Почвенный покров Калининградской области, расположенной в самой западной части Нечерноземной зоны РФ, формируется в специфических природно-климатических условиях, характеризующихся приморским теплым и влажным климатом с равномерным распределением температур в течение всего года. Величина гидротермического коэффициента колеблется в пределах 1,5—1,7 (Федоров Е. Е. и др., 1961).
Благоприятные условия для произрастания растений обеспечивают значительный годовой прирост растительной массы, а следовательно, и ежегодное поступление органического вещества в почву. Благодаря высокой биологической активности почв здесь быстрый рост растительности сочетается с энергичной минерализацией органических веществ, что обусловливает интенсивность круговорота веществ в системе почва — растение.
Большая пестрота элементов рельефа и разнообразие в распространении почвообразующих пород предопределили пространственное различие в направленности почвообразовательных процессов с неодинаковым выносом элементов из верхних горизонтов почв. При этом в автоморфных почвах вынос элементов незначительный, а в полугидроморфных он усиливается при поверхностном увлажнении. В результате высокой биологической активности почв и интенсивной гумификации растительной массы при автоморфном типе увлажнения верхняя часть профиля почв обогащается кислыми продуктами разложения органического вещества, что приводит к образованию кислых почв.
Влажный климат способствует распространению полугидроморфных почв с интенсивным гумусообразованием, на хорошо проницаемых породах в почвенном профиле формируется аллювиально-гумусовый горизонт, а на слоистых породах наблюдается поверхностное оглеение.
В условиях поверхностного увлажнения происходит образование дерновых глеевых почв со значительной аккумуляцией гумуса. Только в верхнем (20 см) горизонте этих почв запас гумуса составляет 110—140 т/га. Постоянное избыточное увлажнение на пониженных элементах рельефа обусловило распространение на территории области торфяно-болотных почв преимущественно низинного типа.
Наряду с подзолистым, дерновым и болотным типами почв распространен также буроземный; идет процесс лессиважа. Однако, в силу вышеприведенных почвенно-климатических особенностей, эти процессы почвообразования нередко сопряжены друг с другом и в большинстве случаев сглаживают общие закономерности, присущие каждому из них, что является одной из главных причин региональных отличий как в морфологии, так и в химизме почв данного региона.
Существенное влияние на почвообразование здесь оказывает производственная деятельность человека. Это область с древней земледельческой культурой характеризуется высокой распаханностью земель и их окультуриванием, искусственным регулированием водновоздушного режима путем интенсивной мелиорации. В таких специфических условиях процессы формирования почв претерпели качественно новые изменения, выражающиеся в усилении химического выветривания почвенных минералов за счет высокой биогенной активности почв, изменении форм связи органоминеральных соединений и их миграции и трансформации в почвенном профиле. В результате основные типы почв, особенно дерново-подзолистые, приобрели отличительные особенности от аналогичных почв других областей Нечерноземной зоны в составе, свойствах и закономерностях распределения веществ по профилю, которые заключаются в преимущественном накоплении хорошо гумифицированного органического вещества и относительно глубоком проникновении подвижных перегнойных веществ в почвенную толщу, значительной насыщенности основаниями профиля с равномерным распределением оснований и большинства химических элементов по генетическим горизонтам.
В связи с тем что основной целью наших исследований было изучение микроэлементной ситуации на сельскохозяйственных угодиях, нами в качестве объекта исследований были взяты все автоморфные и со слабыми признаками гидроморфизма почвы, представленные преимущественно дерново-подзолистыми почвами (подразделяющимися по гранулометрическому составу на песчаные и супесчаные, легко-, средне-, тяжелосуглинистые и глинистые).
Исследовались также минеральные почвы, сформировавшиеся на междуречных пространствах в условиях избыточного увлажнения, среди которых наиболее распространены дерновые глеевые и глееватые почвы.
Пойменные территории долин рек и берегов заливов представлены в основном осушенными аллювиальными почвами, которые отличаются от почв на водоразделах более мощным гумусовым горизонтом и часто встречающимся хемогенным накоплением магния и кальция в почвенном профиле. Эти почвы используются как лугопастбищные угодия.
На территории Куршской низменности распространены торфяные почвы. Они имеют длительную историю осушения с помощью польдерных систем и используются для возделывания кормовых и овощных культур.
Обобщение фактического материала о химическом составе и свойствах разных типов почв показало значительное разнообразие их по основным признакам, что определено спецификой процессов их почвообразования.
Дерново-подзолистые почвы наиболее характерны для территории области. Они занимают 615 тыс. га, или 83% сельхозугодий. По гранулометрическому составу наибольшее распространение имеют средне — и легкосуглинистые почвы, занимающие соответственно 28,4 и 27,9% площади. На долю тяжелосуглинистых почв приходится 16,3%, а песчаных и супесчаных — 10,5%.
Дерново-подзолистые почвы разного гранулометрического состава неравномерно распределены на территории области. Песчаные и супесчаные почвы не образуют больших массивов, а встречаются пятнами или полосами среди других почв. Они распространены в основном на равнинных и слабохолмистых участках Земландского полуострова, побережьях Калининградского залива, террасами пойм рек и в юго-западной части Куршской низменности, а также в восточной части области на плоской озерно-ледниковой равнине. Данные почвы сформировались преимущественно на рыхлых породах легкого гранулометрического состава.
Песчаные и супесчаные дерново-подзолистые почвы сильно распаханы и лишь незначительная их часть находится под естественными лугами и пастбищами. Почвы сильно промыты, горизонты значительно растянуты и нечетко выражены. Приводятся статистические параметры состава и свойств дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв. По сравнению с аналогичными почвами на территории Европейской части РФ в результате длительного сельскохозяйственного использования и высокой окультуренности они имеют более мощный гумусовый горизонт и повышенное содержание гумуса.
Вторым характерным признаком рассматриваемых почв является неглубокое залегание водоупорных карбонатных пород, за счет которых идет насыщение верхних горизонтов почв кальцием и практически полная нейтрализация гумусовых кислот. Об этом свидетельствует относительно высокая степень насыщенности основаниями во всех генетических горизонтах, слабокислая реакция среды и постепенное увеличение названных показателей с глубиной. Для этих почв характерно также высокое содержание кремнезема и сравнительно малое количество подвижных форм фосфора, калия и других элементов.
Дерново-подзолистые легко — и среднесуглинистые почвы сформировались на повышенных участках среди моренных абрадированных и озерно-ледниковых равнин. Они занимают обширные территории северо-западной, юго-западной и восточной частей области. Почвообразующие породы представлены валунными суглинками среднего и легкого гранулометрического состава или двучленными породами, как правило, сверху более легкого, снизу — тяжелого состава. Длительное сельскохозяйственное использование рассматриваемых почв, аналогично легким почвам, оказало существенное влияние на почвообразовательный процесс и на их основные агрохимические свойства.
В отличие от песчаных и супесчаных эти почвы имеют более высокие показатели основных агрохимических свойств и более четкую дифференциацию почвенного профиля, а также повышенное содержание глинных минералов, оксидов марганца, магния и натрия. Вместе с тем в рассматриваемых почвах имеет место ряд сходных признаков, к которым относятся слабокислая или близкая к нейтральной реакции среды во всех генетических горизонтах, высокая степень насыщенности основаниями, подобие закономерностей изменения содержания физической глины, гумуса и обменного калия по почвенному профилю.
Тяжелосуглинистые и глинистые почвы широко распространены в центральной и южной частях области на моренных и озерно-ледниковых равнинах и приурочены в основном к районам распространения почвообразующих пород тяжелого гранулометрического состава. Данные почвы сильно распаханы и интенсивно используются для выращивания различных сельскохозяйственных культур. Профили этих почв имеют ряд характерных особенностей, отличающих их от почв более легкого гранулометрического состава. Они обладают, как правило, более мощным гумусовым горизонтом с резким обрывом на глубине 24-28 см, признаками оглеения непосредственно под пахотным слоем. Вся почвенная толща в результате окультуривания насыщена основаниями и сверху имеет слабокислую или близкую к нейтральной реакцию.
По валовому химическому составу дерново-подзолистые почвы с разным содержанием физической глины имеют сходные черты.
О принадлежности этих почв к дерново-подзолистым можно судить лишь по бедности всеми окислами, за исключением кремнезема, и наличию иллювиального горизонта со значительным накоплением окислов алюминия, железа и марганца.
Дерновые глеевые и глееватые почвы занимают площадь около 25 тыс. га или 3,2% сельхозугодий и в равной степени представлены как средне-, так и легкосуглинистыми, а также песчаными и супесчаными почвами.
Рассматриваемые почвы приурочены в основном к отрицательным элементам рельефа и расположены среди моренных равнин и на плоских бессточных междуречных поверхностях озерно-ледниковых равнин. Они не образуют сплошных массивов и распространены отдельными участками преимущественно в центральной и южной части области.
Дерновые глеевые и глееватые почвы сформировались на исходно карбонатных глубоковыщелоченных породах, представленных моренными отложениями в виде валунных средних и тяжелых суглинков. Данные почвы обильно увлажняются поверхностными и почвенно-грунтовыми водами и характеризуются хорошо выраженным мощным гумусовым горизонтом, наличием признаков оглеения непосредственно под гумусовым горизонтом и отсутствием морфологических признаков подзолистости.
Валовый химический состав дерновой глеевой почвы свидетельствует о биогенной аккумуляции ряда окислов в верхнем горизонте, об очень слабом проявлении эллювиирования, так что общий характер химической дифференциации профиля отражает лишь уровень выветренности и литологию почвообразующих пород.
Статистические параметры состава и агрохимических свойств дерновых почв свидетельствуют о некоторой специфике формирования химического состава. От дерново-подзолистых почв они отличаются более высоким содержанием гумуса и слабокислой реакцией в гумусово аккумулятивном горизонте, что свидетельствует о накоплении малоразложившихся растительных остатков, связанном с высокой влажностью верхних горизонтов. В ряде случаев подобное развитие процесса образования дерновых почв может привести к оторфовыванию верхнего горизонта.
Вследствие кратковременного или длительного избыточного увлажнения в дерновых почвах в отдельные периоды создаются анаэробные восстановительные условия, оказывающие существенное влияния на содержание и миграцию химических элементов по почвенному профилю. Генетические горизонты этих почв имеют своеобразные морфологические признаки: железистые конкреции, ржавые или охристые пятна и прожилки, более или менее мощный сплошной глеевый горизонт в верхней части профиля.
Аллювиальные почвы пойменных лугов значительно распространены на территории области и занимают площадь около 70 тыс. га, или 8,6% площади сельхозугодий. Они расположены в поймах рек, на территории Куршской низменности и Гусевской древнеозерной впадины. Эти почвы характеризуются значительным разнообразием, обусловленным пестротой состава аллювия, изменениями водного режима, а также интенсивными мелиоративными осушительными мероприятиями.
Аллювиальные почвы сформировались на почвообразующих породах разного состава — от древнеаллювиальных песков и супесей до ледниковых глееватых глин и моренных валунных суглинков. В ряде мест эти почвы подстилаются погребенным торфом, а также многочленными или двучленными наносами.
На местах пересыхающих стариц, в притеррасной части поймы, не всегда заливаемой паводковыми водами, формируются аллювиальные слабодерновые оглеенные почвы, которые представляют собой неслоистую, иногда зернистую, оглеенную с поверхности почву среднего или тяжелого гранулометрического состава. Участие в образовании этих почв тяжелого по гранулометрическому составу аллювия с периодическим более или менее длительным избыточным увлажнением паводковыми и отчасти грунтовыми водами и послужило причиной развития в них процессов оглеения.
На территории Неманской низменности, которая ограждена дамбами, распространены маломощные аллювиальные почвы, подстилаемые торфом. Верхняя толща этих почв представлена аллювием различной мощности (от 2 до 80 см) среднего или тяжелого гранулометрического состава. До сооружения защитных дамб заторфованная поверхность низменности периодически заливалась талыми и нагонными водами, приносившими аллювий. После сооружения дамб отложение аллювия прекратилось, уровень почвенно-грунтовых вод понизился и началась минерализация торфа.
В приподнятой части Неманской низменности, в долинах рек Инструча и Преголи, а также на территории Гусевской древнеозерной впадины сформировались аллювиальные глубокодерновые почвы.
Согласно данным валового химического состава, в профиле аллювиально-луговой почвы отсутствует дифференциация. Различие наблюдается лишь в нижнем торфяном горизонте, где отмечается относительно высокое для торфа содержание кремнезема и полуторных окислов.
Верхний гумусовый горизонт хорошо окультурен, довольно богат основаниями, фосфором и калием. В профиле этих почв имеются прослойки аллювия, различающиеся по гранулометрическому составу и агрохимическим показателям. Подстилающий торф характеризуется высокой зольностью, кислой реакцией среды, сравнительно низкой насыщенностью основаниями и слабой обеспеченностью фосфором и калием.
Характерной особенностью агрохимических свойств аллювиальных почв является высокое содержание фосфора и калия и значительно меньше — обменной кислотности и степени насыщенности основаниями.
Несмотря на благоприятные климатические условия для образования болот, торфяные почвы на территории области менее распространены по сравнению с другими областями лесной зоны РФ и занимают площадь 40,4 тыс. га, или 5,1% сельхозугодий. Это объясняется, прежде всего, наличием широко развитой густой сети мелиоративных сооружений.
Торфяные почвы распространены преимущественно на территории Неманской низменности, вдоль берегов Куршского и Калининградского заливов, в речных долинах, а также на Земландском полуострове. Эти почвы подвергаются длительному переувлажнению и осушаются польдерными системами, включающими защитные дамбы, насосные станции, шлюзы, сеть открытых канав и магистральных каналов.
Осушаемые торфяные почвы характеризуются специфическим валовым химическим составом. Для них характерна высокая зольность, значительное содержание оксидов алюминия, железа, кальция и марганца при очень низком количестве общего и подвижного фосфора, неравномерное изменение зольности и содержания оксидов по профилю, что свидетельствует о значительном участии аллювиальных процессов в их формировании.
Основные статистические параметры агрохимических свойств торфяных почв. Относительными особенностями этих почв являются сравнительно высокое содержание органического вещества, слабокислая реакция среды, хорошая обеспеченность элементами питания, в частности подвижным фосфором и обменным калием, неравномерное изменение агрохимических показателей по профилю.
Изучению почв области посвящены работы многих исследователей. История освоения земель Восточной Пруссии широко представлена в работах Альтгаузена Л. (1896), Верша В. (1912), Ринделя А. (1910), закономерности и условия почвообразования изучены Завалишиным А. А., Надеждиным Б. В. (1954, 1961), агрохимические свойства почв рассмотрены в работах Важенина И. Г., Беляковой В. И. (1959), Панасина В. И. (1970, 1974).
В результате научных исследований почвенной экспедицией Почвенного института АН СССР и работы Завалишина А. А., Надеждина Б. В. (1961), проведенных на территории области, выделено более 80 разновидностей почв, которые могут быть сгруппированы по ряду основных признаков в 6 групп с учетом их генезиса, характера почвообразовательного процесса, географического распространения, гранулометрического состава и других признаков.
В первую группу включены дерново-подзолистые тяжелосуглинистые и глинистые почвы, имеющие в большинстве случаев слабое или сильное оглеение в нижней части профиля. Это почвы, сформировавшиеся на породах тяжелого гранулометрического состава, представленны тяжелыми моренными суглинками, карбонатными глинами, валунными и безвалунными водно-ледниковыми суглинками.
Вторую группу образуют дерново-подзолистые среднесуглинистые почвы, залегающие на водно-ледниковых средних и легких суглинках или двучленных отложениях в виде подстилающей породы среднего или тяжелого гранулометрического состава, прикрытой более легким наносом.
Третья группа представлена дерново-подзолистыми легкосуглинистыми почвами на разных почвообразующих — ледниковых средних и тяжелых суглинках, двучленных отложениях и карбонатных супесях, а также на легких суглинках.
К четвертой группе относятся дерново-подзолистые песчаные и супесчаные почвы, расположенные преимущественно в долинах и на верхних террасах рек, а также на берегах заливов и Балтийского моря. Это почвы, залегающие на водно-ледниковых супесях и песках, в ряде мест — на двучленных отложениях. По сравнению с глинистыми и суглинистыми почвами в песчаных и супесчаных почвах в меньшей степени проявляются признаки оглеения.
В пятую группу вошли дерновые глеевые и аллювиальные почвы материковых и пойменных лугов. Почвы этой группы характеризуются большим разнообразием почвенных разновидностей. Сюда включены дерновые глеевые и глееватые почвы на карбонатных суглинках и глинах, аллювиальные и дерновые на суглинистом или песчаном аллювии и аллювиальные почвы на погребенном торфе.
Шестую группу образуют осушаемые торфяные почвы, подстилаемые древнеаллювиальными наносами, представленными иловатыми сизыми глинами и сортированными песками, залегающими на тяжелых и средних суглинках.
Характерными особенностями этих почв являются относительно высокая зольность торфа и неравномерное, слоистое изменение ее по профилю, что также свидетельствует о специфичности формирования этих почв под влиянием аллювиальных наносов.