Почвообразовательные процессы в дерново-подзолистых почвах

Генетическое почвоведение в период своего концептуального основания В. В. Докучаевым приобрело толчок, который должен был рано или поздно привести к постановке и развитию концепции почвообразовательных процессов. Уже сама функциональная зависимость почвы от факторов почвообразования предполагала какие то механизмы, через которые должны были преобразовываться потенции факторов в почвенные свойства. Во многом основной задачей генетического почвоведения и стала задача этих механизмов передающих «требования» факторов на «язык» почв, а также их особенности проявления в пространственно-временном измерении материи.

Планомерная работа почвенного научного сообщества привела к раскрытию многих механизмов формирования почвенных свойств и для группировки тех свойств, которые приобретает почва в результате той или иной комбинации в сочетании с различной интенсивностью простейших процессов (микропроцессы) было разработано учение о почвенных почвообразовательных процессах. Это учение оказалось очень плодотворным, особенно для генетической интерпретации морфологических и аналитических результатов анализов. Благодаря генетическому насыщению понятийного аппарата учения о почвообразовательных процессах вербальные символы получили глубинную сущность, и язык науки приобрел краткость и содержательность.

В реферате мы рассмотрим основные положения в учении о процессах почвообразования. А далее на примере дерново-подзолистой почвы проследим особенности приложения этого понятийного аппарата к конкретной почве. Разделим процесс образования дерново-подзолистой почвы на составные части – элементарные процессы и рассмотрим кратко каждые в отдельности.

Дерново-подзолистые почвы, в силу исторических причин, по которой центр изучения почв – город Москва, находится в зоне дерново-подзолистых почв, очень хорошо изучены и на их примере удобно рассматривать общий почвообразовательный процесс и его составные более элементарные процессы. Будем придерживаться схемы приведенной в фундаментальной коллективной сводке по этому вопросу, книге Элементарные почвообразовательные процессы (1992). Столько же подробных других работ нет. В 2006 году сотрудники Почвенного института им В. В. Докучаева подготовили и выпустили труд «Почвообразовательные процессы». Но в этой сводке основной упор сделан на антропогенно-обусловленные процессы и нет четкой иерархической структуры почвообразовательного процесса, в соответствие с которой бы велось изложение материала.

Для сравнения можно привести перечень процессов, с которым авторы книги связывают формирование профиля дерново-подзолистой почвы: гомогенизация почвенного материала, оструктуривание, поступление органического вещества, гумификация, механическая дезинтеграция, разрушение минералов, криогенез, появление супердисперсного состояния, трансформационные изменения слоистых силикатов, снижение степени совершенства структуры минералов разной размерности, накопление кварца.-

1. Неодокучаевская концепция элементарных почвообразовательных процессов

Элементарные почвообразовательный процессы (ЭПП) были выделены и обоснованы С. А. Захаровым, С. С. Неуструевым, Б. Б. Полыновым практически одновременно в 1930 г. на основе докучаевского учения о типах почвообразования. С. С. Неуструев писал (цит. по Розанову Б. Г., 2004), что этот процесс неоднороден в различных условиях, но сам представляет сложное явление, составляющееся из элементарных процессов. Позднее теоретическое обоснование выделения ЭПП сделали И. П. Герасимов и М. А. Глазовская (1960).

И. П. Герасимов выдвинул и развил, по существу, новое для генетико-географического почвоведения неодокучаевское направление, придав ему наиболее высокий теоретический статус – парадигмы и кратко выразив ее формулой (триадой) факторы-процессы-свойства (почвы) взамен прежней (диады) факторы-почвы. Перспективность использования триады, в частности, в проблеме эволюции почв заключается в большей определенности (детерминированности) отношений между факторами почвообразования и почвообразовательными процессами ввиду полигенетичности большинства современных почв, в том числе антропогенных. Полигенетичная сущность почв приводит к наложению реликтовых черт на свойства почв, обусловленные современными факторами почвообразования. Поэтому переход к триаде оправдан повышением разрешающей способности сравнительно-географического анализа (Козловский Ф. И., 2003).

Общий почвообразовательный процесс необходимо расчленять с системной позиции на ряд более простых, формирующихся за счет более простых явлений. Такие попытки расчленения делались на весьма различных уровнях. С одной стороны, выделялись генетико-географические, или типологические, группы процессов, формирующие почвенные тела по принципу: один тип почв – один процесс. Такое разделение процессов сохранялось. Разделение систематизировало наши знания, но большая сложность выявления этих процессов сохранилась, эти процессы выделялись по типу почв, за образование которого они ответственны, а поэтому количество процессов может меняться по мере классификационного разделения почв мира. С другой же стороны в почве обнаруживается огромное число микропроцессов (по терминологии А. А. Роде): физических, химических, биологических на структурных уровнях кристаллов, молекул, атомов и даже ионов и радикалов. Поэтому необходимо выделять и описывать явления промежуточного иерархического уровня, лежащие между общими макропроцессами и микропроцессами.

Оговорим, что подразумевается под терминами, которые будут использоваться далее.

Микропроцессы (термин Роде А. А.) – это наиболее простые и многочисленные процессы и явления в почвах. Универсальны, дополнять их словом «почвообразовательный» вряд ли целесообразно.

Типовые почвообразовательные процессы – (почвообразовательные макропроцессы) – формируют почвы определенных генетических групп (или типов): подзолообразовательный, черноземный и др.

Общий (глобальный) почвообразовательный процесс – формирует педосферу в целом.

Элементарные почвообразовательные процессы (ЭПП) – занимают промежуточный уровень между микропроцессами и типовыми процессами; их ещё называют частными, признакообразующими, специфическими. Слово элементарные указывает не на простоту этих процессов, а на то, что они являются более простыми элементами общего процесса и типовых макропроцессов (Элементарные…, 1992).

В книге элементарные почвообразовательные процессы (1992) на основе анализа списков ЭПП и определений характеризуют ЭПП так:

- ЭПП – обязательно составная часть типового почвообразовательного процесса. Принципы группировки у разных авторов близки. Любая почва формируется тем или иным сочетанием конкретных ЭПП разных групп, но никогда не образуется ЭПП из одной только группы. Именно в этом проявляется «элементарность» этого уровня процессов.

- Это процессы, которые обязательно имеют конечным результатом своей деятельности изменения в твердой фазе почвообразующей породы ли почвы. Ни в одном из действующих списков ЭПП нет такого процесса, который имел бы подобного «твердофазного» результата – признака, маркирующего процесс.

- В основе ЭПП лежат в первую очередь представления о результатах процессов и лишь во вторую – о сущности и механизме этих процессов.

После осознания необходимости выделить признакообразующий ЭПП по результату его действия, делается второй шаг – строится гипотеза механизма этого ЭПП как сочетания ряда микропроцессов, т. е. процессов более «простого» ранга.

В природе имеет место изоморфизм и полиморфизм признаков. Изоморфизм – когда один и тот же признак почвы может образовываться разными процессами (отбеливание минеральной массы может быть результатом оглеения и окислительного гумусово-кислотного элювиирования). Полиморфизм – в зависимости от интенсивности и стадии развития ЭПП может давать разные признаки (например, стадийное глинообразование – разные минералы на разных стадиях).

Авторы книги Элементарные почвообразовательные процессы (1992) предлагают на основе анализа списков ЭПП следующую их группировку по тому, как они понимаются:

1) ЭПП, которые выделяются по конечному или промежуточному результату, устойчиво фиксированному в твердой фазе почвы;

2) ЭПП, для которых предполагается несколько (более одного) альтернативных механизмов, приводящих к одному результату (гумусонакопление, оглинивание);

3) ЭПП, которые выделяются не по механизму и даже не столько по результату, сколько по месту проявления результата в теле почвы (поверхностное, глубинное, грунтовое оглеение).

4) ЭПП, которые выделяются по результату и по среде, в которой этот результат сформирован (гумусонакопление в кислой и щелочной среде, оглинивание в кислой и щелочной среде);

5) ЭПП, которые выделяются по результату и фактору, обусловившему процесс (например, криогенные, биогенные и другие деформации почв);

6) ЭПП, которые выделяются по результату и по одному достаточно известному процессу, механизм которого ясен (стадиальная трансформация глин, физическое дробление минеральной массы, засоление и др.); это, видимо, наиболее «чистый» вариант ЭПП: один процесс – один результат.

7) ЭПП, которые включают серию результатов по взаимосвязанной серии процессов, могут быт расчленены на ряд ЭПП по принципу: один процесс - один результат. Например, лессиваж как ЭРР процесс мобилизации и диспергации ила, процесс выноса и передвижения ила в суспензиях сквозь почвы и часто, но не всегда процесс иллювиальной аккумуляции ила.

Все эти группы можно объединить в две крупные:

1) ЭПП, которые определяются по результату, без знания их механизма или с предположением о разных механизмах, вероятность которых ещё не выяснена, не проверена;

2) ЭПП, которые определяются по результату, но с вероятностью того, что этот результат вызывается определенным механизмом.

В принципе, наиболее желательно, чтобы все процессы относились ко второй группе. Только в этом случае будет раскрыт по существу логическая цепочка генезиса почв: факторы – процессы – свойства. Однако такого знания сейчас не имеется, пожалуй, ни для одного ЭПП. Дело тут не только в невозможности определения правильной комбинации микропроцессов слагающих ЭПП. Определить их возможно, гораздо труднее восстановить ту цепочку микропроцессов, которая формировала почву в течение длительного периода её развития. К тому же, принципиально невозможно воспроизвести последовательность микропроцессов уходящую в прошлое.

В связи с изложенным выше интересным является предложение И. А. Соколова (2004) в существующем многообразии понятий, шифруемых термином «почвенный процесс» и его производными, различать два основных понятия:

1) представление о том, что любое свойство возникает в результате процесса, ответственного за его проявление. Эти понятия предложено называть «процессами-результатами» (ПР);

2) представление о конкретных явлениях (процессах) физической, химической, биологической и др. природы, как о механизмах, в результате действиях которых могут возникать почвенные свойства. Эти понятия предложено обозначать термином «процессы механизмы» (ПМ).

Рассмотрим, вслед за И. А. Соколовым (2004), некоторые особенности этих групп процессов.

Степень сложности процессов механизмов может быть различной. Возможны сложные комплексы взаимообусловленных процессов. По-видимому, целесообразно различать процессы антагонисты и процессы синергисты. Именно комплексы процессов синергистов могут представлять собой специфические почвенные явления (макропроцессы по А. А. Роде).

Процессы механизмы в принципе могут и должны изучаться прямыми методами слежения за протеканием процесса. Наличие в почвах того или иного ПМ ещё не означает наличия определенного результата. Результат определяется сочетанием ПМ с другими, в том числе и противоположно направленными.

Предположения о ПМ могут высказываться по косвенным фактам (условия почвообразования, почвенные свойства), но в этих случаях подразумевается, что для доказательства гипотезы нужны прямые наблюдения за процессом. Установление в почвах ПМ – это добывание нового знания о почвах.

Оперируя понятием ПР, мы фактически не нуждаемся в исследовании механизма появления свойства, для утверждения о наличии того или иного ПР достаточно установить наличие свойства. Наличие ПР поэтому основывается на терминах, относящихся к вещественной субстантивной характеристике почв, а не на механизмах появления этого свойства. В случае, когда наличие свойства надежно установлено, столь же надежно установлен и ПР, формирующий это свойство. ПР диагностируется через свойство, а не через наблюдение процесса. Таким образом, с введением в науку понятия о ПР появилось не принципиально новое знание, а новая (генетическая) характеристика почв.

Степень сложности ПР может быть самой различной. Она определяется тем уровнем структурной организации педосферы, на котором используется это понятие. Наиболее популярно использование представлений о ПР на горизонтном уровне (подавляющее большинство частных макропроцессов почвообразования, по А. А. роде и/или элементарных почвенных процессов, по И. П. Герасимову) и уровне типа почвенного профиля (общий почвообразовательный макропроцесс, по А. А. Роде).

Различия между ПР и ПМ наглядно представлены на таблице 1.

Таблица 1

Различия между «процесс механизм» (ПМ) и «процесс-результат» (ПР) (И. А. Соколов, 2004)

В заключение приведём слова Б. Г. Розанова (2004), который отмечал перспективность и научную плодотворность концепции элементарных почвенных процессов. Однако нужно иметь ввиду то, что если в принципе она представляется вполне стройной и логичной, её конкретное содержание нуждается в дальнейшей глубокой проработке, особенно с точки зрения набора ЭПП, принципов их выделения, диагностики и характеристики.

2. Дерново-подзолистые почвы и основные ЭПП участвующие в их формировании

Дерново-подзолистые почвы являются самым южным подтипом в типе подзолистых почв по Классификации 1977 года. Они формируются в пограничной полосе с серыми лесными почвами в подзоне южной тайги и хвойно-широколиственных лесов (подтайга). В южной тайге широколиственные породы занимают подчиненное положение, а их видовой состав постепенно беднеет по мере продвижения к северу. В подтайге широколиственные и хвойные виды занимают сходные позиции в сообществе: и те, и другие достигают первого подъяруса древостоя, правда, в силу разных причин могут преобладать то хвойные, то лиственные виды деревьев. В травяном покрове лесов обеих зон основу составляют неморальные и бореальные виды трав (Заугольнова Л. Б., Морозова О. В., 2004). В Западной Сибири зональными типами южной тайги являются пихтовые и кедрово-елово-пихтовые зеленомошно-мелкотравяные, мелкотравно-осочковые, реже разнотравно-вейниковые сообщества. Производными лесами являются разнотравные осиновые, пихтово-осиновые, березово-осиновые леса (Лапшина Е. Д., 2003).

Сложная и пространственно неоднородная история формирования, а также современный облик ландшафта послужили причиной того, что дерново-подзолистые почвы очень вариабельны по характеру выраженности отдельных свойств и их сочетаний друг с другом, что в них одновременно наблюдаются свойства, казалось бы по своей сути несовместимые, например высокая гумусность или высокое значение рН с сильной степенью подзолистостью.

Это сильно осложняет изучение дерново-подзолистых почв, выявление в них характера современных процессов почвообразования и их связи с внешними условиями, служит причиной противоречивости имеющихся выводов. Одни исследователи считают оподзоленность остаточным признаком, в то время как другие полагают, что процессы дифференциации профиля (лессиваж, кислотный гидролиз) продолжаются и в настоящее время (Подзолистые почвы, 1980).

Для морфологической характеристики дерново-подзолистой почвы приведём описание разреза из работы М. А. Бронниковой и В. О. Таргульяна (2005).

Разрез заложен в средней части пологого склона частного водораздела рек Незнайки и Ликовы, в 28 км к ЮЗ от г. Москвы по шоссе Москва-Киев, в 1,5 км к ЮЮВ от п. Мешково под залежным злаково-разнотравным лугом на покровном суглинке, подстилаемом сильно опесчаненной легкосуглинистой мореной с линзами песка.

Ар 0-24 см. Серо-палевый с мелкими охристыми и белесыми пятнами. Средний суглинок, структура плитчато-ореховатая, слабо уплотненный, сложение слоеватое. Копролитов немного. Встречаются мелкие черные марганцевые дробовины, примазки, охристые пятна, очень мелкие рыхлые стяжения железа. Граница слабоволнистая, переход резкий, хорошо выражена плужная подошва.

Е (фрагментарный) 26-36 см, языки до 73 см. Белесый с мелкими светло-охристыми пятнами. Легкий суглинок, структура плитчатая многопорядковая, пористый, уплотненный. Верхние грани плиток отличаются от нижних чуть большей отбеленностью. В нижней части горизонта на нижних гранях агрегатов появляются тонкие коричневато-бурые кутаны, покрытые скелетанами. Встречаются железистые конкреции. Граница языковатая, переход ясный.

EBt 24-50 (55) см. Неоднородный: сильно осветленные морфоны – среднесуглинистые, палево-бурые – тяжелосуглинистые. Поверхности агрегатов серовато-палевые, иногда слегка сизоватые, окраска внутрипедной массы (ВПМ) варьирует от палево-белесой до палево-бурой. Структура призмовидно-плитчатая, уплотненный. Поверхности агрегатов покрыты очень тонкими прерывистыми серовато-светло-коричневыми, бурыми глинистыми кутанами, поверх которых иногда залегают палево-белесые пылеватые кутаны. Граница волнистая, переход заметный.

Bt 50(55)-80 см. Светло-палевый с мелкими пятнами марганцевых примазок. Тяжелый суглинок, структура призмовидно-ореховатая, хорошо выраженная, прочный, плотный. Глянцевые сизовато-палево-коричневые глинистые кутаны и светло-коричневые пылевато-глинистые матовые или слабоглянцевые кутаны по вертикальным граням структурных отдельностей и магистральным трещинам. На горизонтальных поверхностях агрегатов кутаны, как правило, очень тонкие, фрагментарные. Иногда поверх глинистых лежат белесые пылеватые кутаны. Железисто-марганцевые мягкие и твердые конкреции, редкие включения гравия. Граница волнистая, переход заметный.

В2tg 80-100 см. Палевый с мелкими черными пятнами железисто-марганцевых мягких конкреций, тонкими сизовато-коричневыми прожилками кутан внутриагрегатных пор и тонких корневых ходов. Тяжелый суглинок, структура плитчато-крупнопризматическая, очень плотный. Поверхности крупных агрегатов и трещин очень неравномерно покрыты светло-коричнево-сизыми, грязно-сизыми глинистыми кутанами, под которыми лежит оглееный сизый слой внутрипедной массы. На поверхностях более мелких агрегатов развиты очень тонкие коричнево-палевые глинистые кутаны, поверх которых часто залегают палево-белесые пылеватые кутаны. Ярко выражено оглеение вокруг покрытых кутанами внутриагрегатных пор. Обильны мелкие марганцевые стяжения и конкреции. Граница волнистая, переход заметный.

B3tg110-150 (155) см. Палевый с редкими мелкими охристыми пятнами, черными марганцевыми примазками, сизоватыми прожилками. Пылеватый тяжелый суглинок, структура массивная призматически-глыбистая с элементами горизонтальной делимости, очень плотный. Стенки крупных магистральных трещин и корневых ходов покрыты мощными (0,5-2 м) красновато-коричневыми, сизо-коричневыми, сизо-темно-серыми глинистыми кутанами. Интенсивность оглеения кутан нарастает вниз по профилю. Граница волнистая, переход резкий.

IIB4tgD 150 (155) – 195 см. Охристо-коричневый сильно опесчаненный легкий суглинок, бесструктурный с немногочисленными узкими магистральными трещинами, очень плотный. По отдельным крупным трещинам развиты серо-голубые интенсивно оглеенные глинистые кутаны, в межтрещинной массе довольно обильны сизовато-коричневые глинистые итеркаляции, темно-коричневые глинистые инфиллинги корневых ходов, окруженные оливково-серыми и светло-сизыми ореолами. Переход очень постепенный.

D 195-206 см. Красновато-темно-коричневый связанный песок, бесструктурный, плотный.

Дерново-подзолистые почвы относятся к текстурно-дифференцированным, имеют почвенный профиль с контрастными свойствами, а соответственно и ЭПП действующие в различных частях профиля весьма сильно различаются.

Следую триаде Докучаева-Герасимова: факторы-процессы-почвы можно сделать вывод, что формы проявления ЭПП в конкретных почвах будет целиком зависеть от агентов почвообразования. Рассмотрим кратко основные черты условий почвообразования зоны (устаревш. подзоны) дерново-подзолистых почв, определяющие направленность и выраженность тех или иных ЭПП.

Коэффициент увлажнения для зоны дерново-подзолистых почв колеблется от 1 до 1,33. Это приводит к тому, что баланс влаги во всех почвах положительный, что приводит к ежегодному промачиванию почвенных профилей. Происходит практически повсеместное смыкание инфильтрующихся почвенных растворов через почвенно-грунтовую толщу с грунтовыми водами. Промывание приводит к развитию ЭПП связанных с выщелачиванием солей, миграцией вещества в форме истинных растворов, коллоидных систем и механических взвесей. В то же время с влагой передаётся и тепловая энергия, а также спора и пыльца растений. Передвижения влаги в почвенном профиле приводят не только к тотальному выносу вещества, но и к его накоплению на геохимических барьерах. Чаще всего это механические и сорбционные барьеры в нижних участках почвенных профилей.

Поступление влаги в почвенный профиль дерново-подзолистых почв происходит неравномерно в течение года, а с максимумом весной. Происходит застаивание влаги и снижении ОВП. Поэтому развиваются процессы, связанные с оглеением. Но снижение ОВП кратковременно, затем среда обогащается окислителями и мобилизованные в подвижные формы при оглеение соединения выпадают в осадок.

Почвы зоны подвергаются ежегодному промерзанию, кратковременному в западных провинциях и длительному в восточных. Сезонная мерзлота развивается в верхней части профиля. Становятся возможными процессы, связанные с криогенным подтягиванием почвенных растворов, но на фоне ежегодного заполнения порового пространства влагой эти микропроцессы не оставляют следов. Воды при замерзании расширяется на 11%, поэтому возможно криогенное оструктуривание. При промораживании гумусовые кислоты становятся более подвижными. Сезонная мерзлота является водоупором для талых вод, благодаря его наличию ландшафт весьма эффективно сбрасывает избытки влаги.

Распространенные в южной тайге покровные суглинки дают вертикальную делимость, что определяет геометрию порового пространства текстурных горизонтов дерново-подзолистых почв - горизонтально ориентированные трещины разного порядка и особенности локализации продуктов педогенеза в поровом пространстве. Почвообразовательный макропроцесс приводит к формированию в кровле покровных суглинков облегченного верхнего горизонта, имеющего резко иную геометрию пор, преобладают изометричной формы вытянутые в каналы.

В генезисе дерново-подзолистых почв Восточно-Европейской равнины большую роль играют ветровальные нарушения верхних горизонтов. Основной лесообразующей породой является Picea abies – дерево, развивающее приповерхностную корневую систему и вырастающее в высоту до 30 метров. В итоге в старогенеративной и сенильной фазе деревья становятся малоустойчивыми перед сильными порывами ветра, при этом ствол ещё мало подвержен гнилям. Протекает естественная смена поколений и механизм выпадения Picea abies – ветровал. Происходит оборачивание почвенной массы. По оценкам И. И. Васенёва и В. О. Таргульяна (1995) и Скворцовой Е. Б. и др. (1983) процессы этот для европейской южной тайги весьма характерный и за время своего формирования почвы прошли через неоднократные турбации.

В Западной Сибири в южной тайге наиболее распространенной лесообразующей породой является пихта. Смоляных ходов в древесине нет, поэтому пихта в раннем возрасте подвергается заболеванию гнилями, что ослабляет прочность ствола, которые становится непрочным, следовательно, механизм выпадения пихты из древостоя – ветролом. Как отмечает А. Г. Дюкарев (2005) ветровалы характерны лишь для наиболее гидроморфных почв, где корневая система сосредотачивается в лесной подстилке.

Такая разница в биогеоценотической жизни эдификаторов не могла не вызвать различия в свойствах дерново-подзолистых европейских и сибирских. Возможно, характерная языковатая нижняя граница горизонта EBt европейских почв обусловлена оборачиванием почвенной массы сопровождающейся разрыхлением и активизацией процессов партлювации и лессиважа приводящих к формированию глубоких пылеватых языков (заклинков). К тому же при вывале происходит выдирание вертикально заглубленных корней и вместе с ними на поверхность выносятся прицепившиеся кусочки текстурного горизонта. Его место заполняется массой элювиального горизонта, и формируются языки.

Основные ЭПП получившие развитие в дерново-подзолистых почвах сведены в нижеприведенную таблицу 2.

Таблица 2

ЭПП дерново-подзолистых почв (Элементарные…, 1992)

Примечание - в – ведущие (интенсивность: 1 – высоко интенсивные, 2 – средне, 3 – малой интенсивности); с – сопряженные; о – фоновые.

На основании оценки генетической роли конкретного ЭПП в формировании профиля они делятся на:

Ведущие ЭПП – создают основные диагностические свойства (горизонты, серию горизонтов) данной группы почв, являясь общими для всей группы.

Сопряженные ЭПП – это процессы «спутники» ведущих ЭПП, определяющие степень проявления последних.

Фоновые ЭПП – это обязательные процессы для той или иной общности почв, обусловленные главным образом макробиоклиматическими и литологическими условиями их формирования. Они создают определенный тип геохимической обстановки в почвенном профиле, т. е. условия для появления определенных наборов ведущих и сопряженных ЭПП в каждой данной генетической группе почв.

Из таблицы следует, что наряду с поверхностным поступлением растительных остатков, некоторая их часть поступает благодаря развитию травяного яруса, особенно на ранних сукцессионных стадиях восстановления климаксовых экосистем. Биогенная трансформация остатков и их минерализация в зависимости от биоклиматических условий и условий местного перераспределения влаги приводит к формированию подстилки различной мощности. А более или менее активные процессы гумификации способствуют формированию горизонтов накопления мюллевого гумуса. Активная минерально-гумусовая миграция и частичная иммобилизация этих веществ приводят к формированию субгоризонтов ELhf; часть их выносится за пределы профиля.

Органические кислоты, поступающие из подстилки способствуют разрушению первичных, а также вторичных силикатов, к трансформации глинистых минералов и десиликации из верхних горизонтов, что вместе с активным лессиважем формирует элювиальные горизонты EL. В весенние сезоны, когда почвы переувлажнены, сюда добавляется элювиально-глеевый процесс, а также связанная с ним окислительная сегрегация – формирование конкреций. В иллювиальных горизонтах Bt получают развитие «иммобилизационные» этапы указанных процессов, а также признаки партлювации в виде многочисленных песчано-пылеватых кутан.

Непременным атрибутом формирования этих почв являются процессы комрессионно-гидротермического, биогенного и коагуляционного оструктуривания, которые создают сложную многопорядковую структурную организацию. К фоновым процессам можно отнести выщелачивание (кальциевая миграция) и вынос солей, поступающих из атмосферы, а также партлювацию. К процессам, которые могут проявляться, а могут не проявляться относятся дезинтеграция и глинообразование (на субстратах с «резервом выветривания» первичных минералов), а также карбонатная сегрегация (Элементарные…, 1992).

3. Краткая характеристика ЭПП дерново-подзолистых почв

В этой главе остановимся на краткой характеристике основных ЭПП участвующих в формировании профиля дерново-подзолистых почв.

Метаморфизм органического вещества.

Разнообразие процессов метаморфизма органического вещества, различная их интенсивность и сочетания с другими группами ЭПП формируют многообразие реальных органопрофилей почв.

1) Поступление органических остатков.

Процесс автохтонного и аллохтонного поступления органического вещества на поверхность почвы или в почву в виде растительных и животных остатков (надземных, подземных), экскрементов животных, хитиновых покровов насекомых. Ежегодно с опадом поступает около 55 ц/га (Родин, Базилевич, 1965; Ершов Ю. И., 2004).

2) Трансформация растительных остатков и их гумификация.

Процесс, складывающийся из множества физических (механическое измельчение), химических (окисление), фотохимических (разложение под действием солнечного света) и прежде всего биохимических (ферментативное расщепление биополимеров) реакций (Элементарные…, 1992). Достаточное количество солнечной радиации, режим увлажнения, растительный покров, богатый видовой состав почвенной микрофлоры, её относительно высокая биохимическая активность в течение довольно продолжительного периода биологической активности способствуют более глубокой трансформации растительных остатков, чем, например, в подзолистых почвах. Но, всё же, распад растительных остатков не заходит слишком глубоко. Крупные фрагменты лигнина, белков, полисахаридов, пигментов путем карбоксилирования и деметоксилирования постепенно трансформируются в гумусовые кислоты (Орлов Д. С. и др., 2005).

3) Минерализация органического вещества.

Процесс минерализации - это комплекс физико-химических и биохимических окислительно-восстановительных микропроцессов, приводящих к полному разложения органического материала и собственно гумусовых веществ до конечных продуктов окисления – оксидов и солей.

4) Комплексообразование и миграция продуктов гумификации.

Это процессы взаимодействия образующихся при гумификации органических кислот специфической (гумусовой) природы и неспецифических соединений с минеральной частью почвы, приводящие к её частичной или полной мобилизации. Так, например, Иванилова С. В. (2007) обнаружила корреляционную связь между содержанием водорастворимых соединений некоторых химических элементов (Fe, Mn, Zn, K, Na, Si, Al) с соединениями фенольной природы, что указывают на возможность их совместной миграции. При этом основным фактором максимального действия для содержания водорастворимых форм изученных металлов и фенолов является степень разложенности опада в подгоризонтах подстилки и положением в ландшафте.

5) Иммобилизация органо-минеральных соединений.

Органические и органо-минеральные соединения почв обладают не только миграционной, но иммобилизационной способностью, т. е. могут осаждаться из растворов и суспензий и закрепляться на различных геохимических барьерах – биогеохимических, физико-химических, механических и др. В дерново-подзолистых почвах основными механизмами иммобилизации являются осаждение на поверхностях порово-трещинного пространства, проникновение органических молекул в межслоевые промежутки смектитовых минералов и их сорбционное закрепление; увеличение отношения R₂O₃/фульвокислоты (при соотношении выше 2 происходит осаждение как растворимых соединений, так и золей); изменение ОВП в профиле; способность ионов кальция осаждать органические соединения (Элементарные…, 1992; Ершов Ю. И., 2004).

Метаморфизм минерального вещества.

Метаморфизм минерального вещества протекает под воздействием большой группы процессов, приводящих к трансформации ее вещественного состава и/или структуры по сравнению с почвообразующей породой без существенного перемещения унаследованного и новообразованного минерального материала и органического вещества.

1) Трансформация глинистых минералов.

Это совокупность таких изменений кристаллических решеток минералов, при которых изменяется химический состав и величина заряда, но сохраняется окристаллизованность минерала и его принадлежность к подклассу слоистых силикатов (Соколова Т. А. и др., 2005).

Выделяют два вида трансформационных изменений: деградацию и аградацию. Результатом деградации является образование глинистых минералов с лабильной кристаллической решеткой, состоящей из глинистых минералов с жесткой структурой. В почвенной литературе подробно описаны деградация иллитов (слюдистых минерал