Серые лесные почвы распространены в северной части лесостепной зоны. Характерные особенности этой зоны - извилистые очертания границ и островное расположение в пределах Восточной Сибири. Серые лесные почвы занимают площадь около 50 млн. га.
Факторы почвообразования
1. Климат
Климат умеренно-тёплый, континентальный. При движении с запада на восток континентальность заметно нарастает. Вегетационный период более продолжительный, чем в таёжно-лесной зоне. Сумма активных температур составляет 1400-2400 С. Количество выпадающих осадков в год ниже. На Западе Европейской части зоны - 500-550 мм, за Уралом - 320-360 мм. Испаряемость выше, чем в таёжно-лесной зоне. Коэффициент увлажнения (КУ) примерно равен единице (0,9-1,2).
2. Растительность
Растительность в зоне распространения серых лесных почв представляет собой широколиственные и мелколиственные леса с развитым травянистым покровом.
3. Рельеф
Рельеф западных и восточных районов неодинаков. В Европейской части - эрозионно-волнистый с глубоко развитой сетью рек. В Западной Сибири - плоская слабодренированная равнина с большим количеством понижений, заполненных водой и повышений (гриф) - пологих длинных увалов высотой от 5 до 20 метров.
Генезис
Существуют две точки зрения на происхождение серых лесных почв.
Согласно одной из них, серые лесные почвы - это самостоятельный почвенный тип, сформировавшийся под травянистой, широколиственными лесами в условиях лесостепи (В.В. Докучаев).
Согласно другой - это вторичный тип почвы, сформировавшийся из других почв а) при деградации чернозёмов в результате их изменения под влиянием поселения лесной растительности (С.И. Коржинский); б) при проградации (улучшении) дерново-подзолистых почв при смене таёжно-лесной растительности на широколиственные леса или луговостепную растительность (В.И. Галиев).
В образовании серых лесных почв принимают участие три почвообразовательных процесса:
1) дерновый процесс
2) подзолистый процесс
3) лессиваж
Подзолистый процесс в лесостепной зоне подавлен вследствие меньшего увлажнения, насыщенности материнских пород основаниями, высокой зольностью опада широколиственных лесов, лучшего (по сравнению с дерново-подзолистыми почвами) состава гумуса.
Поэтому нисходящие токи воды выносят из верхних горизонтов в нижележащие меньше продуктов выветривания и почвообразования. Хорошо выраженного горизонта А₂ не формируется.
Дерновый процесс почвообразования выражен сильнее. Во-первых, за счёт того, что растительность широколиственных лесов обеспечивает значительное ежегодное поступление в почву и на её поверхность растительных остатков (от 7 до 9 т/га), богатых азотом (50-90 кг/га) и зольными элементами, особенно кальцием (70-100 кг/га). Во-вторых, гидротермические условия зоны способствуют образованию в почве большего количества гуминовых кислот, чем в таёжно-лесной зоне. Фульвокислоты в значительной степени нейтрализуются основаниями почвы и растительных остатков. Передвижение оставшихся фульвокислот замедленно, так как промывание почвенного профиля выражено слабо.
Строение почвенного профиля
В результате почвообразования формируется почвенный профиль:
А₀ + А₁ + А₁А₂ + А₂В + В + С
А₀ - лесная подстилка мощностью не более 3-5 см. В тёмно-серых лесных почвах может отсутствовать.
А₁ - гумусовый горизонт, от светло- до тёмно-серого цвета, ореховатой или комковато-ореховатой структуры мощностью 10-30 см
А₁А₂ - гумусово-оподзоленный горизонт, белесовато-серой окраски, ореховатый или листовато-плитчатый с обилием кремнезёмистой присыпки на гранях структурных отдельностей. В тёмно-серых лесных почвах отсутствует.
А₂В - переходный к иллювиальному, серовато-бурый или серовато-коричневый, плитчато-ореховатый или ореховатый с кремнезёмистой присыпкой.
В - иллювиальный, ореховатый или ореховато-призматический, плотный, имеются глянцевые плёнки органических и органо-минеральных веществ на гранях структурных отдельностей. В верхней части может содержать белесоватую присыпку. Горизонт, как правило, дифференцирован на В₁ и В₂.
С - материнская порода, верхняя часть которой обычно не содержит карбонаты. Вскипают обычно на глубине 130-150 см. На глубине около 2 метров содержат карбонаты в виде прожилок, журавчиков, псевдомицелия.
Классификация серых лесных почв
Подтипы
Тип серых лесных почв подразделяется на три подтипа, которые существенно различаются по морфологическому строению почвенного профиля, составу, химическим свойствам, а также возможностям использования.
Светло-серые почвы по морфологическим признакам и свойствам близки к дерново-подзолистым почвам, среди других подтипов выделяются наибольшей оподзоленностью и наименьшим развитием дернового процесса.
Темно-серые лесные почвы близки к оподзоленным или выщелоченным чернозёмам, отличаются от других подтипов наименьшей оподзоленностью и наибольшим развитием дернового процесса.
Роды
1) Обычные. Развиты на рыхлых глинистых, суглинистых и супесчаных породах.
2) Остаточно-карбонатные. Развиты на продуктах выветривания карбонатных пород (известняков, мергелей, коренных карбонатных глин и других).
3) Контактно-глеевые. Формируются на двучленных наносах. Оглеение особенно выражено на границе смены почвообразующих пород.
4) Пестроцветные. Развиты на коренных пестроцветных толщах или пестроцветных корах выветривания.
5) Со вторым гумусовым горизонтом. Наиболее широко развиты на западно-сибирской равнине. В них ниже горизонта А₁А₂ находится второй гумусовый горизонт Аₕ
Виды
1) по глубине вскипания
- высоко вскипающие (вскипают выше 100 см)
- глубоко вскипающие (вскипают глубже 100 см)
2) по мощности гумусового горизонта
- мощные (>40 см)
- среднемощные (от 20 до 40 см)
- маломощные (<20 см)
Свойства серых лесных почв
- По гранулометрическому составу почвы глинистые и суглинистые, реже супесчаные. Верхняя часть профиля, по сравнению с материнской породой, обеднена илом и коллоидами вследствие оподзоливания и лессиважа. Особенно ярко проявляется у светло-серых лесных почв. Валовой химический состав не однороден по профилю. Верхние горизонты обогащены кремнезёмом, а нижние - обеднены полуторными оксидами вследствие оподзоливания. У тёмно-серых лесных почв это может быть не выражено.
- Содержание гумуса в горизонте А₁ колеблется от 2 до 6-8 %. Тип гумусового профиля у светло-серых и серых лесных почв - аккумулятивный неполноразвитый, то есть, содержание гумуса с глубиной довольно резко уменьшается. У тёмно-серых лесных почв тип гумусового профиля аккумулятивный полноразвитый. Наблюдается постепенное уменьшение содержания гумуса вниз по профилю. Состав гумуса гуматно-фульватный.
- Реакция среды в верхнем горизонте от кислой у светло-серых и серых лесных почв до слабокислой (в редких случаях нейтральной) у тёмно-серых. В материнской породе нейтральная реакция среды.
- Ёмкость катионного обмена (ЕКО) в зависимости от содержания гумуса и гранулометрического состава колеблется от 10 до 45 ммоль/100 г. В составе поглощённых катионов у светло-серых лесных почв - Ca²⁺, Mg²⁺, H⁺ и немного Al³⁺. У серых и тёмно-серых лесных почв - Ca²⁺, Mg²⁺, H⁺, но доля его не велика. Степень насыщенности основаниями варьирует от 60-80 % в светло-серых лесных до 80-95 % в тёмно-серых лесных почвах.
- Валовое содержание азота в верхних горизонтах колеблется от 0,1 до 0,25 % (в светло-серых лесных почвах), от 0,13 до 0,3 % (в серых лесных почвах), от 0,2 до 0,4 % ( в тёмно-лесных почвах). Валовое содержание фосфора в светло-серых лесных почвах не превышает 0,25 %, в тёмно-серых лесных - не более 0,35 %. Содержание подвижных фосфатов колеблется от недостаточной до высокой обеспеченности. Валовое содержание калия варьирует от 1,5 до 3 %. Количество доступных для растений форм калия доходит до уровня средней обеспеченности.
Мероприятия по повышению плодородия серых лесных почв
Система мероприятий, направленных на повышение плодородия почв основана на двух принципах: 1) на учёте условия образования; 2) на свойствах самих почв.
- Серые лесные почвы расположены в зоне сильно развитых водных эрозионных процессов, а также периодических засух. На всех подтипах серых лесных почв необходимо осуществлять противоэрозионные мероприятия (обработка почвы поперёк склона, устройство земляных гребней, бороздование, введение почвозащитных севооборотов, противоэрозионные лесные насаждения и т.д.). На тёмно-серых лесных почвах обязательны мероприятия по сохранению и накоплению влаги.
- По комплексу агротехнических свойств серые лесные почвы разделены на две группы. В первую группу входят светло-серые и серые лесные почвы, то есть почвы с худшими свойствами. Во вторую группу входят тёмно-серые лесные почвы, то есть - лучшие. Обе группы нуждаются в систематическом применении минеральных и органических удобрений. Почвы 1 группы, кроме этого, нуждаются в известковании, травосеянии и создании мощного пахотного горизонта (до 25-30 см). Приёмы углубления Апах зависят от нижележащего (подпахотного) горизонта. Если им служит бедный гумусом горизонт А₁А₂ с непрочной плитовидной структурой, то углубление следует вести путём постепенного припахивания или предварительного рыхления подпахотного горизонта. При этом необходимо вносить повышенные дозы органических и минеральных удобрений, а при необходимости и известковые материалы. Если подпахотным горизонтом является горизонт А₂В, углубление можно проводить в один приём на значительную глубину при одновременном внесении органических и минеральных удобрений в обычных дозах. Горизонт А₂В, как правило, хорошо оструктурен, поэтому припахивание этого горизонта заметно улучшает водно-воздушные свойства и способствует повышению плодородия почвы.