В связи с рассматриваемой проблемой внутрипочвенной аккумуляции гумуса отмечаются особенности расположения в почвенном профиле второго гумусового горизонта. Показателями для градации выраженности горизонта служили интенсивность его окраски и мощность. Так, мощность слабо выраженного светло-серого горизонта — 12-13 см, средне выраженного серого и темно-серого — 14-15 см и хорошо выраженного темно-серого, почти черного — около 20 см.
При детальном картировании почвенного сочетания Прииртышского полигона выявлены следующие закономерности сопряженности генетических горизонтов в соответствии с мезо- и микрорельефом. В связи с общим пологосклоновым характером поверхности наиболее широко распространено такое строение верхней части почвенного профиля: О – А1А2 – А2h – Н – А2В. В нижних частях склонов и в наклонных ложбинообразных понижениях аккумуляция гумуса усиливается, и органогенная часть профиля имеет более монолитное строение: О – А1 – А2h – Н – А2В. В замкнутых западинах дифференциация органического вещества еще более ослабевает, и почвы приобретают потечногумусовый характер: О – А1 – А1А2 – А2h – А2g – А2Вg. На выпуклых поверхностях и крутых склонах профиль имеет обычное для подзолистых почв строение: О – А1А2 – А2 – А2В.
О непосредственной роли современных природных факторов в формировании второго гумусового горизонта свидетельствует прямая корреляция верхней его границы со степенью поверхностной увлажненности почв, обусловленной микрорельефом. Так, в почвах нормального увлажнения (подзолистых, дерново-подзолистых) горизонт Н расположен на глубине 20-25 см, в перегнойно-подзолисто-глееватых – на глубине 30-40 см. Весьма примечательно также локально встречаемое расположение горизонта Н непосредственно под А1. Такие почвы встречаются на склоне к широкому ложбинообразному понижению в Прииртышье. Это наиболее благоприятное в биоэнергетическом отношении местоположение с произрастающими здесь травянистыми с липой в подлеске елово-пихтовыми лесами. Расположение более темного, чем горизонт А1, второго гумусового горизонта очень близко к поверхности почвы можно объяснить осаждением поступающих в почву гумусовых веществ биогенным кальцием, освобождаемым в процессе разложения обильного растительного опада. Количество его, ежегодно поступающее на поверхность почв исследованных темнохвойных лесов, составляет около 30 ц/га в сухом виде. Содержание органического вещества в лизиметрических водах из-под верхнего слоя (10-15 см) почв темнохвойных лесов составляет около 60% сухого остатка. В его минеральном веществе (прокаленном остатке) около 35% приходится на оксиды щелочно-земельных элементов. Мигрирующие с поверхностно-почвенными растворами недоокисленные вследствие ограниченности термических ресурсов подвижные продукты гумификации в зависимости от физико-химических условий образуют на определенной глубине почвенного профиля органогенные аккумуляции. Подтверждением инфильтрационной теории происхождения второго гумусового горизонта служит приуроченность его к полого-склоновым местоположениям с дополнительным (делювиальным, внутрипочвенным) увлажнением. В ярко выраженных ложбинообразных западинах с проточным водным режимом второй гумусовый горизонт достигает максимальной мощности (до 30 см).
Важный фактор дифференциации органического вещества в почвенном профиле — его окислительно-восстановительная обстановка. Верхней части профиля, находящейся длительное время в состоянии избыточного увлажнения и обогащенной подвижными формами органического вещества, свойственны преимущественно восстановительные условия. На выположенных поверхностях в нижней части облегченной элювиальной толщи на контакте с тяжелым лёссовидным суглинком характерно наличие элювиально-глеевого горизонта А2g. Над ним, т. е. в зоне наиболее частых смен окислительно-восстановительных условий, и расположен как бы подвешенный, второй гумусовый горизонт. На более дренированных поверхностях, где наблюдается отток внутрипочвенных вод, второй гумусовый горизонт располагается в верхней части иллювиального горизонта, и в таких случаях его обычно обозначают Вh, что подчеркивает его иллювиальную природу.
По наблюдениям на Приангарском стационаре в течение вегетационного сезона величина окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) в зоне расположения в почвенном профиле второго гумусового горизонта составляет 380—390 мВ, что близко к значению ОВП в иллювиальной толще – 400 мВ. В выше и нижележащих горизонтах (А2 и ВС) значения ОВП уменьшаются до 350 мВ. Принимая во внимание, что при ОВП ниже 380 мВ усиливаются восстановительные условия, а при более 400 мВ — окислительные, второй гумусовый горизонт расположен как раз в промежуточной зоне. Ему свойственна и более высокая изменчивость ОВП. Так, коэффициент его вариации в Н, равно как и в А1, имеет максимальные величины (6,3—6,5), в А2 и В — минимальные (4,3—4,7).
При рассмотрении хода пространственных изменений второго гумусового горизонта в исследованных почвах Тюменской области и Красноярского края подтверждается правомерность предполагаемого сходства процессов формирования на обширной территории нашей страны этой своеобразной органогенной аккумуляции, обусловленной преимущественно существующей на протяжении последних тысячелетий биоклиматической обстановки. С ней связана обогащенность элювиальной части профиля недоокисленными органическими соединениями, мигрирующими с почвенными растворами и осаждаемыми на мерзлотном окислительно-восстановительном и кислотно-щелочном барьерах. В зависимости от природных условий наблюдается как равноценное проявление действия этих почвенно-геохимических барьеров, так и преобладание того или иного.
В другой работе Е. Г. Нечаева (1980) особое значение придаёт процессам промерзания почв и отмечает, что сводить их роль лишь к затормаживанию почвенных процессов, консервированию гумуса, нет никаких оснований.
Растительный ярус служит источником поступления органического вещества в почву. Дерново-подзолистые со вторым гумусовым горизонтом почвы более всего характерны для подзоны южной тайги. В пределах ареала почв растительность имеет следующий облик. Коренные зеленомошно-кисличные ельники с примесью липы, бересклета и других пород на западе Русской равнины сменяются в восточной ее части и Приуралье елово-пихтовыми со значительным участием березы, осины, сосны, с подлеском из липы, рябины, черемухи лесами, на юге – со значительной примесью широколиственных пород – липы, вяза, клена, ильма и с хорошо развитым травяным покровом. В южной тайге Западной Сибири преобладают елово-кедрово-пихтовые леса со значительным участием березы, осины, а в нижних ярусах и в подлеске – липы. В этих лесах хорошо выражен кустарниковый подлесок из черемухи, рябины, шиповника и других видов. Хорошо развит напочвенный покров — травянисто-моховой, кустарничково-травянистый и разнотравный со значительным участием папоротников.
В Сибири южный вариант почв со вторым гумусовым горизонтом – серые лесные под мелколиственными травянистыми лесами подтайги и лесостепи, главным образом в пределах Красноярского края и Новосибирской области; восточный вариант – дерновые лесные под лиственнично-еловыми травяно-моховыми лесами Иркутской области.
При анализе растительности южнотаежных темнохвойных лесом с точки зрения поставляемого на поверхность почв органического материала обращает внимание большое участие лиственных древесных пород, кустарников и лесного разнотравья. Так, в составе опада елово-пихтовых лесов Нижнего Прииртышья отношение массы хвои к массе листьев древесных пород составляет 0,7—1,5. Биомасса травостоя в автоморфных фациях составляет около 50%, а в переувлажненных — более 100% от массыдревесного опада. Богатая легкодоступными для микрофлоры углеводами и органическими кислотами, лиственная и травянистая часть лесного опада существенно способствует процессам его трансформации.
Повышенную биогенность второго гумусового горизонта в южнотаежных почвах Тюменской области отметила А. М. Антоненко (1969). Затем это явление было подтверждено И. Л. Клевенской с соавторами в книге «Микрофлора почв Западной Сибири» (1970). Они пишут: «Характерные для Сибири вторично-подзолистые почвы имеют погребенный гумусовый горизонт, который отличается от лежащих выше горизонтов большей биогенностыо» (с. 49). Второй максимум в численности микроорганизмов после А1 эти авторы наблюдали и во втором гумусовом горизонте темно-серых почв Красноярского края.
В результате многолетних исследований на Нижнеиртышском стационаре обнаружено активное функционирование микрофлоры в течение вегетационного периода. В отдельные годы количество основных физиологических групп микроорганизмов в горизонте Н превышало таковое в горизонте А1, О. Повышенной биологической активности этих почв по сравнению с сильноподзолистыми и подзолисто-глеевыми на исследуемом полигоне свидетельствует более высокая концентрация в них СО2, максимум которой приурочен к средней части профиля — горизонту А2В. Поступление сюда в результате иллювиирования подвижных минеральных, органических веществ и их комплексов, являющихся питательным субстратом микрофлоры, видимо, и служит причиной повышенного продуцирования здесь СО2. Подтверждением тому служат отмеченные факты приуроченности к горизонту А2В второго максимума численности некоторых групп микроорганизмов (Добровольский, и др., 1971; Никитина, Антоненко, 1975).
Результаты режимных наблюдений в Прииртышье согласуются с результатами аналогично поставленных исследований на Приангарском стационаре в южной тайге Средней Сибири. Эти исследования показали, что дерново-подзолистые со вторым гумусовым горизонтом почвы имеют максимальную на топологическом профиле насыщенность водорастворимым органическим веществом и углекислотой. Причем СО2 обнаружила повышенную положительную связь с общим углеродом.