Подзолистые почвы

Подзолистые почвы — это тип почв, формирующихся преимущественно под хвойными и смешанными лесами в условиях холодного и умеренно-холодного климата с избыточным увлажнением. Характеризуются наличием осветлённого элювиального горизонта (подзолистого), из которого вымываются органические и минеральные соединения, и нижележащего иллювиального горизонта, где эти вещества накапливаются. Относятся к зональным почвам таёжной и лесотундровой зон.

История изучения

Первые научные описания подзолистых почв были сделаны в середине XIX века. В 1879 году русский геолог и почвовед В. В. Докучаев в ходе исследований чернозёмной зоны обратил внимание на контрастные почвы северных регионов. Термин «подзол» происходит от народного названия — «под золой», что отражает внешний вид верхнего белесого горизонта, напоминающего золу. В 1880-х годах Докучаев и его ученики (Н. М. Сибирцев, К. Д. Глинка) разработали генетическую классификацию почв, выделив подзолистый тип как самостоятельный.

В 1930-х годах советский почвовед И. В. Тюрин детально изучил процессы подзолообразования, связав их с действием кислых продуктов разложения лесной подстилки и выносом оснований. В 1950-х годах работы А. А. Роде уточнили механизмы элювиально-иллювиальной дифференциации профиля. Современные исследования (с 1990-х годов) сосредоточены на роли подзолистых почв в глобальном углеродном цикле и их устойчивости к антропогенным нагрузкам.

Условия формирования

Подзолистые почвы образуются в следующих условиях:

• Климат: холодный и умеренный, с преобладанием осадков над испарением (коэффициент увлажнения > 1). Среднегодовая температура — от −4 до +5 °C. Продолжительный снежный покров и промерзание почвы на глубину 1–2 м.
• Растительность: хвойные (ель, сосна, пихта) и смешанные леса с мохово-лишайниковым или травянистым покровом. Лесная подстилка (опад) богата трудноразлагаемыми соединениями (лигнин, дубильные вещества, смолы).
• Рельеф: равнинный или полого-волнистый, с хорошим дренажем (заболоченные варианты — подзолисто-глеевые почвы).
• Почвообразующие породы: рыхлые отложения — пески, супеси, моренные суглинки, покровные глины. Преобладают кислые и бедные основаниями породы.

Строение почвенного профиля

Профиль подзолистых почв имеет чёткую дифференциацию на горизонты (сверху вниз):

1. О (A₀) — лесная подстилка: слой опада (хвоя, листья, мох) мощностью 3–10 см. Состоит из слаборазложившихся органических остатков.
2. Е (A₂) — подзолистый (элювиальный) горизонт: осветлённый, белесый или серовато-белый, мощностью 5–30 см. Состоит из кварцевого песка и пыли, обеднён гумусом, железом, алюминием и основаниями. Структура — плитчатая или листоватая, рыхлая.
3. В (B₁, B₂) — иллювиальный горизонт: бурый, красновато-бурый или охристый, мощностью 20–60 см. Обогащён глинистыми частицами, оксидами железа и алюминия, гумусовыми веществами. Структура — ореховатая или призматическая, плотная.
4. С — материнская порода: неизменённый или слабоизменённый грунт (песок, суглинок, глина).

В зависимости от степени выраженности подзолистого горизонта выделяют:

• Слабоподзолистые — горизонт Е менее 5 см.
• Среднеподзолистые — горизонт Е 5–15 см.
• Сильноподзолистые — горизонт Е более 15 см.

Классификация

По современной российской классификации (2004) подзолистые почвы относятся к отделу текстурно-дифференцированных почв. Основные подтипы:

• Подзолы — на песках и супесях, с резким обеднением горизонта Е. Характерны для северной тайги.
• Подзолистые — на суглинках и глинах, с менее контрастным профилем. Распространены в средней и южной тайге.
• Дерново-подзолистые — с дополнительным гумусовым горизонтом (A₁) мощностью 10–20 см. Формируются под травянистыми лесами или на месте вырубок. Наиболее плодородные среди подзолистых.
• Подзолисто-глеевые — с признаками оглеения (сизые, ржавые пятна) в нижней части профиля, развиваются в условиях переувлажнения.

Физико-химические свойства

• Реакция среды: кислая (pH 3,5–5,5), в дерново-подзолистых — слабокислая (pH 5,0–6,0).
• Содержание гумуса: низкое — 1–3% в горизонте А₁, в подзолистом горизонте — менее 0,5%. Гумус фульватного типа (отношение Cₕк/Cфк < 0,5).
• Ёмкость катионного обмена (ЕКО): низкая — 5–15 мг-экв/100 г почвы. В составе обменных катионов преобладают H⁺ и Al³⁺, основания (Ca²⁺, Mg²⁺) — в дефиците.
• Степень насыщенности основаниями: 10–50% (в дерново-подзолистых — до 70%).
• Гранулометрический состав: от песчаного до глинистого, но чаще — супесчаный или легкосуглинистый.
• Водно-воздушный режим: в верхних горизонтах — промывной (избыточное увлажнение), в нижних — застойный (при близком залегании грунтовых вод).

Распространение

Подзолистые почвы занимают около 15% площади суши Земли, главным образом в Северном полушарии. Основные ареалы:

• Россия: европейская часть (Карелия, Мурманская, Архангельская, Вологодская, Ленинградская области), Урал, Западная и Восточная Сибирь, Дальний Восток. В России занимают около 40% территории (свыше 7 млн км²).
• Скандинавия: Финляндия, Швеция, Норвегия.
• Северная Америка: Канада (провинции Онтарио, Квебек, Британская Колумбия), Аляска, северные штаты США (Миннесота, Мичиган, Висконсин).
• Европа: север Германии, Польши, Беларуси, Прибалтика.
• Азия: северные районы Китая (Маньчжурия), Япония (Хоккайдо), горные районы Гималаев.

Сельскохозяйственное использование

Подзолистые почвы малоплодородны в естественном состоянии из-за кислотности, низкого содержания гумуса и питательных элементов. Для их освоения требуется комплекс мелиоративных мероприятий:

• Известкование — внесение извести (CaCO₃) для нейтрализации кислотности (доза — 3–8 т/га).
• Внесение органических удобрений — навоз, торф, компосты (40–80 т/га) для повышения содержания гумуса.
• Минеральные удобрения — азотные, фосфорные, калийные (особенно фосфор, так как он сильно закрепляется в почве).
• Глубокая вспашка — для разрушения подзолистого горизонта и перемешивания с иллювиальным.
• Дренаж — при избыточном увлажнении (закрытый или открытый).

После окультуривания на дерново-подзолистых почвах возделывают:

• Зерновые: озимая рожь, ячмень, овёс.
• Картофель, кормовые корнеплоды.
• Многолетние травы (клевер, тимофеевка).
• Лён-долгунец (в Нечерноземье России).

Урожайность на окультуренных подзолистых почвах составляет 60–80% от урожайности на чернозёмах. В России под пашню занято около 15% площади подзолистых почв (преимущественно дерново-подзолистые).

Экологическое значение

• Углеродный цикл: подзолистые почвы содержат значительные запасы органического углерода (до 20–30 кг/м² в верхнем метре), но из-за кислой среды разложение органики замедлено. При осушении или распашке происходит эмиссия CO₂.
• Водный режим: играют роль в регулировании стока, фильтрации воды и питании рек. Благодаря промывному режиму способствуют очищению грунтовых вод от загрязнителей.
• Биоразнообразие: в подзолистых почвах обитают специализированные микроорганизмы (кислотоустойчивые бактерии, грибы-микоризообразователи), а также почвенные беспозвоночные (дождевые черви редки из-за кислотности).
• Устойчивость к антропогенным нагрузкам: низкая — при вырубке лесов или интенсивном земледелии быстро деградируют (эрозия, уплотнение, потеря гумуса).

Интересные факты

• В подзолистых почвах часто встречаются «ортштейны» — плотные железисто-марганцевые конкреции (размером от горошины до кулака), образующиеся в иллювиальном горизонте.
• Белесый цвет подзолистого горизонта обусловлен не только вымыванием, но и наличием аморфного кремнезёма (SiO₂·nH₂O).
• В России подзолистые почвы являются основным типом почв для лесного хозяйства — на них произрастают около 70% хвойных лесов страны.
• В 1920-х годах советский агроном Д. Н. Прянишников разработал систему удобрения подзолистых почв, которая позволила значительно повысить урожайность в Нечерноземье.