Почвы смешанных хвойно-широколиственных лесов Рязанской области

Дерново-подзолистые почвы зоны смешанных хвойно-широколиственных лесов широко распространены в северных районах Рязанской области. Здесь создаются условия для протекания дернового процесса, приводящего к формированию гумусо-аккумулятивного горизонта и ослаблению подзолистого процесса. Это обстоятельство объясняется тем, что в смешанных лесах присутствуют широколиственные и мелколиственные древесные породы, в наземном ярусе много трав.

В составе биологического круговорота лидирует азот, зольные элементы — Са, Mg, К, Р, S, Fe, Si — менее активны. По этому при хорошем дренаже в условиях промывного водного режима образуются дерново-подзолистые почвы. Естественное плодородие этих почв является низким из-за кислой реакции среды, невысокой степени насыщенности основаниями, малой гумусированности, небольшого диапазона активной влаги, незначительной обеспеченности биогенными элементами. Преобладающая часть дерново-подзолистых почв находится в лесном фонде, вовлечение их в сельское хозяйство осуществляется при проведении химических мелиораций (известкование, внесение органических и минеральных удобрений, сидерация). Лишенные растительности песчаные разновидности этих почв подвергаются дефляции. На гарях и вырубках дерново-подзолистые почвы часто заболачиваются.

В подзоне южной тайги при затрудненном естественном дренаже, обычно в понижениях, дерново-подзолистые почвы подвергаются глееобразованию, что приводит к их трансформации в условиях застойно-промывного водного режима в болотно-подзолистые почвы. Повышенное увлажнение сопровождается накоплением грубого гумуса, усилением элювиировальных процессов. Нарастание диагностических признаков оподзоливання и оглеения хорошо выражено в катенах на аллювиально-зандровых равнинах Мещеры и в других полесьях. В состав катены сверху вниз по склону по мере нарастания увлажнения входят следующие почвы: слабоподзолистая > подзолистая > сильноподзолистая глубокооглеенная > подзолистая глееватая > подзолистая глеевая > дерново-глеевая > торфянисто-глеевая.

Для полесий было характерно широко распространенное во второй половине XX в. проведение осушительных и химических мелиораций, что позволило значительно повысить плодородие болотно-подзолистых почв и увеличить площадь сельскохозяйственных угодий.

Болотные почвы на территории области формируются главным образом в подтаежной зоне па выровненных территориях, сложенных водоупорными породами. Такая ситуация сложилась преимущественно в Мещерской и Мокшинской низинах, где на древнеаллювиальпых равнинах обширные песчаные массивы подстилаются водоупорными юрскими глинами.

Болота и болотные почвы образуются в условиях застойного водного режима при избыточном поверхностном, грунтовом или смешанном увлажнении. По характеру водного питания и обеспеченности минеральными биогенными веществами болота делятся па верховые (олиготрофные), переходные (мезотрофные) и низинные (зутрофные).

Образование верховых болот происходит на водоразделах и связано с поверхностным заболачиванием, когда атмосферная ультрапресная вода скапливается в различных понижениях. Кроме этого, верховые болота могут образовываться при нарастании сплавины на озерах с относительно обрывистыми берегами. По мере роста слоя торфа постепенно формируется болотная верховая торфяная почва. Олиготрофный торф образован преимущественно сфагновыми мхами. В условиях заболачивания атмосферными водами болотная верховая торфяная почва приобретает низкую зольность (0,5 — 3,5 %) и очень кислую реакцию среды (рН = 2,8 -3,6). Под очесом из живых сфагновых мхов находится торфяный горизонт с невысокой водопроницаемостью, над которым застаивается вода. Все эти неблагоприятные свойства обусловливают низкое плодородие болотной верховой торфяной почвы.

Иногда образование верховых болот связывают с заболачиванием суши пресными (мягкими) грунтовыми водами, что объясняется подъемом их уровня в почвенные горизонты. В этом случае атмосферные осадки, просачиваясь через бескарбонатные породы, застаиваются на моренных, покровных, озерных отложениях с низкой водопроницаемостью. Высокое стояние грунтовых вод вызывает избыточное увлажнение почвы, приводит к формированию торфяно-глеевой и торфяной почвы верхового болота.

Переходные болота образуются путем смешанного заболачивания и имеют атмосферно-грунтовый тип питания. Возможно возникновение переходных болот при зарастании водоемов. Мезотрофные торфа переходных болот по своим свойствам и характеру использования близки к олиготрофным торфам, хотя условия минерального питания растений более благоприятны из-за некоторого влияния грунтовых вод.

Низинные болота возникают при грунтовом увлажнении и зарастании озер. Эти болота являются эутрофными, отличаются значительным содержанием минеральных веществ, приносимых грунтовыми водами. Поэтому состав растений-торфообразователей низинных болот более разнообразный: осоки, тростник, рогоз, ольха, береза, ель, сосна. Торфяные почвы низинных болот отличаются повышенной зольностью (более 6 %), слабокислой и нейтральной реакцией среды (рН = 5 — 7), хорошей водопропускной способностью.

Для низинных болот Мещеры характерно накопления болотной руды

(скопления лимонита). Заболачивание жесткими грунтовыми водами способствует отложению мергеля, как это наблюдается, например, в пойме Оки и ее притоков. При наличии минеральных примесей (лимонита, мергеля) зольность низинного торфа может возрастать до 20 — 30 %.

Формирование болот и болотных почв в первую очередь связано с образованием и накоплением торфа, составляющего органогенный горизонт. Отложение торфа является результатом замедленного разложения растительных остатков в анаэробной среде, свойственной субаквальным ландшафтам. В средней и южной тайге европейской территории России рост торфяного горизонта почв происходит очень медленно — со скоростью 1 см в год. За тысячелетие па поверхности минерального дна болота образуется слой торфа около 1 м.

Под торфяным горизонтом в болотных почвах находится минеральный глеевый горизонт. Поэтому профиль болотных почв имеет простое строение T-G. В зависимости от мощности торфяного слоя различают болотные почвы на мелких торфах (менее 100 см), на средних торфах (100 — 200 см) и на мощных торфах (более 200 см).

Болотные почвы могут эволюционировать при изменении условий водного питания и под влиянием сукцессий растений-торфообразователей. Например, при отрыве от капиллярной каймы грунтовых вод почвы низинных болот могут трансформироваться в переходные и верховые болотные почвы.

Во второй половине XX в. в Рязанской области проводились широкомасштабные осушительные мелиорации заболоченных земель с целью развития луговодства и земледелия. При мелиоративном фонде осушения в 320 тыс. га было осушено 100 тыс. га, в том числе около 40 тыс. га закрытым дренажом. Основные массивы осушенных земель располагаются в северной части Рязанской области, т. е. в Мещерской и Мокшинской низинах, а также в пойме Оки.
Осушение малоплодородных почв верховых и переходных болот считается нецелесообразным. Поэтому после осушения торфяная сфагновая залежь применяется на топливо, компосты, подстилку для скота. Естественное, не осушенное состояние этих болот позволяет сохранить их как водоохранные территории, ценные охотничьи угодья, ягодники, плантации лекарственных трав.

В основном объектами мелиорации являлись эвтрофные почвы низинных болот, способных обеспечивать растения сельхозугодий элементами минерального питания.

Вовлечение осушенных низинных болотных почв в земледелие вызывает ряд негативных экологических последствий, что связано с их гидротермической и пирогенной деградацией.

Уменьшение увлажнения этих почв после осушительной мелиорации приводит к усадке торфяной залежи, повышению температуры органогенных горизонтов, увеличению аэрированности почвы, смене восстановительной среды на окислительную, повышение биологической активности. В новых гидротермических условиях торф (особенно травянистый и моховый) быстро разлагается с образованием углекислоты, воды, нитратов. Повышение концентрации углекислоты в приземном слое вызывает местный «парниковый эффект», что еще более повышает температуру торфа. Обработка почвы, тип севооборота также оказывают заметное влияние на гидротермическую и биохимическую деградацию осушенных торфяных почв. В результате естественный процесс консервации углерода и азота в органическом веществе болотных почв сменяется необратимой потерей этого химического элемента из-за минерализации торфа, выноса урожаем сельскохозяйственных культур, ветровой эрозии, вымыванием с грунтовыми водами. Наиболее быстро сокращается торфяный горизонт почв в пропашных севооборотах (со скоростью до 3 см в год), т. с. при возделывании овощей и картофеля сформировавшаяся за тысячелетие метровая торфяная залежь исчезнет в течение 35 -40 лет. На ее месте окажется подстилающая минеральная порода. В полесьях следует ожидать появления низкоплодородных песчаных глееземов.

Другой вид деградации осушенных торфяных почв вплоть до их полного исчезновения обусловливается пирогенными факторами. Обычно в меженный период возникают опустошительные пожары на осушенных болотных массивах, часто приводящие к полному выгоранию торфа до минерального дна болот. В полесских ландшафтах торфяные почвы подстилаются мощной толщей флювиогляциальных и древнеаллювиальных бесплодных оглеенных кварцевых песков. После выгорания торфяной залежи эти пески выходят на дневную поверхность. Кроме этого, заметно снижается гипсометрический уровень территории, что способствует интенсивному вторичному заболачиванию ранее осушенного болотного массива. Необходимо также отметить, что пожары вызывают многие негативные социальные последствия, связанные с задымлением атмосферы.
Для защиты осушенных торфяных почв от ускоренной биохимической минерализации и пожаров в качестве агромелиоративного мероприятия применяют пескование, т. е. внесение песка в пахотный горизонт или на его поверхность. С целью сохранения положительного баланса органического вещества на мелиорированных торфяных низинных почвах вводятся травопольные севообороты, создаются сенокосы и пастбища.

При незначительной аккумуляции в низинных и переходных болотах органического вещества в виде торфа (менее 30 %) выделяют болотные минеральные почвы, относящиеся к глееземам: перегнойно-глеевые, дерново-глеевые, иловато-глеевые. В состав профиля этих почв входят органогенный (Ат) и глеевый (G) горизонты.

Дерново-глеевые почвы подтаежной зоны относятся к заболоченным (полуболотным), поскольку для них характерен длительно водозастойный тип водного режима. В этой связи дерновые почвы занимают обычно плохо дренированные участки: впадины на междуречьях, подножья склонов и т. п. Наибольшие массивы дерново-глеевых почв располагаются в основном в северных районах Рязанской области.

Формирование дерново-глеевых почв связано с протеканием двух почвообразовательных процессов, а именно: дернового и глеевого, которые сопровождаются биогенной и гидрогенной аккумуляцией химических элементов. Развитие дернового процесса обусловлено травянистой луговой

растительностью, в результате образуется мощный почвенный горизонт с высоким содержанием гумуса (10 -15 %), большой емкостью поглощения (30-40 м-экв/100 г почвы), значительной насыщенностью основаниями нейтральной или слабокислой реакцией и водопрочной структурой. Глееобразование вызывается продолжительным застоем воды в почве, что отражается на появлении соответствующих морфохроматических признаков в виде чередования сизых (голубоватых, зеленоватых, серых) и охристых ржавых пятен в почвенных горизонтах и в материнской породе. В зависимости от вида переувлажнения (поверхностное, грунтовое, смешанное) признаки глееобразования проявляются в разных частях почвенного профиля (горизонты Ag, Bg, G). Из-за переувлажнения в дерново-глеевых почвах может присутствовать оторфованная подстилка, под которой находится гумусовый горизонт (горизонт Ат).

Дерново-глеевые почвы обладают большим запасом биогенных элементов, но имеют неблагоприятный водно-воздушный режим. После осушения эти почвы вводятся в агроэкосистемы.