Глава 12. ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ПОЧВЫ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
§1. Условия почвообразования Республики Беларусь
Беларусь имеет компактные размеры (562 км с севера на юг и 650 км с запада на восток) и находится в одной климатической зоне, поэтому в республике не проявляются закономерности географического распространения почв. Беларусь расположена в западной части Русской платформы, которая состоит из двух структурных ярусов: кристаллического фундамента, который везде перекрыт осадочным чехлом, мощность которого колеблется от нескольких десятков метров до 2 – 5 км.
Почвообразующие породы разнообразны иобусловливают большую пестроту почвенного покрова при достаточно однородном климате. Наиболее распространенными типами почвообразующих пород являются ледниковые (моренные), водно-ледниковые (флювиогляциальные), озерно-ледниковые (лимно-гляциальные), древнеаллювиальные, эоловые, озерные и озерно-болотные отложения. Довольно часто породы могут быть двучленными (включать отложения разного генезиса).
Рельеф республики формировался длительное время под воздействием многих факторов, важнейшим из которых являлась деятельность ледников. В настоящее время поверхность представлена чередованием слабоволнистых равнин (преобладают) с возвышенностями, холмами, грядами, расчлененная долинами рек. Влияние рельефа на почвообразование наиболее выражено в южной части Беларуси, где более резко проявляется эрозия почв, часто меняется механический состав почвообразующих пород.
Климат довольно однородный, умеренно континентальный (умеренно теплый, влажный), в восточных районах континентальность климата возрастает. Количество осадков – 550 – 750 мм, выпадают в теплый период года, бывают непродолжительные засухи. Испаряемость – 450 – 500 мм. По распределению тепла и влаги вегетационного периода (выше + 5 оС) территория Беларуси делится на три агроклиматические области: ● Северная – умеренно теплая, влажная (Витебская, север Минской и Гродненской областей); ● Центральная – теплая, умеренно-влажная (Гродненская, Минская, Могилевская, север Брестской); ● Южная – теплая, неустойчиво-влажная (Брестская, Гомельская).
Тип водного режима промывной (КУ > 1). Почва промачивается полностью весной и осенью.
Растительность. Беларусь размещается в зоне лесов и подразделяется на три геоботанические подзоны: ● дубово-темнохвойные леса – центральная часть Белорусской гряды, Поозерье, Оршанско-Могилевское плато; ● грабово-дубово-темнохвойные леса – западная часть Белорусской гряды, Предполесье, Центрально-Березинская равнина; ● широколиственно-сосновые леса – Полесье.
Самыми распространенными видами-лесообразователями являются сосна, ель, береза, осина, ольха, дуб. Луговые фитоценозы представлены злаково-разнотравными или разнотравно-злаковыми сообществами. Болотная растительность представлена лесными, кустарниковыми, травяными и моховыми ассоциациями.
Почвообразовательный процесс. Совокупность факторов и условий почвообразования на территории республики способствует развитию в основном подзолистого, дернового и болотного процессов.
Подзолообразовательный процесс идет в чистом виде под пологом темных хвойных лесов (в северной области) с моховым покровом при отсутствии трав. Для развития этого процесса необходимы два условия – промывной тип водного режима и кислая почва. Эти условия и складываются под пологом хвойных лесов. В таком лесу поверхность покрыта мертвой древесной и мохово-лишайниковой растительностью в виде лесной подстилки. Остатки бедны зольными элементами (Са и Mg) и содержат много трудноразлагаемых веществ. Опад разлагается грибной микрофлорой с образованием большого количества фульвокислот и органических кислот (муравьиной, уксусной и др.). Кислоты нейтрализуются в малой степени, так как в подстилке мало зольных элементов, а также в результате их вымывания с током воды (сначала вымываются легкорастворимые соли, затем и труднорастворимые). Большая часть продуктов разложения проникает в толщу почвы с током воды и взаимодействует с минеральной частью почвы, разрушая первичные и вторичные минералы. Со временем, по мере выщелачивания солей и обеднения почвы основаниями, катионы водорода вступают в ППК на место вытесненных катионов кальция и магния. Почвенный раствор становится кислым, ППК теряет устойчивость против разрушающего действия воды, почвенные коллоиды приобретают подвижность в разной степени и выносятся вниз по профилю. Кроме них, из верхнего горизонта выносятся Са, Мg, Fe, Al, Na, K и накапливается кремнезем из-за его нерастворимости. В результате почва приобретает белесый цвет (цвет пепла). Часть вынесенного материала закрепляется в горизонте В, который становиться более плотным и темным, чем материнская порода. Профиль четко дифференцируется на горизонты. Таким образом, оподзоливание – это процесс разрушении и выноса из верхней части профиля легко- и труднорастворимых веществ и относительное накопление кварца.
Дерновый почвообразовательный процесс протекает под травянистой растительностью на лугах и широколиственными лесами (в южной области) и приводит к формированию почв с хорошо развитым гумусовым горизонтом. В смешанных лесах идет наряду с подзолистым или чередуется с ним. Характеризуется: ● интенсивным накоплением гумуса, чему способствуют хорошо развитая корневая система травянистых растений, ее тесный контакт с почвой и высокая зольность опада; ● большим содержанием питательных веществ и накоплением Са, Мg, K; ● увеличением емкости поглощения почв и ее буферной способности; ● нейтральной реакцией среды; ● гуматным типом гумуса.
Болотный процесс почвообразования протекает при избыточном увлажнении, которое вызвано грунтовыми или поверхностными водами и представляет совокупность двух процессов: торфонакопления и оглеения (см. главу 2).
§2. Почвы Республики Беларусь
На территории республики выделены 13 типов почв (по Н.И.Смеяну и др, 1990): 1) дерново-карбонатные; 2) бурые лесные; 3) подзолистые; 4) дерново-подзолистые; 5) дерново-подзолиcтые заболоченные; 6) болотно-подзолистые; 7) дерновые заболоченные; 8) торфяно-болотные низинные; 9) торфяно-болотные верховые; 10) аллювиальные дерновые; 11) аллювиальные старопойменные дерновые, дерновые заболоченные; 12) аллювиальные болотные; 13) антропогенные.
Дерново-карбонатные почвы формируются на карбонатных породах под влиянием дернового почвообразовательного процесса, чаще всего встречаются островными массивами в Витебской, Могилевской, Брестской и Гродненской областях. Благодаря высокому содержанию кальция в почвообразующей породе здесь идет замедленное выщелачивание углесолей из гумусового в нижележащие горизонты. Органические кислоты нейтрализуются в этих почвах кальцием, в результате чего образуются гуматы кальция, большая часть которых закрепляется в верхних горизонтах, что способствует образованию гумуса, насыщенного кальцием. В морфологическом профиле дерново-карбонатных почв, помимо лесной подстилки Ао (луговой или полевой дернины в пойменных или распаханных почвах), четко выделяются гумусово-аккумулятивный А1 горизонт, подзолистый А2 (дерново-карбонатные оподзоленные) горизонт, иллювиальный В (В1-В2-В3 в зависимости от глубины) переходный, перегнойно-минерализованный горизонт, плавно переходящий в подстилающую CСаg(D) слабоизмененную карбонатно-моренную, изредка слабооглеенную породу.
В зависимости от степени выраженности процесса почвообразования дерново-карбонатные почвы делятся на три подтипа: типичные, выщелоченные, оподзоленные. Дерново-карбонатные подразделяются на: а) типичные дерново-карбонатные максимально гумусированные с хорошо развитым гумусово-аккумулятивным горизонтом, с реакцией вскипания в пределах его мощности, непосредственно сформированном на подстилающей породе (Ad–A1–BCСаg–CСаg); б) дерново-карбонатные выщелоченные средне гумуссированные, где в морфологическом профиле выделяется гумусово-иллювиальный (B) горизонт бурой окраски с реакцией вскипания (A1–BСа–CСа) в) дерново-карбонатные оподзоленные слабо гумусированные, с подзолистым палевым горизонтом, иллювиально-карбонатным красно-бурым горизонтом и реакцией вскипания на границе соприкосновения с подстилающей породой (Ad–A1А2–BСа–CСа)
Агрохимические свойства: содержание гумуса достаточно большое – 3,6 – 3,9 % (выщелоченные), 3,6 – 4,3 % (оподзоленные), 5,27 – 6,72 % (типичные), Cгк : Cфк > 1, характеризуются нейтральной и близкой к нейтральной реакцией среды – рН = 6,74 – 7,35 (типичные) или слабокислой в верхней рН = 5,89 – 6,03 и близкой к нейтральной рН = 6,31 – 7,33 в нижней части профиля (выщелоченные и оподзоленные), что связано с карбонатностью почвообразующей породы, Т = 40 – 50 мг×экв/100 г почвы, степень насыщенности основаниями от 65 – 70 % до более чем 90 %, поглощенные основания Са, Мg. Таким образом, перегнойный горизонт характеризуется близкой к нейтральной реакцией, высокой емкостью обмена и насыщенностью поглощенными основаниями.
Дерново-карбонатные почвы имеют высокое естественное плодородие и оцениваются в Республике Беларусь в 80 – 100 баллов, поэтому они практически все распаханы. Применяют для посадок требовательных к плодородию и реакции почв культур – сахарной свеклы, овощей, пшеницы и др.
Дерново-подзолистые почвы формируются в результате совместного действия дернового и подзолистого процессов почвообразования под травянистыми (широколиственными) или мохово-травянистыми (смешанными) лесами в условиях промывного водного режима на бескарбонатных породах. Травянистая растительность приводит к образованию в верхней части профиля хорошо выраженного гумусово-эллювиального горизонта А1. Лесная подстилка разлагается как грибной, так и бактериальной микрофлорой с образованием довольно большого количества фульвокислот, небольшая часть которых закрепляется кальцием, магнием и др. Поэтому в гумусовом горизонте дерново-подзолистых почв не накапливается большого количества гумуса. Перемещаясь с осадками, кислые продукты разрушают минеральную и органическую часть и формируют под гумусовым горизонтом подзолистый (А2), который сменяется плотным иллювиальным горизонтом В с переходом в почвообразующую породу С. Для свойств дерново-подзолистых почв имеет большое значение гранулометрический состав: суглинистые почвы более благоприятны, чем песчаные.
Агрохимические свойства: содержание гумуса небольшое – от 1,0 % в легких до 2,0 – 3,0 % в суглинках, 4 –5 % в целинных, фульватного типа, реакция среды кислая (рН = 4,5 – 6,0), Т = 5 – 15 мг×экв/100 г почвы (низкая), степень насыщенности основаниями 50 – 70 %, поглощенные основания – в основном Н+, Al3+. Имеют неплохие физические свойства.
В естественном состоянии почвы бедны питательными веществами, возможен недостаток микроэлементов (В, Мо, Со и др.) и избыток марганца и алюминия. Необходимо обязательное известкование и внесение органических и минеральных удобрений.
Болотно-подзолистые почвы формируются под воздействием болотного и подзолистого процессов почвообразования на пониженных участках рельефа, бессточных равнинах, в местах застоя и накопления воды под сосняками долгомошно-черничными, елово-долгомошными, березово-долгомошными, на окраинах верховых болот. От подзолистых почв отличаются наличием оглеения в элювиальном и иллювиальном горизонтах, от болотных – наличием подзолистого горизонта. На поверхности почвы – слой лесной подстилки (А0), иногда моховой очес (Оч), под ним торфяный горизонт (Т) мощностью 10 – 30 см. Торфяный горизонт сменяется гумусовым А1g (8 – 15 см) сизо-черного цвета, может отсутствовать. Ниже расположен подзолистый горизонт А2 серовато-белесого цвета мощностью 10 – 15 см, резко переходящий в иллювиальный (Вg) коричневого цвета, сменяемый глеевым (G).
Агрохимические свойства: реакция среды кислая по всему профилю (рН = 2,4 – 3,7 в верхнем горизонте), степень насыщенности основаниями не более 40 %, бедны илом и обогащены кремнеземом. Отличаются малой продуктивностью.
Болотные почвы развиваются в условиях постоянного избыточного увлажнения под влиянием болотного почвообразовательного процесса. Наибольшие площади на Полесье и в центральной части республики. Делятся на два подтипа: торфяно-болотные верховые и торфяно-болотные низинные (преобладают). Профиль торфяно-болотных низинных: Аd (A0 ) – Т – G, верховых – Оч – Т1 – Т 2 – Т3 – А1 – G. Торфяно-болотные почвы по наличию и запасам органического вещества значительно превышают все остальные почвы республики, причем от его характера и специфики зависят химический состав и физические свойства почв. Содержание гумуса составляет 10 – 15 % от содержания органического вещества в верховых (фульватного типа) и до 42 % – в низинных (гуматного типа). Степень насыщенности основаниями торфяно-болотных низинных составляет 70 – 80 %, в отдельных случаях – до 100 %, для верховых – 10 – 30 %. Все виды торфа бедны калием, фосфором и богаты азотом (до 3 % и более), поэтому азотные удобрение не вносят. Зольность торфа верховых болот имеет 2 – 5 %, низинных – от 5 – 10 % до 30 – 50 %, поэтому верховые торфяно-болотные почвы имеют сильнокислую реакцию (рН = 3,2 – 4,2), низинные – близки к нейтральной (5,5 – 6,2). Низинный торф имеет плотность 0,4 – 0,6 г/см3, влагоемкость 400 – 900 %, высокую сорбционную способность, низкую теплопроводность. Верховой торф характеризуется более низкой плотностью и более высокой влагоемкостью (600 – 1200 %) из-за низкой степени разложения органического вещества. Иногда на болотных почвах наблюдается нехватка меди, кобальта, бора, молибдена.
Торфяно-болотные почвы в естественном состоянии используются как сенокосы. Большую сельскохозяйственную ценность имеют низинные торфяно-болотные почвы, торф которых обладает высокой зольностью, большим содержанием азота и благоприятной реакцией среды. После осушения становятся высокопродуктивными угодьями, однако необходимо двустороннее регулирование водного режима с целью недопущения пересыхания пахотного горизонта. В этом случае торф превращается в пылеватую массу, легко подвергающуюся ветровой эрозии. Осушение изменяет окислительно-восстановительный режим, что меняет состав и свойства болотных почв. Идет резкая минерализация органического вещества, в почве увеличивается зольность, накапливаются питательные вещества, нитрификация может привести к появлению избытка минерального азота (нитратное загрязнение подземных вод) и развитию процессов денитрификации, что ведет к газообразным потерям азота.