Почвенный покров в Смоленской области

Почвенно-географическое районирование области

Смоленская область находится в Нечерноземной зоне Российской Федерации, целиком располагаясь в подзоне дерново-подзолистых почв южной тайги, в среднерусской провинции.

Почвенный покров области на 85% состоит из различных подтипов и видов дерново-подзолистых почв (включая переувлажненные и заболоченные), в долинах рек - аллювиальные. По механическому составу среди дерново-подзолистых почв преобладают легко- и среднесуглинистые (66%). Песчаные и супесчаные составляют около 33%. Относительно небольшие площади занимают дерновые – 0,6%, пойменные и болотные почвы – 0,2%, которые значительно лучше по свойствам и уровню плодородия, чем дерново-подзолистые почвы.

Систематика почв

Наиболее распространены на территории области почвы на лессовидных суглинках. На этих породах можно встретить почти все типы почв. Господствуют дерново-подзолистые. Среди них наибольшие площади (более 30% всей площади области) занимают дерново-среднеподзолистые, в том числе и имеющие признаки кратковременного переувлажнения. Они распространены на склонах, хорошо и относительно хорошо дренированных поверхностях местных водоразделов. Слабоподзолистые почвы распространены чаще на ровных, относительно слабо дренированных междуречьях, в ряде небольших западин.

Редко на лессовидных суглинках можно встретить дерновые почвы. Такие почвы, в равной степени оглеены, распространены в местах близкого к поверхности залегания карбонатных пород или выходов жестких грунтовых вод. Чаще эти почвы встречаются на северо-востоке области, где в ряде мест известняки каменноугольного периода залегают на небольшой глубине.

В зонах конечно-моренных образований днепровского и валдайского возраста, донных отложений валдайского ледника часто можно встретить разные типы почв, сформировавшиеся на моренных, нередко завалуненных суглинках и супесях. Среднеподзолистые почвы на этих отложениях располагаются обычно также на пологих склонах с нормальным увлажнением. В условиях более значительного увлажнения на этих материнских породах развиваются сильно подзолистые почвы (в западинах, в нижней части склонов, в лощинах и др.). Чаще на этих породах, в основном ввиду значительно большей пестроты рельефа, представлены заболоченные и болотные почвы.

На песках зандровых равнин, наиболее широко распространенных на северо-западе, юге и юго-востоке области, сформировались преимущественно слабоподзолистые почвы с небольшим и обедненным гумусовым горизонтом.

С учетом ведущих факторов почвообразования (рельефа и почвообразующих пород) в пределах области выделяют три почвенных округа: северо-западный, центральный и южный.

В северо-западный округ входит территория, формирование которой связано с деятельностью валдайского ледника и его талых вод. Многообразие форм рельефа, состава и строения почвообразующих пород и связанные с ними различия в увлажнении обуславливают наиболее значительную пестроту почвенного покрова этой территории. В ее почвенном покрове особенно заметна мелкоконтурность, связанная с преобладанием небольших форм рельефа, сравнительно частой сменой почвообразующих пород и значительным распространением двучленных пород. Часто по этой причине и из-за значительных различий в увлажнении велика контрастность почвенных микро- и мезосочетаний.

Данная территория выделяется, прежде всего, своеобразием почвообразующих пород. Здесь полностью отсутствуют широко распространенные на большей части области лессовидные суглинки. Почвы развиваются в основном на супесях, моренных суглинках, песках озерно-ледниковых и зандровых равнин. Весьма широко распространены двучленные породы, у которых нижний слой представлен моренной, а верхний - супесями, песками, легкими суглинками. Заметно больше здесь болотных почв, представленных нередко едиными значительными по площади массивами. Отмечена более высокая степень оподзоленности автоморфных почв данной территории, что, скорее всего, связано с заметным увеличением к северо-западу количества осадков. С сильно выраженной мозаичностью, контрастностью почвенного покрова связана мелкоконтурность сельскохозяйственных угодий, что существенно сдерживает развитие сельскохозяйственного производства и особенно растениеводства. Размеры пашни колеблются здесь в основном от 2 до 5 га.

Центральный округ занимает почти всю остальную часть области за исключением крайнего юга. Практически вся территория этого округа находится в пределах Смоленско-Московской возвышенности, где преобладают крупные положительные формы рельефа, перекрытые обычно лессовидными суглинками. Лессовидные суглинки заметно преобладают среди остальных почвообразующих пород. Их доля существенно уменьшается лишь в бассейнах рек Угры, Десны, Сожи, а также по низинам, где весьма значительна в формировании почвенного покрова роль флювиогляциальных отложений – супесей, песков.

Пестрота почвенного покрова заметно меньше, чем в первом округе и обусловлена чаще изменениями рельефа и связанным с ним перераспределением стока поверхностных вод. Заметно больше здесь в разной степени смытых почв, что связано со значительным распространением склонов большой длины, увеличением доли пахотных угодий.

Больше в этом округе доля дерново-подзолистых почв и меньше болотных. Заболоченные почвы представлены достаточно широко; площадь их заметно увеличивается в низинах, особенно в Сычевской, где преобладают тяжелые по механическому составу породы.

Наибольшая пестрота почвенного покрова свойственна территориям, где представлены конечно-моренные образования (Вяземские, Рябцевкие, Рославльско-Асельские гряды и др.), и отдельным участкам морено-зандровых равнин (бассейн Сожа, левобережье Угры и др.).

Южный округ расположен к югу от Рославльского пояса краевых образований, т.е. занимает крайний юг области. Данная территория представляет собой аллювиально-зандровую равнину, где основой почвенного покрова являются преимущественно пески и супеси, местами близко к поверхности подстилаемые мореной. Наряду с дерново-подзолистыми почвами нормального увлажнения здесь широко распространены дерново-подзолистые глееватые и глеевые почвы. Их образованию способствуют равнинный рельеф, наличие плотного железистого слоя в иллювиальном горизонте (на глубине 50-100 см) или же морены.

Строение профиля дерново-подзолистых почв: А0 – (А0 А1 ) – А1 – А2 – А2 В – В – ВС – С.

Гранулометрический состав почв

Таблица. Гранулометрический состав дерново-подзолистых почв

Горизонт, глубина взятия образца, см Размер элементарных почвенных частиц, мм
1-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,001 <0,01
Разрез №1, П1 Д ТД
А1 (5-28) 1,5 14,2 36,82 14,76 19,19 13,53 47,48
А2 В (28-41) 0,41 8,65 41,13 3,88 6,36 39,57 49,81
В1 (41-58) 0,69 15,39 32,26 6,68 6,93 38,05 51,66
В2 (58-90) 0,56 12,68 30,11 6,92 9,8 39,93 56,65
В2 С (90-120) 0,62 1,69 39,59 6,31 12,99 38,8 58,1
С (120-130) 0,54 12,77 28,1 7,43 14,28 36,88 58,59
Разрез №3, ПДг1 ТД
А1 (5-25) 3,54 8,86 44,35 11,26 17,74 14,25 43,25
А2 В (25-37) 2,25 8,61 38,63 8,1 25,27 17,14 50,51
В1 (37-54) 0,43 5,88 38,11 5,81 18,02 31,75 55,58
В2 (54-85) 0,68 14,73 33,49 1,91 19,53 29,66 51,09
В2 С (85-110) 0,51 8,37 39,44 7,1 15,34 29,24 51,68
С (110-120) 0,54 14,63 36,99 7,52 11,06 29,26 47,84
Разрез №6, ПД3 ТП
Апах (0-22) 3,34 5,16 47,51 10,63 21,91 11,45 43,99
А2 (22-35) 1,46 3,82 42,82 10,3 18,31 23,29 51,9
А2 В (35-46) 1,48 2,25 43,83 10,98 18,11 23,35 52,44
В1 (46-66) 0,97 2,09 44,14 27,88 2,4 22,52 52,8
В2 (66-97) 0,63 1,45 44,96 6,93 11,38 34,65 52,96
В2 С (97-114) 0,94 4,77 48,74 6,49 9,35 29,71 45,55
С (114-130) 1,29 4,73 46,45 7,5 11,04 28,99 47,53
Разрез №2, ПД3 ТД
А1 (5-20) 4,27 12,09 8,79 14,19 18,01 12,66 44,86
А2 (20-35) 1,76 13,11 33,66 13,97 17,60 19,88 51,42
А2 В (35-49) 2,75 13,08 36,48 8,38 14,75 24,56 47,69
В1 (49-75) 1,64 8,52 36,16 1,64 9,02 43,02 53,68
В2 (75-93) 1,97 18,79 23,43 0,60 17,81 37,66 56,07
В2 С (93-120) 0,50 9,23 33,00 2,57 15,71 38,98 57,26
С (120-130) 1,45 21,19 9,96 13,26 19,72 35,32 67,40

Гранулометрический состав дерново-подзолистых почв находится в пределах, допустимых для выращивания Яблони домашней.

Минералогический и химический состав почв

Состав и свойства дерново-подзолистых почв во многом зависят от степени проявления подзолистого и дернового процессов, а пахотных — и от степени их окультуренности.

Содержание гумуса в дерновом горизонте (пахотном слое) не превышает 2—4% и резко уменьшается по профилю.

Дерново-подзолистые почвы относятся к почвам, не насыщенным основаниями, в ППК содержатся обменные кальций, магний, водород, алюминий. Однако степень насыщенности дерново-подзолистых почв составляет 50—70%, что связано с увеличением содержания обменных кальция и магния в результате их биогенного накопления при дерновом процессе в горизонте А1.

Дерново-подзолистые почвы имеют кислую реакцию. Они бедны элементами питания (в валовой и подвижной формах). Азот содержится преимущественно в органической форме (в гумусе почвы), его количество не превышает в Ап 0,1—0,2%. Валовое содержание фосфора составляет 0,05—0,07% в супесчаных почвах и 0,10—0,16% в суглинистых. Количество подвижных форм фосфатов колеблется в широких пределах — от 2 до 20 мг на 100 г почвы и находится в зависимости от степени окультуренности почв. Валовое содержание калия в слое Ап составляет от 1 до 2,5%, а обменного от 7 до 15 мг на 100 г почвы в суглинистых и меньше 7 мг в почвах песчаных и супесчаных.

Дерново-подзолистые почвы относятся к почвам со слабо выраженной структурой. В пахотном слое количество водопрочных агрегатов крупнее 0,25 мм составляет не более 20—30%. Плотность почвы по профилю мало меняется, составляя в верхних горизонтах 2,60—2,65, в нижних — 2,70. Объемная масса значительно увеличивается от верхних горизонтов (1,15—1,30 г/см3) к нижним (1,40—1,60 г/см3). Величина общей пористости в пахотном слое лишь хорошо окультуренных почв достигает 50—58% и уменьшается до 40—45% по профилю почвы.

Гумусовое состояние почв

Содержание гумуса в гумусовом горизонте суглинистых разновидностей -3-6%, в песчаных и супесчаных - 1.5-3%. Сравнительная бедность дерново-подзолистых почв перегноем объясняется главным образом тем, что при благоприятных условиях увлажнения распад растительных остатков происходит энергично, не прекращаясь даже в летние, наиболее сухие месяцы. Органическое вещество сосредоточено в основном в самом поверхностном слое, а поскольку этот слой отличается малой мощностью, не превышающей часто 8-12 см, то и абсолютное содержание перегноя в описываемых почвах весьма ограничено. Содержание гумуса резко снижается с глубиной в горизонте А2 составляет 0.3-0.5%. Важно отметить, что в составе гумуса фульвокислоты преобладают над гуминовыми.

В тех почвах, в которых подзолистый процесс ослаблен, а дерновый преобладает, мощность гумусного горизонта возрастает, увеличивается количество гумуса в поверхностном горизонте и в целом по профилю почвы.

Физико-химические и агрохимические свойства почв

Таблица

Название почвы Номер разреза Глубина, см рНсол Гумус, % Са2+ Мg2+ Са2++Мg2+ Hr V,%
мг-экв/100 г почвы
Дерново-подзолистая культурная среднепахотная среднесуглинистая 1 0–27 5,60 3,0 12,0 4,8 16,8 2,6 38,4
27–44 5,60 2,7 12,0 5,6 15,6 2,1 47,6
44–62 5,82 1,9 12,6 4,5 17,1 1,2 83,4
62–90 5,48 1,1 13,6 2,4 16,0 1,4 71,4
90–120 5,69 14,4 3,2 16,6 1,1 90,7
120–155 5,72 15,1 4,5 19,6 1,1 90,7
155 и ниже 5,78 12,8 3,2 16,0 1,1 90,9
Дерново-глубокоподзолистая мелкопахотная среднесуглинистая 2 0–23 6,36 2,9 13,6 3,2 16,8 1,5 66,6
23–46 6,36 2,6 13,6 2,4 16,0 1,5 66,6
46–59 6,08 2,0 10,6 3,2 13,8 1,1 90,7
57–77 5,64 1,2 13,6 4,0 17,6 1,6 62,4
77–104 5,86 14,4 3,2 17,6 1,5 66,6
104–150 6,33 15,3 3,6 18,9 1,3 76,8
150 и ниже 6,58 15,3 3,6 18,9 1,2 83,3

Почвы (разрез № 1) характеризуются недостаточно благоприятными физико-химическими свойствами (табл.). Количество гумуса в верхней части профиля колеблется на уровне 3,0 %, на глубине 62 см снижается до 1,1 %. Сумма поглощенных оснований равна 16,0–19,6 мг-экв/100 г почвы. В ППК преобладает кальций (12,0–15,1 мг-экв/100 г почвы) над магнием (2,4–5,6 мг-экв/100 г почвы). Гидролитическая кислотность составляет 1,1–2,6 мг-экв/100 г. Степень насыщенности основаниями по профилю колеблется от 38,4 % в пахотном горизонте до 90,9 % за пределами полутораметровой толщи. Реакция почвенной среды на протяжении всего профиля близкая к нейтральной (рН = 5,60–5,82).

Дерново-глубокоподзолистые среднесуглинистые почвы (разрез № 2) имеют максимальное содержание гумуса 2,9 % лишь в верхнем горизонте Ар мощностью 0–23 см. Уже на глубине 23–46 см оно снижается до 2,6 % и в средней части профиля составляет 1,2 %. Количество обменного кальция колеблется от 10,6 до 15,3 мг-экв/100 г почвы, а магния 2,4–4,0 мг-экв/100 г почвы. Сумма поглощенных оснований составляет 13,8–18,9 мг-экв/100 г почвы, величина гидролитической кислотности – 1,1–1,5 мг-экв/100 г почвы. Степень насыщенности основаниями колеблется в пределах 66,6–83,3 мг-экв/100 г почвы. Реакция почвенной среды в верхней и нижней части профиля нейтральная (6,08–6,58), и лишь на глубине 57–104 см является близкой к нейтральной (табл.).

Реакция среды почв идеально подходит для выращивания Яблони домашней, однако, недостаток гумуса может сказаться отрицательно на результате.

Физические и водно-физические свойства почв

Плотность почвы – масса сухого вещества почвы в единице её объема ненарушенного естественного сложения, выражается в г/см3, обычно обозначается символом dv. Плотность почвы зависит от механического и минералогического состава, структурного состояния, пористости, содержания органического вещества.

Плотность пахотного слоя не постоянная во времени. При измерении сразу после вспашки она ниже, затем постепенно повышается и приходит в равновесное состояние (равновесная плотность).

Данная почва по С. И. Долгову считается сильно уплотненной, требующей рыхления (плотность более 1,25).

Плотность твердой фазы – средняя плотность частиц, из которых состоит почва — масса сухого вещества в единице объема твердой фазы почвы. Измеряется в г/см3. Обычно обозначается символом d. Зависит она от плотности веществ, из которых состоит почва. Поскольку плотность преобладающих минералов в составе почв находится в диапазоне 2,5-3,0 г/см3 (кварц — 2,56; полевые шпаты — 2,60-2,76; глинистые минералы — 2,5-2,7 г/см3), то плотность минеральных горизонтов в среднем составляет 2,65-2,70 г/см3. Плотность органических веществ (гумус, растительные остатки) значительно ниже минеральных, находится в пределах 1,4-1,8 г/см3. Поэтому плотность гумусовых горизонтов несколько ниже плотности минеральных и составляет, примерно, 2,4-2,6 г/см3.

Пористость - это суммарный объём пор между твердыми частицами, занятый воздухом и водой. Выражается пористость в % от общего объёма почвы; вычисляется по показателям плотности почвы и плотности твёрдой фазы. Для почв характерна высокая общая пористость и хороший воздушный режим.

Таблица. Водно-физические свойства почвы.

МГ ВЗ НВ (ППВ)

 

Ап 6,1 9,15 31,5
А2 6,8 10,2 30,0
А2B 8,1 12,15 22,5
B1 9,1 13,65 22,2
C 9,1 13,65 21,0

МГ – максимальная гигроскопичность – влажность почвы при влажности воздуха близкой к 100%. Зависит от минералогического и гранулометрического состава и степени гумусированности. Чем выше в почве содержание илистой и коллоидной фракции, тем выше этот показатель, что и наблюдается в представленных данных.

ВЗ – влажность устойчивого завядания – влажность, при которой растения теряют тургор и увядают. Равна 1,5*МГ.

НВ – наименьшая влагоемкость – верхний предел оптимальной влажности для растений, характеризует наибольшее количество капилярно-подвешенной влаги, которое может удерживать почва при отсутствии подпора грунтовых вод. Зависит от гранулометрического состава, структурно состояния, плотности. Так как с глубиной структурность почвы падает, снижается и водоудерживающая способность.

В целом свойства соответствуют требованиям культуры.

Воздушные и тепловые свойства и режимы почв

Воздушные и тепловые свойства почв полностью зависят от механического состава почвы и почвообразующей породы, количества органического вещества в почве, а также от влажности почвы.

В различные годы условия нагревания и охлаждения дерново-подзолистой почвы под паром и лесом различны, что объясняется не только температурным режимом, но и степенью увлажнения верхнего слоя почвы. В периоды высокой влажности при температуре воздуха около 180 температура поверхности почвы (в пределах 5-сантиметрового слоя) может превышать 300. В периоды с относительно низкой влажностью при температуре воздуха выше 200 температура этого слоя не превышает 250.

Максимальная среднемесячная температура верхнего 10-сантиметрового слоя, как и максимальная температура воздуха, наблюдается в июле, а в отдельные годы она распространяется на весь летний период. Повышение температуры верхнего слоя почвы до 150 происходит в начале мая. Иногда срок наступления этой температуры может отодвинуться на начало третьей декады мая, что может быть вызвано обильно выпавшими осадками. Нагревание почвы до 150 наблюдается на глубине почвы от 80 до 115 см. Такая температура на указанной глубине отмечается в середине или конце августа. Температура на поверхности почвы выше 150 сохраняется в течение 3Ѕ - 4Ѕ месяцев. Период активных температур выше 100 наступает в начале апреля и заканчивается в конце августа - начале октября. Максимальная глубина их проникновения в сентябре около 2,5 м. Следует отметить, что температуропроводность в пахотном слое ниже, чем в других почвенных горизонтах, что связано с меньшей его плотностью. Период температур от 5 до 100 наступает в конце марта и заканчивается в октябре. Период охлаждения всей почвенной толщи имеет одинаковую продолжительность в верхней и нижней части. Он составляет около 5 месяцев и характеризуется температурой ниже 50. Отрицательные температуры наблюдаются на поверхности почвы с ноября по март. Глубина их проникновения от 38 до 60 см в зависимости от температуры зимой, мощности и плотности снежного покрова.

Температура почвы самого теплого месяца изменяется в зависимости от вида угодья. Так, на поверхности почвы под паром средняя температура составляет 22,80, под пластом трав 19,50; на глубине 20 см она соответственно равняется 18,20 и 170. В самом холодном месяце средняя температура поверхности почвы под паром равняется -2,80, под пластом трав -2,50, на глубине 20 см соответственно -0,30 и -0,10.

Наибольшие запасы тепла накапливаются в почве парового поля. Разница между паром и пластом трав составляет в суммарном выражении на двухметровую толщу 590 кал/см2, между паром и лесом - 1090 кал/см2.

Оценивая тепловой режим дерново-подзолистых почв в целом, можно сказать, что теплообеспеченность сельскохозяйственных культур почвенным теплом достаточна для возделывания нетеплолюбивых культур. В частности, достаточна для выращивания яблони. В отдельные годы могут успешно выращиваться в открытом грунте и теплолюбивые культуры.