Химические и физико-химические свойства

 

Физико-химические свойства почв определяются биологической активностью, составом и распределением гумуса по профилю, соотношением Сгк:Сфк, составом почвенно-поглощающего комплекса, реакцией среды и другими показателями.

В.В. Пономарева и Т.А. Плотникова (1980) на примере бурой лесной типичной (неоподзоленной) почвы Карпат определили основные особенности состава гумуса данных почв (табл. 4).

Для бурых лесных почв характерно высокое содержание гумуса в верхних горизонтах доходящее до 10-16% и резкое им обеднение, начиная с глубины 30-40 см. Это же отмечали многие исследователи, например, В.М. Фридланд (1986) в горно-лесных бурых типичных почвах Кавказа определил заметное убывание гумуса вниз по профилю, и колебание количество гумуса в верхней части профиля от 4-5 до 10%. Т.А. Соколова и Г.Я. Смирнова (1968) выделили в горной бурой лесной почве Дальнего Востока содержание гумуса в горизонте А1 до 14-16% и постепенное его падение с глубиной.

По составу гумуса характерно резкое преобладание фульвокислот над гуминовыми кислотами. В большинстве случаев в бурых лесных почвах нет черных гуминовых кислот, а только бурые фракции, растворимые без декальцирования, и их содержание в средней части профиля чаще всего минимальное (Пономарева, Плотникова, 1980).

А.С. Владыченский (1998) выделил, что фракционный состав гумуса имеет ряд общих черт, характерных для всех буроземов под различными растительными формациями. Наиболее представительной в составе гумуса является фракция I гумусовых кислот. Гуминовые кислоты этой фракции составляют около ¾ общего их содержания. Ведущая роль этой фракции в составе гумуса является одной из наиболее характерных черт гумусного состояния горных буроземов. фульвокислоты этой фракции составляют около половины всех фульвокислот, т.е. тоже являются самой представительной фракцией.

Соотношение Сгк:Сфк колеблется около 1 в гумусовых горизонтах, уменьшаясь с глубиной. Это дает основание отнести гумус бурых лесных почв к гуматно-фульватному и фульватно-гуматному типу. Горно-лесные бурые типичные почвы Горного Алтая, характеризуются гуматно-фульватным типом гумуса, Сгк:Сфк в них колеблется в пределах 0,64-0,98%,а в составе гуминовых кислот преобладает I фракция бурых ульминовых кислот (Огородников, Читоркина, 2004). В составе гумуса бурой горно-лесной почвы Дальнего Востока гуминовые кислоты преобладают только в верхних горизонтах, уступая место фульвокислотам в нижней части профиля, Сгк:Сфк также колеблется в пределах 1 (Соколова, Смирнова, 1968).

В типичных бурых лесных почвах ярко выражено господство желтых и бурых гумусовых веществ, которые почти не способны осаждаться Са, но осаждаются подвижными (несиликатными) формами полуторных окислов, в частности красящим элементом – железом. В сочетании с железом гумусовые вещества придают почвенному профилю характерную бурую окраску, которая в типичных бурых почвах не ослабляется явлением оподзоливания, т.е. на эту окраску не накладывается осветляющее влияние соединений кремния (Пономарева, Плотникова, 1980).

В целом, бурые лесные почвы обладают слабокислой или кислой реакцией и ненасыщенны основаниями. По В.М. Фридланду (1986) горно-лесные бурые типичные почвы имеют слабокислую реакцию, емкость поглощения 10-20 мг-экв. на 100г почвы, причем кверху она увеличивается; поглощающий комплекс несколько ненасыщен. По А.С. Владыченскому (1998) кислотность буроземов в общем не велика, в отдельных случаях достигает 15-20, редко больше мг-экв. на 100г почвы.

Горно-лесные бурые типичные почвы относятся к слабоненасыщенным основаниями. Емкость обмена варьирует в широких пределах и находится в прямой зависимости от содержания и распределения по профилю гумуса (табл.6). Большая сумма обменных катионов характерна для органогенных горизонтов. В собственно гумусовом горизонте емкость обмена меньше и по мере уменьшения содержания гумуса с глубиной снижается. В составе поглощенных катионов преобладает Са. Роль же поглощенного водорода как правило второстепенная. К низу профиля качество поглощенного кальция и водорода уменьшается быстро, тогда как содержание поглощенного магния – постепенно. (Огородников, Читоркина, 2004).

Горные буроземы хорошо обеспечены доступными растениям формами питательных элементов, за исключением фосфора. Богатство их грубым гумусом обеспечивает высокое содержание легкогидролизируемого азота. Обеспеченность калием также весьма высокая, это обстоятельство связано с особенностями почвообразующих пород. Наименьшее количество калия характерно для почв буковых лесов, фосфором же, напротив, эти почвы обеспечены больше (Владыченский, 1998).

Валовой химический состав горно-бурых лесных типичных почв показывает, что заметной дифференциацией профиля по содержанию алюминия, кремния, железа в этих почвах не происходит, соотношения SiO2:R2O3 почти не изменяются по профилю (табл. 5). Наблюдается только некоторое накопление в верхней гумусовой части профиля биогенных элементов: кальция и серы, с постепенным убыванием их содержания к материнской породе. Такой ход по профилю величин молекулярных соотношений и специфика распределения в нем основных оксидов свидетельствует об отсутствии в этих почвах признаков подзолообразования (Огородников, Читоркина, 2004).

Как отмечают Т.А. Соколова и Г.Я. Смирнова, в бурых лесных почвах Fe2O3 и Al2O3 мало подвижны, поэтому они интенсивно накапливаются в профиле, особенно в верхних горизонтах, где наиболее интенсивно идут процессы выветривания. Накопление Mg, вероятно, связано с закреплением его в форме глинных минералов и частично с биологической аккумуляцией. В бурых лесных почвах накопление Fe2O3 в профиле происходит в трех формах: в виде пленок на поверхности минеральных зерен и агрегатов, в составе глинных минералов и в форме конкреций (Соколова и Смирнова по Зимовцеву, 1962).

С.В. Зонн (1974) отмечал, что формы соединения железа, их соотношение и распределение могут быть определяющими в установлении того или иного свойства почвы. В целом для буроземообразования им были предложены следующие диагностические соотношения форм соединений железа: преобладание слобокристаллизованных их форм и возрастание их содержания с глубиной при одновременном уменьшении содержания аморфных и сильноокристаллизованных форм соединений железа. Содержание аморфных соединений железа уменьшается с глубиной, что является следствием биогенной его аккумуляции. Содержание же окристаллизованных форм, как правило, увеличивается с глубиной и тем интенсивней, чем сильнее и длительней переувлажнение, что связано с высокой подвижностью FeO и его кристаллизацией в горизонтах с достаточным доступом кислорода и достаточной длительностью периодов относительной их сухости. По мнению С.В. Зонна особенностью буроземов является среди окристаллизованных соединений несиликатного железа, преобладание его слабоокристализованных форм.

Итак, основные диагностические признаки бурых лесных почв это слабокислая реакция, низкие величины насыщенности, преобладание фульвокислот в составе гумуса, резкое убывание содержания гумуса по профилю, интенсивное накопление в профиле полуторных оксидов, узкое отношение SiO2/R2O3 и преобладание аморфных соединений железа над окристаллизованными, доминирование среди соединений окристаллизованного железа слабоокристаллизованных его форм.