Глеезём: когда постоянно сыро

На фото — почвенный разрез, выкопанный на сыром лугу в Республике Коми. Это дерново-глеевая почва или, по более актуальной классификации почв России, глеезём. И даже в международной классификации почв то, что изображено на фото, называется gleysol. Всё из-за того, что термин «глей» в научное употребление ввел российский почвовед — Георгий Николаевич Высоцкий.

Что же такое глей и почему он так важен для почвоведов? В толковом словаре В. И. Даля написано, что «глей» — южнорусское диалектное слово, употребляется в значении «глина», «глинистая почва». Г. Н. Высоцкий в своей статье в журнале «Почвоведение» 1905 года определяет глей как «более или менее плотную, но менее пластичную, менее вязкую, чем обыкновенно, суглинистую или глинистую породу серого цвета, часто с более или менее ясным, но всё-таки слабым зеленовато-голубым оттенком». На главном фото глеевый горизонт простирается от глубины 28 см до самого низа фото.

Классический глей образуется в условиях недостатка кислорода, когда анаэробные бактерии восстанавливают трехвалентные соединения железа в двухвалентные. Такая ситуация складывается, когда близко к поверхности находятся грунтовые воды, препятствующие проникновению в почву дождевых вод, насыщенных кислородом. Поскольку железа в почве много, цвет его соединений сказывается и на цвете почвы. Если в обычных, окислительных, условиях, когда много кислорода, почва окрашена в теплые тона, то при недостатке кислорода (в восстановительных, или глеевых, условиях) окраска почвы приобретает холодные или, как говорят почвоведы, глеевые тона — голубые или зеленоватые. Именно поэтому в верхней части глеевого горизонта (глубина 28–45 см) заметны охристые пятна. Это результат того, что сюда с дождевыми водами проникает кислород и переводит двухвалентное железо в трехвалентное. Такой же цвет мы видим в емкостях, где кипятим воду с большим содержанием железа.

Выше глеевого горизонта заметен бурый с сероватым оттенком гумусовый горизонт. Его бурый цвет связан с тем, что в этом месте почвы много кислорода, поэтому железо тут присутствует в трехвалентной форме. Серые и бурые тона горизонту также придают гумусовые вещества.

Почвоведы уделяют большое вниманию глею, так как восстановительная обстановка благоприятна для миграции многих загрязняющих веществ, например тяжелых металлов, которые в почвах, насыщенных кислородом, находятся в недоступной или слабодоступной для растений химической форме. Кроме того, при недостатке кислорода и развитии глеевой среды ухудшается структура почвы, что негативно сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур.

Поэтому на сельхозугодьях стараются не допустить оглеения почвы (то есть формирования восстановительной обстановки). В результате оглеения почва уплотняется, уменьшается количество пор. Это затрудняет перемещение почвенных растворов и воздуха, из-за чего в глеевых почвах замедляется обмен веществ. Такие почвы заселяет более влаголюбивая растительность: таволга, мхи. Поскольку сельскохозяйственные культуры очень чувствительны к недостатку кислорода и избытку влаги, на пахотных землях во избежание оглеения сооружают дренажные каналы, которые обеспечивают отток лишней влаги из почвы.

Слева — переизбыток влаги снижает урожайность сельскохозяйственных растений. Длительный застой влаги способствует оглеению почвы. Фото с сайта t-i.ru, Тюменская область. Справа — расчистка мелиоративного канала в Калининградской области. Фото с сайта gov39.ru

Впрочем, оглеение — не приговор для почвы. Глеевый материал, изъятый из естественной среды, на воздухе быстро окисляется. В течение нескольких минут зеленоватые или голубоватые тона сменяются сначала на оливковые, а затем — на желтоватые.

«Глеевик», слепленный из глеевого горизонта почвы, выкопанной в Ямало-Ненецком автономном округе. Сначала «глеевик» был полностью сизым, как некоторые места на его «пьедестале». Но на воздухе быстро стал менять цвет на более рыжий. Фото © Юлия Михневич, 28 июля 2018 года

В мире глеевые почвы занимают площадь около 720 млн гектаров. Больше всего их в субарктической зоне: в Западной Сибири, Канаде и на Аляске. Также их много на низменных равнинах: в Амазонии, в бассейне Конго, на Великой Китайской равнине, а также в дельте Ганга и Брахмапутры.

Карта распространения глеевых почв. Красный цвет — глеевые почвы доминируют (занимают более 50% территории). Зеленый — встречаются часто (покрывают 25–50% территории), но не являются преобладающими. Желтый — встречаются как сопутствующие (покрывают 5–25% территории). Белый — встречаются очень редко или отсутствуют (покрывают менее 5% территории). Такие критерии являются стандартными на почвенных картах, подготовленные по методике Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО). Рисунок с сайта en.wikipedia.org

Фото © Иван Семенков, территория Ляльского лесоэкологического стационара Коми научного центра СО РАН, 1 сентября 2010 года.

Иван Семенков