Р., Шваров А.П., Гинзбург Т.М. Генезис, гидрология и свойства переувлажненных поверхностными водами почв мезопонижений севера рязанской лесостепи // Почвоведение. 2007. № 9.
17. Классификация и диагностика почв России / Сост. Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск, 2004.
18. Классификация и диагностика почв СССР. М., 1977.
19. Коссович П. Основы учения о почве. Ч. 1, вып. 1. Генезис почв. Почвенные классификации. Почвы пустынь и сухих степей и черноземные почвы. СПб., 1911.
Поступила в редакцию 22.04.2013
GENESIS, CLASSIFICATION AND MELIORATION OF GLEYED PODZOLIC
CHERNOZEM-LIKE SOILS OF THE FOREST-STEPPE ZONE OF EUROPEAN RUSSIA
F.R. Zaidelman, L.V. Stepantsova, A.S. Nikiforova, V.N. Krasin, S.B. Safronov
In the forest-steppe zone of European Russia have been widely spreaded chernozem-like soils with acid light-colored eluvial horizons. Their formation is related to gleying under the conditions of the stagnant-percolative regime on leached rocks. These soils have not been represented in the classification systems of soils of the USSR and Russia. Based on the principles of the substantial-genetic classification, one of the authors of this article [3—5, 10] referred this soil to gleyed podzolic
chernozem-like soils, thus, considering it as an individual genetic soil type. The gleyed podzolic chernozem-like soils differ from the leached chernozems by their low productivity and difficulty of tillage. This article discusses the problem of the genesis, classification and melioration of gleyed podzolic chernozem-like soils of the forest-steppe zone of European Russia and their possible association with dark-coloured podbels.
Key words: gleyed podzolic chernozem-like soils, gley formation, podzol formation, waterlogging, stagnant-percolative regime, genesis, classification, melioration, reclamation.
Сведения об авторах
Зайдельман Феликс Рувимович, докт. с.-х. наук, профессор каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. Тел.: 8(495)939-36-12; e-mail: [email protected]. Степанцова Людмила Валентиновна, докт. биол. наук, доцент каф. агрохимии и почвоведения Мичуринского гос. аграр. ун-та. E-mail: [email protected]. Никифорова Алла Сергеевна, докт. биол. наук, профессор каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. Тел.: 8(495)939-36-12; e-mail: [email protected]. Красин Вячеслав Николаевич, канд. биол. наук., ст. преп. каф. агрохимии и почвоведения Мичуринского гос. аграр. ун-та. E-mail: [email protected]. Сафронов Сергей Борисович, канд. биол. наук, руководитель испытательной лаборатории (№ РОСС Яи.0001.2ШЛ91), ст. преп. каф. химии Мичуринского гос. аграр. ун-та.
