Почвообразование, почвенный покров и мелиорирование почв в южной и средней подзонах тайги Северо-Востока Русской равнины

Переувлажнение доминирующих здесь подзолистых почв неразрывно связано с оглеением их. Взаимодействие оглеения и оподзоливания между собой вызывает до сих пор неоднозначную и даже противоречивую трактовку сути вышеуказанных процессов (Зайдельман, 1974, 1992, 1998, 2004, Ярков, 1954, 1961; Яшин и Кауричев, 1996). По мнению С. В. Зонпа (1994), это связано с расширением представлений о гетерохронности и гетерогенности многих современных свойств почв. Эти два процесса в таежной зоне обуславливают широкий спектр взаимосвязанных почвенных мезои микропроцессов, диагностика которых до сих пор дискуссионна.

На обширных равнинах Северо-Востока Русской плиты педогенньте процессы осложняются еще мерзлотными явлениями. Зональный характер изменений почвенного покрова в ходе педогенеза освещен в исследованиях Е. Н. Ивановой (1945), И. В. Забоевой (1975) и др. В меньшей степени изучены и конкретизированы временные и пространственные параметры глеевого и подзолистого процессов в северной части подзоны южной тайги. Недостаточность стационарных наблюдений за гидротермичскими режимами в сопряженных на пашне и в лесу топоэкологических рядах почв, слабый учет климатических условий года затрудняли обоснование оглеенных и оподзоленных почв данной территории. Деградация почв при оглеении, освоении и осушении, роль ветровальных нарушений в педогенезе также оказались недостаточно изученными. Недооценка мерзлотных явлений, физических свойств почв, микрорельефа и связанных с ними микрогеграфических закономерностей пространственного размещения почв затрудняют решение классификационных проблем, вопроса рационального использования земель в лесохозяйственных и сельскохозяйственных целях.

Цели и задачи исследований. Цель работы — выявить параметры оглеения и оподзоливания в почвах Северо-Востока Русской равнины, раскрыть основные черты естественного и измененного хозяйственной деятельностью теплового, водного и химического режимов почв, необходимость мелиораций. В соответствии с поставленной целью исследования включают:

— Изучение влияния колебаний климата и элементов микрои мезорельефа на морфологические, химические и гидротермические свойства дерново-подзолистых и подзолистых неоглеенных и оглеенных почв в лесу и*на пашне.

— Режимные наблюдения за температурным, водным и химическим режимами в катенах дериово-подзолистых и агродерново-подзолистых новоосвоенных почв.

— Выявление признаков качественной и количественной диагностики оглеения и оподзоливания в почвах на покровных суглинках, уточнение их соотношения в подзонах южной и средней тайги.

— Оценка временной и пространственной трансформации водно-физических, химических и гидротермических свойств в катенах дерново-подзолистых и' подзолистых почв после освоения и осушения в подзонах южной и средней тайги.

— Характеристика влияния оглеения, освоения и осушения на агрегатный состав почв, выявление ведущих агентов структурообразования в почвах подзон южной и средней тайги, разработка рекомендаций по активизации агрегатообразования.

— Изучение морфологии ортштейнов, их количества и химического состава в дерново-подзолистых и подзолистых неоглеенных и оглеенных почвах естественной и пахотной катен, выявление различий, обусловленных агрогенезом и оглеепием.

— Разработка эколого-мелиоративной группировки почв подзон южной и средней тайги с рекомендациями по их использованию.

Научная новизна. В диссертационной работе впервые: выявлены свойства дерново-подзолистых типичных, турбированных, глееватых и глеевых почв на покровных суглинках в северной части подзоны южной тайгиисследованы гидротермические и химические режимы типичных, турбированных, глееватых и глеевых суглинистых почвпоказано, что перераспределение влаги, мигрирующих элементов и гранулометрических частиц происходит главным образом в пределах элювиального горизонта латеральным путемоценены параметры оглеения дерново-подзолистых почв по величинам их' вариабельности в пространстве в различные по климатическим условиям годыустановлены и статистически обоснованы количественные и качественные критерии степени оглеения дерново-подзолистых почввыявлена роль микрои мезорельефа в формировании разнообразия физико-химических свойств суглинистых оглеенных почв южной и средней тайги Русской равнииыпоказаны особенности деградации их при оглеенииустановлена изменчивость агрегирования под влиянием оглеения, освоения и осушения почв, вскрыты ведущие факторы структурообразования в кислых почвахизучены физические и химические свойства темногумусово-глеевых почв, рассмотрены проблемы их освоенияобоснована защитная геохимическая роль ортштейнов, обеспечивающих длительное существование лесных экосистем на суглинистых почвахразработана эколого-мслиоративная группировка суглинистых почв подзон южной и средней тайги с рекомендациями по их использованию.

Практическая значимость работы и реализация результатов. Результаты исследований использованы при составлении «Рекомендации по мелиоративной группировке подзолистых почв», переданных в Институт «Комимелиоводпроект». Рекомендации даны для каждой группы почв в зависимости от экологических условий их формирования. Полученные данные по стабильности водно-физических, свойств почв использованы при составлении экологических карт к Атласу Республики Коми, подготавливаемом Институтом биологии Коми НЦ УрО РАН. Разработанная эколого-мелиоративная группировка суглинистых почв может быть использована для обоснования проектных, прогнозных и мониторинговых решений.

На основе предпринятых исследований составлены «Карта устойчивости почв к антропогенным физическим нарушениям», «Карта эрозионно-опасных земель». Основные положения, выносимые на защиту: закономерности изменения состава и свойств дерново-подзолистых почв Северо-Востока Русской равнины в катенах, параметры оглеения суглинистых почв различных местообитаний в пределах подзон южной и средней тайгитрансформация свойств суглинистых почв, их режимов, почвенного покрова при освоении, окультуривании и осушенииагрегатообразование в суглинистых почвах, устойчивость агрегатовтемногумусово-глеевые почвы тайги, проблемы их освоениябиогеохимическая и экологическая роль ортштейнов суглинистых почвпринципы агромелиоративной группировки суглинистых почв в подзонах тайги.

Личный вклад автора.

Работа содержит результаты многолетних наблюдений на стационарах «Детский» и «Дырносский» Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН, выполненных лично или под руководством автора Стационары отражают южную и и среднетаежную подзоны. В диссертации приведены также результаты сезонных экспедиционных наблюдений в подзонах тайги Северо-Востока Русской равнины. В работе использованы данные по старопахотным почвам, полученные автором совместно с сотрудниками Института биологии В. Г. Казаковым и В. В. Мокиевым. Материалы вошли в совместные публикации.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены: на международных симпозиумах и конференциях: «II International Conference Cryopedology -97» (Syktyvkar, 1997), Symposium «Climate Change Effects on Northern' Terrestrial and Freshwater Ecosistems Arcticum» (Rowaniemi, Finland, 1997), International Conference «Ecology of Taiga Forets» (Syktyvkar, 1998), «Seventh International Conference Permafrost» (Yellowknife, Canada, 1998): «International Conference Soil Biogeography «(Syktyvkar, 2002) — на всесоюзных и всероссийских конференциях и совещаниях: делегатские съезды Российского общества почвоведов (Санкт-Петербург, 1995; Новосибирск, 2004), Всероссийская конференция «Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения «(Москва, 1998): на региональных конференциях и совещаниях: «Рациональное использование земельных ресурсов России» (Киров, 1993), II Международная школа-семинар «Экологические проблемы Севера» (Архангельск, 1992), «.международная конференция «Поморье в Баренц регионе» (Архангельск, 2000, 2001) — «Экология северных территорий России, проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения» (Архангельск, 2002).

Публикации. Содержание диссертационной работы и ее результаты приведены в 56 печатных работах, из которых — три монографии, две из них в соавторстве, шесть статей в реферируемых журналах, две статьи в зарубежных изданиях, один препринт, научные статьи в трудах и тезисах конференций.

Объем и структура. Диссертационная работа изложена на 370 страницах машинописного текста и состоит из ведения, десяти глав, заключения, предложений производству и выводов. Экспериментальный материал приведен в 99 таблицах, 18 рисунках, 12 приложениях.

Список литературы

составляет 358 источников.

Организация исследований и благодарности. Исследования проводились в рамках общесоюзной НТП «Почвы Тимано-Печорского ТПК и пути их рационального использования» (1986; 1990гг.), «Эколого-почвенные основы землепользования на европейском Северо-Востоке» (1991;1995 гг.), «Структурно-функциональная организация почв и почвенного покрова Европейского Северо-Востока России», раздел «Эколого-географические закономерности формирования-избыточно-увлажненных почв» (1996;2000 гг.), «Генезис, функции почв в организации и устойчивости экосистем Европейского северо-востока России (20 012 005 гг.). Автор также принимал участие в комплексной программе по выполнению задания 051.01.01.07 ВАСХНИЛ по разделу 01.07.Н26 «Изучение полугидроморфных почв и почвенного покрова мелиорируемых земель Нечерноземной зоны РСФСР.» .

Диссертант считает своим долгом выразить благодарность всем, кто оказал содействие при выполнении данной работы и, прежде всего сотрудникам отдела почвоведения Института биологии, где были выполнены многие анализы и обсуждены результаты исследований. Автор искренне благодарен профессору, д.с.-х.н. Забоевой И. В., определившей научное направление исследований. Диссертант благодарен докторам с.-х.н. Безносикову В. А. и Хмелинину И. Н за научное редактирование рукописи монографий. Глубокую благодарность автор выражает профессору, доктору с.-х.н. Ф. Р. Зайдельману, принявшему участие в выборе Детского стационара.

Выводы.

1. Дерново-подзолистые типичные и турбированные суглинистые почвы плакоров северной части подзоны южной тайги характеризуются значительным разнообразием морфогенетических, физических и химических признаков, причиной которого являются парцеллярные особенности растительности, колебания. нанои микрорельефа, ветровальные нарушения. В почвах склона выравниваются морфологические, физические и химические признаки вследствие упорядоченности вектора внутрипочвенного стока, наблюдается сокращение мощности подстилки, а в. нижней части склона — уменьшение мощностей дернового и элювиального горизонтов, усиление выноса ила, оксидов железа, алюминия, магния.

2. Дерново-подзолисто-глеевые почвы, формирующиеся в ложбинах, характеризуются оторфовыванием подстилки, формированием гумусового оглеенного и глеевого охристого горизонтов, интенсивной сизоватостью элювиально-глеевого горизонта, опусканием нижней его границы, увеличением размеров ортштейнов до 3 -5 мм, значительным пространственным разнообразием морфогенетических параметров верхних горизонтов (О, AYg, Gox, ELg). Под влиянием оглеения увеличиваются содержание ила в верхних горизонтах (AYg, Gox), порозность, обменная и гидролитическая кислотности, уменьшается плотность сложения," ослабляется дифференциация почвенного профиля по химическому составу в связи с уменьшением выноса алюминия, железа, кальция из верхнего сорокасантиметрового слоя, изменяется фракционно-групповой состав гумуса.

3. Дерново-подзолистые почвы характеризуются неустойчивой теплообеспеченностью в мае, в меньшей степени — в сентябре. Наиболее устойчиво обеспечены теплом почвы в июле и августе, немного хуже в июне. Техмпературпый режим дерново-подзолистых почв ухудшается под влиянием длительного переувлажнения и оглеения, особенно в прохладные влажные годы. Влияние переувлажнения ослабевает в теплые годы. Дерново-подзолисто-глеевые почвы промерзают па небольшую глубину (5−30 см), поэтому процессы оглеения и связанная с ними трансформация многих оксидов, в отличие от оподзоливания, продолжается и зимой.

4. Дерново-подзолистые почвы юга Республики Коми, формирующиеся на покровных суглинках, характеризуются малой мощностью слоя активного влагообмена, включающего горизонты внутрипочвешюй верховодки (AY, AEL и EL).' Этот слой, характеризующийся наибольшей пористостью (54 — 64%) и водопроницаемостью (до 30 м/сут), не превышает 30 см. В нижележащих горизонтах обычно наблюдаются монотонные сезонные колебания влагозапасов, возрастающие в засушливые годы. Они связаны с сезонной активизацией всасывающей деятельности корней лесной растительности. В исследуемых почвах происходит боковое перетекание влаги в пределах элювиального горизонта в направлении существующих уклонов. Впутрипочвеппый сток в ельниках возникает и наблюдается весной (май) ^ влажного года (1987). В засушливые годы впутрипочвеппый сток ослабевает. Усиление переувлажнения приводит не только к увеличению общей водоемкости и влажности профиля почв, но и возрастанию экологической неустойчивости водообеспеченности.

5. В качестве критерия водного режима дерново-подзолистых почв действенен показатель УП, количество дней с избыточным увлажнением (> ППВ) в слое 0 — 20 см за май — сентябрь. В глеевых почвах он составляет во влажные годы 146 дней, в средние — около 86, в теплые и засушливые — от 44 до 67. В глееватых почвах этот показатель равен во влажные годы 128 дням, в средние — около 68 и в засушливые и теплые — 31 — 44. В дерново-подзолистых почвах склона и плакора УП ' составляет соответственно во влажные годы — 121 и 58 дней, в средние — 62 и 31, в теплые и засушливые — 23 — 43 и 13 — 21.

6. Сезонные колебания содержания кислоторастворимого железа зависят главным образом от степени оглеения почв и гидрологических условий года, в меньшей степени — от температурных условий. Изменчивость подвижности железа увеличивается во влажные годы в субэлювиальном и иллювиальном горизонтах неоглеенной, в элювиально-глеевом горизонте глеевой почвы. Во всех случаях, когда рассматриваемый показатель в дерново-подзолистых почвах больше 1%, мы имеем дело с глеевыми почвами, где устойчиво развиваются процессы оглеения. В неоглеенных и глееватых почвах, напротив, параметры кислоторастворимого железа незначительно увеличиваются за счет активизации биохимических процессов в почве.

Данные по динамике кислоторастворимого железа свидетельствуют о временном разделении оглеения и оподзоливания в дерново-подзолистых почвах в течение вегетационного сезона. Оглеение поражает в первую очередь поверхности агрегатов и плоскости криогенных разрывов почвенной массы, развивается при низких температурах в весеннее, позднелетнее и осеннее время и даже зимой в талых горизонтах, оподзоливание активизируются в периоды летних дождей.

7. Освоение подзолистых почв в подзонах тайги сопровождается ухудшением морфологического и физического состояния почв по всем параметрам в первые годы в пределах верхних 30 — 40 см. Уплотняются пахотные и подпахотные слои, вовлекаются в пахотооборот глыбы субэлювиального горизонта. В почвах плакора наблюдается утяжеление пахотного слоя за счет мелкопылеватых частиц, а таюке накопление ила в текстурном горизонте. В агродерново-подзолистых почвах склона, в условиях бокового подтока воды и элементов питания, активно протекают аккумулятивные процессы, но одновременно усиливаются эрозионные и глеевые процессы в ложбинах стока. Окультуривание почв со временем способствует увеличению мощности пахотного слоя, его гомогенизации на повышениях плакора и' склоне, повышению содержания гумуса и подвижного фосфора, но сохраняются высокая кислотность почв, невысокое содержание обменных оснований и подвижного калия.

8. Температурный режим агродерново-подзолистых почв плакора значительно улучшается: во влажные и прохладные годы (1987) активные температуры проникают на 1,4 м глубже в почву, чем в лесу, продолжительность периода активных температур (ПАТ) на глубине 20 см увеличивается на 37 дней. В почвах склона и ложбины ПАТ увеличивается на 25 — 23 дня в сравнении с почвами леса. В засушливые годы (1988) активные температуры в агропочвах катены проникают на 69 — 70 см глубже, чем в лесупродолжительность ПАТ увеличивается на плакоре, склоне, его шлейфе и ложбине соответственно на 10 дней, 22, 9 и 16 дней. В более влажный 1989 г. этот же показатель увеличился соответственно на 25 дней,.

26, 20 и 30 дней в сравнении с почвами леса. В агроценозах почти на месяц * сокращается период промерзания почв.

9. Освоение дерново-подзолистых почв из-под леса приводит к увеличению-поверхностного стока, уменьшению суммарного испарения и значительному повышению увлажненности в иллювиальной части профиля почвы, возрастанию контрастности почвенного покрова по влажности, неустойчивости водного режима всей катеиы. Особенно негативные последствия освоения отмечаются в почвах плакоров и ложбин. Склоновые почвы ввиду резкого увеличения поверхностного стока не претерпевают значимых изменений гидрологического режима. В почвах плакора во влажные годы (1987) удлиняются периоды длительного переувлажнения на 52 дня, в почвах склона, напротив, сокращаются периоды длительного переувлажнения на 26, шлейфа склона — на 64 дня, в ложбине — на 9 дней. В условиях засушливого года (1988) произошло сокращение продолжительности переувлажнения в почвах: плакора на 9 дней, склона на 24 дня, шлейфа склона на 41 день. В агродерново-подзолисто-глеевой почве ложбины произошло увеличение УП на 24 дня за счет внутрипочвенного стока со склона.

10. Влияние пластмассового дренажа на водный режим почв катены начало сказываться в теплом средневлажном 1989 году, на втором году после завершения строительства, в почвах склона. Переувлажнение в сутках (влажность выше ППВ) за май — сентябрь в слое 0 — 20 см почв плакора колебалось по годам от 4 до 110, в, почвах склона — от 16 до 95, в глееватых — от 3 до 64, в глеевых почвах — от 91 до 133.

11. Параметры колебаний содержания подвижных форм железа по видам освоенных и осушенных почв, в сравнении с лесными, в целом уменьшаются, что свидетельствует об уменьшении кругооборота железа после осушения. Но основные закономерности динамики железа, установленные нами в эти же годы для почв в лесу, сохраняются в агродерново-подзолистых почвах. Сезонные колебания содержания аморфного железа выше во влажные годы и они максимальны в элювиальных горизонтах почв верхней части склона. Стабильно высокие показатели растворимости железа наблюдаются в глеевых почвах, где активные биохимические процессы продолжаются и зимой.

12. В макрои микроструктуре подзолистых почв находит отражение ряд природных явлений: оглеение, элювиирование, уплотнение, эрозия, избирательнаяаккумуляция элементов-биофилов. Кислотный гидролиз сопровождается разрушением среднекомковатых (3 — 1 мм), • мелкокомковатых (1 — 0,5 мм) и зернистых (0,5 — 0,25 мм) агрегатов и увеличением пылеватых (<0,25 мм), но содержание наиболее ценных среднекомковатых агрегатов во всем элювиальном слое (0 — 45 см) составляет 25 — 46%. Параметры макроструктуры оптимальны в дерново-подзолистых глубокооглеенных почвах склона: количество агрономически цепных агрегатов (10 — 0,25 мм) составляет от 70 до 92%, незначительному разрушению подвергаются мелкокомковатые и зернистые фракции агрегатов.

13. По мере усиления оглеения уменьшается количество среднекомковатых агрегатов (3 — 1 мм), сокращается и мощность слоя с относительно благоприятным их содержанием. Содержание среднекомковатых агрегатов ниже 20 — 22%, водопрочных (0,05 — 0,25 мм) агрегатов менее 30 — 32% соответствует проявлению активных процессов оглеения. Обнаружена тенденция зависимости количества водопрочныхагрегатов от содержания оксалатнорастворимого железа. Чем выше содержание аморфных оксидов, тем больше водопрочных агрегатов размером 0,05 — 0,25 мм. Это. позволяет увязать материалы по агрегатному составу с содержанием различных форм железа в почве. Сравнительно хорошо оструктурены горизонты, где визуально отмечены и аналитически подтверждены значительные накопления гидроксидов железа.

14. Интенсивное использование земель ухудшает макроагрегатное состояние почв и водоустойчивости агрегатов по сравнению с аналогичными горизонтами почв в лесу. Только на гривах увалов в слое 0 — 10 см сохраняется агрономически ценная макроструктура (1 — 0,25 мм), во всех других горизонтах и почвах макроструктура ухудшается. Достаточно благоприятная структура целинных слабооглеенпых почв быстро разрушается при переувлажнении освоенных почв.

15. Содержание конкреций, особенно крупных (>3 мм) в дерново-подзолистых почвах коррелирует с избыточным увлажнением. Переувлажнение пахотных почв согласуется с коэффициентом заболоченности Оглезнева-Зайдельмана, хотя и он нуждается в уточнении для получения статистически значимых региональных показателей. Аккумуляция в составе ортштейнов гумуса, оксидов железа, фосфора, марганца способствует повышению геохимической стабилизации элювиальных горизонтов дерново-подзолистых почв.

16. В конкрециях неоглеенных и оглеенных почв южной тайги содержится значительно больше оксидов железа, алюминия, фосфора, марганца, немного меньше кальция и магния, чем в конкрециях средней тайги. Полученные данные свидетельствуют о большей интенсивности биохимических процессов в подзоне южной тайги, что, возможно, связано с более активной деятельностью микробиоты. Конкреции регулируют круговорот элементов в гумидной зоне, способствуя «сохранению элементов-биофилов в почвеих можно рассматривать как защитную реакцию биоты на деградацию почв.

17. Агромелиоративная группировка суглинистых почв подзон южной и средней тайги по условиям залегания их по элементам мезои микрорельефа является достаточно перспективной для Северо-Востока Русской равнины, так как именно рельеф преломляет, усиливает или ослабляет неблагоприятные климатические условия рассматриваемой территории. Наиболее благоприятные биоклиматические условия складываются в суглинистых почвах на пологих склонах южной и юго-западной экспозиций протяженностью 200 — 300 м. В условиях южной и средней подзон тайги, они не нуждаются в систематическом дренаже.

18. Закрытый дренаж наиболее обоснован на почвах с большими запасами органики с нейтральной или близкой к ней реакцией рН. На старопахотных почвах' осушение должно быть выборочным: изреженный дренаж на плакорах и более крупного диаметра в шлейфах склонов и ложбинах.

3 аключение.

В проведении исследований мы исходили из представлений, что годовые и многолетние параметры климата и других важнейших факторов почвообразования (рельеф, растительность) коррелируют со свойствами почв и компонентным составом почвенного покрова данной территории. Детальные характеристики почв, полученные в условиях холодного и влажного года, на территории медленно поднимающихся Северных Увалов (подзона южной тайги) подкреплены многолетними наблюдениями за параметрами температуры, влажности и содержания кислоторастворимого железа в катенах дерново-подзолистых почв в различные по * увлажнению годы. Сопряженный анализ многолетних данных о состоянии климата и материалов наблюдений за состоянием физических и химических свойств в-экстремальные по температурам и осадкам годы позволил выявить параметрические связи между ними и прогнозировать основные тенденции эволюции оглеения и оподзоливания в катенах почв южной и средней тайги.

Климатические условия южной и средней подзон тайги определяют процессы оподзоливания и оглеения в почвах, развитых на покровных суглинках. В периоды неглубокого летнего увлажнения почв активизируется образование высоких концентраций агрессивных перегнойных кислот, непосредственно и длительно контактирующих с минералами. Эти процессы более продолжительны и действенны в подзоне южной тайги. Весной и осенью почвы переувлажнены, и в них появляются признаки поверхностного оглеения почв. Резкие колебания температур в зимний и летний периоды, увлажнения почв в обоих подзонах тайги и глубины их промерзания неоднозначно влияют на процессы переувлажнения почв в различных частях катены, нивелируя подзональные различия, особенно в годы с теплыми летними периодами.

Обилие пологих и покатых склонов на территории Северных Увалов ограничивает развитие оглеенных почв, избыток воды скатывается в близлежащие ложбины и ручьи. Выположенность Вычегодской равнины способствует активному переувлажнению на плакорах и в шлейфово-ложбинной части катен. При этом, возрастает роль микрорельефа как ретранслятора и регулятора вектора тока воды.

Физическое состояние покровных образований (плитчатость, преобладание фракции крупной кремнеземистой пыли, пористость, агрегированность) способствуют развитию латеральных и суффозионно-просадочных процессов в них, особенно в краевых частях катен — на плакоре и в шлейфово-ложбинной их части. Сравнительно облегченный гранулометрический состав покровных отложений и меньшее содержание в них оксидов железа, алюминия и магния, поглощенного кальция в подзоне средней тайги, по сравнению с южной, обуславливают более глубокое оподзоливание в почвах подзоны средней тайги.

Древесная растительность активно противодействует деградационным процессам на покровных суглинках, способствуя задерживанию и накоплению питательных элементов в подстилке и грубогумусовом горизонте. Одновременно продукты деструкции растительного опада вызывают оподзоливание и деградацию части минеральной массы, особенно под соснами (рН сол. 3,7 — 4,0, мощности элювиальных горизонтов увеличиваются до 32 — 35 см). Почти нейтральна подстилка около берез (рН около 5,0, мощность элювиального горизонта сокращается до 20 см). Подстилки под елью довольно изменчивы по актуальной кислотности и влагоемкости, зависят от напочвенного покрова. В подстилке рН сол. колеблется от 4,3 до 5,4, мощности элювиальных горизонтов колеблются от 22 до 29 см. Ельники-долгомошники, энергично аккумулируя влагу, способствуют оглеению почв и быстрому торфообразованию.

Локальные поверхностные турбации под воздействием сильных ветров (более 15 м/с) на плакоре и склонах нарушают естественный ход предполагаемой эволюции, обогащают верхние горизонты дерново-подзолистых почв мелкодисперсной массой и гидроксидами, тем самым противодействуют обезыливанию элювиального горизонтав ложбинах они препятствуют торфонакоплению и дальнейшему заболачиванию лесов.

На покровных суглинках плакоров и склонов северной части южной подзоны тайги под покровом ельников разного типа формируются дерново-подзолистые типичные и турбированные среднесуглинистые почвы, характеризующиеся значительным разнообразием морфогенегических признаков. На плакоре выделяются мелкоэлювиальные, неглубокоэлювиальные и глубокоэлювиальные виды дерново-подзолистых почв, занимающие соответственно 39%, 57 и 4% площади плакора.

В дерново-подзолистых почвах склона снижается разнообразие морфологических, физических и химических признаков вследствие упорядоченности вектора внутрипочвенного стока. В почвах склона появляется гумусово-элювиальный горизонт AEL, который довольно редко обнаруживается на плакоре, а также изменяется соотношение между видами почв. На склоне преобладают турбированные мелкоэлювиальные почвы, занимающие около 59% площади, неглубокоэлювиальные виды занимают 39% площади склона. Здесь элювиирование почвы приводит к сокращению толщины подстилки, а в нижней части склона — к уменьшению мощностей дернового и элювиального горизонтов, усилению выноса ила, оксидов железа, алюминия, магния.

Дерново-подзолисто-глеевые почвы характеризуются оторфовыванием и увеличением мощности подстилки до 5 — 6 смформированием агрегированного гумусового сизовато-серого горизонта мощностью от 2 до 10 смпоявлением и массовым развитием сизых, ржаво-сизых пятен и полос в элювиальной части профиляобразованием в верхней половине элювиального горизонта охристого глеевого горизонта мощностью 9—14 см, ржаво-сизого мелкозернистого с обилием бурых плотных ортштейнов размерами 3 — 5 ммопусканием нижней границы элювиально-глеевого горизонта в среднем до 33 смувеличением общей элювиальной толщи до 46 смповышенным содержанием физической глины и ила в' гумусовом оглеенном и охристом горизонтахуменьшением фракции крупной пыли (0,05 — 0,01 мм) в горизонтах AYg, Gox, ELg до 33 — 46%- элювиально-иллювиальной дифференциацией профиля почвы по илу и физической глинеуменьшением плотности сложения в элювиальном и иллювиальном горизонтах соответственно до 1,09 — 1,26 и 1,36 г/см — плотности твердой фазы в торфяном и гумусовом горизонтах соответственно до 1,44 и 2,04 г/см3- увеличением порозности в торфяном, гумусовом оглеенном и элювиально-глеевом горизонтах соответственно до 95, 79 и 52%, пространственной изменчивости морфометрических и физических показателей органогенных горизонтов.

Оглеение дерново-подзолистых почв сопровождается аккумуляцией в подстилке валовых, %: Fe203 — до 5,30, АЬОз — до 17,64, MgO — до 1,62, Р2О5 — до 0,91- гумусовом оглеенном валовых, %: БегОз — до 5,83, АЬОз — до 15,88, MgO — до 1,42, Р2О5 — до 0,61- в глеевом охристом горизонте валовых, %: БегОз — до 4,82, АЬОз — до 12,97, MgO — до 1,14, Р2О5 — до 0,40- уменьшением в перечисленных горизонтах содержания валовых: Si02, СаО, MnO, Na20 и К2О, ослаблением дифференциации профиля почвы по химическому составу, увеличением параметров обменной и гидролитической кислотности в торфяном, гумусовом оглеенном, глеевом охристом и элювиально-глеевом горизонтах, поглощенных кальция и магния в глеевом охристом и элювиально-глеевом горизонтах, аморфных форм железа в гумусовом оглеенном, глеевом охристом и в элювиально-глеевом горизонтах, силикатных форм железа в торфяном, гумусовом оглеенном, глеевом. охристом и элювиальпо-глеевом горизонтах, аморфных форм алюминия в гумусовом оглеенном и глеевом, резким уменьшением кристаллических форм железа в гумусовом оглеенном и элювиально-глеевом горизонтах.

В дерново-подзолисто-глеевых почвах увеличивается содержание гумуса в дерновом, глеевом охристом и элювиально-глеевом горизонтах соответственно до 7,31, 2,27 и 1,16%, изменяется фракционно-групповой состав гумуса (в составе гуминовых кислот до 43% увеличивается фракция 2, связанная с кальциемуменьшается количество фульвокислот: отношение Сгк: Сфк увеличивается до 0,84).

Причины морфогенетических, физических и химических изменений дерново-подзолистых почв при оглеении заключаются в' привносе латеральным током воды с прилегающих повышений ила, богатого элементами-биофилами, железом, марганцем,. алюминием, в увеличении общей продолжительности анаэробиоза, в отсутствии промерзания глеевых почв в подзоне южной тайги (установлено промерзание их до 33 см 1 раз из 5 зим), в преобладании долгомошного и сфагнового напочвенного покрова, характеризующегося большей удельной теплоемкостью и низкой температуропроводимостью, увеличении частоты поверхностных турбаций под влиянием ветра.

По характеру температурного режима дерпово-подзолистые почвы относятся к сезонно-промерзающим умеренно холодным почвам. Почвы в годы наблюдений промерзали до глубины 55 — 10 см в зависимости от условий зимы.

Для сравнительной экологической оценки неоглеенных и оглеенных почв по ' гидротермическим условиям мы использовали ПУТ и ПУУ, которые определяли по формуле ПУТ = 1 — V, где V — коэффициент вариации температур или влагозапасов' на характеризуемых глубинах. Характеристики теплообеспеченности почв на глубине 20 см сильно варьируют по месяцам летнего периода. Неустойчивая теплообеспеченность в подзоне южной тайги наблюдается в мае (ПУТ = 0,32 — 0,48), в меньшей степени в сентябре. Наиболее устойчиво обеспечены теплом почвы в июле (ПУТ = 0,71 — 0,78) и в августе (ПУТ — 0,83 — 0,88), немного хуже в июне (ПУТ = 0,71 — 0,78). ПУТ, определенный в почвах по отдельным годам за период май — сентябрь, выше в теплые годы. Устойчивость ПУТ минимальна в дерново-подзолисто-глеевых почвах (0,19 — 0,27), но повышается в них в теплые средневлажные годы до 0,74. В глееватых почвах нижней части склона ПУТ колеблется от 0,40 до 0,70, обнаруживая меньшие величины в холодные и засушливые годы.

Температурный режим дерново-подзолистых почв ухудшается под влиянием переувлажнения и оглеения, особенно в прохладные влажные годы. В теплые годы влияние переувлажнения почв ослабевает. В зимних условиях глеевые почвы, промерзая на небольшую глубину (5 — 30 см), наиболее теплые. Поэтому процессы оглеения и связанная с ними трансформация многих оксидов, в отличие от оподзоливания, продолжается и зимой.

Продолжительность переувлажнения дерново-подзолистых почв мы характеризовали показателем УП, разработанным Т. А. Романовой и Ж. А. Капилевич (1984). Он представляет число дней за май — сентябрь, в течение которых верхний двадцатисантиметровый слой почвы имеет влажность, превышающую ППВ. В глеевых почвах ложбины УП составляет во влажные годы 146 дней, в теплые и засушливые — от 44 до 67, в глееватых почвах нижней части склона соответственно 128 и от 31 до 44. Избыточное увлажнение в неоглеенных почвах лесной катены во влажные годы составляет 58 дней, в слабооглеенных почвах склона — 121 день. Размах колебаний УП в различных частях катены суживается в засушливые и сухие годы, особенно в позднелетний период засушливых лет.

Водный режим дерново-подзолисто-глеевых почв в лесу довольно изменчив во все месяцы, хотя среднемесячные влагозапасы в слое 0−20 см в этих почвах и превышали ППВ. Показатель устойчивости (ПУУ) влагозапасов в слое 0−20 см глеевых и глееватых почв составил соответственно: в мае — 0,37 и 0,77, июне — 0,20 и 0,27, июле — 0,48 и 0,59, августе — 0,59 и 0,82 и сентябре — 0,24 и 0,54. Максимальная неустойчивость увлажнения в слое 0−20 см наблюдается в засушливые годы и тоже в глеевых почвах. На втором месте по нестабильности увлажнения находятся глееватые почвы нижней части склона. В них значительные колебания влагозапасов обнаруживаются в июне, июле и сентябре.

Пространственные колебания содержания кислоторастворимого железа, определенные летом 1986 г., максимальны в дерновом горизонте и в верхней части текстурной толщи (40 — 50 см) неоглеенных и слабооглеенных почв плакора и склона. Снижение вариабельности подвижного железа (V = 24 — 28%) наблюдается в элювиальном горизонте. Резко расширяются пределы выборки этого показателя в дерновом, элювиально-глеевом и иллювиальном оглеенном горизонтах дерново-подзолисто-глеевой почвы ложбины, но они сближаются в глеевом охристом горизонте. Результаты изучения пространственной изменчивости содержания подвижного железа в горизонтах дерново-подзолистых почв свидетельствуют о сложных и разнонаправленных по вектору процессах трансформации железа в различных частях катены.

Максимальные величины содержания подвижных оксидов железа наблюдаются в органогенных горизонтах, они постепенно увеличиваются от неоглеенной почвы плакора (0,67% от массы почвы) до глеевой почвы ложбины (1,96%). Параметры величины во всех почвах катены снижаются с глубиной. Временная изменчивость содержания железа увеличивается в иллювиальном горизонте почв крайних позиций мезорельефа (плакора и ложбины). На этих элементах рельефа наиболее часто меняется направление тока воды и растворимых и суспензионных форм железа внутри профиля почвы.

Параметры подвижности железа в элювиальных горизонтах слабооглеенных почв верхней части склона увеличиваются в тёплые периоды (конец июня — июль) влажных и холодных годов, в целом они значительно меньше (почти в 2 раза), чем в глеевых почвах. В засушливые годы в неоглеенных и глееватых почвах показатели кислоторастворимого железа незначительно увеличиваются, возможно, за счет активизации биохимических процессов в почве, включая и кислотный гидролиз минералов. Динамика подвижных форм железа в дерново-подзолистых почвах коррелирует с изменением температуры почвы: корреляция была положительной в неоглеенных и слабооглеенных почвах плакора и склона в 1987 г. (г = 0,69 ± 0,18), но меняется по срокам наблюдений. Она ослабевает в засушливом 1988 г. (г = 0,54 ± 0,22) и совсем отсутствует в теплом 1989 г.

Коррелятивная связь между содержанием железа и объемной влажностью в горизонтах AY и EL почвах плакора в июле 1986 г. была слабой (г = 0,32 ± 0,13). В слое 7 — 14 см турбированных почв г составила 0,39 ± 0,33. и только в горизонте ELg г составляет 0,81 ± 0,80. в третьей декаде июля. Положительная корреляция подвижного железа с объемной влажностью от высокой в апреле до средней по всей катене обнаружена в 1987 г. После прогревания почвы между этими показателями, а устанавливается отрицательная коррелятивная связь, в третьей декаде июля корреляция отсутствует. По динамике и количеству подвижного железа выделяются глеевые почвы ложбин. В гумусовом оглеенном горизонте этих почв в апреле 1987 г. зафиксировано чрезвычайно высокое количество подвижного железа. В дальнейшем в них содержание кислоторастворимого железа относительно снижается во всех горизонтах вплоть до середины лета и снова повышается до 1,58 — 1,63% в сентябре. В засушливый 1988 г. содержание подвижного железа в элювиально-глеевом горизонте превышало 1%, а увеличение его до 1,51 — 1,62% наблюдалось в первой декаде августа. В последующие годы (1989 — 1990) содержание подвижного железа в горизонте ELg составляло больше 1%, увеличиваясь в конце августа до 1,93%.

Варьирование содержания кислоторастворимого железа в глеевых почвах ' зависят от многих причин: температуры, влажности, сезона года. Содержание кислоторастворимого железа в разные сроки коррелирует с температурой почвы.-Отрицательная корреляция в глеевых почвах ложбины наблюдалась в 1987 г.: 11 мая (г = -0,51 ± 0,27), 17 августа (г — -0,79 ± 0,17), 25 сентября (г = -0,52 ± 0,25), за 1987 -1989 гг. (г = -0,90 ± 0,13). Коэффициенты корреляции между содержанием кислоторастворимого железа и объемной влажностью в горизонте ELg составляют 0.81 ± 0,80. Отсутствует корреляция между кислоторастворимым железом и объемной влажностью в горизонте AYg.

Данные по динамике кислоторастворимого железа свидетельствуют о временном разделении оглеения и оподзоливания в дерново-подзолистых почвах в течение вегетационного сезона. Оглеение развивается при низких температурах в весеннее, позднелетнее и осеннее время и далее зимой в талых горизонтах, оподзоливание активизируются в периоды летних дождей. Глееобразование поражает в первую очередь поверхности агрегатов и плоскости криогенных разрывов почвенной массы. Оно доминирует на переувлажненных суглинистых сезоннопромерзающих почвах депрессий и ложбин.

Освоение и осушение изменяют морфологические признаки, физические и химические свойства, тепловой и водно-воздушный режимы верхнихгоризонтов дерново-подзолистых почв. В зависимости от продолжительности окультуривания остаточные признаки подзолистого процесса (гнезда и языки белесого элювиального горизонта) хорошо сохраняются до нескольких десятков лет в агродерново-подзолистых агрогетерогепных неосушенных и осушенных почвах на покровных суглинках, исчезают в старопахотных почвах Детского стационара. Усиление аккумулятивной составляющей почвообразования при освоении в обеих подзонах тайги сопровождается снижением контрастности профиля почв по морфологическим и структурно-агрегатным признакам, гранулометрическому составу, водно-физическим и химическим свойствам. Мощность гумусированного пахотного горизонта значительна, нередко достигает 25 — 30 см. Агрогумусовый горизонт довольно однороден по цвету (преобладают серые тона) и структуре. В пахотном слое преобладают комковатые агрегаты. В окультуренных почвах активно идут процессы гумификации, вымывания щелочно-земельных катионов, а также органо-минеральных соединений в растворах. В агродерново-подзолистых. почвах уменьшается интенсивность выноса ила и оксидов, за исключением железа, фосфора и марганца, сокращается толща элювиирования основных элементов. В почвах плакоров, напротив, она расширяется. Характер распределения ила и оксидов в. почвах пашни приобретает слабовыраженный элювиально-иллювиальный характер, наиболее четко выраженный в оглеенных почвах склона. Под влиянием окультуривания в пахотном горизонте увеличивается содержание крупнопылеватых и мелкопылеватых частиц. Наблюдается накопление ила в текстурной толще.

Длительное использование дерново-подзолистых почв в агроценозах вызвало увеличение запасов гумуса во всем ряду почв и выравниванию его содержания как по профилю почвы, так и по всей катене. Внесение удобрений и извести улучшает свойства почв, однако даже длительное возделывание сельскохозяйственных культур не вызывает резкого изменения почвообразовательного процесса вследствие фульватного характера гумуса, остающейся довольно высокой кислотности (рН' солевой вытяжки 3,2 — 5,0), подкисляющего действия минеральных удобрений.

Агродерново-подзолистые почвы отличаются от почв леса ухудшением их физических свойств: уплотнением пахотного горизонта до 1,38 — 1,56 г/ см3, подпахотных до 1,51 — 1,71 г/см, уменьшением пористости, боковой водопроницаемости. Аккумуляция железа, алюминия и магния в текстурной части^ профиля старопахотных почв наряду с распределением ила по профилю, углублением зоны максимального накопления ортштейнов и другие признаки свидетельствуют о доминировании вертикального переноса воды и растворенных соединений в почвах агроценозов в отличие от лесных почв, в которых преобладает латеральный сток. Наиболее четко эта смена основного направления элювиирования проявляется в почвах плакора, что, возможно, и является основной причиной активного образования западин на плакоре. В почвах западин оглеение охватывает весь профиль почвы, в горизонтах появляются ортштейны размером 3 — 5 мм. Признаки оглеения также усиливаются в почвах шлейфовой и ложбинной частей катены.

Усиление оглеения агродерново-подзолистых почв в нижней части катен' приводит к ослаблению элювиальных процессов в верхних горизонтах, к значительному накоплению фосфора в поверхностных слоях и выравниванию химического состава по профилю почвы.

Осушение привело к усилению линейной гетерогенности пахотного слоя в результате вовлечения в пахотооборот фрагментов иллювиального горизонта вдоль дренажных линий. После проведения осушительных работ уменьшилось содержание гумуса в пахотных горизонтах наблюдаемой катены, особенно в глеевой почве, и увеличилась контрастность содержания гумуса как в пределах отдельного контура почв, так и между почвами различной степени оглеения.

Наиболее значительные аккумулятивные процессы развиваются на агродерново-подзолистых гетерогенных освоенных почвах склонов в условиях латерального подтока воды и элементов питания. Здесь более активно протекают процессы гумификации почв на фоне ослабления оподзоливанияменее контрастно перераспределение ила по профилю: иллювиальные горизонты приобретают фрагментарный характер, но одновременно усиливаются эрозионные и глеевые процессы в ложбинах стока. В освоенных оглеенных почвах наблюдается интенсивный кислотный гидролиз силикатов с трансформацией их, вынос продуктов распада в растворах, а также суспензионный вынос песка, пыли и ила, элювиально-глеевый вынос Fe, Мп и сегрегация их в конкрециях.

Значительное улучшение температурного режима агродерново-подзолистых почв в сравнении с целинными (почти на месяц сокращается период промерзания, активные температуры проникают на 0.8 — 0.9 м глубже) сопровождаются увеличением пространственной и временной неустойчивости теплообеспеченности верхних горизонтов, особенно в прохладные влажные годы. В теплые годы изменчивость температуры в пахотном слое почв уменьшается. Промерзание почв в зимний период, наблюдаемое нами в последние десятилетия, до глубины 25 — 50 см в значительной мере определяет сроки начала сельскохозяйственных работ.

После проведения корчевальных работ в 1986 г. в дерново-подзолистых почвах катены наблюдалось значительное повышение увлажненности верхних слоев почвы. Так, в 1987 г. УП (продолжительность переувлажнения в сутках — влажность выше ППВ) за май — сентябрь в слое 0 — 20 см увеличилась в сравнении с почвами леса на плакоре на 52 дня, на шлейфе склона — на 65 дней. В почвах склона и ложбины изменения УП незначительны. Воздействие осушения, проведенного в 1987 г., проявились только в почвах склона, а в глеевых почвах ложбины привело даже к значительному увеличению продолжительности переувлажнения в 1989 г.

Освоение дерново-подзолистых почв плакора сопровождается увеличением контрастности водного режима их: колебания УП (продолжительности переувлажнения в сутках — влажность выше ПГ1В) за май — сентябрь по годам в слое 0.

20 см почв пашни и леса составляют соответственно 4−110 и 13−58.В других позициях катены контрастность водного режима почв после осушения уменьшается: в почвах склона на пашне и в лесу УП составляет соответственно 16−95 и 23−121,в глееватых почвах шлейфа склона — 3 -64 и 31 — 128, в глеевых почвам ложбины — 91.

— 137 и 44 -146. В старопахотных осушенных почвах колебания УП по годам в почвах^ плакора близки к показателям почв новоосвоенной пашни, а в почвах других позиций катены колебания УП приближаются к таковым почв леса.

По динамике показателя устойчивости увлажнения (ПУУ) в подзоне южной тайги получены следующие результаты влагозапасов^в слое 0−20 см агродерново-подзолистых глееватых и глеевых почв: в мае 0,33 и 0,37, в июне 0,22 и 0,27, в июле 0,48 и 0,59, в августе 0,59 и 0,82 и в сентябре .0,25 и 0,54 соответственно. Из этого следует, что водный режим глеевых почв более изменчив в сравнении с глееватыми во все месяцы. Максимальная неустойчивость увлажнения в слое 0−20 см наблюдается в засушливые годы и тоже в глеевых почвах. Гидрологические профили почв хорошо согласуются с морфогенетическими, а возникающие сезонные и многолетние различия, как правило, обусловлены условиями увлажнения и глубиной промерзания.

Параметры колебаний содержания подвижных форм железа по видам. освоенных и осушенных почв, в сравнении с почвами леса, в целом уменьшаются, что свидетельствует об уменьшении кругооборота железа. Но основные закономерности динамики железа, установленные нами в эти же годы для почв в лесу Летского стационара, сохраняются в агродерново-подзолистых почвах. Сезонные колебания содержания аморфного железа выше во влажные годы. Их вариабельность максимальна в элювиальных горизонтах почв верхней части склона. Стабильно высокие показатели растворимости железа наблюдаются в глеевых почвах, где активные биохимические процессы продолжаются и зимой. Это дает возможность использовать количественные параметры кислоторастворимого железа, наряду с другими, в качестве одного из критериев, определяющих классификационное пространство дерново-подзолистой глеевой почвы.

Осушительные мероприятия в южной тайге оправданы для агродерново-подзолистых почв вершин увалов, шлейфов склонов и ложбин и темногумусово-глеевых почв грунтового увлажнения. Способы осушения должны обеспечивать перехват поверхностных и впутрипочвепных (в пределах пахотного и элювиального горизонтов) вод. Почвы склонов южной подзоны тайги с уклонами более 1 — 2° и протяженностью до 200 — 300 м не нуждаются в устройстве систематического дренажа. Поэтому почвы склонов, южных и юго-западных (наиболее теплых) рекомендуется к освоению в первую очередь. Осушительные мелиорации способствуют в определенной мере улучшению теплового и водного режимов почв, но ухудшают физические и химические свойства пахотного слоя вследствие вовлечения в него глыб иллювиального горизонта при строительных работах. Негативные явления прослеживаются как на участках гончарного и пластмассового дренажа, так и на системах с открытыми каналами.

В подзоне средней тайги активизируется влияние оподзоливания и оглеения на покровные суглинки, в результате чего увеличивается разнообразие морфологических, физико-химических профилей почв в катенах в сравнении с почвами южной тайги. В результате кислотной агрессии и отчасти редуцирующего фактора разрушаются, в первую очередь, смешаннослойные минералы илистой фракции (Тонконогов, 1999). Подзолобразование проявляется в обедненной илом части профиля подзолистой почвы грив плакоров, вызывая вынос почти всех подвижных оксидов из этого слоя (7−16 см). Маломощный белесый подзолистый горизонт мощностью 4 — 8 см окаймляется гумусово-железистым подгоризонтом ржавого цвета мощностью от 3 до 10 — 12 см, в котором накапливаются подвижные оксиды железа, алюминия и калия, а также формируются конкреции. В карликовом вложенном субпрофиле наблюдается активный нисходящий ток воды, органических кислот и их производных. Вынос ила достигает 89%, вынос физической глины — 59. %. В ложбинообразных понижениях плакоров формируются глееватые почвы с варьированием мощности элювиальных горизонтов от 11 до 42 см и расположения гумусово-железистого подгоризонта. Во вложенном субпрофиле подзола наблюдается активный нисходящий ток воды, органических кислот и их производных. Элювиально-аккумулятивный коэффициент оксидов магния, железа, марганца, фосфора, кальция, алюминия, калия и натрия составляет соответственно -0.84, -0.79, -0.78, -0.49, -0.47, -0.37, — 0.23 и -0.09, что значительно превышает аналогичные показатели в почвах плакоров южной тайги. В микропонижениях и депрессиях плакора оподзоливание сочетается с оглеением почв, вызванным слабозастойным водным режимом.

В подзолистых почвах средней тайги под влиянием оглеения увеличивается мощность торфяного слоя до 6 — 9 см, развивается светлогумусовый горизонт, под которым формируется глеевый охристый горизонт мощностью до 2 — 3 см, два подгоризонта элювиально-глеевого горизонта с различной интенсивностью оржавления и сизоватости, накапливаются ил и физическая глина в гумусовом оглеенном и глеевом охристом горизонтах, ' уменьшаются плотности сложения глеевого охристого и элювиально-глеевого горизонтов до 0,86 и 1,19 г/см. В торфяном слое накапливаются валовые, %: БегОз — до 12,75, Р2О5 — до 4,80, MgO — до 0,45, КгО — до 2,48, Т1О2 — до 1,43 и сера — до 0,56, образуются сульфиды железа, титана и других тяжелых металловв светлогумусовом оглеенном горизонте накапливаются валовые фосфор и калий. В подзолисто-глеевых почвах резко подкисляются органогенные горизонты (рН сол. 2,6 — 2,8) — увеличиваются параметры обменной и гидролитической кислотности в торфяном, гумусовом оглеенном и элювиалыю-глеевом горизонтах, аморфных форм железа и алюминия в торфяном горизонтеисчезают почти полностью кристаллические формы железа во всех верхних горизонтов (Т, AYg, ELg), аккумулируются подвижные формы калия и фосфора в торфяном слое. В подзоне средней тайги, где растворы обеднены кальцием и алюминием, аккумулятивные процессы ослаблены и проявляются в основном торфяном слое.

На подзолистых почвах, с относительно коротким периодом использования их в агроценозах, боковой перенос влаги все еще преобладает над вертикальным, что не способствует образованию новых западин. В почвах западин агроцепозов средней подзоны тайги оподзоливание сочетается с оглеепием, обусловленным слабозастойным водным режимом, в результате чего возрастает интенсивность разрушения и перераспределения мелкозема. Изучение комплекса признаков и свойств агродерново-подзолистых почв показало тождественность основных почвообразовательных процессов в агроценозах южной и средней подзон тайги на сходных элементах мезои микрорельефа.

Доминирование аккумулятивных или деградационных (оглеение, эрозия, уплотнение) процессов в почвах, их соотношение зависит от летних температур воздуха и почвы, количества осадков за год, режима их в теплый период, глубины и длительности промерзания, сроков выполнения и интенсивности сельскохозяйственных работ. Целесообразность освоения и осушения, направление использования земель определяются особенностями климатических условий подзон-южной и средней подзон тайги Северо-Востока Русской равнины и условиями мезои микрорельефа.

Макроструктура в почвах обоих стационаров достаточно хорошо выражена и морфологически разнообразна: комковатая структура в органогенных горизонтах сменяется слоеватой в элювиальном горизонте, появляется озерненность в гумусово-железистом горизонте. В текстурной толще господствует многопорядковая структура: призмы делятся на плитки, последние распадаются на ореховатые отдельности. Кислотный гидролиз сопровождается разрушением среднекомковатых (3 — 1 мм), мелкокомковатых (1 — 0,5 мм) и зернистых агрегатов (0,5 — 0,25 мм) агрегатов и увеличением пылеватых (< 0,25 мм), но содержание наиболее ценных среднекомковатых агрегатов во всей элювиальной толще (0 — 45 см) составляет 25 -46%. Слабооглеенные почвы грив плакора, до глубины 25 см, характеризуются сравнительно высоким содержанием водопрочных макроагрегатов (43 — 66%) и микроагрегатов размерами 0,25 — 0,05 мм (37 — 65%), повышающих влагоемкость почвы и усиливающих водои воздухопроницаемость. Параметры макроструктуры, оптимальны в дерново-подзолистых глубокооглеенных почвах склона: количество агрономически ценных агрегатов (10 — 0,25 мм) составляет от 70 до 92%, содержание среднекомковатых — от 29 до 50%- незначительному разрушению подвергаются мелкокомковатые и зернистые фракции агрегатов. Относительно высокое содержание водопрочных макроагрегатов в склоновых почвах сохраняется только в верхнем слое 0−12 см, микроагрегатов размерами 0,25 — 0,05 мм во всей элювиальной толще (41 -44%, причем количество их и в иллювиальных горизонтах составляет 36' - 42% Водопрочность агрегатов в подзолистых почвах леса обусловлена необратимой коагуляцией коллоидов катионами железа, частично кальция.

Оглеение приводит к двухтрехкратному снижению содержания водопрочных агрегатов в элювиальных горизонтах. Диспергирование минеральной массы, наблюдаемое при оглеении, связано с уменьшением содержания гидроксидов железа. Оксиды железа, взаимодействуя с глинистыми минералами, обеспечивают устойчивость микроагрегатов. Ненабухающие соединения оксидов железа, взаимодействуя с набухающими глинистыми минералами, в определенной мере модифицируют их поверхность, снижая слитость почвы. Между алюмосиликатами и оксидами железа устанавливается прочный контакт, который может быть нарушен только при растворении оксидов или при оглеении, когда в первую очередь восстанавливаются оксиды, расположенные на поверхности агрегатов. Обнаружена тенденция зависимости количества водопрочных агрегатов от содержания оксалаторастворимого железа. Чем выше содержание аморфных оксидов, тем больше водопрочных агрегатов размером 0,05 — 0,25 мм.

Освоение почв приводит к разрушению почвенных агрегатов: их количество в пахотном горизонте агродерново-подзолистых почв уменьшилось с 43 — 50 (в горизонтах AY и EL почвы под лесом) до 17 — 21%. С целью сохранения структурно-агрегатного состава почв работы по освоению и окультуриванию новых земель целесообразно проводить в сухие периоды при влажности осваиваемого слоя не выше.

ППВ — 0,75 ПВ. Неизбежное структурное уплотнение подзолистых почв и разрушение агрегатов при корчевальных работах и вспашке необходимо нейтрализовать внесением высоких доз (до 1000 т/га) органических удобрений, известкованием травопольных севооборотов с злаково-бобовыми культурами, способствующими образованию вертикальных пор и структурных комковатых отдельностей, мелиорантов-структурообразователей. Необходимо избегать уплотнения и разрушения агрегатов под воздействием колесных тракторов и переувлажнения, вызывающим разрушение наиболее ценных комковатых агрегатов вследствие восстановления и выноса активного структурообразователя в подзолистых почвах — гидроксида железа.

Водоустойчивость агрегатов в пахотном слое пашни в несколько раз ниже, чем в слое 0 — 25 см рассмотренных лесных почв. В пахотной катене водопрочность макроагрегатов невелика (17 — 24%), по этому показателю структурное состояние пахотных почв оценивается как неудовлетворительное. Причины • низкой водопрочности агрегатов — высокое содержание в пахотном слое глыбистых агрегатов и низкое средпекомковатых более водопрочных агрегатов, возможно, внесение гидролитически кислых удобрений, значительная неоднородность по содержанию' гумуса.

Темногумусово-глеевые почвы являются наиболее плодородными и ценными почвами средней и южной подзон тайги. Благодаря значительным запасам питательных веществ эти почвы высокопродуктивны и при осушении обеспечивают высокие (более 30 ц/га сена) урожаи многолетних трав. Многолетние наблюдения показали устойчивость благоприятных водно-физических и химических свойств темногумусово-глеевых почв после осушения и интенсивного использования их в агроценозах. Сочетания этих почв с торфяными низинными рекомендуются для первоочередного осушения в обеих подзонах тайги.

Процесс локального концентрирования вещества и соединений в ортштейнах является составной частью подзолообразования на покровных суглинках. Аккумуляция в составе ортштейнов гумуса, оксидов железа, марганца, фосфора способствует повышению геохимической устойчивости элювиальных горизонтов дерново-подзолистых и подзолистых почв. Значительное накопление минеральных форм оксидов в ортштейнах при оподзоливании почв на покровных суглинках является одним из характерных параметров аккумулятивных почвообразовательных процессов, препятствующих выносу элементов из почвы, особенно таких важных биофилов, как фосфор. Оподзоливание на покровных суглинках благоприятствует образованию разнообразных по форме, цвету и размерам конкреций: от бурых округлых размерами 0,5 — 3 мм до темно-серых угловатых конкреций. Общее количество конкреций на плакоре составляет 0,6.0 — 0, 73%, на склоне — 0,59 — 2,07%. Увеличение содержания конкреций наблюдается в дерново-подзолистых турбированных почвах. Конкреций больше всего в дерновом и элювиальном горизонтах, плотность сложения их сильно варьирует. Массовое содержание конкреций в элювиальном горизонте почвы плакора тесно коррелирует с валовым' содержанием железа в почве (г = 0,84 ± 0,27) и не коррелирует с содержанием кислоторастворимых его форм.

В подзоне средней тайги максимальное содержание конкреций (3,47% от массы почвы) сосредоточено во вложенном гумусово-железистом горизонте слабооглеенной почвы. Пространственные колебания содержания ортштейнов составляют в элювиальном горизонте с’лабооглеенных почв плакора и глубокооглеенных склона соответственно от 0,44 до 2,64 и от 1,67 до 2,71%. Значительный рост их участия в составе почвы, до 4 — 5%, выявлен в намытой слабооглеенной почве нижней части склона. По-видимому, автотрофные или миксотрофные микроорганизмы в условиях средней тайги активизируются на крайних элементах микрои мезорельефа: аккумуляция ортштейнов, а в них железа и марганца наблюдаются в гумусово-железистом подгоризонте подзолистой почвы гривы с микропрофилем подзола и гумусовых горизонтах почвы шлейфа склона.

С избыточным увлажнением и связанным с ним оглеением коррелирует содержание крупных (>3 мм) ортштейнов. Эта закономерность четко прослеживается в подзоне южной тайги и только в виде тенденции в подзоне средней гайги. Оглеение приводит к увеличению общего количества конкреций в горизонтах AYg, ELg, BELg до 0,69 — 15,51%от массы почвы и значительному увеличению в них валового содержания железа, фосфора и уменьшению содержания марганца и алюминия.-Возрастание изменчивости ортштейнообразования по мере увеличения оглеения свидетельствует о расшатывании геохимических связей в почвах и ослаблении каркасного почвенно-функционального комплекса. Пространственные колебания содержания ортштейнов в оглеенных почвах подзоны средней тайги значительно меньше, чем в южной тайге, и составляют в горизонте ELg глееватых и глеевых почв соответственно 2,27 — 2,6 и 1,23 — 2,09% от массы почвы. Распределение ортштейнов в почвах катены почв подзоны средней тайги не согласуется со степенью оглеения почв в отличие от таковых в южной тайге.

Выполненные исследования в подзонах южной и средней тайги позволяют предложить в качестве одних из основных критериев мелиоративной группировки суглинистых почв их расположение по различным элементам мезорельефа: почвы вершин увалов, склонов, ложбин. Всего выделено 5 групп. Наилучшими среди неоглеенных почв являются почвы склонов, которые могут быть использованы в v агроценозах без осушения.

Предложения производству.

Почвы склонов подзоны тайги с уклонами более 1 — 2 ° и протяженностью до 200 — 300 м не нуждаются в устройстве систематического дренажа, поэтому они рекомендуется к освоению в первую очередь. В подзоне средней тайги целесообразно осваивать склоны крутизной до 4 — 6 ° с использованием их в травопольных севооборотах. Темпогумусово-глеевые почвы являются наиболее плодородными и ценными почвами средней и южной подзон тайги. Сочетания этих почв с торфяными низинными рекомендуются для первоочередного осушения в обеих подзонах тайги. Благодаря значительным запасам питательных веществ эти ' почвы высокопродуктивны и при осушении обеспечивают высокие (более 30 ц/га сена) урожаи многолетних трав. Многолетние наблюдения (более 15 лет) показали устойчивость благоприятных водно-физических и химических свойств темногумусово-глеевых почв после осушения и интенсивного использования их в агроценозах.

Осушительные мелиорации в южной тайге оправданы для агродерново-подзолистых почв вершин увалов, шлейфов склонов и ложбин и почв грунтового увлажнения. Способы осушения должны обеспечивать перехват поверхностных и внутрипочвенных (в пределах пахотного и элювиального горизонтов) вод. Осушительные мелиорации способствуют в определенной мере улучшению теплового и водного режимов почв, но вызывают ухудшение физических и химических свойств пахотного слоя вследствие вовлечения в него глыб иллювиального горизонта при строительных работах. Негативные явления прослеживаются как на участках гончарного и пластмассового дренажа, так и на системах с открытыми каналами. Нейтрализация негативных явлений обеспечивается высокими (до 500 т/га) дозами торфонавозных компостов в первые годы освоения или осушения. Необходимо избегать использования колесных тракторов в весеннее и осеннее время и в периоды летних дождей, чтобы избегать разрушения наиболее ценных комковатых агрегатов.