CC BY
145
Урушадзе А.Т. Аллювиальные почвы Восточной Грузии // Почвоведение. 2005. №1. С. 38-46.
Шеремет Б.В. Почвенные горизонты как основа для классификации аллювиальных почв // Почвоведение. 2006. №2. С. 145-152.
Чистякова A.A., Леонова H.A. Состояние охраняемых лесных сообществ европейской лесостепи России и возможности их реконструкции (на примере особо охраняемых территорий Пензенской области)// Экология. 2003. №5. С. 323-329.
УДК 631.4
Экология почвообразования, динамика и основные свойства почв пензенской области
Г.Р. ДЮКОВА
Пензенский государственный педагогический университет, кафедра ботаники, физиологии и биохимии растений.
На основании собственных многолетних исследований и анализа литературных данных обобщён материал, характеризующий особенности почвообразования в пределах Пензенской области в связи с пространственным изменением комплекса средообразующих факторов. Дана характеристика морфологических и некоторых физико-химических свойств почв ключевых разрезов, заложенных методом профильной и площадной съёмок в различных районах Пензенской области, отражающая функциональную зависимость почвообразования от рельефа, почвообразующих пород, состава растительных сообществ и климата. На основе десятилетнего мониторинга за состоянием почвенно-растительного покрова заповедника «Приволжская лесостепь» определён характер динамики почвообразования в условиях сукцессий растительных сообществ.
Факторы почвообразования. Почвы, как «зер-
кало ландшафта», отражают природные условия, в которых они формируются. Не случайно поэтому изучение почвенного покрова всегда строится в первую очередь на основе анализа факторов почвообразования.
Рельеф. В соответствии с почвенно-географи-ческим районированием Русской равнины, предложенным Г.В. Добровольским и И.С. Урусевской (Добровольский, Урусевская, 1984), Пензенская область относится к центральной и степной области серых лесных, черноземных и каштановых почв суббореального пояса. Северо-восточная ее часть занимает западный склон Приволжской возвышенности, переходящей в юго-западном направлении в Окско-Донскую низменность. Следовательно, для рельефа области характерно постепенное понижение высотных отметок с северо-востока и востока на юго-запад. Максимально всхолмленная поверхность с высотными отметками 280-320 м над уровнем моря расположена в излучине р. Суры - Сурское плато (Засурье). Восточная граница области пересекает Сурскую Шишку - возвышенность с высотными отметками до 324 м.
Левобережье р. Суры с меньшими высотными отметками расположено в пределах двух возвышенностей - Сурско-Мокшанской (270-290 м над уровнем моря), переходящей на юго-западе в Керен-ско-Чембарскую (200-240 м). Последняя так же постепенно переходит в Окско-Донскую низменность (150-180 м) (Географический атлас Пензенской области, 2005). Характер рельефа определяет общую направленность почвообразования в пределах каждой геоморфологической области, Максимальное всхолмление Засурья, Сурской Шишки создает ус-
ловия для проявления элювиальных внутрипочвен-ных процессов, характеризующихся интенсивным выветриванием почвенной массы, вымыванием из верхних горизонтов в нижние легкорастворимых соединений и тонкодисперсных частиц. В направлении к западной и юго-западной границам элювиальные процессы постепенно переходят в аккумулятивные, которые характеризуются накоплением материала, вынесенного с повышенных элементов рельефа, и формированием наиболее богатых макро- и микроэлементами почв. Ниже приведено описание двух почвенных разрезов, заложенных в условиях рельефов, типичных для области элювия и аккумуляции, и отражающих особенности почвообразования в каждом из них.
1. Водораздельное плато Никольского района. Светло-серая лесная супесчаная почва на жёлто-буром щебневатом суглинке. Область элювия.
А - 0-16 см. Светло-серый, книзу -супесчаный, рыхлый, очень слабо оструктурен - комковато-пы-леватой непрочной структуры. Переход в нижний горизонт ясно выражен.
АЕ - 16-25 см. Светло-серый, книзу - желтовато-серый, супесчаный , слабоуплотнённый, пылева-то-комковатой непрочной структуры, встречаются мелкие железистые конкреции, слабая присыпка кремнезёма. Переход отчётливый по плотности.
В11 - 25-55 см. Тёмно-бурый, мелко-орехова-тый, с обильной присыпкой кремнезёма по граням структурных отдельностей, средне-суглинистый с включениями мелкой опоковидной щебёнки.
В21 - 55-87 см. Красновато-бурый, тяжелосуглинистый, призмовидный с обильной присыпкой кремнезёма, тёмно-бурыми кутанами и опоковидны-ми щебенчатыми включениями.
Приведённое описание показывает, что в профиле почвы отчётливо прослеживаются признаки текстурной дифференциации, обособления перегнойно-элювиального (АЕ) и иллювиально-аккумулятив-ного (В^ горизонтов. Гумусонакопление выражено относительно слабо. В структуре почвенного покрова северо-восточных районов преобладают именно такие почвы.
В зоне аккумуляции юго-западных районов почвы формируются при интенсивном гумусонакопле-нии и слабо-выраженой внутрипочвенной миграции органо-минеральных соединений. Ниже приводится описание разреза, заложенного на водораздельном плато в Белинском районе. Почва - чернозём сла-бовыщелоченный, среднегумусный, мощный, сред-несуглинистый на делювиальном карбонатном суглинке.
Ad - 0-5 см. Органогенный тёмно-бурый с густой сетью мелких корней трав.
А1 - 5-37 см. Тёмно-серый с буроватым оттенком, рыхлый, мелкозернистый, среднесуглинистый, с множеством червоточин, переход постепенный.
АВ - 37-83 см. Тёмно-серый мелкоореховато-зернистый, книзу структурные агрегаты укрупняются до ореховато-зернистых, рыхлый, книзу слабоуплотнённый. Переход постепенный.
В1 - 83-95 см. Желтовато-серый, неравномерно окрашенный, книзу желто-серый, тяжелосуглинистый, ореховато-призмовидный, уплотнённый, книзу постепенное уплотнение.
В структуре почв Белинского района 77,15% приходится на долю различных подтипов чернозёмов, 5,99% на долю серых лесных почв. Остальная площадь (16,86%) занята луговыми, болотными, пойменными почвами, а также почвами овражно-ба-лочного комплекса.
Почвообразующие породы Пензенской области весьма разнообразны и по составу и по возрасту. В западной её части, расположенной примерно до меридионального отрезка р. Суры, преобладают моренные отложения, сформированные движением ледников последнего четвертичного (Днепровского) оледенения. Они представляют собой глинистую массу, насыщенную каменистыми обломками горных пород, валунами. Среди валунов в пределах Пензенской области обнаружены такие, которые доставлены к нам ледником из Карелии и Кольского полуострова. К настоящему времени морена сильно разрушена, видоизменена и перекрыта супесчано-суглинистыми элювиально-делювиальными отложениями желто-бурого цвета, часто называемыми лессовидным суглинком. В большинстве случаев они богаты карбонатами и служат хорошей основой для формирования высокоплодородных почв с нейтральной реакцией почвенного раствора, склонных к интенсивному гумусонакоплению.
В составе твёрдой фазы почвы преобладает илистая фракция. например, описанный выше чернозём
Белинского района сформирован на делювиальном карбонатном суглинке, содержащем в своём составе 47,5% частиц ила (< 0,001 мм). На долю частиц физического песка (> 0,01 мм) приходится 36,4%. Известно (Кузнецов, 1996), что илистые фракции характеризуются повышенным содержанием полуторных окислов железа, алюминия, соединений кальция, магния, калия. Это наиболее активная часть твёрдой фазы почвы, определяющая в значительной степени уровень её плодородия.
Почвообразующие породы в восточной и северо-восточной части области, не затронутой непосредственной деятельностью ледника, представлены продуктами выветривания коренных пород палеогеновой системы. Большая часть этой территории сложена отложениями сызранского и саратовского ярусов палеоцена. Они представляют собой пачки слоев из песка, опоки, опоковидных песчаников с прослоями алевролитов и алевритов, т.е. сцементированных и рыхлых осадочных пород, состоящих из мелкообломочного материала. На них формируются почвы грубого гранулометрического состава, низкого естественного плодородия. В юго-восточной части области, сложенной коренными породами палеогеновой системы, широкое распространение получили элювиальные отложения саратовского яруса. Для них характерна косая слоистость, сильное ожелезнение почвообразующих пород. Часто они имеют своеобразную окраску: от буровато-желтой до красновато-фиолетовой. Такая окраска определяется степенью окристаллизованности и гидратиро-ванности гидроокиси железа. Интенсивность почвообразования на этих породах определяется, прежде всего, глубиной залегания плотных слоев опоковид-ных песчаников. При близком их расположении к поверхности формируются почвы малой мощности, слабой гумусированности и оструктуренности, повышенной щебневатости.
Например, на каменисто-супесчаных почво-образующих породах Городищенского района, содержащих 22,1% илистой фракции, сформирована светло-серая лесная маломощная почва с низким естественным плодородием. Мощность перегнойно-аккумулятивного горизонта не превышает 18 см. Содержание гумуса в нём 2,25%.
В долинах рек Суры, Хопра, Выши, Мокши и их притоков развиты древнеаллювиальные отложения, сложенные в основном жёлто-серыми разнозернис-тыми песками с включениями гравия и галечника местных пород. Современный аллювий представляет собой песчано-суглинистые продукты перемытой и отсортированной полыми водами морены. Характер слоистости аллювия отражает особенности разлива рек во времени. На современном аллювии формируются почвы, отличающиеся большим многообразием и составляющие отдел аллювиальных почв. Специфика профилей аллювиальных почв определяется степенью выраженности слоистости, комбинациями
различных органогенных, оглеенных горизонтов, а так же горизонтов гидрогенных аккумуляций железа, карбонатов и других. Например, на грубом широкослоистом аллювии прирусловой поймы формируются аллювиальные светлогумусовые (дерновые) почвы: типичные, оподзоленные или глееватые.
На слабоотсортированном тонкодисперсном аллювии центральной поймы развиваются аллювиальные тёмногумусовые (зернистые) почвы с относительно мощным (50 см и более) зернисто-комко-ватым тёмноцветным горизонтом. Слоистость аллювия очень слабо выражена.
В условиях притеррасной поймы на тяжёлом глинистом и суглинистом аллювии формируются аллювиальные перегнойно-глеевые или торфяно-глеевые почвы с признаками гидрогенной аккумуляции железа (оруденения).
Надпойменная терраса часто сложена флювио-гляциальными и аллювиальными песчаными наносами, называемыми боровыми песками. На них формируются почвы низкого естественного плодородия, занятые обычно лесными массивами, со скудным травянистым покровом.
Климат, как известно, определяет направление потоков тепла и влаги, регулирует интенсивность деятельности живых организмов, скорость гумификации, структурообразования и прочее. Климат Пензенской области умеренно-континентальный со сравнительно теплым летом и умеренно холодной зимой. Среднегодовое количество осадков колеблется от 550 до 650 мм. Характер увлажнения территории определяется ГТК, т.е. отношением суммы осадков в мм за период со среднесуточными температурами воздуха выше 10°С к сумме температур за это же время, уменьшенное в 10 раз. По этому показателю область делится на 3 агроклиматических района (Пензенская лесостепь, 2002).
Первый район охватывает территорию вдоль северной и северо-восточной границы области, имеет ГТК=1,1-1,0. Следует обратить внимание на то, что сочетание максимального увлажнения данного агроклиматического района с повышенным всхолмлением и максимальными высотными отметками создает предпосылки, во-первых, для развития элювиальных процесссов, во-вторых - для разрушения поверхности почвы водными потоками, т.е. водной эрозии. Эти процессы усугубляются тем, что почвообразующие породы здесь чаще всего имеют легкий гранулометрический состав.
Второй агроклиматический район занимает южную половину области, кроме долины р. Хо-пер. Он характеризуется умеренным увлажнением (ГТК=1,0-0,9). В почвообразовании здесь заметно ослаблены элювиальные процессы за счет некоторого усиления биогенно-аккумулятивных.
Третий район занимает долину р. Хопер и характеризуется недостаточным увлажнением (ГТК меньше 0,9). В почве возникают временные восходящие
водные потоки, которые подтягивают к её поверхности легкорастворимые соли - хлориды, сульфаты натрия и др. При условии залегания на небольшой глубине минерализованных почвенно-грунтовых вод в таком случае возникает засоление почв. Именно в этом районе максимально распространены чернозёмы солонцеватые, осолоделые, для которых характерна высокая плотность, липкость, пластичность верхнего горизонта, вертикально-призмовид-ная структура, признаки подвижности органического вещества и пептизированных коллоидов. Под гумусовым горизонтом обычны обильные кутаны на поверхности педов.
Растительность. Решающая роль в почвообразовании принадлежит растительному покрову. Преобладающая часть территории области находится в пределах Восточно-Европейской провинции лесостепной зоны. Небольшая по площади северо-западная окраина (часть Земетчинского района), а также район Засурья составляют переходную полосу к зоне смешанных или хвойно-широколиственных лесов. Юго-западная часть принадлежит зоне настоящих степей. Она включает в себя Тамалинский, южные части Сердобского и Бековского районов.
Естественный растительный покров Пензенской области занимает36% ее территории, в том числе леса - 20%, луга - 9%, степи - 6%, растительность кустарников, болот, водоемов - 1% (Новикова, 2000, Солянов, 1966). Зональными типами растительности лесостепной зоны являются широколиственные леса и луговые степи. Количественные и качественные изменения в составе растительности связаны с изменением климата, почвообразуюших пород, рельефа местности. Как отмечено выше, общие тенденции изменения перечисленных факторов с северо-востока на юго-запад направлены в сторону увеличения сухости климата, понижения высотных отметок и уменьшения степени изрезанности территорий овражно-балочной сетью, утяжеления гранулометрического состава, уменьшения щебенчатости почвообразуюших пород. В том же направлении уменьшается степень облесенности, изменяется видовой состав лесных и травянистых сообществ. Например, на максимально всхолмленных участках правобережья р. Суры (район Засурья), сложенных рыхлыми песчаными продуктами выветривания коренных пород палеогеновой системы в условиях периодически-промывного типа водного режима, максимально распространены сосновые леса, способные добывать влагу из глубоких горизонтов почвенной массы. В таких же условиях, но на тяжелых по гранулометрическому составу почвообразуюших породах, сосновые леса чередуются с лиственными. Обладая высокой влагоёмкостью, такие почвообразующие породы обеспечивают водой более влаголюбивые лиственные леса. По той же причине на северо-западной окраине области на моренных суглинках расположен массив смешанного леса с участием вла-
голюбивой ели. Крупные массивы широколиственных лесов приурочены к правобережью р. Мокши (Большой Замокшинский лес), несколько меньшие массивы - к левобережью р. Суры. В направлении к юго-западу облесенность территории уменьшается за счет увеличения площади сельскохозяйственных угодий, а также внедрения лугово-степных и степных сообществ в растительный покров нераспаханных участков. На крайнем юге и юго-западе лесные массивы встречаются только в поймах рек и по склонам балок. По всей территории области на участках суши, удобных для распашки, естественная растительность заменена агроценозами, что нарушает биологический круговорот и естественный процесс восстановления плодородия почв (Новикова, 2000).
Отмеченные выше особенности природных условий определяют формирование почвенного покрова Пензенской области под воздействием дернового, подзолистого и антропогенного процессов почвообразования. Количественное соотношение указанных процессов зависит от характера сочетания факторов почвообразования в каждом конкретном случае. Общая тенденция такова, что в лесистой местности северных и северо-восточных районов преобладают элементы подзолообразования. В направлении к юго-западу усиливается воздействие дернового почвообразования с характерными для него признаками гумусонакопления, оструктуривания аккумуляции элементов минерального питания, улучшения водно-физических свойств почв. По всей области на распаханных участках указанные процессы сочетаются с антропогенными процессами, для которых характерны дегумификация, деструктуризация, повышение кислотности и др.
При сочетании дернового и подзолистого процессов в Пензенской области формируются различные подтипы серых лесных и черноземных почв с явным преобладанием последних. Тип серых лесных почв занимает в области 34,7% ее площади. В структуре сельскохозяйственных угодий на долю этих почв приходится 20,4%. Из общей площади пашни они занимают 25,5%; 82,8% лесных угодий расположены именно на этих почвах. Основной фонд почвенного покрова в области создают черноземы. Они занимают 50,7% территории области или 75,0% площади пашни и 67,5% обшей площади сельскохозяйственных угодий (Кузнецов, 1966, Географический атлас Пензенской области, 2005)
Серые лесные почвы имеют в своем профиле следующие генетические горизонты: АО - А1 - АЕ - В1 - С.
АО - лесная подстилка (2-5 см) состоит из побуревшего лесного опада.
А1 — перегнойно-аккумулятивный горизонт мощностью до 10-50 см, от светло-серого до темно-серого цвета, ореховато-комковатой или комкова-то-пылеватой (порошистой) структуры. Прочность структуры зависит от количества гумуса, коррели-
рует с цветом горизонта: чем он темнее, тем прочнее структурные агрегаты. Пронизан густой сетью корней деревьев и трав. Переход ясный по структуре и цвету.
АЕ - перегнойно-элювиальный, комковато-оре-ховатый с обильной кремнеземистой присыпкой по граням структурных отдельностей. Переход ясный по плотности.
В1 - иллювиальный, буровато-желтый с темно-бурыми глянцевыми пленками (кутанами) по граням структурных отдельностей, крупно-ореховато-призмовидный. Книзу окраска более равномерная, постепенно светлеет. По цвету, плотности, структурности в пределах горизонта выделяются подгоризон-ты ВИ, 2, 3. В горизонте В13 возможны скопления карбонатов.
С - почвообразующая порода.
По всему профилю часто выступают каменистые опоковидные включения.
По степени выраженности дернового и подзолистого процессов серые лесные почвы делятся на подтипы: светло-серые, типично-серые, темно-серые.
Подтип светло-серых лесных почв занимает 12,8% общей площади области и формируется чаще всего на грубообломочных продуктах выветривания древних коренных пород с хрящеватыми и каменистыми включениями. Худшими среди них являются разновидности легкого гранулометрического состава: песчаные и супесчаные (5,22% общей площади области). В морфологии этого подтипа явно преобладают элементы подзолообразования: оподзоли-вания, выщелачивания, лессиважа. Оподзоливание проявляется в относительном накоплении обильной присыпки кремнезёма в горизонте АЕ. Поэтому он имеет светлую окраску. Выщелачивание выражено в декарбонатизации, сопровождающейся разрушением структурных агрегатов почвенной массы, повышением кислотности почвы. лессиваж, или перераспределение в почвенной толще тонкодисперсных частиц под действием нисходящих внутрипочвенных водных потоков приводит к заметной дифференциации генетических горизонтов по плотности и гранулометрическому составу: горизонт АЕ приобретает рыхлое сложение и легкий гранулометрический состав, а горизонт В1 заметно уплотняется. Количество гумуса в перегнойно-аккумулятивном горизонте не превышает 3%. В целом данный подтип характеризуется низким естественным плодородием, слабой обеспеченностью элементами питания, часто имеет кислую реакцию почвенного раствора.
Типично-серые (или просто серые лесные) почвы занимают 9,9% общей площади области. Как и светло-серые, они в основном заняты широколиственными лесами (5,2%). Формируются они чаще всего на делювиальных отложениях, реже - на элювии. На последних обычно развиваются маломощные хрящевато-каменистые почвы легкого гранулометрического состава. На делювии серые лесные
почвы имеют преимущественно тяжелый гранулометрический состав и вполне сформированный генетический профиль.
Количество гумуса в перегнойно-аккумулятив-ном горизонте колеблется в пределах 3-5%. Данный подтип относится к среднекислым или нейтральным (рН KCl 5,0-5,9). По запасам питательных веществ он несколько превосходит светло-серые лесные, однако все-таки обладает низким плодородием.
Темно-серые лесные почвы - лучший подтип данного генетического типа, занимает 11,9% общей площади Пензенской области, из них 5,6% распахано, 4,6% находится под лесом, остальная площадь занята сенокосами, пастбищами и пр. Развиваются они преимущественно на делювиальных глинах и суглинках слабо-, средне-каменисто-щебневатых. По генетическим особенностям они близки к черноземам оподзоленным. Количество гумуса в верхнем горизонте более 5%. Реакция почвенного раствора обычно слабокислая или близкая к нейтральной (рн KCl 5,2-6,2). Необходимость в известковании возникает редко. Внутри подтипа серых лесных почв выделяются виды по мощности перегнойно-аккуму-лятивного горизонта: маломощные < 20 см, средне-мощные 20-40 см, мощные > 40 см.
Преобладающий в Пензенской области тип черноземов характеризуется сочетанием следующих горизонтов: АО - А1 - АВ - Вса - Сса. На пахотных угодьях верхняя часть горизонта А преобразована в горизонт Апах.
Ао - дернина или степной войлок.
А1 - верхний перегнойно-аккумулятивный горизонт однородной темно-бурой окраски с прочной зернистой структурой и густой сетью корней трав. Постепенно переходит в горизонт АВ.
АВ - нижний перегнойно-аккумулятивный, темно-бурый, ореховато-зернистый или зернистый, множество копролитов, корневых систем, могут быть кротовины, следы землероев. У чернозема типичного в нижней части горизонта обнаруживаются карбонаты в виде псевдомицелия, пятен пропитки. У чернозема выщелоченного карбонаты обнаруживаются только в средней или нижней части горизонта В. Отличительной особенностью чернозема опоздо-ленного является наличие кремнеземистой присыпки в нижней части горизонта АВ и в горизонте В.
В - переходный к почвообразующей породе горизонт, неравномерно окрашен в желто-бурый или палевый цвет с языками и затеками гумуса, орехо-вато-призмовидный, имеет скопления карбонатов кальция в виде псевдомицелия, белоглазок, журав-чиков или бобовин. У чернозема оподзоленного карбонаты вымыты в горизонт С, а в горизонте В обнаруживается заметное уплотнение по сравнению с горизонтом АВ.
С - почвообразующая, или материнская порода, содержащая СаСО3.
Внутри подтипов черноземов выделяются роды по химизму почвообразующих пород: обычные, карбонатные, остаточно-карбонатные, солонцеватые, осолоделые, остаточно-луговые.
Род делится на виды по мощности перегнойно-аккумулятивного горизонта и количеству гумуса в нем: маломощные - меньше 40 см, среднемощные -от 40 до 80 см, мощные - от 80 до 120 см; слабогу-мусированные - меньше 4%, малогумусные - 4-6%, среднегумусные - 6-9%, тучные более 9% гумуса.
Структура почвенного покрова пашни каждой зоны (%) показана в таблице 1.
таблица 1
структура почвенного покрова пахотных угодий пензенской области
Иочвы наименование зон Ио области
Вадинско-мокшанская Белинско-сердобская Никольско-городищенская Кузнецко-лопатинская
Серые лесные
Светло серые 2,6 0,2 31,3 5,5 4,6
Типично-серые 4,6 0,6 29,3 6,6 9,5
Тёмно-серые 7,8 2,4 21,0 22,3 9,5
Всего 15,0 3,2 81,6 34,4 20,1
Чернозёмы
Оподзоленные 12,8 1,4 3,5 4,1 7,4
Выщелоченные 64,6 73,2 11,7 53,4 61,1
Типичные 1,3 18,8 - - 6,4
Всего 78,7 93,4 15,2 57,5 75,3
Аллювиальные 3,1 1,4 0,1 2,7 2,8
Прочие 3,2 2,1 3,1 5,4 1,9
По занимаемой площади подтипы черноземов распределены следующим образом. Черноземы опод-золенные - 5,4% площади области и 7,4% площади пашни. Формируются они обычно на карбонатном делювии тяжелого гранулометрического состава и приурочены к выровненным водоразделам, увалам, склонам, занятым в прошлом лесными сообществами.
Наибольшее распространение в пределах области получили черноземы выщелоченные, составляющие 41,1% её площади и 61,1% площади пашни. В структуре сельскохозяйственных угодий на их долю приходится 54,7%. Они формируются на карбонатном делювии или древнеаллювиальных отложениях среднего и тяжелого гранулометрического состава в пределах разнообразных форм рельефа под покровом лугово-степных и степных ассоциаций, пришедших на смену лесным сообществам, а также на распаханных участках.
Типичные черноземы в пределах области не имеют большого распространения, занимают всего 4,3% ее территории. В структуре сельскохозяйственных угодий на их долю приходится 6,1%. в пашне - 6,4%. Сформировались они в пределах степной зоны на карбонатном делювии, древнем аллювии и продуктах разрушения известково-мергелистых пород пермской системы (элювии). Это почвы самого высокого естественного плодородия из всех подтипов черноземов, характеризуются интенсивным гумусонакоплением, отличным структурным состоянием, высокой влагоемкостью и водопроницаемостью, нейтральной и близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора.
В соответствии с агропочвенным районированием, предложенным проф. К. А. Кузнецовым, территория Пензенской области по характеру почвенного покрова делится на 4 зоны: Вадинско-Мокшанская (северо-западная), Белинско-Сердобская (юго-западная), Никольско-Городищенская или Засурье (северо-восточная), Кузнецко-лопатинская (юго-восточная).
I. Вадинско-Мокшанская зона объединяет 12 административных районов: Спасский, Вадинс-кий, Бессоновский, Земетчинский, Иссинский, лу-нинский, Мокшанский, Каменский. Наровчатский, Нижнеломовский. Пензенский, Пачелмский. Почвенный покров имеет высокую мозаичность и представлен комплексами и сочетаниями выщелоченных и оподзоленных черноземов с участием различных подтипов серых лесных. В целом почвы характеризуются относительно высоким потенциальным плодородием. Однако 92,3% пашни имеют повышенную кислотность. По рекомендации ученых ПГСХА для поддержания эффективного плодородия на каждый гектар пашни в этой зоне следует вносить не менее 7,5 т/га органики.
II. Белинско-Сердобская зона объединяет земли Башмаковского, Бековского, Белинского, Колыш-лейского, Малосердобинского. Сердобского, Тама-
линского районов. Почвы - самые лучшие в Пензенской области. Только здесь имеются типичные черноземы с содержанием гумуса 7-8% и более. Кроме них распространены черноземы выщелоченные, темно-серые и серые лесные почвы. Распаханность почв здесь самая высокая в области - 86%, а облесен-ность всего 9%. Эрозионно опасные земли занимают 23,9% от площади с/х угодий. Кислые почвы занимают 34,6% пашни. Для сохранения и поддержания плодородия почвы рекомендуется вносить не менее 5 т/га органики.
III. Никольско-Городищенская зона включает в себя всего 3 административных района: Городищен-ский, Никольской и Сосновоборский. Несмотря на высокую облесенность - 45% и самую низкую распа-ханность земель - 36%, он является наиболее эрози-онно опасным. По уровню естественного плодородия здесь расположены самые плохие почвы области. На долю кислых почв приходится наибольший процент пашни -97,1%. Почвы нуждаются в известковании и внесении не менее 10-12 т/га органики.
IV. Кузнецко-Лопатинская зона расположена на территории 5 административных районов: Камеш-кирского, Кузнецкого, Лопатинского, Неверкинско-го, Шемышейского. Почвенный покров характеризуется большой пестротой с чередованием черноземов вышелоченных, оподзоленных и серых лесных почв средне- и тяжелосуглинистых. Небольшими массивами встречаются солонцеватые черноземы. По уровню почвенного плодородия и степени развития эрозионных процессов зона занимает промежуточное положение между Вадинско-Мокшанской и Никольско-Городищенской.
Физико-химические свойства почв, согласно нашим исследованиям, вполне соответствуют генетическим особенностям отдельных типов.
В таблице 2 представлены некоторые показатели плодородия, полученные при исследовании ключевых разрезов, характеризующих основные типы и подтипы почв Пензенской области, как целинных, так и антропогенноизменённых.
Приведённые данные подтверждают высокую интенсивность биогенно-аккумулятивных процессов при формировании чернозёмов и значительное замедление гумусонакопления в серых лесных почвах. В антропогенноизменённых почвах совершенно чётко обнаруживается процесс дегумификации.
Так в чернозёме выщелоченном (Островцы), количество водопрочных агрегатов > 0,25 мм в верхнем горизонте а) целины составляет 77,5%, б) залежи - 64,7%, в) пашни - 45,2%. В гумусово-глеевой почве эти показатели составляют соответственно 59,7, 46,5, 43,5%. В целом формирование водопрочных агрегатов коррелирует с количеством гумуса в почве. В слабогумусированных светло-серых лесных почвах по нашим данным количество водопрочных агрегатов не превышает 10-12%. В тёмно-серых лесных почвах этот показатель колеблется в пределах
Таблица 2
Показатели агрохимических свойств основных типов почв Пензенской области
Наименование почвы Глубина образца (см.) Гумус по Тюрину (%) pH KCl По Каппену (мг.-экв. На 100 г. почвы) Степень насыщенности основаниями (%)
Сумма поглощённых оснований Гидролитическая кислотность
1. Светло-серая лесная легкосуглинистая, целина, пос. Ахуны. 0-16 3,7 4,7 12,5 7,92 61,2
27-42 1,2 4,5 14,6 8,35 63,6
2. Тёмно-серая лесная среднесуг-линистая, целина, пос. Ахуны. 0-22 5,3 5,2 17,9 5,7 75,8
35-45 3,1 5,4 20,6 5,1 80,1
3. Чернозём выщелоченный среднесуглинистый, целина, Островцы. 0 -20 9,3 6,1 38,7 4,3 90
40-50 5,9 6,4 41,9 4,2 90,9
4. Чернозём типичный средне-суглинистый, целина, Островцы. 0-20 9,8 6,4 39,9 3,9 91,1
40 -50 6,1 6,5 42,3 3,8 91,8
5. Чернозём оподзоленный сред-несуглинистый, целина. Попереченская степь. 10-20 11,0 6,0 37,8 4,6 89,2
35-45 8,2 6,0 34,2 4,2 89,1
6. Чернозём выщелоченный средне-суглинистый, Островцы. а) целина 0-20 9,12 6,4 45,6 5,3 89,5
35-50 4,84 6,4 38,2 3,9 90,7
б) пашня 0-20 7,14 6,2 56,6 1,4 97,5
35-50 2,6 6,1 57,4 1,5 97,4
в) залежь 15-20 лет 0-20 7,93 6,3 55,4 1,8 96,9
35-50 4,6 6,1 51,2 1,4 97,3
7. Гумусо-глеевая тяжелосуглинистая первой надпойменной террасы, пос. Ахуны. а) целина 0-20 6,6 5,6 42,3 5,7 88,1
25-35 1,25 5,6 42,3
б) пашня 0-20 2,96 5,4 40,6 6,8 85,7
в) залежь 30 лет 0-20 6,03 5,5 41,5 6,0 87,4
24-32%. В почвах пахотных угодий количество водопрочных агрегатов значительно ниже.
Ухудшение структурного состояния влечёт за собой заметное снижение численности микроорганизмов и, как следствие, ухудшение пищевого режима. Определение общей численности микроорганизмов методом подсчёта колоний в ненарушенных и антропогенноизменённых серых лесных почвах показало, что в первом случае в 1 г почвы обитает 1 млн 200 тыс. микроорганизмов. Численность микроорганизмов в почве залежи составляет 680 тыс./г, пашни - 170 тыс./г.
Изменение свойств почв происходит не только в агробиоценозах. Десятилетний мониторинг за состоянием почвенно-растительного покрова остров-цовской лесостепи, входящей в состав заповедника «Приволжская лесостепь», выполненный сотрудниками кафедры ботаники ПГПУ, позволил установить тенденцию к мезофилизации растительных сообществ и заметному закустариванию степи (Чистякова, Новикова, Дюкова, Чебураева, 1999).
на сукцессию растительного покрова почва реагирует постепенным усилением признаков оподзо-
ливания, выщелачивания, текстурной дифференциации в почвенном профиле. Наиболее динамичными оказались ассоциации луговых степей с характерными для них чернозёмами типичными. Именно этот ценнейший подтип чернозёмов находится под угрозой трансформации в менее ценные подтипы -выщелоченный и оподзоленный. При этом в различных депрессиях рельефа, а также в непосредственной близости к дренирующим балкам, протяжинам, ложбинам, признаки выщелачивания усиливаются, в морфологии почв отмечается перемещение тонкодисперсных фракций почвенной массы вниз по профилю и формирование уплотнённого глинно-аккумулятивного горизонта с натечными глинистыми плёнками по граням структурных отдельностей. В нижней части перегнойно-аккумулятивного горизонта заметна слабая кремнезёмистая присыпка. Определение гранулометрического состава исследуемых почв (по Н.А. Качинскому) подтверждает наличие признаков слабой дифференциации почвенного профиля по илу и физической глине в чернозёмах различной степени выщелоченности и оподзоленности.
Как известно, для характеристики степени дифференциации профиля чернозёмов по илу используется показатель отношения количества илистых частиц в иллювиальном горизонте к такому же показателю в элювиальном горизонте (К1). В исследуемых нами почвах средневзвешенный показатель К1 равен: для чернозёмов слабовыщелоченных 1,011,05, чернозёмов выщелоченных 1,15-1,18, чернозёмов оподзоленных 1,4-1,5. Максимальных значений показатель К1 достигает под покровом древесных сообществ и в условиях повышенного внутрипоч-венного стока воды.
В качественном составе гумуса также прослеживается определённая закономерность. При увеличении степени выщелоченности и оподзоленности мобильность гумуса увеличивается, а отношение ГК: ФК уменьшается. Так, в чернозёмах типичных формируется гумус гуматного состава (в соответствии с классификацией Гришиной Л.А., Орловой Д.С., 1978). Отношение Сгк:Сфк = 2,17-2,64. В чернозёмах оподзоленных гумус приобретает фульватно-гуматный состав, отношение Сгк:Сфк в перегнойно-аккумулятивном горизонте 1,16-1,52, книзу уменьшается до 1,06-0,97. По-видимому, именно высокая мобильность гумуса чернозёма оподзоленного является причиной появления элювиальности, выщелачивания, иллимеризации. Эти процессы имеют место в условиях повышенного стока внутрипочвенной влаги, внедрения древесно-кустарниковых форм в травянистые сообщества. Следовательно и современное рельефообразование, приводящее к развитию дренирующей территорию овражно-балочной системы, усиливающей внутрипочвенный отток влаги, так же может вызвать постепенную трансформацию чернозёмов в сторону усиления признаков выщелачивания и оподзоливания. Наиболее интенсивное проявление данного процесса следует ожидать в условиях повышенных элементов рельефа - верхней части склонов, в плакорных условиях, где внутрипочвенный отток влаги под дренирующим воздействием овражно-балочной сети максимально выражен.
Отмеченные выше особенности динамики чер-нозёмообразования позволяют сделать вывод об особенностях использования агроландшафтов с целью
сохранения генетических особенностей чернозёмов и предотвращения их трансформации в менее ценные типы почв. Основными приёмами использования являются внедрение системы адаптивного земледелия с использованием многокомпонентных травянистых сообществ и сидератов в севооборотах с целью воспроизводства запасов гумуса, структурного состояния и биологической активности почв; борьба с эрозией почв - современным рельефообра-зованием; внедрение интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, направленных на сохранение и повышение уровня почвенного плодородия.
Итак, почвенный покров Пензенской области, довольно сложный по своему составу, испытывает сильное антропогенное воздействие. Повсеместно развиты процессы дегумификации, деструктуриза-ции, подкисления, разрушения водными потоками, ветром. Возрождение силы земли возможно только на основе глубокого познания ее свойств и внедрения в сельскохозяйственное производство научно-обоснованных систем земледелия, позволяющих не только восстанавливать утраченное плодородие, но и повышать его.
список ЛИТЕРАТУРЫ.
Географический атлас Пензенской области. Пенза.: Об-
лиздат, 2005. С. 6-16. Гришина Л.А., Орлов Д.Е. Система показателей гумус-ного состояния почвы // Проблемы почвоведения. М.: Наука, 1978. С. 200-217. Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География почв.
М.: Издательство МГУ, 1984. 416 с. Кузнецов К.А. и др. Почвы Пензенской области. Пенза-Саратов: Приволжское книжное издательство, 1966. 125 с.
Новикова Л.А. Многолетняя динамика растительного покрова Островцовской лесостепи // Состояние, изучение и сохранение заповедных природных комплексов лесостепной зоны. Воронеж, 2000. С. 213-216.
Чистякова А.А. и др. Пензенская лесостепь (учебное
пособие по экологии). Пенза, 2002. С. 9-53. Солянов А.А. Растительный покров // Природа Пензенской области. Пенза-Саратов: Приволжское книжное издательство, 1966. 125 с.
УДК 581.1
АКТИВАЦИЯ НЕКОТОРЫХ ЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ В РАСТЕНИЯХ THELLUNGIELLA HALOPHILA ПРИ ДЕЙСТВИИ NACL
А.В. КАРТАШОВ1, Ю.В. ИВАНОВ2, Н.Л. РАДЮКИНА2, Н.И. ШЕВЯКОВА2, ВЛ.В. КУЗНЕЦОВ2 Пензенский государственный педагогический университет,
кафедра ботаники, физиологии и биохимии растений1, Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН2
Исследовали изменение активности антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы и различных форм пероксидаз), содержания пролина в зависимости от накопления Ыа+, К+, С1- в растениях 1Ъе11ищ1еиа НаЬрНйа в условия засоления Ыа С1. Показано, что индукция исследованных защитных систем выше, чем у других модель -ных растений (АтЫ^р818 ЛаНапа, МезетЪгуаМкетит crystaШnиm).
