Ю.А. Ливеровский (1987) считал, что бурые лесные почвы отличаются от подзолистых почв и по составу преобладающих вторичных глинных минералов. По данным И. Геринга (1936) и Ю.А. Ливеровского для бурых лесных почв характерно присутствие кварца, монмориллонита-нонтронита и вторичных слюд.
Б.Ф. Пшеничников (2002) исследуя буроземы Сихотэ-Алиня, отметил присутствие в них хлоритоподобные структуры и иллиты. В меньшем количестве присутствуют разбухающие минералы, хлориты и минералы каолинитовой группы, а среди них часто встречаются смешаннослойные каолинит-смектиты (Пшеничников по Бызовой, 1988). Процесс физического дробления минералов крупных фракций до размера илистых частиц приводит к появлению в иле минералов группы иллитов. При этом наиболее интенсивное обогащение иллитом наблюдается в верхних горизонтах, для которых характерна наибольшая напряженность физико-химического выветривания. Хлоритизация является одним из ведущих процессов оглинивания буроземов япономорского побережья, что отражается в довольно высоком профильном содержании хлоритов и хлоритизированных структур типа хлорит-вермикулита.
Таким образом, исследование состава коллоидных минералов бурых лесных почв, показало, что наиболее характерной чертой этих почв является наличие железосодержащих минералов (Виленский, 1947). А также характерен процесс хлоритизации и высокое содержание иллитов, в особенности в верхних горизонтах, на примере буроземов Дальнего Востока.
Ю.А. Ливеровский (1987) исследуя почвы Северного Кавказа пришел к выводу, что для развития бурых лесных почв можно считать благоприятным, но не решающим фактором, грубоскелетный состав почвообразующей породы, ее богатство первичными минералами в сочетании с климатическими условиями, обеспечивающими интенсивный распад первичных минералов. При обеднении пород первичными минералами происходит оподзоливание почвы.
Гранулометрический состав. Гранулометрический состав (табл. 2) бурых горно-лесных типичных почв тяжелосуглинистый и легкосуглинистый. В составе мелкозема преобладает фракция крупной пыли и содержится до 31,8% ила. Максимум илистой фракции и физической глины приходится чаще всего на верхнюю и среднюю части профиля, что может быть объяснено довольно интенсивно идущим внутрипочвенным выветриванием, приводящим к оглиниванию наиболее деятельной части гумусового профиля – гумусо-аккумулятивного и иллювиального горизонтов (Зонн, 1966; Огородников, Читоркина, 2004).
Таблица 2. Гранулометрический состав горно-лесных бурых типичных почв Центрального Алтая, % (Огородников, Читоркина, 2004)
| Горизонт | Глубина, см | Размер частиц, мм | ||||||
| 1-0,25 | 0,25-0,05 | 0,05-0,01 | 0,01-0,005 | 0,005-0,001 | <0,001 | <0,01 | ||
| А0 | 0-1 | - | - | - | - | - | - | - |
| А0А | 1-5 | 13,0 | 23,0 | 25,1 | 10,2 | 13,2 | 15,4 | 38,8 |
| А | 5-14 | 11,6 | 28,3 | 27 | 11,2 | 12,5 | 15,5 | 39,3 |
| АВ | 14-23 | 7,8 | 27,9 | 23,8 | 12,5 | 13,2 | 14,7 | 40,4 |
| В | 26-36 | 8,4 | 24,3 | 20,8 | 12,1 | 16,5 | 17,8 | 46,4 |
| ВС | 42-52 | 9,8 | 25,8 | 20,7 | 11,8 | 16,1 | 15,6 | 43,5 |
Оподзоленные бурые горно-лесные почвы резко выделяются среди остальных подтипов бурых лесных почв. Они формируются на щебнистых и малощебнистых почвообразующих породах, уже сильно выветрелых. Вследствие этого гранулометрический состав этих почв не обнаруживает интенсивного процесса выветривания – количество крупных частиц ничтожно и не уменьшается от нижних горизонтов к верхним (табл. 3). В строении почвы, а также в ее химических свойствах ясно обнаруживается развитие подзолистого процесса (Фридланд, 1986).
Таблица 3. Гранулометрический состав оподзоленной бурой лесной почвы разреза 226, % (по Фридланду, 1986)
| Глубина, см | Частицы >1 мм, % от всей почвы | Потеря при обработке HCl | Размер частиц, мм | ||||||
| 1-0,25 | 0,25-0,05 | 0,05-0,01 | 0,01-0,005 | 0,005-0,001 | <0,001 | Обработка H2O2 <0,001 | |||
| 2-7 | 0 | 3 | 1 | 13 | 37 | 16 | 18 | 12 | 11 |
| 23-26 | 0 | 3 | 0 | 10 | 37 | 15 | 19 | 16 | 14 |
| 40-45 | 0 | 3 | 0 | 16 | 27 | 13 | 15 | 26 | 25 |
| 84-89 | 0 | 6 | 0 | 10 | 34 | 13 | 13 | 24 | - |
Н.Д. Градобоев (1958) провел сравнение гранулометрического состава мелкоземистой части бурых лесных почв под лиственничными лесами и кедрачами в пределах Горного Алтая, и обнаружил под кедрачами утяжеление механического состава в нижних горизонтах, главным образом, за счет ясного увеличение иловатой фракции. В почвах же под лиственничными лесами механический состав более постоянен.
Таким образом, Н.Д. Градобоев пришел к выводу, что такое различие в механическом составе складывается за счет частичного вмывания тонких фракций и за счет различий в скорости выветривания минералов, а в частности за счет более интенсивного выветривания и оглинения нижних горизонтов в почвах под кедровыми лесами.
4.3 Химические и физико-химические свойства
Физико-химические свойства почв определяются биологической активностью, составом и распределением гумуса по профилю, соотношением Сгк:Сфк, составом почвенно-поглощающего комплекса, реакцией среды и другими показателями.
В.В. Пономарева и Т.А. Плотникова (1980) на примере бурой лесной типичной (неоподзоленной) почвы Карпат определили основные особенности состава гумуса данных почв (табл. 4).
Для бурых лесных почв характерно высокое содержание гумуса в верхних горизонтах доходящее до 10-16% и резкое им обеднение, начиная с глубины 30-40 см. Это же отмечали многие исследователи, например, В.М. Фридланд (1986) в горно-лесных бурых типичных почвах Кавказа определил заметное убывание гумуса вниз по профилю, и колебание количество гумуса в верхней части профиля от 4-5 до 10%. Т.А. Соколова и Г.Я. Смирнова (1968) выделили в горной бурой лесной почве Дальнего Востока содержание гумуса в горизонте А1 до 14-16% и постепенное его падение с глубиной.
По составу гумуса характерно резкое преобладание фульвокислот над гуминовыми кислотами. В большинстве случаев в бурых лесных почвах нет черных гуминовых кислот, а только бурые фракции, растворимые без декальцирования, и их содержание в средней части профиля чаще всего минимальное (Пономарева, Плотникова, 1980).
А.С. Владыченский (1998) выделил, что фракционный состав гумуса имеет ряд общих черт, характерных для всех буроземов под различными растительными формациями. Наиболее представительной в составе гумуса является фракция I гумусовых кислот. Гуминовые кислоты этой фракции составляют около ¾ общего их содержания. Ведущая роль этой фракции в составе гумуса является одной из наиболее характерных черт гумусного состояния горных буроземов. фульвокислоты этой фракции составляют около половины всех фульвокислот, т.е. тоже являются самой представительной фракцией.
Соотношение Сгк:Сфк колеблется около 1 в гумусовых горизонтах, уменьшаясь с глубиной. Это дает основание отнести гумус бурых лесных почв к гуматно-фульватному и фульватно-гуматному типу. Горно-лесные бурые типичные почвы Горного Алтая, характеризуются гуматно-фульватным типом гумуса, Сгк:Сфк в них колеблется в пределах 0,64-0,98%,а в составе гуминовых кислот преобладает I фракция бурых ульминовых кислот (Огородников, Читоркина, 2004). В составе гумуса бурой горно-лесной почвы Дальнего Востока гуминовые кислоты преобладают только в верхних горизонтах, уступая место фульвокислотам в нижней части профиля, Сгк:Сфк также колеблется в пределах 1 (Соколова, Смирнова, 1968).
В типичных бурых лесных почвах ярко выражено господство желтых и бурых гумусовых веществ, которые почти не способны осаждаться Са, но осаждаются подвижными (несиликатными) формами полуторных окислов, в частности красящим элементом – железом. В сочетании с железом гумусовые вещества придают почвенному профилю характерную бурую окраску, которая в типичных бурых почвах не ослабляется явлением оподзоливания, т.е. на эту окраску не накладывается осветляющее влияние соединений кремния (Пономарева, Плотникова, 1980).
В целом, бурые лесные почвы обладают слабокислой или кислой реакцией и ненасыщенны основаниями. По В.М. Фридланду (1986) горно-лесные бурые типичные почвы имеют слабокислую реакцию, емкость поглощения 10-20 мг-экв. на 100г почвы, причем кверху она увеличивается; поглощающий комплекс несколько ненасыщен. По А.С. Владыченскому (1998) кислотность буроземов в общем не велика, в отдельных случаях достигает 15-20, редко больше мг-экв. на 100г почвы.
Горно-лесные бурые типичные почвы относятся к слабоненасыщенным основаниями. Емкость обмена варьирует в широких пределах и находится в прямой зависимости от содержания и распределения по профилю гумуса (табл.6). Большая сумма обменных катионов характерна для органогенных горизонтов. В собственно гумусовом горизонте емкость обмена меньше и по мере уменьшения содержания гумуса с глубиной снижается. В составе поглощенных катионов преобладает Са. Роль же поглощенного водорода как правило второстепенная. К низу профиля качество поглощенного кальция и водорода уменьшается быстро, тогда как содержание поглощенного магния – постепенно. (Огородников, Читоркина, 2004).
Горные буроземы хорошо обеспечены доступными растениям формами питательных элементов, за исключением фосфора. Богатство их грубым гумусом обеспечивает высокое содержание легкогидролизируемого азота. Обеспеченность калием также весьма высокая, это обстоятельство связано с особенностями почвообразующих пород. Наименьшее количество калия характерно для почв буковых лесов, фосфором же, напротив, эти почвы обеспечены больше (Владыченский, 1998).