В условиях вечной мерзлоты и жесткого климата использование глеевых почв не является рациональным. В таких суровых условиях населения часто занимается сельскохозяйственным животноводством, особенно оленеводством. Причиной этому служат особенности грунта, благодаря которым животные имеют доступ к естественной кормовой базе.
Типы и характеристики глеевых почв: свойства, классификация и применение
Глеевые почвы формируются на болотистых и переувлажненных территориях. Они представляют собой один из видов грунтов и отличаются своими особенностями. Далее рассмотрим их основные характеристики, условия, способствующие их образованию, типы профиля, свойства и классификацию, а также регионы, где глеевые грунты встречаются, и способы их использования.
Глеевые почвы формируются под влиянием множества почвенных факторов. Эти грунты распространены в определенных географических местах и имеют своеобразное строение, в котором особое внимание следует обращать на наличие глеевого горизонта.
Условия формирования
Глеевые горизонты образуются на участках с переувлажнением, в болотах и на заболоченных землях. Их формирование происходит под воздействием значительного количества влаги, поступающей как из грунтовых, так и осадочных вод, а также в результате жизнедеятельности анаэробных бактерий. Процесс, в ходе которого образуется глей, включает комплекс биохимических и микробиологических реакций, таких как:
- восстановление органических и минерализованных веществ, приводящее к образованию подвижных форм закиси алюминия, марганца и железа;
- преобразование гуминовых кислот в фульвокислоты;
- окислительно-восстановительные реакции в почве;
- разрушение алюмосиликатов, в результате чего образуются глинистые минералы, содержащие двухвалентное железо.
Микробиологическая флора этих грунтов состоит из актиномицетов, плесневых грибов и микобактерий, которые все относятся к группе анаэробных микроорганизмов. У глеевых почв наблюдается специфическая особенность — они не могут фиксировать азот, что связано с плохой аэрацией. Несмотря на это, запас органических веществ в глеевых грунтах довольно значителен, даже при наличии не очень мощного гумусного слоя.
Глеевые почвы, как правило, имеют тяжелый механический состав (суглинки и глины). Они оттаивают на глубину от 0,5 до 1,5 метров.
Тип профиля
Глеевый горизонт отличается характерной окраской – от голубоватой до зеленоватой и сизой, с ржавыми пятнами. У него низкая порозность, а структура горизонта — бесструктурная. Развитие такого слоя связано с переувлажненными условиями на заболоченных террасах, где кислорода недостает. Глеевые почвы имеют малую мощность и простое строение; их верхний слой, где произрастают мхи, лишайники, осоки и злаковые культуры, обычно очень тонкий.
Дерново-глеевые почвы формируются в таежной зоне под хвойными, лиственными и смешанными лесами, где заповедные мхи и травы. Эти грунты развиваются на слабодренированных равнинах и низменностях, особенно на карбонатных основах. Застой осадочных вод и высокий уровень грунтовых вод являются условиями их формирования. Также подобные почвы могут появляться на территориях с луговой растительностью.
Распространение
Глеевые почвы формируются в условиях холодного климата, где наблюдается избыток влаги и малое количество органики. Особенно характерны они для поясной зоны, простирающейся вдоль Северного Ледовитого океана, от Кольского полуострова до Берингова пролива. На юге такие почвы постепенно переходят в тайгу и лесную зону.
Свойства и классификация
Для глеевых почв важнейшим определяющим фактором выступает глеевый тиксотропный горизонт. Тиксотропия — это уникальная способность переувлажненного грунта меняться под действием механических факторов: переходить из вязко-пластичного состояния в плывунное и затем возвращаться в исходное состояние, сохраняя свою влажность. Уровень тиксотропности и степень оглеения увеличиваются с севера на юг.
Глеевые почвы имеют явные признаки сильной выщелоченности, в них содержится мало растворимых солей и карбонатов. Грунты выделяются наличием гумуса и продуктов выветривания. В составе гумуса особенно преобладают фульвокислоты, которые связаны с полуторными окислами, обладающими высокой подвижностью. На глубине 0,6-0,7 метра содержание гумуса невелико и составляет всего 0,3 до 3,0 %.
Кислотность почв в разных подтипах варьируется от кислой до слабокислой. Наиболее высокая кислотность наблюдается в южных частях тундры и в почвах лесотундры. Емкость поглощения глеевых почв обычно небольшая, при этом уровень их насыщения солями может достигать 98 %, за исключением тех слоев, где преимущественно находится органика. С севера на юг уровень насыщения нарастает. Прочие аспекты, такие как валовый состав, дифференциация илистых частиц и минеральных элементов, в слоевом строении глеевых почв особых различий не демонстрируют.
Основные характеристики
Глей представляет собой один из уровней почвенного профиля, который проявляется в окраске от зеленой до голубой, сизой или только частично сизо-ржавой. Бесструктурные глеевые почвы могут образовываться только в условиях заболачивания и переувлажнения, где доступ кислорода ограничен. Такие почвы обладают простым строением и выглядят как участки, покрытые мхом. На этих территориях растут ольшаник, ивняк, злаковые растения, а также гигрофильная осока и тростник.
Условия формирования
Грунт, который мы видим на поверхности, сформировался на протяжении длительного времени. Ключевыми процессами почвообразования можно считать следующие:
- полное или частичное разрушение органических и минеральных веществ в результате синтетических процессов;
- межфазное взаимодействие в почвах;
- миграция как веществ, так и энергии в процессе почвообразования.
Тундрово-глеевые почвы образуются в сложных природных условиях, где наблюдается как недостаток кислорода, так и низкий температурный режим.
Работа микроорганизмов в этих условиях затрудняется из-за скудности флоры и высоких объемов влаги.
В микрофлоре данных почв встречаются микобактерии, плесневые грибы, а также актиномицеты. Эти организмы полностью адаптированы к жизни в анаэробной среде. Одна из характерных особенностей глеевых почв заключается в неспособности к фиксации азота, что связано с плохой аэрацией.
Глей образуется при следующих условиях:
- незначительные колебания уровня грунтовых вод, в основном находясь в пределах от 0 до 1;
- слабая текучесть воды, что не позволяет уровням кислорода, растворенного в воде, увеличиваться, особенно в теплый период;
- высокое содержание органических веществ – даже для малогумусных глеевых почв характерны внушительные горизонты грубогумусного состава.
Тип профиля
Для профиля глеевых почв характерно наличие закиси железа, что придает особую серо-зеленую окраску. Формирование типичного глея происходит на большой глубине, где располагается зеркальный уровень грунтовых вод.
Профиль глеевого грунта состоит из следующих слоев:
- А0 – подстилающий слой, составленный из остатков растительности, находящихся в стадии полуразложения; горизонт составляет 3-5 сантиметров, он несколько оторфирован и покрыт мхами и лишайниками.
- А1 – грубогумусовый, перегнойный слой, который не превышает 12 см по мощности; влажная суглинистая почва имеет темно-бурый или темно-серый колер. Горизонт насыщен густым переплетением корней, а граница между слоями неровная, но с четким переходом.
- Bg – иллювиальный горизонт с мощностью от 8 до 12 см. Окрас горизонта неравномерный, на буром фоне видны пятна рыжего или буро-сизого оттенка. Суглинистая почва содержит множество корней.
- Bg (G) – глеевой горизонт с мощностью от 20 до 25 см. Бурый грунт включает в себя неясные сизые и ржавые вкрапления. В этом влажном суглинистом горизонте корней меньше, чем в предыдущем слое.
- Bg» – иллювиальный горизонт мощностью от 12 до 15 см. Окрас земли неравномерный, содержатся темно-сизые и ржавые пятна, основной фон – бурый. Грунт характеризуется влажными суглинистыми свойствами, корней в этом горизонте мало, в нижней части наблюдается мерзлота.
- GM – Глеевая суглинистая зона темного сизого окраса, в почве множество прослоек льда.
Свойства
Глеевые почвы обладают определенными уникальными характеристиками. Они представляют собой выщелоченные грунты, содержащие легкорастворимые соли и карбонаты. Более того, они отличаются высокой прогумусированностью. В верхнем горизонте содержание гумуса достигает 10 процентов, причем органические вещества отличаются высокой подвижностью.
Глей может иметь различную реакцию — от кислой до нейтральной. Самое кислое окружение наблюдается в тундре и лесотундре. Эти почвы имеют небольшую емкость поглощения, но высокую насыщенность основаниями. Для глеевых зон характерны хорошие физические свойства, хотя они имеют незначительную порозность и дополнительный эффект слабой аэрации и фильтрационной способности.
Из-за постоянного холодного воздействия страдает вся флора и фауна глеевых почв. Низкая зональность и ограниченное поступление органических веществ создают тонкий плодородный слой. Корни растений развиваются плохо, и поэтому уровень продуктивности почв остается низким. В связи с этим многие фермеры предпочитают сажать скороспелые культуры, особенно в южных регионах.
Наилучшим вариантом для использования глеевых почв является выпас скота и охота.
Тундровые почвы
Тундровые почвы характерны для тундровой зоны, расположенной в Северном полушарии. Они отличаются небольшой толщиной и проявлениями мерзлоты. Это грубогумусные грунты, содержание гумусовых веществ в которых может достигать 5 %. В сельском хозяйстве рекомендуются в качестве пастбищ и для таких культур, как картошка, капуста и ячмень. Эти почвы можно делить на несколько условных подтипов: арктотундровые, типичные глеевые, собственно тундровые глеевые, глеевые оподзоленные, иллювиально-малогумусные, иллювиально-гумусные и иллювиально-гумусные оподзоленные.
Арктотундровые почвы
Эти почвы распространены в северных районах субарктической зоны. Их образование связано с растительностью из полярной ивы, осоки и разнотравья. На низменных участках почвы образуются под мхами и осока. Обычно это суглинки. В морфологическом строении данного подтипа можно выделить следующие горизонты:
- подстилающий горизонт из корней осоки, опавших веток полярной ивы и мха с включениями торфа в нижних слоях (толщиной от 1 до 5 см);
- перегнойный горизонт (толщиной от 3 до 7 см);
- глеевый горизонт (толщиной от 10 до 20 см);
- переходный горизонт (толщиной от 15 до 30 см); почвообразующий материнский.
Тундровые глеевые типичные почвы
Типичные тундровые глеевые почвы находятся в зоне кустарниковых, а также мохово-лишайниковых тундр. Они формируются на глинистых и суглинистых породных структуре, которые располагаются на возвышенностях. В их профиле можно выделить следующие горизонты:
- подстилающий горизонт с включениями торфа (толщиной от 3 до 5 см);
- гумусовый, торфяной или перегнойный слой (толщиной не более 20 см);
- глеевый или иллювиальный слой (толщиной до 55 см);
- глеевый мерзлый с включениями льда.
Образование торфяно-перегнойных и торфяных слоев в грунте связано с режимом повышенной влажности. Тундровые глеевые типичные почвы содержат значительное количество полуторных окислов и кремнекислоты, которые позволяют им формировать стабильные органо-минеральные системы.
Собственно тундровые глеевые почвы
Профиль собственно тундровых глеевых почв состоит из следующих горизонтов:
- подстилающий, собранный из злаков, стеблей низкорослых кустарников и мха (толщиной от 3 до 5 см);
- глеевый мерзлый с включениями льда.
Грунты данного типа можно найти в континентальных почвенных провинциях, но они также могут встречаться и на возвышенных водоразделах.
Тундровые глеевые оподзоленные почвы
Тундровые глеевые оподзоленные почвы распространены в зоне лесотундры и кустарниковой тундры. Для их почвообразовательных процессов характерны подзолистые явления. Профиль почв включает следующие горизонты:
- подстилка (толщиной до 5 см);
- гумусовый слой (толщиной не более 30 см);
- оподзоленный суглинистый (толщиной не более 2 см);
- глеевый минеральный;
- оглеенный почвообразующий с множеством ледяных включений.
Механический состав тундровых глеевых оподзоленных почв варьируется в зависимости от географического положения, что определяется количеством гумусовых веществ в соответствующих профилях и условиями, способствующими диссоциации органических структур.
Чернозёмы
Черноземные почвы формируются в степных и лесостепных зонах умеренного пояса. Эти грунты.characterized by their high content of humic components, which can reach an average of 9%, and the thickness of the humus layer can be 40-120 cm.
Morphological structure of black soils consists of the following horizons:
- humus-accumulative;
- humus transition;
- humus overflow;
- carbonaceous illuvial;
- parent soil-forming.
The areas occupied by black soils are considered key to agriculture, accounting for up to 50% of all arable land. These soils are recommended for growing beets, sunflowers, spring and winter wheat, beans, hemp, buckwheat, flax, grapes, and vegetable and garden cultures.
To improve the fertility levels of black soils, it’s important to enhance irrigation systems and implement protective forest bands to help with maintaining moisture levels. Additionally, special measures are necessary to prevent salinization, soil erosion, and accumulation of excessive pesticides.
Black soils can be conditionally divided into several subtypes:
- ordinary;
- typical;
- leached;
- podzolic;
- southern.
They vary in their humic content, depth, and thickness. Besides the mentioned subtypes, it is also sensible to highlight micellar-carbonate black soils, which form under conditions of warm winters. Additionally, black soil types can form even with significant winter freezing.
Black soils in different regions may have varying levels of salinity, which gives rise to the distinction of several subtypes. For instance, there are usual, solonchaks, carbonate, solonchaks-solonchaks, among others.
The thickness of the humus layer can vary. There are super-mighty black soils (with a humus layer thickness exceeding 120 cm), mighty (from 80 to 120 cm), middle-power (from 40 to 80 cm) and low-power (thickness not exceeding 40 cm). In terms of humus content, they are conditionally classified as fat or highly humus (over 9% humus), medium-humus (6-9% humus) and low-humus (less than 6% humus).
Каштановые
Каштановые почвы распространены в засушливых степях, находящихся севернее пустынных зон. Небольшое количество осадков приводит к тому, что слабо- и даже легкорастворимые соли не выносятся за пределы почвенного профиля, а накапливаются в нем. В результате чего можно наблюдать наличие как карбонатов, так и гипса. Из-за засушливых условий микробиологическая активность в таких почвах ниже, чем в черноземах, и поэтому разложение органического вещества проходит медленнее, что делает почву светлее.
Засоление почв представляет собой одну из самых серьезных экологических проблем современности. На засоленных почвах практически невозможно вести сельское хозяйство и сохранять разнообразные растительные сообщества, так как содержание легкорастворимых солей в их верхних слоях превышает один процент, что является токсичным для всех растений, за исключением адаптированных к этому галофитов.
В настоящее время галофитные почвы покрывают уже почти десять процентов суши. Их засоление может иметь первичный (естественный) характер, например, когда ветер подносит соленую воду с моря или когда в условиях засушливости, соли поднимаются из грунтовых вод прямо к поверхности. Но также не редкость и вторичное (антропогенное) засоление, возникающее в результате неправильного орошения сельскохозяйственных угодий.
В засушливых регионах России наиболее распространены солончаки, у которых высокое содержание солей уже заметно на поверхности. В условиях сильного засоления даже чернозем может стать солончаком всего за несколько лет. На фотографиях свежезасоленная почва может практически не отличаться от ранее плодородной – лишь при высыхании соли образуют белые корки.
При накоплении большого количества натрия в почве может наступить процесс формирования солонца. Это повлияет на её физические свойства: из-за пептизации коллоидов она примет монолитную структуру, станет менее пористой и менее проницаемой. Растениям будет крайне сложно извлекать влагу из такой почвы. В отличие от простого засоления процесс обратного изменения не является легким — необходимо будет проводить физическое разрушение структуры (вспашка) и вытеснение натрия из почвенно-поглощающего комплекса, что может быть достигнуто, например, известкованием.
В ситуации заболачивания и переувлажнения локальных участков солонцы могут подвергаться рассолению, вымыванию и превращаться в солоди. Такие почвы напоминают северные подзолы благодаря наличию отмытого элювиального горизонта, который образуется под действием щелочей. Этот процесс занимает тысячи лет, поэтому все образованные солоди считаются природными, а не вторично засоленными.
Свойства дерново-глеевых почв
Дерново-глеевые почвы характеризуются высокой гумусностью (3–14 %), в которых отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот близко к 1 или незначительно выше. Реакция среды в верхних слоях обычно слабокислая или нейтральная, в нижних же может быть слабощелочной. Уровень насыщения основаниями – высокий. Дерново-глеевые почвы Западной Сибири, формирующиеся на лёссовидных карбонатных тяжелосуглинистых отложениях, имеют большее содержание гумуса (7–21 %); карбонатные горизонты, приближающиеся к поверхности, имеют щелочную реакцию.
По характерным признакам верхних слоев и проявлениям оглеения, дерново-глеевые почвы делятся на разные подтипы: дерново-поверхностно-глееватые и дерново-грунтово-глеевые, перегнойно-поверхностно-глеевые и перегнойно-грунтово-глеевые.
Дерново-поверхностно-глееватые и перегнойно-поверхностно-глеевые почвы формируются в понижениях на слабодренированных местах с переувлажнением за счет поверхностных вод; периодическое увлажнение для дерново-глеевых и устойчивое для перегнойно-глеевых почв. Признаки поверхностного оглеения с увеличенной глубиной снижаются и могут вовсе исчезнуть.
Дерново-грунтово-глеевые и перегнойно-грунтово-глеевые почвы образуются на участках с близким залеганием грунтовых вод и/или при увлажнении верхних слоев водами и латеральным внутрипочвенным стоком. Эти почвы характеризуются оглеением нижних горизонтов, до образования полного глеевого горизонта. В условиях смешанного увлажнения признаки оглеения могут присутствовать и в поверхностных горизонтах, либо на протяжении всего профиля. При дренированном рельефе такие почвы занимают транзитно-аккумулятивные позиции. Например, в холмисто-моренном рельефе южной тайги они расположены на слабодренированных подножьях склонов, совмещаются с дерново-подзолистыми почвами вершин и склонов холмов, которые образованы на выщелоченной карбонатной морене, и торфяно-болотными почвами в межхолмных понижениях. На средней тайге в рельефе денудационно-тектонического характера, например, в окрестностях о. Валаам, дерново-глеевые почвы занимают межсельговые пониженные участки и образуют совокупности с подбурами и бурозёмами, сформированными на элювии и элюво-делювии габбро-диабазов.
По уровню содержания гумуса выделяют следующие виды: малогумусные (до 3 %), среднегумусные (3–5 %), многогумусные (5–12 %) и перегнойные (более 12 %).
Хозяйственное использование
Несмотря на потенциальную плодородность дерново-глеевых почв, они требуют регулирования водного режима через сброс избыточных поверхностных вод, а при высокой степени оглеения – и специальных дренажных работ. После осушения такие почвы возможно использовать для посевов многолетних трав и овощных культур.
За пределами нашей страны дерново-глеевые почвы распространены в бореальных гумидных областях Европы и Северной Америки (в частности, в Канаде и Соединенных Штатах).
Опубликовано 14 ноября 2023 года в 11:46 (GMT+3). Последнее обновление произошло 14 ноября 2023 года в 11:46 (GMT+3). Связаться с редакцией.
