Введение. 
Болотные почвы

Почва — поверхностный слой земной коры, несущий на себе растительный покров суши и обладающий плодородием.

Основатель научного почвоведения В. В. Докучаев показал, что почва есть самостоятельное природное тело, образовавшееся из поверхностных слоев горных пород под совместным действием воды, воздуха и различных организмов. Таким образом, природными факторами почвообразования являются материнская (почвообразующая) горная порода, климат (вода, воздух, тепло), живые организмы (растения, животные и микроорганизмы), рельеф местности и возраст страны (т. е., продолжительность почвообразования). В условиях хозяйственного использования почвы фактором почвообразования становится также хозяйственная деятельность человека (обработка, мелиорация, удобрения, посевы, эксплуатация лесных и других угодий, устройство постоянных плодовых и иных насаждений и т. п.).

Совокупность почвы того или иного участка земной поверхности называют его почвенным покровом.

Болотные почвы, типы болотных почв

Болотные почвы (или торфяники) — это почвы, где мощный — иногда несколько метров мощности — торфяной горизонт непосредственно залегает на минеральном грунте, местами слабо задетом процессом оглеения.

Из физических свойств болотных почв заслуживает внимания изменение их объема. Чем выше степень разложения торфяной массы, тем больше изменяется их объем. Водопроницаемость болотных почв слабая, она заметна лишь в слаборазложившихся торфяных образованиях, но в хорошо разложившемся торфе почти равняется нулю. В противоположность этому испаряющая способность болотной почвы очень большая. Она испаряет значительно больше воды, чем свободная водная поверхность, особенно сильно протекает испарение с поверхности сфагнумового болота.

Торфяная масса отличается также ничтожной теплопроводностью, в связи, с чем такие почвы замерзают на небольшую глубину, а весной оттаивают очень медленно.

Болотные почвы имеют очень ограниченное распространение в пределах сероземной зоны. Они встречаются небольшими участками в понижениях в условиях избыточного увлажнения поверхностными и грунтовыми водами.

Они длительное время находятся под водой, некоторые периодически обсыхают, но уровень грунтовых вод в болотных почвах не опускается ниже 0,5 м. Болотные почвы формируются под болотной растительностью, типичными представителями которой являются осоки, рогоз, ситник, тростник и др.

Профиль почв имеет следующее морфологическое строение:

• — Ag (Т) — органогенный горизонт мощностью до 50 см., разнообразный по окраске — от темно-бурого, коричневого до сизо-серого, густо переплетен корнями растений, содержит полуразложившиеся растительные остатки, бывает перегнойно-иловатым, торфяно-перегнойным и торфяным;
• — G — глеевый горизонт, мокрый, сизый или белесо-сизый, нередко сильно омергелеванный. В зависимости от характера верхнего горизонта содержание гумуса в нем колеблется в широких пределах — от 2−3 до 15−20%.

Данный тип почв включает в себя следующие подтипы:

• — Иловато-болотные почвы;
• — Торфяно-болотные почвы.

Болотный процесс почвообразования.

Болотный почвообразовательный процесс характеризуется накоплением в почве органического вещества в виде торфа и оглеением минеральной части почвы. Формирование и развитие болотных почв неразрывно связаны с избыточным увлажнением, которое возникает вследствие различных причин и может быть вызвано поверхностными и грунтовыми водами.

Поверхностные воды могут застаиваться в отрицательных элементах рельефа (котловины, западины и др.), куда вода притекает с окружающей местности. Застаивание воды атмосферных осадков может иметь место и на равнинных элементах рельефа в случае слабо выраженного или совсем отсутствующего поверхностного стока при слабой водонепроницаемости почв и особенно при наличии плотного водоупорного горизонта в толще почвы или почвообразующей породы.

При неглубоком залегании грунтовых вод последние близко подходят к дневной поверхности и, насыщая верхние горизонты почвы до полной влагоемкости, создают условия, благоприятные для развития болотной растительности.

Торфообразование. В начальной стадии заболачивания появляются влаголюбивые автотрофные травянистые растения, которые в последующие стадии сменяются зелеными мхами, кукушкиным льном и, наконец, белым мхом-сфагнумом.

Избыточное увлажнение сказывается не только на составе растительности, но и на темпах и характере разложения растительных остатков. В анаэробных условиях, при недостатке кислорода воздуха, интенсивность окислительных процессов сильно уменьшается и минерализация органических веществ до конца не идет. Разложение органических остатков при анаэробинозисе приводит к образованию промежуточных продуктов в виде низкомолекулярных органических кислот (масляная, уксусная, молочная и др.), которые еще более замедляют процесс минерализации, подавляя жизнедеятельность микроорганизмов, которым принадлежит основная роль в процессах превращения органических веществ в почве. Разложение органических остатков в анаэробных условиях приводит к накоплению на поверхности почвы полуразложившихся органических веществ в виде торфа, который составляет неотъемлемую часть всякой болотной почвы. Мощность слоя торфа может достигать в отдельных случаях десятка метров и более.

В образовании торфа важная роль принадлежит разнообразным почвенным микроорганизмам. Наиболее активный биохимический процесс превращения органического вещества торфа протекает в самом верхнем его слое, где создаются условия некоторой аэрации. В нижних горизонтах масса торфа не претерпевает существенных изменений.

Об этом, в частности, свидетельствует содержание микроорганизмов в разных горизонтах торфа. В превращении органических веществ в болотных почвах принимают участие представители многих групп почвенных микроорганизмов. При этом на отдельных стадиях превращения органических остатков ведущее место принадлежит определенным группам организмов. Вначале на отмершей растительности активно развиваются неспороносные бактерии и грибы.

В дальнейшем по мере разрушения органических веществ значительное развитие получают спорообразующие бактерии, которых сменяют целлюлоз разлагающие и другие микроорганизмы.

Следовательно, торфообразование — это биохимический процесс, в котором принимают участие многочисленные микроорганизмы, выполняющие сложные функции по разложению и синтезу органического вещества, приводящие в конечном счете к образованию торфа болотных почв. Изменение условий аэрации и питательного режима является причиной развития определенных групп болотной растительности и ее эволюции.

Оглеение. Термины «глей» и «глееобразование» были введены в научную терминологию Г. Н. Высоцким, который впервые указал на биохимическую природу глееобразования. Под глеем Г. Н. Высоцкий понимал «более или менее плотную суглинистую или глинистую породу серого цвета с зеленоватым оттенком», формирующуюся в условиях длительного переувлажнения.

Высоцкий считал, что в процессе оглеения, или глееобразования, главную роль играют явления раскисления окиси железа, превращения его в соединения закиси с последующим ее выщелачиванием. Раскисление происходит под влиянием разлагающихся органических веществ в условиях затруднения или полного прекращения доступа кислорода воздуха при участии анаэробных микроорганизмов. Последующие исследования подтвердили это положение Высоцкого и показали, что глееобразование представляет собой сложный биохимический восстановительный процесс, протекающий в анаэробных условиях при непременном наличии органического вещества и при участии анаэробных микроорганизмов.

По данным Е. В. Рунова, Е. Ф. Березовой и других исследователей, большая роль в процессах оглеения принадлежит масляно-кислым бактериям. Наиболее крупные работы в изучении глеевого процесса проведены Я. Н. Афанасьевым, А. А. Завалишиным, К. В. Веригиной, С. П. Ярковым, И. С. Кауричевым и др.

При глееобразовании происходит значительное изменение состава и свойств органической и минеральной частей почвы. При процессах глееобразования минеральная часть почвы подвергается разнообразным и сложным превращениям — происходит разрушение первичных и вторичных минералов и в то же время возможен синтез вторичных минералов. Кроме того, существенным превращениям подвергаются соединения элементов с переменной валентностью (Fe, Mn, S и N). В тех случаях, когда оглеение развивается в условиях близкого залегания грунтовых вод или под влиянием избыточного увлажнения водами внутрипочвенного стока, наблюдается обратный процесс — гидрогенной аккумуляции в верхних горизонтах подвижных продуктов глеевого процесса и в особенности соединений железа. Таким образом, развитие глеевого процесса приводит к существенному ухудшению агрономических свойств почв и для их улучшения требуется коренное изменение водно-воздушного режима путем осушительных мелиораций, а для почв временного поверхностного переувлажнения (минеральные полугидроморфные почвы) применением комплекса агротехнических мероприятий.