ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 6, с. 645-653
ГЕНЕЗИС ^^^^^^^^^^^^
И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.47
ГЕОГРАФО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ ПАХОТНЫХ ГОРИЗОНТОВ: ДИАГНОСТИКА ПОДКЛАССОВ
© 2004 г. Н. А. Караваева1, И. И. Лебедева2, Е. Б. Скворцова2
1Институт географии РАН, 119017, Москва, Старомонетный пер., 27 2Почвенный институт им В.В. Докучаева РАСХН, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7
Поступила в редакцию 13.08.2003 г.
В развитие разработанных ранее типизации и систематики пахотных горизонтов (ПГ) на европейской территории России рассмотрены диагностические признаки ПГ на подклассовом уровне. Установлены основные причины различия подклассов, главными из которых являются генетические свойства почв, актуально действующие процессы и географические условия среды. Показано, что наибольшее разнообразие почвенных свойств демонстрируют подклассы типичных ПГ. Намечены аспекты дальнейшего географо-генетического изучения пахотных горизонтов.
ВВЕДЕНИЕ
Разнообразие свойств пахотных горизонтов (ПГ) обусловлено разным результатом взаимодействия агрогенных и природных (природопо-добных) процессов, который определяется тремя причинами: генетической природой почв, географическими условиями среды и характером агро-генного воздействия.
В предыдущей статье [10] была сформулирована антропо-географо-генетическая концепция пахотных горизонтов, сущность которой заключается в определении пахотного горизонта как специфического образования, формирующегося при тесном взаимодействии природных и антропогенных факторов и процессов, органично входящего в систему генетического профиля пахотной почвы и функционирующего в соответствии с новой агроэкосистемой. Концепция разработана с целью выявления потенциала естественных почв к окультуриванию в естественной природной среде, без коренных, изменяющих эту среду мелиораций. Она позволяет оценить целесообразность и принципиальную возможность формирования плодородных свойств в естественных генетически разных почвах, выявить геогра-фо-генетические ограничения и пределы достижения этой цели, выявить почвы и ареалы с разными ответными реакциями на агрогенные воздействия.
В рамках указанной концепции разработана типизация ПГ для автономных суглинисто-глини-стых почв Европейской России, от лесотундры до сухой степи. Выделены 3 иерархических уровня -классы, подклассы и общности. Обоснованы принципы разделения ПГ на классы, даны их субстантивная характеристика и диагностика [10].
Предлагаемая статья является развитием той же концепции. Она посвящена принципам выделения подклассов ПГ и их основным диагностическим свойствам.
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ
В работе применен ряд подходов, имевших место при выделении классов ПГ, а также другие подходы и критерии, необходимость которых вызвана более широким набором свойств и процессов, выявляющих различия ПГ на уровне подклассов.
Напомним, что основным критерием разделения ПГ на уровнях классов является соотношение в них агрогенносозданных и генетических природных свойств. Это соотношение определяется не только длительностью и интенсивностью аг-рогенного влияния, но и особенностью пространственной динамики почвенного покрова (геоморфологическая стабильность - нестабильность). Из 4-х выделенных классов только один - Оптимизированные ПГ (ОПГ) - отличается преобладанием агрогенносозданных свойств. В остальных классах соотношение этих групп свойств может быть почти равным или исходные генетические свойства преобладают.
Подклассы ПГ различаются конкретными свойствами почвенной массы, обусловленными прежде всего генетическим разнообразием почв, в профиле которых они сформированы. На уровне подклассов разнообразие пахотных горизонтов существенно меньше, чем поверхностных горизонтов естественных почв. Это связано с общей конвергенцией почвенного покрова при сельскохозяйственном освоении.
Общности ПГ выделяются в пределах подклассов путем ранжирования их субстантивных
Таблица 1. Разделение на подклассы по основным признакам
Подкласс
Окраска Общая мощность, см Гумус, % Структура рН водный Плотность, г/см3
С гк/С фк
Класс оптимизированных ПГ
Северные Темно-серая >30 >7.0 —► 3.0* Порошисто-комковатая —► —»- глыбисто-комковатая ~7.0 1.1 — - 1.5 0.7-1.0
Южные Темно-серая до черного >30 >6.0 Порошисто-комковатая —► —► комковатая ~7.0 1.1 — - 1.3 >2
Класс типичных ПГ
Светлые Белесовато- 20-30 >2 —► <2 Глыбисто-комковато-поро- 5.0-6.5 1.3 — - 1.5 0.5-0.8
фульватные серая (с различными оттенками) шистая —»- комковато-глыбистая (комковато-плитчатая)
Светлые Серая(с раз- 20-30 >3 —► <2.5 Глыбисто-комковато-поро- 6.0-7.0 1.2 — - 1.5 1-2
гуматно- личными шистая —► комковато-глы-
фульватные оттенками) бистая (комковато-плитчатая)
Темные Темно-серая >30 3(4)-8 Комковато-порошистая —► ~7.0 1.2 — - 1.4 >1.5
нейтральные до черного —»- глыбистая
Светлые Буровато- 20-30 2-6 Комковато-порошистая —► 7.0-7.5 1.2 — - 1.5 1-1.5
щелочные серая —»- глыбистая
* Стрелкой обозначается дифференциация пахотного горизонта по глубине: первая цифра - показатель для верхней части горизонта, после стрелки - показатель для его нижней части.
показателей. Их выделение проводится по градациям отдельных агрономически значимых признаков (содержание гумуса, кислотность, плотность и др.). Общности ПГ характеризуют "центральный образ" и "области пограничных значений" подклассов по данному признаку.
Основная задача статьи - разграничение подклассов в 2-х классах ПГ - оптимизированных и типичных. Для остальных двух классов - кумулятивных и абрадированных - эта задача сейчас может иметь лишь самые предварительные решения благодаря недостаточному количеству конкретных материалов и объективной сложности почв, составляющих эти классы, а также в виду нестабильности массы их пахотных горизонтов.
Подклассы оптимизированных пахотных горизонтов. Ранее отмечалось, что класс ОПГ выделяется отчетливым преобладанием агрогенносозданных свойств. Входящие в него ПГ плодородны и представляют собой "эталон" результата влияния человека на почву при ее земледельческом использовании. В связи с этим, класс ОПГ обладает достаточно малым внутриклассовым варьированием свойств входящих в него ПГ. Однако, хотя и с небольшой амплитудой, варьирование свойств наблюдается, несмотря на весьма высокий уровень агротехники. Это обусловлено генетическим и географическим различиям разных почв, "проступающим" даже при максимальном антропогенном воздействии (табл. 1). Эти различия позволяют выделить
2 подкласса ОПГ - "южные" и "северные". Южный подкласс формируется из темноцветных, исходно высокогумусированных и плодородных почв южной лесостепи и степи в условиях субгу-мидного, контрастного по увлажнению климата с отчетливым засушливым периодом и высоким уровнем летних температур [11-13, 17, 20]. Северный подкласс ОПГ сформирован преимущественно в почвах элювиально-иллювиального ряда и функционирует в условиях гумидного климата, умеренно контрастного по увлажнению, и более низких температур теплого периода [5, 7].
Разница среды почвообразования объясняет различия некоторых агрогенносозданных свойств обоих подклассов. Они заключаются в наличии у почв северного подкласса свойств, отсутствующих в южном подклассе:
- гуматно-фульватный (реже фульватно-гу-матный) состав гумуса с преобладанием среди гу-миновых кислот ГК 1;
- пониженная емкость ППК, обусловленная спецификой минералогического состава тонкодисперсных фракций верхних горизонтов и меньшей поглотительной способностью гумуса "северного" подкласса;
- вертикальная дифференциация ПГ, проявляющаяся в уменьшении содержания гумуса и емкости ППК, ухудшения структуры и значительном увеличении плотности в нижней половине горизонта.
В почвах северного подкласса возможно появление пульсирующих элювиально-иллювиальных микрогоризонтов внутри ПГ. Это вызвано постоянно действующими элювиально-иллювиальными процессами, реализующимися в мощной толще созданного культурным земледелием ПГ в условиях гумидного агропедоклимата.
В целом, различия выделенных подклассов генетически важны, но не настолько существенны, чтобы нарушить общее единство класса ОПГ. Главный объединяющий признак - комплекс основных агрогенносозданных положительных свойств, обеспечивающих плодородие ОПГ, прослеживается в обоих описанных выше подклассах.
Подклассы типичных пахотных горизонтов. Класс типичных пахотных горизонтов (ТПГ) наиболее распространен на земледельческой территории России и охватывает по существу большинство ее почв [6, 7, 9-12, 19, 21]. Изменение природных свойств ПГ и трансформация их в направлении создания новых агрогенных свойств в почвах типичного класса затрагивает те признаки, которые наиболее легко и быстро отзываются на окультуривание. Эти ПГ, как правило, "недоокультурены", но приобретают определенный комплекс близких агрогенносозданных свойств, которые и позволили объединить ТПГ в самостоятельный класс. Например, ПГ всего спектра почв северной половины европейской территории России характеризуются следующими общими свойствами:
- преимущественно серым оттенком окраски почвенной массы;
- мощностью гумусированной толщи около 20-35 см;
- значительной степенью насыщенности ППК (нередко почти до 100%) и повышенным содержанием поглощенных оснований;
- плотностью верхней половины ПГ всех почв в пределах 1.2-1.3 г/см3.
- специфической агрогенносозданной структурой с преобладанием трех структурных мотивов -распыленность, непрочная комковатость и глы-бистость, а также их разнообразных сочетаний [2, 15, 16, 18, 19];
Таким образом, в ТПГ генетически разных почв формируется комплекс сходных агрогенносозданных свойств. Однако, можно проследить закономерные различия в количественных параметрах определенных свойств, обусловленные генетическими особенностями исходных почв и их разными ответными реакциями на агрогенные воздействия. Например, для ТПГ характерно широкое варьирование содержания гумуса (1.58.0%) и его состава (С гк/С фк от < 1 до 2) в генетически разных почвах (табл. 1). Сумма обменных оснований также может существенно разли-
чаться. Возможны различия в свойства
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.