Особенности черноземов

Строение профиля черноземов. Профиль типичных черноземов имеет следующее строение:

А_о – степной войлок (1-3 см), остатки травянистой растительности;

А – гумусовый горизонт, однородной насыщенной черной или темно-серой окраски, структура зернистая, комковато-зернистая, насыщен корнями растений;

В₁ – гумусовый переходный горизонт с неравномерной черновато- бурой окраской, комковато-зернистый;

В2 – переходный горизонт, неоднороден по окраске, с преобладанием бурых тонов. Встречаются языки и затеки гумуса, гумусовые пятна. Интенсивно перерыт землероющими животными, присутствуют кротовины и червороины. В нижней части присутствуют карбонатные новообразования в виде карбонатной плесени, прожилок, псевдомицелия.

ВС (В_к) – переходный к породе, карбонатно-иллювиальный с обилием конкреционных новообразований извести в виде белоглазки, журавчиков и др. Общее накопление CaCO₃ достигает 10-14 %, с глубиной количество извести уменьшается до стабильных значений, характерных для материнской породы. Структура обычно призматическая;

С – почвообразующая порода.

В строении профиля всех подтипов черноземов имеются общие признаки, характерные для черноземного типа. Первый признак — в профиле черноземов выделяют мощный темноокрашённый гумусовый слой (от 50 до 100 см); у некоторых видов черноземов он может достигать 150— 200 см.

Второй признак, характерный для строения черноземов,— слабая дифференциация профиля на генетические горизонты. Мощный гумусовый слой постепенно переходит в почвообразующую породу. Однако гумусовый слой на всем протяжении имеет неодинаковую окраску, поэтому его подразделяют на несколько горизонтов: гумусовый черного или темно-серого цвета и переходный гумусовый. Мощность горизонтов A+B₁ составляет общую мощность гумусового слоя.

У черноземов оподзоленных и выщелоченных ниже В₂ залегает иллювиальный горизонт В₃, выщелоченный (т.е. вымытый) от карбонатов, постепенно переходящий в почвообразующую породу С, в которой на глубине 130—150 см находится скопление карбонатов в виде известковых трубочек и журавчиков.

Черноземы оподзоленные имеют в гумусовом слое признаки оподзоливания в виде кремнеземистой присыпки (SiO₂) по граням структурных отдельностей (в B₁). Кремнеземистая присыпка — главный отличительный морфологический признак оподзоленных черноземов, она придает профилю пепельный оттенок.

У черноземов типичных, обыкновенных и южных ниже гумусового слоя и горизонта В₂ выделяется горизонт максимального скопления карбонатов — карбонатно-иллювиальный В_к, постепенно переходящий в почвообразующую породу С.

Третий признак, свойственный профилю черноземов — наличие зернистой (в целинных черноземах) и зернисто-комковатой структуры в верхней части гумусового слоя, переходящей затем в нижней части в крупнокомковатую.

В профиле целинных черноземов выше поверхности почвы обычно еще выделяют слой степного войлока А₀ (наземная масса отмерших растений). На пахотных почвах выделяют пахотный слой А_пах (верхняя часть горизонта А).

У чернозема южного мощность гумусового горизонта сокращается до 25 см, карбонаты присутствуют уже в гумусовом горизонте. Внизу профиля в нижней части горизонта ВС часто содержатся мелкие новообразования гипса и легкорастворимых солей.

Черноземы Западной Сибири отличаются от равных им подтипов европейской части маломощностью, большей гумусностью и сильной языковатостью, что связано с их глубоким промерзанием. Иллювиальные горизонты этих черноземов обладают уплотненностью (признак солонцеватости).

Состав и свойства черноземов. Черноземы содержат гумуса от 4—9 до 10—13% и более. Запасы его составляют от 270 до 750 т на 1 га. По профилю почв он убывает постепенно. В гумусе черноземов преобладают гуминовые кислоты на фульвокислотами в отношении 1,5 - 2, они преимущественно связаны с кальцием. Черноземные почвы среди других почв выделяются высоким потенциальным запасом элементов питания и особенно азота. Содержание последнего в черноземах колеблется от 0,2 до 0,5%, Р₂О₅—от 0,15 до 0,30 % и К₂О — от 2,0-2,5%.

В процессе почвообразования в черноземных почвах не происходит изменений механического и минералогического состава. Суглинистый механический состав и высокое содержание гумуса обусловливают высокую емкость поглощения— 30-70 мг-экв. на 100 г почвы. В составе обменных катионов преобладает кальций (более 80% от суммы) и магний (<20%). Однако в северных черноземах (оподзоленных и выщелоченных) в состав обменных катионов входит небольшое количество водорода, а в южных черноземах встречается натрий. Степень насыщенности черноземных почв основаниями достигает 85—100%. Для гумусовых горизонтов черноземов характерна благоприятная реакция: рН водной вытяжки составляет 6,0—7,5 и только в горизонтах скопления карбонатов (В_к) реакция слабощелочная: рН = 7,5—8,5.

Мощный гумусовый слой с хорошо выраженной водопрочной зернисто-комковатой структурой обусловливает благоприятные физические и водно-воздушные свойства черноземов. В верхней части гумусовых горизонтов объемная масса почвы не превышает 1-1,2 г/см³, что определяется их рыхлым сложением. В нижних горизонтах (иллювиальном выщелоченном и карбонатном) объемная масса почвы увеличивается до 1,3-1,5 г/см³. Гумусовые горизонты черноземов обладают благоприятной пористостью, равной 50—60%; в нижних горизонтах она снижается до 40-45%.

Черноземы обладают высокой водопроницаемостью и влагоемкостью, а также хорошей аэрацией. Они способны удержать в слое 0-150 см до 500 мм влаги, то есть все годовое количество осадков.

Сельскохозяйственное использование. Зона черноземных почв является зоной старой земледельческой культуры. Издавна здесь возделывают зерновые, технические, масличные культуры, широко развито животноводство и плодоводство. О степени сельскохозяйст­венного использования почв зоны можно судить по следующим данным: пашня занимает 63%, сенокосы—6,8, пастбища и выгоны —13,7%, леса и кустарники—3,2%, остальную часть площади — неудобные и занятые земли (по Н. Н. Розову).

Основная задача при интенсивном использовании черноземных почв — сохранение и повышение их плодородия. Главными мероприятиями в повышении эффективного плодородия черноземных почв являются накопление влаги и правильное ее использование (агротехнические приемы, снегозадержание, орошение и др.), предохранение почв от эрозии и ббрьба с ней.

Черноземные почвы обладают высоким потенциальном плодородием, но в доступных формах они содержат немного элементов питания, поэтому отзывчивы на применение минеральных удобрений и в первую очередь фосфорных. Эффективны также азотные удобрения, особенно в виде весенних подкормок озимых; на калийные удобрения лучше отзываются технические культуры и масличные (подсолнечник). Наиболее эффективны минеральные удобрения на черноземах лесостепи при более благоприятном водном режиме.

Контрольные вопросы

1. Каковы районы распространения черноземных почв?

2. Охарактеризовать условия почвообразования зоны?

3.Как классифицируются черноземы?

4. Назвать подтипы черноземов и дать им характеристику.

5. Каковы основные проблемы использования и охраны черноземов?

Литература

1.Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения.- М., 2007. С.–С. 160, 339-351.

2. Геннадиев А.Н., Глазовская М.А. География почв с основами почвоведения.- М., 2007.- С.187-231.

3. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвоведение: Учебник для вузов. – Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2007. – 496 с.

3.5.ПОЧВЫ ЗОНЫ СУХИХ И ПУСТЫННЫХ СТЕПЕЙ

Каштановые почвы сухих степей

К югу от черноземных степей простираются сухие степи. Основной зональный тип почв в зоне сухих степей — каштановые. Данные почвы распространены на юге Молдавии и Украины, по побережью Черного и Азовского морей, в Восточном Предкавказье, в Среднем и Нижнем Поволжье. Казахстане, южной части Западной Сибири; отдельными массивами каштановые почвы встречаются в Средней Сибири (Минусинская впадина, Тувинская котловина) и Забайкалье. Встречается сухая степь на севере Испании и на западе США. Наряду с каштановыми почвами, в зоне сухих степей широко распространены засоленные почвы, которые в комплексе с каштановыми солонцеватыми составляют 30% площади зоны.

Климат. Зона сухих степей характеризуется засушливым континентальным климатом, с продолжительным летом и холодной малоснежной зимой. Средняя годовая температура изменяется от 9° С на западе европейской части до 2—3°С на востоке азиатской части страны. Вегетационный период продолжается 170—220 дней. Сумма температур выше 10° С колеблется от 3500° С на западе до 1600° С на востоке. Количество выпадающих осадков уменьшается с севера на юг (от 350 до 250 мм) и с запада на восток (от 300 до 200 мм). Осадки имеют летний максимум. Испаряемость в зоне превышает количество выпадающих осадков в 3—4 раза. Часто наблюдаются засухи с суховеями.

Рельеф и почвообразующие породы. На большей части территории зоны рельеф равнинный (Заволжская сыртовая равнина, Прикаспийская низменность и др.), но встречаются и возвышенности (Тургайская и Казахский мелкосопочник). В равнинной части сильно развит микрорельеф, что оказывает влияние на комплексность почвенного покрова.

Почвообразующие породы разнообразны по происхождению и составу. В европейской части преобладают лессовидные желто-бурые суглинки, в Прикаспийской низменности — пески и суглинки, которые подстилаются морскими засоленными отложениями (шоколадными глинами). Большинство почвообразующих пород зоны карбонатны, многие засолены или подстилаются засоленными породами, что также оказывает влияние на комплексность почвенного покрова.

Растительность. Для сухой степи характерна периодичность вегетации растений: растения произрастают ранней весной и осенью, летом степь «выгорает», вегетация прекращается из-за недостатка влаги. Одна из особенностей растительного покрова — его изреженность, растения покрывают поверхность почвы всего на 50—70%. Травянистый покров представлен преимущественно низкостебельными плотнодерновинными злаками - типчаком, тонконогом, ковылями; к югу увеличивается видовой состав полыней. Много встречается эфемеров.

Происхождение каштановых почв. Образование каштановых почв происходит под воздействием дернового процесса, который несколько ослабленно проявляется в условиях сухой степи. Здесь ежегодно создается небольшая масса органических остатков — от 40 до 80 ц на 1 га, в биомассе преобладают остатки корней. В биологический круговорот вовлекается 250—450 кг зольных элементов и азота на 1 га, в 2—3 раза меньше, чем на черноземах.

Процессы разложения и гумификации органических остатков происходят преимущественно в весенний период, в условиях нейтральной и щелочной реакции почвы. В составе гумусовых веществ преобладают гуминовые кислоты. Гумусовые вещества закрепляются основаниями в верхних горизонтах почвы. В условиях сухой степи на дерновый процесс накладывается солонцовый процесс, что является одной из главных особенностей процесса почвообразования. Развитие солонцеватости связано с избытком натриевых солей в почвенном растворе.

Классификация и строение профиля каштановых почв. Каштановые почвы делят на три подтипа: темно-каштановые с содержанием гумуса 4—5% и мощностью гумусовых горизонтов (A+B₁) 35—45 см; каштановые — гумуса 3—4%, мощность гумусовых горизонтов A+B₁ равно 30—40 см и светло-каштановые — гумуса 2-3%, A+B₁ составляет 25— 35 см.

Близость залегания карбонатов и солонцеватость в профиле почв увеличиваются от темно-каштановых к светло-каштановым почвам.

В профиле каштановых почв четко выделяются генетические горизонты:

A_д —дернина (целинные почвы);

А—гумусовый каштанового цвета, комковатой структуры, мощно­стью 18—22 см (в пахотных почвах — А_пах мощностью 20—22 см);

B₁ — гумусовый переходный;

В₂ — горизонт гумусовых затеков;

В_к горизонт максимального скопления карбонатов на глубине 50—60 см (преимущественно в виде «белоглазки»);

С — почвообразующая порода с пятнами карбонатов и гипса. Солонцеватость в почвах морфологически проявляется в виде призмовидной и столбчатой структуры, в уплотненности сложения и интенсивности бурой окраски.

Состав и свойства каштановых почв. В несолонцеватых почвах гранулометрический состав по профилю мало изменяется, илистая фракция распределена по горизонтам равномерно. Лучшими агропроизводственными свойствами обладают темно-каштановые почвы, которые формируются в северной, более увлажненной части зоны. Суглинистые разновидности каштановых почв содержат больше гумуса, элементов питания, у них выше емкость поглощения, но, как правило, они обладают большей степенью солонцеватости и карбонатности. Каштановые песчаные и супесчаные почвы несолонцеваты или слабосолонцеваты.

В горизонте А темно-каштановых суглинистых почв содержится 4—5% гумуса, 0,25—0,35 азота, 0,1—0,2 фосфора и 1—2% калия. Качественный состав гумуса характеризуется преобладанием гуминовых кислот над фульвокислотами. Содержание гумуса по профилю уменьшается постепенно. Величина емкости поглощения составляет 30—35 мг-экв. на 100 г почвы. Емкость поглощения, содержание гумуса и валовых форм азота, фосфора, калия уменьшаются от темно-каштановых почв к каштановым и светло-каштановым, а внутри подтипа — от суглинистых разновидностей к супесчаным и песчаным.

Каштановые почвы относятся к почвам, насыщенным основаниями, в почвенно-поглощающем комплексе содержатся кальций, магний и натрий. По содержанию обменного натрия определяют степень их солонцеватости.

Верхние горизонты каштановых почв имеют слабо­щелочную реакцию (рН водной вытяжки 7,2—7,3), в нижних горизонтах щелочность увеличивается. Количество элементов питания в доступных формах колеблется в широких пределах и составляет на 100 г почвы от 5 до 20 мг Р₂0₅ и от 10 до 40 мг К₂О.

Физические свойства каштановых несолонцеватых почв вполне удовлетворительны. Водно-физические свойства солонцеватых почв резко ухудшаются. Лучшими по физическим свойствам и увлажнению являются почвы с легким механическим составом.

Сельскохозяйственное использование. Сухие степи — это зона зернового хозяйства и значительно развитого животноводства. В подзонах темно-каштановых и каштановых почв структура земельных угодий следующая: пашня составляет 30,9%, сенокосы—4,4%, пастбища и выгоны — 51,5%, неудобные и занятые земли —13,2%. До освоения целинных земель пашня в этой золе составляла небольшой процент. В южной части на светло-каштановых почвах по прежнему основной отраслью является пастбищное животноводство.

Возделывание зерновых, подсолнечника, бахчевых культур и других сосредоточено преимущественно на темно-каштановых и каштановых (с орошением) почвах. Получение устойчивых урожаев возможно при условии сохранения и накопления влаги путем снегозадержания, полезащитного лесоразведения, применения рациональной системы обработки почвы и поливов. Каштановые почвы нуждаются в минеральных удобре­ниях, особенно в фосфорных и азотных, и отзывчивы на их внесение. Эффективность минеральных удобрений в наибольшей степени проявляется во влажные годы и при орошении. На каштановых почвах с высокой степенью солонцеватости необходимо проводить химическую мелиорацию — гипсование.

В зоне сухих степей сильно проявляется ветровая эрозия, особенно в районах массовой распашки земель. Для предупреждения ветровой эрозии необходимо проводить комплекс агромероприятий, включающий обработку почвы с оставлением стерни на поверхности, полосное земледелие, посев кулис, введение специальных противоэрозионных севооборотов с посевом многолетних трав, посадку полезащитных лесных полос и т.д.

При освоении новых земель необходимо учитывать их агропроизводственные свойства: содержание гумуса, мощность гумусовых горизонтов, механический состав, солонцеватость и др.