РЕЖИМЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Классификация почв по окислительно-восстановительному режиму

Окислительно-восстановительный режим почв

Окислительно-восстановительный режим почв — это совокупность окислительных и восстановительных процессов, вызывающих изменение во времени окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) в профиле почвы. Абсолютные значения и амплитуда колебаний ОВП в разных почвах и даже разных почвенных горизонтах одного профиля весьма различны. ОВП связан прежде всего с температурой и влажностью почвы, но эта связь сложна, так как изменения температуры и влажности вызывают изменения биологической активности почвы, от которой ОВП зависит в сильнейшей степени. Так, повышение температуры приводит к просыханию почвы и обогащению ее кислородом, но одновременно способствует развитию микрофлоры, потребляющей кислород. Поэтому снижение влажности почвы не всегда сопровождается повышением ОВП, так же как увеличение влажности не всегда приводит к понижению ОВП.

Достаточно детальная классификация почв по окислительно-восстановительному режиму разработана И. С. Кауричевым и Д. С. Орловым (1983), главные положения которой приводятся ниже ().

Группировка почв по окислительно-восстановительному режиму

Тип ОВ-режима

Почвы с абсолютным господством окислительных процессов

Почвы с преобладанием окислительных процессов

Почвы с контрастным ОВ-режимом: почвы с развитием сезонных восстановительных процессов в верхних горизонтах

почвы с развитием оглеения в нижних горизонтах (грунтово-оглеенные)

почвы с развитием устойчивых восстановительных процессов в нижней части профиля почвы с контрастной сменой окислительной и восстановительной обстановки по всему профилю Почвы с господством восстановительных условий по всему профилю: почвы с господством восстановительной глеевой обстановки

почвы с господством сероводородной восстановительной обстановки

Почвы

Автоморфные почвы степей, полупустынь и пустынь: черноземы, каштановые, серо-коричневые, бурые полупустынные, сероземы, серо-бурые пустынные

Дерново-подзолистые, серые лесные, бурые лесные, красноземы, степные солонцы

Болотно-подзолистые, подзолистые, дерново-подзолистые глеевые, серые, лесные глеевые, бурые лесные глеевые, солоди, луговые солонцы, желтоземы

Луговые почвы, орошаемые почвы с близким уровнем залегания грунтовых вод

Болотные торфяные мелиорируемые почвы

Почвы под культурой затопляемого риса

Болотные торфяно-глеевые, иловато- болотные, дерново-глеевые, тундровые глеевые

Солончаки, солончаковые почвы, переувлажненные сильноминерализованными сульфатными грунтовыми водами

  Тундровые болотные торфяно-глеевые почвы с постоянным избыточным увлажнением характеризуются господством устойчивого восстановительного режима во всем профиле; значение Ж, летом колеблется в пределах 19,5—24,5 (восстановительные условия наступают при величине г Н 2 < 2 7). Сезонная динамика ОВП выражена слабо, от весны к осени несколько возрастает интенсивность окислительных процессов. ОВ-режим в тундровых поверхностно-глеевых почвах более динамичен, в них Ж, летом колеблется в пределах от 18,6 до 30. В верхней части профиля до глубины 20—25 см преобладают восстановительные условия, а окислительные (с /Ж , > 2 7) наблюдаются в течение не более чем 2—4 недель. Для более глубоких горизонтов характерна окислительная обстановка (Ж, = 28—30).

В сильноподзолистых почвах средней тайги под пологом ельника-черничника минимальные значения ОВП отмечены летом, в период благоприятного для микробов сочетания влаги и тепла. В это время в большинстве случаев гН2 подзолистого горизонта не превышает 27, что свидетельствует о наличии восстановительной обстановки. В переходном ЕВ и иллювиальном горизонтах сильноподзолистой почвы постоянно господствуют окислительные условия.

Целинные дерново-подзолистые почвы южной тайги, которым присущи явления сезонного избыточного увлажнения, характеризуются четко выраженной динамикой ОВ-процессов. Наименьшие значения, в противоположность почвам средней тайги, наблюдаются не летом, а в конце апреля — начале мая, когда Ж, в горизонте А опускается до 23—27. По мере повышения температуры летом улучшается аэрация почвы и ОВП нарастает. Лишь в отдельных очагах, сохраняющих высокую влажность, с повышением температуры продолжают развиваться восстановительные процессы. Устойчивое снижение характерно для осени, но в этот период ОВП все же выше, чем весной. Восстановительные процессы протекают в основном в горизонте А, характеризующемся наибольшей интенсивностью микробиологической деятельности.

При распашке дерново-подзолистых почв ОВП верхнего горизонта повышается и становится значительно менее динамичным. В пахотном горизонте господствует окислительная обстановка. Если пахотные почвы избыточно увлажнены из-за расположения в пониженных элементах рельефа, весной и после обильных дождей летом в пахотном горизонте может временно возникать восстановительная обстановка, ОВП таких участков пашни характеризуется высокой динамичностью.

Черноземы — это почвы устойчивого окислительного режима. Кривая динамики ОВП во всех горизонтах отличается выров- ненностью и высокими значениями Ж, (30—50). На общем фоне господства окислительных процессов вероятно развитие локальных восстановительных процессов, например, поздней весной внутри отдельных агрегатов.

Гидроморфные почвы черноземной зоны (черноземно-луго- вые) также характеризуются окислительной обстановкой, однако при более высокой динамичности ОВП, что обусловлено более контрастным водным режимом. Пониженные значения ОВП (до 400 мВ) характерны для верхнего, наиболее биогенного горизонта в период обильных летних дождей.

Каштановые, бурые полупустынные почвы, сероземы, как и черноземы, характеризуются господством окислительных условий с незначительными колебаниями ОВП по сезонам. Небольшое понижение ОВП возможно весной, когда обилие влаги и тепла стимулирует жизнедеятельность всех организмов, населяющих почвы.

Особенностью окислительно-восстановительного режима солонцов является периодическое кратковременное возникновение восстановительной обстановки в надсолонцовом и солонцовом горизонтах в результате переувлажнения талыми водами или водами летних обильных дождей. Разбухший при увлажнении солонцовый горизонт играет роль водоупора, задерживающего влагу в поверхностном слое почвы. ОВП солонцов периодически опускается в верхних горизонтах до 300—400 и даже 200 мВ, что при слабокислой реакции надсолонцового горизонта соответствует Ж, =21 — 24. В остальное время года весь профиль солонцев формируется в окислительном режиме. Контрастность ОВ-режима наиболее велика в луговых солонцах.

ОВ-режим солодей контрастен благодаря периодическому переувлажнению или даже затоплению поверхности почв с последующим иссушением. В период затопления, особенно при высоких температурах, верхние горизонты находятся в восстановительной обстановке, в остальное время господствует окислительная обстановка.

При выращивании культуры риса почвы затопляются и это приводит к возникновению специфических окислительно-восста- новительных условий. В почвах рисовников резко выражено чередование периодов господства окислительных и восстановительных процессов. В сухой сезон ОВП поднимается до 600—700 мВ, после затопления резко снижается. Поверхностный слой толщиной в несколько миллиметров остается окисленным (350—450 мВ), ниже идет восстановительная зона, ОВП которой опускается до отрицательных значений.

Исследования последних лет (Т.Л.Быстрицкая и др., 1981) показали, что окислительно-восстановительный почвенный потенциал изменяется не только в годовом, но и в суточном цикле. В частности, в обыкновенном черноземе Приазовья максимальных значений ОВП почва достигает к полудню, минимальных — в ночное время, что связано с изменением фотосинтетической деятельности растений в течение суток.

Циклическим изменениям подвержены не только температура почвы, содержание воды, состав воздуха, окислительно-восстано- вительный потенциал, но также зависящие от них: состав почвенных растворов, запас солей, содержание питательных веществ в подвижной форме, кислотность и щелочность, количество и состав микрофлоры и фауны, другие компоненты почвы. Поэтому можно говорить о солевом, питательном, биологическом и других режимах почвы. К настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал по сезонной динамике состава различных компонентов почвы в разных почвенных типах. Однако этот материал не обобщен, классификация режимов не разработана. Это представляется делом последующих исследований.

Почвенный режим — это характеристика почвы, в максимальной степени соответствующая современному сочетанию факторов почвообразования, при котором существует каждая конкретная почва, особенно современному климату, в то время как другие, более консервативные почвенные признаки и свойства могли сформироваться и при иных условиях почвообразования, в частности в условиях иного климата. Поэтому исследование почвенных режимов имеет крайне важное значение как в установлении генезиса почв, так и в управлении их плодородием.