Специфика условий формирования и развития дерново-подзолистых легко — и среднесуглинистых почв определила характерные особенности их свойств и химического, в том числе и микроэлементного, состава.
Повышенное содержание физической глины и гумуса в пахотном слое этих почв по сравнению с песчаными и супесчаными способствует некоторому накоплению и закреплению микроэлементов в гумусово-аккумулятивном горизонте, а также является одной из главных причин относительно высокой концентрации как валовых, так и подвижных форм микроэлементов в почвенном профиле. Эти различия более существенны для подвижных форм микроэлементов (в 1,1—2,1 раза) по сравнению с валовыми (в 1,1—1,5 раза).
Большие величины коэффициентов вариации свидетельствуют о значительных колебаниях в содержании микроэлементов в отдельных генетических горизонтах. Они более высокие для подвижных форм элементов по сравнению с валовыми.
Приведенные данные показывают, что среднесуглинистые почвы отличаются от легкосуглинистых более высоким валовым содержанием и количеством подвижных форм микроэлементов. Содержание валовых форм микроэлементов в дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах в 1,1—2,6 раза, а подвижных — 1,1—2,3 раза выше, чем в легкосуглинистых. Более существенные различия в содержании микроэлементов в данных почвах характерны для бора, валовых форм марганца, молибдена, кобальта и подвижного цинка, что объясняется неоднородностью минералогического состава рассматриваемых почв, неодинаковой способностью отдельных химических элементов закрепляться с илистой фракцией и органическим веществом почв, различной подвижностью элементов в зависимости от почвенных условий и др.
В распределении микроэлементов по профилю дерново-подзолистых легко — и среднесуглинистых почв наблюдаются определенные закономерности, специфичные для данных типов почв. В рассматриваемых почвах наблюдается вынос микроэлементов из гумусового слоя и их аккумуляция в иллювиальном горизонте. Иллювиальный горизонт в этих почвах находится выше, чем в песчаных и супесчаных почвах. Это является одним из существенных отличительных признаков дерново-подзолистых почв разного гранулометрического состава.
Второй характерной особенностью распределения микроэлементов по профилю суглинистых почв является хорошо прослеживаемая биогенная аккумуляция как валового количества, так и содержания подвижных форм большинства микроэлементов. Она отсутствует лишь у валового цинка, подвижной меди, а также подвижного марганца в легкосуглинистых почвах.
В профиле суглинистых почв наблюдаются два максимума в содержании как валовых, так и подвижных форм микроэлементов — в гумусовом горизонте Ап и в иллювиальном В, а у подвижного цинка, марганца и молибдена в среднесуглинистых почвах — третий максимум в подстилающей породе, что связано с особенностями минералогического состава пород и концентрации в них микроэлементов. По сравнению с песчаными и супесчаными почвами запас валового количества бора, меди, марганца, кобальта и цинка в профиле суглинистых почв в 1,2—1,7 раза выше, а подвижных форм — в 1,3—2 раза. Существенные различия характерны для запаса бора, меди и кобальта, а также валового цинка и подвижного марганца. По запасам молибдена в почвах с разным содержанием физической глины существенных различий не установлено. В песчаных и супесчаных почвах валовой запас данного элемента в 1,2 раза выше, чем в суглинистых почвах, что связано, с одной стороны, с различием данных почв по минералогическому составу, а также лучшей окультуренностью легких почв. Общий запас микроэлементов в среднесуглинистых почвах в 1,2—1,4 раза, а подвижных форм — в 1,1 —1,3 раза выше, чем в легкосуглинистых.
Запас как валовых, так и подвижных форм микроэлементов в отдельных генетических горизонтах зависит от гранулометрического состава. В пахотном слое песчаных и супесчаных почв сосредоточено от 18 до 21% запаса валовых форм микроэлементов и 17—28% их подвижных форм, в суглинистых почвах этот показатель колеблется от 13 до 18%. В горизонте вымывания песчаных почв обнаруживается 14—17% валового количества и 9—20% подвижных форм микроэлементов, в суглинистых почвах их запас в данном горизонте составляет соответственно 41—60 и 35—59% от общего запаса микроэлементов в профиле. Данная закономерность является одним из характерных отличительных признаков микроэлементного состава профилей дерново-подзолистых суглинистых почв.
Подвижность бора, меди, марганца и молибдена в суглинистых почвах выше, чем в песчаных и супесчаных. Процент подвижного бора от его валового содержания в суглинистых почвах колеблется от 2,7 до 4,5 и в среднем составляет 3,8%, меди — соответственно от 30,2 до 40,8 и 33,8, марганца — от 20 до 39 и 25,4, молибдена — от 4,4 до 20,5 и 9,9%. По величине процентного отношения подвижных форм кобальта и цинка к их валовому содержанию дерново-подзолистые почвы разного гранулометрического состава мало различаются между собой. По величине этого отношения микроэлементов в дерново-подзолистых почвах их можно расположить в следующий убывающий ряд: Cu>Mn>Mo>Co>B>Zn. В целом в рассматриваемых почвах бор и цинк следует условно отнести к элементам с очень низкой величиной процентного отношения подвижных форм к валовым (до 5%), молибден и кобальт — к низкой (до 10%), марганец — к средней (15—25%) и медь — к повышенной (больше 25%).
Сведения о величинах коэффициентов накопления количественно характеризуют процессы миграции микроэлементов по почвенному профилю и их трансформации в отдельных генетических горизонтах. В дерново-подзолистых супесчаных и суглинистых почвах величины коэффициентов накопления микроэлементов зависят от гранулометрического состава почвообразующих пород. Это связано с более высокой концентрацией как валовых, так и подвижных форм микроэлементов в тяжелых породах по сравнению с легкими. Эти показатели в легкосуглинистых почвах по валовому бору, меди, цинку в 1,1—1,3 раза, а по подвижным формам меди, бора и марганца — в 1,1 —1,5 раза выше, чем в песчаных и супесчаных. В среднесуглинистых почвах коэффициенты накопления валового бора, меди, кобальта и цинка в 1,3—1,6 раза, а подвижного бора, меди, марганца, кобальта и цинка — в 1,2—1,8 раза выше. Это свидетельствует о более интенсивном накоплении большинства как валовых, так и подвижных форм микроэлементов в профилях почв более тяжелого гранулометрического состава по сравнению с легкими почвами.
Характерной особенностью суглинистых почв по сравнению с песчаными и супесчаными является более низкие значения коэффициентов накопления в профиле молибдена и валового марганца.
Общей закономерностью в суглинистых почвах, как и в песчаных, является максимальная величина коэффициентов накопления микроэлементов в иллювиальном горизонте, превышающая среднее значение коэффициентов в профиле в 1,1—1,5 раза. Однако величины коэффициентов накопления бора, меди и валового цинка в иллювиальном горизонте суглинистых почв выше, а марганца, молибдена, кобальта и подвижного цинка — ниже по сравнению с их значениями для песчаных и супесчаных почв.
Величины коэффициентов накопления показывают на неодинаковую способность отдельных элементов концентрироваться в генетических горизонтах почвенного профиля. В легко — и среднесуглинистых почвах наиболее высокие значения коэффициентов характерны для кобальта, валовых форм бора и цинка, а также для подвижных форм меди и марганца, что обусловлено более высокой динамичностью данных элементов и их активной способностью трансформироваться в генетических горизонтах почв. В целом по способности к накоплению в почвенном профиле по отношению к почвообразующей породе валовые формы микроэлементов можно распределить в следующий убывающий ряд: Co>B>Zn>Cu>Mn>Mo, а подвижные — Cu>Mn>Co>B>Mo>Zn.
Приведенные ряды являются условными, т. к. расположение в них элементов может в той или иной степени меняться в зависимости от характера почвообразующей породы и концентрации в ней микроэлементов. В почвах, сформировавшихся на суглинистых и супесчаных породах, наблюдается меньшее накопление кобальта и валового марганца с одновременным усилением активности сорбции подвижных форм бора, меди и марганца. Аналогичная закономерность наблюдалась в песчаных и супесчаных почвах.
Общей отличительной закономерностью легко — и среднесуглинистых почв является слабая способность к накоплению молибдена, валового марганца и подвижного цинка, а также обогащение генетических горизонтов по сравнению с почвообразующей породой валовым бором и цинком, подвижной медью и марганцем, а в почвах на песчаных породах — валовым и подвижным кобальтом.
Рассчитанные коэффициенты иллювиальности микроэлементов в дерново-подзолистых суглинистых почвах имеют более низкие значения по сравнению с песчаными и супесчаными почвами. Для валового бора они колебались в пределах 1,44—1,45; меди — 1,21—1,33; марганца — 1,30—1,31; молибдена — 1,03—1,29; кобальта — 1,06—1,20 и цинка — 1,18—1,66. По способности к вымыванию из гумусовых горизонтов в иллювиальный валовые формы микроэлементов в легкосуглинистых почвах располагаются в убывающем ряду: Zn > В > Cu = Mn > Co > Мо, а в среднесуглинистых — В > Mn = Mo > Cu = Со > Zn, что свидетельствует о достаточно высоком выносе из пахотного слоя бора и марганца и значительном закреплении в нем кобальта и молибдена.
Величины коэффициентов иллювиальности подвижности форм микроэлементов в суглинистых почвах для бора составляли 1,20—1,34; меди — 1,29—1,38; марганца — 1,23—1,35; молибдена — 0,89— 0,92; кобальта — 1,27—1,44; цинка — 1,30—1,38. Убывающий ряд по способности к вымыванию подвижных микроэлементов из гумусового горизонта легкосуглинистых почв имеет вид: Со > Cu = Zn > Mn > Мо, а среднесуглинистых — В > Cu = Zn > Со > Mn > Мо. Представленные ряды имеют сходные черты интенсивности выноса из гумусового горизонта меди и цинка и закрепления в последнем марганца и молибдена. По сравнению с песчаными и супесчаными почвами здесь имеет место слабое вымывание марганца и более значительный вынос цинка из пахотного слоя.
О более энергичной биогенной аккумуляции микроэлементов в гумусовом горизонте суглинистых почв по сравнению с песчаными и супесчаными свидетельствуют повышенные значения коэффициентов биологического накопления.
Как в песчаных и супесчаных, так и в суглинистых почвах наблюдается определенная зависимость уровней накопления как валовых, так и подвижных форм микроэлементов в гумусовом горизонте от характера почвообразующих пород. Более высокие величины коэффициентов биологического накопления характерны для почв, сформировавшихся на породах легкого состава, что определяется, как правило, более низкой концентрацией микроэлементов в последних по сравнению с породами более тяжелого состава.
По величинам коэффициентов биологического накопления валового содержания микроэлементов в суглинистых почвах изучаемые элементы располагаются в убывающем ряду: Со > В > Zn > Cu > Mn > Мо, который сходен со своим аналогом в дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах и отличается от последнего лишь взаимным расположением марганца и меди. Это свидетельствует о сходстве процессов биогенного закрепления валовых форм микроэлементов в дерново-подзолистых почвах.
По способности к биогенной аккумуляции подвижных форм микроэлементов в суглинистых почвах данные элементы располагаются в следующий ряд: Cu > Mn > Co > B > Мо > Zn. В отличие от песчаных и супесчаных почв в суглинистых почвах наблюдается более активная биогенная аккумуляция микроэлементов и усиление закрепления их в гумусовом горизонте, что связано с более высоким содержанием физической глины и гумуса в данных почвах.
Как в песчаных, так и в суглинистых почвах отмечается более высокое биогенное накопление валового бора и цинка по сравнению с их подвижными формами. Наоборот, подвижные формы меди, марганца и молибдена концентрируются в гумусовом горизонте в большей степени, чем их валовые формы. Отличительной особенностью суглинистых почв является также высокая биогенная аккумуляция валового кобальта и более слабое закрепление его подвижных форм в гумусовом горизонте по сравнению с песчаными и супесчаными почвами.
Общей закономерностью для дерново-подзолистых почв является возрастание уровней биогенной аккумуляции как валового содержания, так и подвижных форм бора, меди, марганца, кобальта и цинка при увеличении процента физической глины и гумуса, а также уменьшение аккумуляции молибдена. Подобная закономерность установлена Свирновским Л. Я. (1974), Зыриным Н. Г., Малининой М. С. (1977).
Специфической особенностью микроэлементного состава дерново-подзолистых суглинистых почв является более высокая концентрация как валовых, так и подвижных форм элементов в генетических горизонтах по сравнению с песчаными и супесчаными почвами.