Дерново-подзолистые почвы

Дерново-подзолистые почвы — это тип почв, формирующихся в условиях хвойных, смешанных и мелколиственных лесов умеренного пояса под воздействием подзолистого и дернового процессов почвообразования. Являются одним из наиболее распространённых типов почв на территории Восточно-Европейской (Русской) равнины, Западной Сибири и других регионов с умеренно-континентальным климатом. Относятся к классу текстурно-дифференцированных почв, занимают значительные площади в лесной зоне Евразии и Северной Америки.

Условия формирования

Дерново-подзолистые почвы образуются в зоне южной тайги и смешанных лесов. Для их формирования характерны следующие факторы:

• Климат: умеренно-континентальный с тёплым летом (средняя температура июля +15…+20 °C) и умеренно холодной зимой (средняя температура января −10…−15 °C). Годовая сумма осадков составляет 500–700 мм, при этом коэффициент увлажнения превышает 1, что способствует промывному водному режиму.
• Растительность: хвойные (ель, сосна), смешанные (ель с берёзой, сосна с дубом) и мелколиственные (берёза, осина) леса с развитым травяным покровом. Опад хвойных пород содержит мало оснований и много трудноразлагающихся соединений (лигнин, смолы), что способствует развитию подзолистого процесса. Травянистая растительность, напротив, стимулирует дерновый процесс.
• Рельеф: преимущественно пологоволнистые равнины, моренные и водно-ледниковые равнины, речные террасы. Почвы формируются на водоразделах и пологих склонах.
• Почвообразующие породы: покровные суглинки, моренные отложения, лессовидные суглинки, реже — пески и супеси. Породы обычно бескарбонатные, что усиливает кислотность почвенного раствора.

Генезис и процессы почвообразования

Формирование дерново-подзолистых почв определяется двумя основными процессами, протекающими одновременно:

• Подзолистый процесс: под воздействием кислых продуктов разложения лесной подстилки (органические кислоты, фульвокислоты) происходит разрушение первичных и вторичных минералов в верхней части профиля. Продукты разрушения (железо, алюминий, марганец, основания) вымываются вниз, а в верхнем горизонте накапливается кремнезём (SiO₂), придающий ему белесую (подзолистую) окраску. Этот процесс наиболее активен под хвойными лесами.
• Дерновый процесс: развивается под воздействием травянистой растительности, корневые системы которой пронизывают верхний слой почвы. Отмирающие корни и надземный опад обогащают почву органическим веществом (гумусом), способствуя накоплению элементов питания (азот, фосфор, калий) и формированию гумусового горизонта. Дерновый процесс ослабляет или частично компенсирует подзолистый.

Сочетание этих процессов приводит к формированию профиля с чётко выраженными горизонтами: лесная подстилка, гумусовый (дерновый) горизонт, подзолистый горизонт, иллювиальный горизонт и материнская порода.

Строение почвенного профиля

Дерново-подзолистые почвы имеют следующее морфологическое строение (сверху вниз):

1. A₀ (O) — лесная подстилка мощностью 3–5 см. Состоит из слаборазложившихся остатков хвои, листьев, веток, мха. Цвет от светло-бурого до тёмно-коричневого. Рыхлая, волокнистая.
2. A₁ (A) — гумусовый (дерновый) горизонт мощностью 10–20 см. Серый или тёмно-серый, комковато-порошистой структуры. Пронизан корнями трав. Содержание гумуса варьирует от 1,5 до 4–5%. Реакция среды кислая (pH 4,0–5,5).
3. A₂ (E) — подзолистый (элювиальный) горизонт мощностью 10–30 см. Белесый, палево-белый или серовато-белый, бесструктурный или плитчатый. Состоит преимущественно из кремнезёма. Обеднён элементами питания. Реакция среды кислая (pH 3,5–4,5).
4. B (Bt, Bf) — иллювиальный горизонт мощностью 30–60 см. Бурый, коричнево-бурый или охристо-бурый. Плотный, ореховато-призматической структуры. Обогащён глинистыми частицами, оксидами железа и алюминия, вымытыми из вышележащих горизонтов. Реакция среды слабокислая (pH 4,5–5,5).
5. C — материнская порода (суглинок, глина, песок). Не затронута почвообразованием или слабо изменена.

В зависимости от степени выраженности подзолистого процесса выделяют разновидности: слабоподзолистые (горизонт A₂ не выражен или прерывистый), среднеподзолистые (A₂ мощностью 10–15 см) и сильноподзолистые (A₂ мощностью более 15 см).

Классификация

В российской почвенной классификации (2004 г.) дерново-подзолистые почвы относятся к отделу текстурно-дифференцированных почв, типу дерново-подзолистых. В международной классификации WRB (World Reference Base for Soil Resources) они соответствуют ретисолям (Retisols) — почвам с текстурной дифференциацией профиля.

Основные подтипы:

• Дерново-подзолистые типичные — с чётко выраженным подзолистым горизонтом.
• Дерново-подзолистые поверхностно-глееватые — с признаками оглеения в верхней части профиля из-за временного переувлажнения.
• Дерново-подзолистые глубокопахотные — с мощным пахотным горизонтом (более 30 см), сформированным при сельскохозяйственном использовании.
• Дерново-подзолистые остаточно-карбонатные — формируются на породах, содержащих карбонаты, что снижает кислотность.

Свойства и характеристика

Дерново-подзолистые почвы обладают рядом специфических свойств:

• Кислотность: сильнокислая или кислая реакция среды (pH 3,5–5,5), что обусловлено вымыванием оснований и накоплением органических кислот.
• Низкое содержание гумуса: в целинных почвах — 1,5–3%, в пахотных — 2–4%. Гумус преимущественно фульватного типа (отношение гуминовых кислот к фульвокислотам менее 1).
• Низкая ёмкость катионного обмена (ЕКО): 10–20 мг-экв/100 г почвы, что связано с преобладанием в поглощающем комплексе водорода и алюминия.
• Неблагоприятные физические свойства: пахотный горизонт часто бесструктурный, склонен к заплыванию и образованию корки. Подзолистый горизонт обеднён глиной, что снижает влагоёмкость и питательный режим.
• Низкое содержание элементов питания: азота, фосфора, калия, кальция, магния и микроэлементов (цинк, медь, кобальт). Фосфор находится в труднодоступных формах (связан с железом и алюминием).
• Водный режим: промывной, с периодическим переувлажнением в весенний период и иссушением в летний.

Сельскохозяйственное использование

Дерново-подзолистые почвы широко используются в сельском хозяйстве, особенно в Нечернозёмной зоне России. Однако их природное плодородие низкое, поэтому для получения стабильных урожаев требуется комплекс мелиоративных мероприятий:

• Известкование: внесение извести (CaCO₃, CaO) для нейтрализации кислотности до pH 5,5–6,5. Норма внесения — 3–8 т/га в зависимости от кислотности.
• Внесение органических удобрений: навоз, торф, компосты (40–60 т/га) для повышения содержания гумуса и улучшения структуры.
• Минеральные удобрения: азотные (аммиачная селитра), фосфорные (суперфосфат), калийные (хлористый калий) — в повышенных дозах из-за низкого естественного плодородия.
• Глубокая вспашка: для увеличения мощности пахотного слоя и вовлечения в него подзолистого горизонта.
• Осушительная мелиорация: на переувлажнённых участках (поверхностно-глееватые подтипы) — устройство дренажа, открытых канав.
• Севообороты: с включением многолетних трав (клевер, люцерна) для улучшения структуры и накопления азота.

На окультуренных дерново-подзолистых почвах возделывают зерновые (рожь, овёс, ячмень, пшеница), картофель, овощи (капуста, морковь, свёкла), лён, кормовые травы. Урожайность при правильной агротехнике может достигать 30–40 ц/га зерновых и 200–300 ц/га картофеля.

Экологическое значение

Дерново-подзолистые почвы играют важную роль в лесных экосистемах. Они обеспечивают круговорот элементов в хвойных и смешанных лесах, служат средой обитания для множества почвенных организмов (дождевые черви, микроорганизмы, грибы). Однако из-за высокой кислотности и низкой буферной способности эти почвы чувствительны к антропогенным нагрузкам:

• Кислотные дожди: усиливают вымывание оснований и мобилизацию токсичных элементов (алюминий, марганец).
• Эрозия: на склонах при сведении леса и неправильной обработке развивается водная эрозия.
• Уплотнение: при интенсивном использовании сельскохозяйственной техники происходит уплотнение пахотного горизонта, ухудшение аэрации.

Распространение

Дерново-подзолистые почвы занимают обширные территории в умеренном поясе. В России они распространены:

• Европейская часть: от западных границ до Урала, в пределах лесной зоны (Ленинградская, Новгородская, Псковская, Тверская, Московская, Смоленская, Брянская, Калужская области, а также юг Карелии и Архангельской области).
• Западная Сибирь: в южной тайге и подтаёжной зоне (Тюменская, Омская, Новосибирская, Томская области).
• Дальний Восток: в Приморье и Приамурье, на равнинах и низкогорьях.

За пределами России встречаются в Беларуси, Украине (Полесье), странах Балтии, Польше, Германии, скандинавских странах, на севере США и Канады.

Интересные факты

• Дерново-подзолистые почвы составляют около 40% площади пахотных земель Нечернозёмной зоны России, но дают лишь 20% сельскохозяйственной продукции из-за низкого плодородия.
• Впервые эти почвы были описаны русским почвоведом В. В. Докучаевым в конце XIX века в ходе его работ по изучению чернозёмов и подзолов.
• Подзолистый горизонт A₂ часто называют «белоглазкой» из-за его характерного белесого цвета, напоминающего золу.
• На дерново-подзолистых почвах в России выращивают знаменитый лён-долгунец, который даёт высококачественное волокно.

Источники

• Почвоведение / Под ред. В. А. Ковды, Б. Г. Розанова. — М.: Высшая школа, 1988.
• Классификация и диагностика почв России. — Смоленск: Ойкумена, 2004.
• Добровольский Г. В., Урусевская И. С. География почв. — М.: Изд-во МГУ, 2004.
• Агрохимия / Под ред. В. Г. Минеева. — М.: Изд-во МГУ, 2004.
• World Reference Base for Soil Resources 2014. — FAO, Rome, 2014.