Проф. Н.П. Ремезов

Генезис и лесорастительные свойства почв Мордовского государственного заповедника (Продолжение)

Поселение липы под пологом соснового древостоя вызывает и другие изменения. Опадающая листва липы затрудняет развитие мохового покрова, и он постепенно отмирает. В сочетании с обогащением верхнего слоя почвы элементами питания и возрастающим осветлением древостоя обеспечивает развитие под пологом сосняков липняковых покрова из дубравного широкотравья.

Дубравное широкотравье состоит преимущественно из корневищевых лесных растений: сныти (Aegopodium podagrania), осоки волосистой (Carex pilosa), сочевичника весеннего (Orobus vernus), звездчатки ланцетной (Stellaria holostea), медуницы (Pulmonaria obscura) и других. Эти травянистые корневищевые растения обусловливают развитие под пологом леса корневищевой фазы луговой стадии дернового почвообразовательного процесса. Участие в травостое бобовых способствует обогащению почвы азотом.

Листья липы, как было показано специальными исследованиями в нашей лаборатории А.П. Утенковой, подвергаются очень быстрому разложению и освобождают заключенные в них элементы питания. В сочетании с деятельностью корневых систем дубравного широкотравья и присущей данному типу леса почвенной микрофлорой и фауной всё сказанное приводит к образованию мягкого перегноя и закрашиванию им верхней части почвы. В условиях близкой к нейтральной активной реакции и обволакивания минеральных частиц почвы защитной пленкой перегноя подзолообразовательный процесс не получает развития.

Поступающие на поверхность почвы в процессе биологического круговорота элементов алюминий и железо, как было видно из данных валовых анализов и оксалатных вытяжек (табл. 14), обнаруживают ясную тенденцию к накоплению в верхней части профиля почвы. В условиях слабокислой или близкой к нейтральной активной реакции миграция полуторных окислов затруднена. Возможно передвижение лишь в форме комплексных ионов.

Обогащение верхней части перегноем, выявленное механическими анализами, и обогащение частицами физической глины повышает влагоемкость верхней части почвенного профиля. Сказанное ослабляет глубину и степень промачивания почвы атмосферными осадками, а вместе с тем и проявление элювиального процесса. В том же направлении действует возросший расход влаги на транспирацию вследствие поселения липы. Более детально это влияние, требующее стационарных наблюдений за водным режимом, не было изучено.

Воздействие липы на почву особенно усиливается в перестойных насаждениях и во вторичных липняка образованных на месте сосняков (или ельников) липняково-широкотравных. Исследованиями К.М. Смирновой в таких липняках Мордовского заповедника (6) было выявлено следующее ежегодное поступление элементов в почву с опадом и отмирающими деревьями в кг/га:

При сопоставлении с другими данными по изучению биологического круговорота элементов с полной отчетливостью выступает роль липняков в обогащении верхних горизонтов почвы элементами питания и основаниями для нейтрализации почвенной кислотности.

Своеобразное строение описываемых почв сложных суборей побудило провести изучение их минералогического состава. Поскольку материалы этих исследований были опубликованы в печати (3), представляется возможным в данной статье ограничиться важнейшими конечными выводами.

Микроскопические исследования почвы из-под сосняка липнякового обнаружили во фракциях крупнее 0,01 мм во всех образцах присутствие минерала типа нонтронита. В подзолистых почвах сосняков-зеленомошников вместо нонтронита был обнаружен каолинит.

Валовой анализ выделенной предколлоидной фракции (1,0 — 0,2 микрона) показал высокое содержание полуторных окислов (30 — 34%) при соотношении кремнекислота — глинозем, равном 4,1 — 4,6; в коллоидной фракции (0,2 — 0,1 микрон) содержание полуторных окислов ещё выше (37 — 48%), а соотношение кремнекислота — глинозём ещё уже — 2,6—3,5. Фракция менее 0,1 микрона не была исследована вследствие малого её выхода.

Анализ 10% солянокислой вытяжки обнаружил высокую растворимость железа: из предколлоидной фракции в раствор перешло от 70 до 92% от валового содержания железа. Растворимость глинозема значительно ниже (22—27%). Оксалатная вытяжка из обеих фракций показала небольшое содержание свободных гелей железа в верхнем горизонте и возрастание с глубиной.

Рентгеноструктурный и термический анализы позволили установить в исследованных почвах сложных суборей присутствие следующих минералов: кварц, гётит, галлуазит, метагаллуазит и монтмориллонитовый минерал, по-видимому, нонтронит. В пользу присутствия нонтронита говорит также высокая растворимость железа, значительное содержание магния и обнаруженное микроскопическими исследованиями присутствие нонтронита в более крупных фракциях.

На основании всех проведенных анализов выявляются следующие характерные черты исследованных почв сложных суборей.

1, Образуются под хвойно-широколиственными ила вторичными широколиственными лесами с покровом из дубравного широкотравья, что обусловливает развитие под пологом леса дернового процесса. Участие в почвообразовании широколиственных пород усиливает биологическую аккумуляцию элементов питания, в том числе оснований (кальция, калия, магния), нейтрализующих перегнойные кислоты.

2. Имеют слаборасчлененный морфологический профиль, состоящий из перегнойно-аккумулятивного горизонта, постепенно переходящий в слабо выраженный иллювиально-морфологический горизонт с небольшим количеством тонких извилистых перегнойно-железистых ортзандов.

3. В образовании этих почв значительное участие принимают дождевые черви и другие почвенные животные.

4. В них наблюдается значительное накопление мягкого аморфного перегноя при довольно резком убывании его с глубиной.

5. Типично наличие ясно выраженной нитрификационной способности.

6. Особенно характерно обогащение верхней части почвенного профиля алюминием («аллитизация»), кальцием и в меньшей мере железом.

7. Происходит обогащение верхней части профиля частицами мелкой пыли и ила — «оглинение».

8. Исследование минералогического состава обнаружило образование и накопление гётита, монтмориллонитового минерала (нонтронита), галлуазита.

9. В верхней части профиля наблюдается повышенная емкость поглощения катионов и значительное её уменьшение с глубиной.

10. Высокая степень насыщенности основаниями и слабокислая активная реакция по всему профилю.

Почвы со сходным строением профиля широко распространены в Европейской части СССР. Они характерны для сложных суборей полосы полесий, которая в Европейской части СССР окаймляет с юга дерново-подзолистую зону, а также песчаных массивов, вклинивающихся в черноземную зону по речным долинам. Н.М. Сибирцевым подобные почвы были названы коричнево-серыми супесями, позднее многие исследователи описывали их под неудачным наименованием «скрытоподзолистые почвы». Поскольку все суждения о свойствах и генезисе этих почв строились на основании только данных морфологического строения профиля, то их генезис и классификационное положение оставались невыясненными.

Описываемые почвы сложных суборей мне пришлось ранее видеть в Белорусской части Припятско-Деснинского полесья (в предполесье), при изучении песчаных почв по р. Оке (Серпуховский лесхоз), по Керженцу, в Брянском лесном массиве, где было преступлено к их химико-аналитическому исследованию (1934—1938 гг.). Однако полученных данных было недостаточно для решения вопроса о природе этих почв. Более детальное и углубленное изучение почв Мордовского заповедника восполнило этот пробел. В дальнейшем подобные почвы были исследованы мной и моими учениками в Воронежском государственном заповеднике (3), в Хреновском бору, по песчаным террасам р. Дона (Павловский лесхоз), в Мещерском полесье, Беловежской пуще и другим массивам. Полученный фактический материал показал их принадлежность к тому же генетическому типу. Поэтому вопрос о месте рассматриваемых почв в общей системе имеет более широкое и существенное значение.

Химическое строение профиля этих почв, главным образом данные валовых анализов и оксалатных вытяжек, обнаружившее более высокое содержание полуторных окислов, особенно глинозема, в верхней части почвенного профиля («аллитизацию») не позволяют отмести эти почвы к типу подзолов, дерново-подзолистых и серых лесных почв. Не может быть поставлен вопрос и об их принадлежности к типу чернозема. Можно, конечно, сохранить данное Н.М. Сибирцевым наименование — коричнево-серые лесные супесчаные почвы.

Поскольку перечисленные выше 10 типичных признаков рассматриваемых почв, в том числе «оглинение» и «аллитизация» характерны для бурых лесных почв Е. Раманна, то имеются основания отнести их именно к этому типу. В пользу такого решения вопроса говорит сходство строения почв сложных суборей Мордовского заповедника и других исследованных мной лесных массивов с почвами аналогичных типов леса Беловежской пущи, которые вполне определенно относят к типу бурых лесных. Ещё Е. Раманном было высказано предположение, что полоса бурых лесных почв, начинаясь у берегов Атлантического океана, тянется на восток до Уральских гор, пересекая Русскую равнину. Виденные мной лично во Франции бурые лесные почвы действительно имеют строение сходное с нашими.

Ряд почвоведов не согласен с таким решением вопроса о генетической принадлежности рассматриваемых почв. По их мнению климатические различия Западной и Восточной Европы настолько велики, что исключают возможность образования в пределах Русской равнины почв типа бурых лесных, которые, по мнению этих почвоведов, могут образоваться лишь в условиях более мягкого и влажного климата Западной Европы.

По моему мнению, принадлежность к определенному генетическому типу почв следует устанавливать на основании свойств профиля самой почвы, а уже затем на этом основании решать вопрос о закономерностях географического распространения этих почв и приуроченности их к определенным климатическим условиям. Почему дерново-подзолистые почвы Франции и Русской равнины согласно относят к одному генетическому типу, отмечая климатические разновидности, а на бурые лесные почвы считают невозможным распространить этот принцип?

Почвы суборей третьей террасы

Между типичными бурыми лесными почвами сложных суборей и подзолистыми почвами боров имеется гамма постепенных переходов, отражающая ход эволюции сосняков-зеленомошников в сосняки липняково-шкрокотравные и обусловленный этим переход подзолов и слабодерновых подзолистых почв в бурые лесные. Происходящее при этом закрашивание перегноем подзолистого горизонта, начиная с поверхности, придает переходным разновидностям внешнее сходство с дерново-подзолистыми почвами. Морфологически они отличаются более блеклой окраской всего профиля; у типичных дерново-подзолистых почв тон окраски более яркий. В некоторых случаях бурые лесные остаточно подзолистые почвы бывает трудно отличить от дерново-подзолистых, особенно при наличии слабых признаков повышенного увлажнения, приводящего к оглеению.

Бурые остаточноподзолистые почвы развиваются под пологом сосняков липняковых с покровом из зеленых мхов, брусники, черники и единичным участием некоторых представителей дубравного широкотравья. Под перегнойно-аккумулятивным горизонтом (А₁), мощностью около 10—15 см, они имеют ясно выраженный остаточный подзолистый горизонт (А₂) белесого цвета с желтоватым или сероватым оттенком. Далее идет иллювиально-метаморфический горизонт.

Первая стадия перехода от слабодерновых сильноподзолистых почв — образование бурых лесных остаточно сильноподзолистых почв. Примером может служить разрез № III-2, заложенный на третьей террасе в сосняке липняково-зеленомошниковом III класса возраста, полнота 0,8. В подлеске рябина, крушина, в подросте встречается ель, имеются единичные всходы дуба. Липа была вырублена на лыко, но сохранилась на соседнем участке. В напочвенном покрове по фону зеленых блестящих мхов — ландыш (Convallaria majalis), костяника (Rubus saxatilis), грушанка (Pyrola rotundifolia, P. secunda), по микропонижениям — брусника, черника.

Следующую стадию — бурой лесной остаточно среднеподзолистой почвы можно охарактеризовать на примере разреза № 69, заложенного на той же третьей террасе в сосняке липняково-зеленомошниковом, третьего класса возраста, полнота 0,6. Во втором ярусе, кроме сосны, имеется ель и береза, в подросте — липа, в подлеске — рябина и единично крушина. В напочвенном покрове по фону зеленых мхов — осока волосистая (Carex pilosa), папоротник-орляк, куртины брусники и черники. По морфологическому строению этот разрез отличается от предыдущего меньшей мощностью подзолистого горизонта.

Таблица 17

Данные сокращенного валового анализа почв суборей III террасы

Валовой анализ почв сосняков липняково-зеленомошниковых обнаруживает распределение по профилю почвы кремнекислоты и полуторных окислов, характерное для подзолистого типа почвообразования: обедненность верхней части профиля полуторными окислами и соответствующее обогащение кремнекислотой. Оксалатные вытяжки также показывают более низкое содержание в верхней части свободных гидроокисей железа и алюминия. Другие аналитические данные (табл. 17, 18) свидетельствуют, что в настоящее время процесс биологической аккумуляции в верхней части профиля уже привел к заметным изменениям. Это можно видеть по соотношению N : C, характерному для мягкого перегноя, более высокому содержанию в перегнойно-аккумулятивном горизонте (А₁) обменного кальция и магния, большей степенью насыщенности основаниями разреза № 69. Перечисленные отличия выступят более рельефно при сравнении с анализами слабодерновых средне- и сильноподзолистых почв (табл. 5, 7).

Таблица 18

Данные химического анализа почв суборей третьей террасы

Если судить по степени обедненности верхних слоев полуторными окислами, почва разреза № 69 сильнее оподзолена, чем разреза № III-2. Это один из примеров несовпадения определения степени оподзоленности по морфологическому строению с показаниями валового анализа. В то же время содержание обменных оснований и величина степени насыщенности почвы основаниями (V) указывают на более значительное изменение профиля почвы III-2 внедрением под полог соснового леса подроста из липы.

Почвы лесов четвертой террасы, служащей водоразделом рек Мокши и Сатиса

Главнейшая характерная черта строения большинства почв четвертой (Днепровской) террасы — двучленность почвенного профиля. На большей части территории IV террасы песчаные древнеаллювиальные отложения имеют мощность 1—1,5 м. Их подстилает моренный суглинок, что оказывает существенное влияние на условия развития лесной растительности и почвообразование.

Нахождение на корне доступной глубине более богатого элементами зольного питания моренного суглинка создает необходимые условия для успешного развития ели. Этому же благоприятствует большая обеспеченность влагой, обусловленная низкой водопроницаемостью подстилающего пески суглинка. Поэтому и области четвертой террасы широко распространены ельники, преимущественно липняковые. Значительные площади заняты также сосняками липняково-широкотравными и вторичными липняками осоково-снытьевыми. На местах вырубок получили развитие леса из мелколиственных пород (березняки, осинники).

Под пологом перечисленных типов лесных насаждений образованы бурые лесные почвы, в том числе и бурые лесные остаточноподзолистые. Большая часть этих почв в той или иной степени оглеена, что обусловлено сравнительно близким залеганием моренного суглинка, обладающего низкой водопроницаемостью.

Останавливаться на подробном описании бурых лесных почв четвертой террасы нецелесообразно, поскольку почвы этого типа были подробно рассмотрены при описание простых и сложных суборей третьей террасы. Следует отметить лишь некоторые отличительные особенности.

В качестве примера строения бурых лесных супесчаных почв этой террасы рассмотрим строение разреза № 742(У), заложенного в липняке снытьевом 50—60 лет. В древостое единично встречаются осина, береза, ель. В подросте и подлеске — липа. Напочвенный покров состоит из осоки волосистой (Carex pilosa), сныти (Aegopodium podagraria), звездчатки (Stellaria holostea) и некоторых других представителей дубравного широкотравья. Морфологическое строение почв следующее.

А₀0—2 см. Лесная подстилка, состоящая из листвы разной степени разложения. Окраска бурая, сложение рыхлое.

А’₁2—7 см. Серовато-черный со слабым буроватым оттенком. Супесчаный. Рыхло связан корнями. Переход в следующий горизонт постепенный.

А''₁7—17 см. Темно-бурый, окраска равномерная. Супесчаный. Густо пронизан корнями. Переход в следующий постепенный — языками.

АВ 17—35 см. Светлее предыдущего. Супесчаный. Сложение менее плотное. Корней меньше. Переход в следующий постепенный.

В₁35—70 см. Окраска неоднородная: на светлом серовато-буром фоне темно-бурые пятна. Песчаный. Корней ещё меньше. Нижняя граница по цвету и механическому составу резкая.

Bg 70 см и глубже. Окраска неоднородная, пятнистая. На серовато-желтом фоне яркие охристо-желтые выцветы. Сложение вязкое и плотное. По механическому составу — песчанистый суглинок (морена).

Таблица 19

Механический анализ почв сложных суборей IV террасы

Механический анализ этого разреза (табл. 19) обнаруживает значительное обогащение верхних слоев почвы частицами физической глины и особенно ила, большее чем в почвах того же генетического типа III террасы. По механическому составу отчетливо выделяется подстилающий песчанистый суглинок, залегающий в этом разрезе на небольшой глубине. Валовой анализ и оксалатная вытяжка показывают обычное для почв данного типа обогащение верхней части профиля глиноземом и в меньшей степени железом и кальцием (табл. 20). Другие анализы (табл. 21) также не обнаруживают значительных отклонений.

Таблица 20

Данные сокращенного валового анализа и оксалатной вытяжки почв сложных суборей IV террасы

[1] [2] [3] [4] [5]