Классификация, диагностика и свойства чернозёмов

 

Черноземы степей России по биоклиматическим особенностям разделяются на четыре фации; для некоторых специфичны экологические особенности земледельческого использования (табл. 2).

Таблица 2 - Биоклиматическая оценка фаций черноземов по экологическим особенностям земледельческого использования

Фация	Основные направления земледельческого использования
Южноевропейская.	Благоприятные условия для возделывания озимых и яровых хлебов, подсолнечника, сахарной свеклы, плодовых культур. Возможна промышленная культура укрывного винограда
Восточноевропейская	Благоприятные условия для озимых и яровых хлебов, сахарной свеклы, садов. Менее оптимальны для кукурузы и подсолнечника. Исключается промышленная культура винограда
Западносибирская	Исключаются из возделывания озимые хлеба, кукуруза, подсолнечник. Оптимальные условия для картофеля, яровых хлебов. Для садов условия неблагоприятные
Восточносибирская	Возможны яровые хлеба, картофель. Сады исключаются

чернозём почва почвообразование

Черноземы южно-европейской фации характеризуются как почвы очень теплые, кратковременно и периодически промерзающие только в верхнем горизонте. Значительная толща чернозема в течение зимнего периода пребывает в активном состоянии. Это отличает их от всех других черноземов России. Территориально черноземы южно-европейской фации распространены в Краснодарском и Ставропольском краях, в Кабардино-Балкарии, Чечне, Ингушетии, Северной Осетии, на юго-западе Калмыкии и на юго-западе Ростовской области. За рубежом подобные черноземы встречаются в Молдавии, Румынии, Болгарии и Венгрии.

Важнейшим фациальным генетическим признаком черноземов южно-европейской фации является внутрипочвенное оглиниванне. В процессе почвообразования почвенная масса становится более глинистой, чем исходная материнская порода. Оглинивание генетически сближает южно европейские черноземы с умеренно-влажными почвами субтропического ряда. Необходимо отметить еще одну также субтропическую экологическую особенность черноземов: на них возможна промышленная культура типично субтропического растения - винограда, чего практически нет на черноземах других фаций.

Фациальность черноземов проявляется в неоднородности их кар бонатного профиля. Южноевропейская фация черноземов отличается повышенной карбонатностью. Известь присутствует уже в гумусовых горизонтах. Гумусовый профиль мицелярно-карбонатный, а содержание СаСО₃ в горизонте А+АВ является четким подтиповым диагностом при классификации черноземов этой фации.

По экологическим особенностям и потенциальному плодородию черноземы Предкавказья по праву считаются первыми в мире и превосходят черноземовидные почвы североамериканских прерий (бруниземы).

Черноземы восточноевропейской фации, находящиеся в центральных областях европейской России (ЦЧО), Поволжье, на Украине и Северном Казахстане, относят к теплым промерзающим. В зимний период они пребывают в состоянии мерзлотного покоя. Главные фациальные черты характеризуются тем, что в сравнении с почвами южно-европейской фации они менее мощные и более гумусированные; миграционно-мицелярные новообразования карбонатов, как правило, отсутствуют, а горизонт белоглазки выражен четко и резко; оглинивание профиля не фиксируется, что связано с меньшей биологической активностью, из-за более холодного климата и большего периода промерзания зимой.

Специфика черноземов сибирских фаций определяется прежде всего термическими особенностями климата. Суровая зима, глубокое промерзание и позднее оттаивание, часто длительно сохраняющийся на глубине 2-3 м мерзлый слой, сокращенный вегетационный период приводят к тому, что активные биологические процессы протекают сравнительно короткое время и затрагивают небольшой почвенный слой.

Несмотря на краткость вегетационного периода растительные остатки разлагаются полно, так как совпадение периодов наиболее высоких температур и наибольшего увлажнения способствует весьма активной микробиологической деятельности. Низкие зимние температуры благоприятствуют консервации гумуса и приводят к высокому его накоплению (8-12%) в гумусовом горизонте небольшой мощности. Состав гумуса гуматно-кальциевый; часто наблюдается повышенное содержание нерастворимого остатка. Для черноземов этой фации характерно наличие глубоких языков и карманов у нижней границы гумусового горизонта, проникающих иногда до глубины 100-150 ем. Образование их связано с морозобойными трещинами, засыпанными материалом гумусовых горизонтов.

Другая особенность профиля черноземов этой фации, за исключением наиболее аридных форм, - глубинное оглеение, связанное с временным повышенным увлажнением в нижней части профиля, обусловленным наличием здесь длительно-сезонномерзлого слоя. В черноземах сибирских фаций горизонт гипса и легкорастворимых солей, как правило, отсутствует.

В пределах каждой фации тип чернозема разделяется на подтипы: оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные, за исключением восточносибирских длительно промерзающих черноземов, где подтипы оподзоленных и типичных черноземов не фиксируются.

Фациальная специфика подтипов черноземов показана в табл. 3и на рис. 1и 2.

Таблица 3 - Фациальная специфика подтипов черноземов

Фации
Восточноевропейская	Южноевропейская
Черноземы оподзоленные Профиль:
A1+A1A2+ABi+B+CCa	A1+A1A2+ABi+BCa+CCa
Типична элювиально-иллювиальная дифференциация минеральной массы. Обязательна кремнеземистая присыпка на структурных агрегатах
Типичен безгумусовый и безкарбонатный горизонт. В между гумусовым профилем А+АВ и иллювиальным карбонатным горизонтом СCa	Безгумусовый горизонт В отсутствует: карбонаты присутствуют сразу ниже гумусового горизонта в ВСа
Черноземы выщелоченные Генетический профиль:
А+АВi+В+ССа	А+АВ+ ВСа +ССа
Характерна элювиально-иллювиальная дифференциация минеральной массы (горизонт Вi). Между гумусовым горизонтом А+АВ обязателен безгумусовый и безкарбонатный горизонт В. Преобладают среднемощные и мощные черноземы с содержанием гумуса 5-6%. Легкорастворимые соли и гипс в профиле отсутствуют	Дифференциация минеральной массы отсутствует. Безгумусовый и безкарбонатный горизонт В отсутствует: вскипание начинается в нижней части гумусового профиля. Преобладают сверхмощные черноземы с содержанием гумуса около 4%. Легкорастворимые соли и гипс в профиле отсутствуют
Черноземы типичные  Генетический профиль:
А+АВ+ ВСа +ССа	А+АВ+ВСа+ССа
Преобладают мощные черноземы с содержанием гумуса 5-8%. Легкорастворимые соли и гипс в профиле отсутствуют	Преобладают сверхмощные черноземы с содержанием гумуса около 4%. Легкорастворимые соли и гипс в профиле отсутствуют
Черноземы обыкновенные Генетический профиль:
А+АВ+ ВСа +CCa+Cs	А+АВ+ ВСа +CCa+(Cs)
Преобладают мощные и среднемощные черноземы с содержанием гумуса 5-6%. Вскипание от HCL начинается в горизонте АВ. Иллювиальный горизонт гипса и легкорастворимых солей Cs типичен	Преобладают мощные и сверхмощные черноземы с содержанием гумуса» 4%. Вскипание от НСl начинается с поверхности почвы. Иллювиальный горизонт гипса и легкорастворимых солей не типичен
Черноземы южные Генетический профиль:
А+АВ+ ВСа +CCa+Cs	А+АВ+ ВСа +CCa+(Cs)
Преобладают среднемощные черноземы (А+АВ около 60 см) с темно-серой окраской профиля и содержанием гумуса 4-5%. Гипсовый горизонт типичен. Вскипание от НСl в средней части профиля, а у распахиваемых почв часто с поверхности	Преобладают мощные черноземы (А+АВ - 90-100 см) с каштановой окраской профиля и содержанием гу- муса около 2,5-3,0%. Гипсовый горизонт не типичен. Вскипание от HCl c поверхности почвы

 

Рис. 1 - Строение черноземов восточноевропейской фации: 1 - оподзоленный; 2 - выщелоченный; 3 - типичный; 4 - обыкновенный; 5 - южный

Рис. 2. Строение черноземов южноевропейской фации: 1 - чернозем обыкновенный (карбонатный); 2 - чернозем типичный; 3 - чернозем выщелоченный; 4 - черноземно-луговая почва

 

Согласно Классификации почв, тип черноземы подразделяется на подтипы: с севера на юг формируются черноземы оподзоленные, выщелоченные и типичные в лесостепной зоне и обыкновенные и южные – в степной. Внутри подтипов выделяются роды:

1) обычные;

2) глубоковскипающие;

3) карбонатные;

4) остаточно карбонатные;

5) солонцеватые;

6) осолоделые;

7) щельные.

На виды почвы делят по мощности гумусового горизонта, по содержанию гумуса, по степени выщелоченности.

Оподзоленные черноземы имеют мощность гумусового горизонта (А+АВ) от 30 - 50 см (холодная среднесибирская фация) до 70 - 100 см (теплая южноевропейская фация). Горизонт А темно-серый, зернистый. В горизонте АВ наблюдается седоватый оттенок. В горизонте В1, имеющем ореховатую или ореховато-призматическую структуру, на гранях отдельностей отмечаются коричневые пленки, гумусовые примазки, кремнеземистая присыпка. Вскипание с глубины 130 - 150 см, иногда с выделением горизонта ВСк, карбонатные новообразования в виде известковых трубочек, журавчиков, дутиков.

Выщелоченные черноземы. Горизонт (А+АВ) от 30 - 50 см (холодная восточносибирская фация) до 80 - 150 см (теплая фация). Горизонт А темно-серый, комковато-зернистый, кремнеземистая присыпка отсутствует. Горизонт АВ отличается буроватым оттенком. Под ним залегает уплотненный буроватый бескарбонатный горизонт В (20 - 50 см) с гумусовыми затеками, примазками и пленками, комковато-ореховатый или комковато-призматический. ВСК - иллювиально-карбонатный горизонт, уплотненный, с выцветами, прожилками, журавчиками карбонатов. СК - палевая карбонатная порода.

Эти почвы разделены на виды: слабовыщелоченные, средневыщелоченные, сильновыщелоченные.

Типичные черноземы характеризуются большой мощностью гумусового слоя – от 50 - 70 см (холодная фация) до 100 - 190 см (теплая фация). Горизонт А черный или серовато-черный, зернистый; АВ – темно-серый с буроватым оттенком. Ниже залегает серовато-бурый иллювиально-карбонатный горизонт Вк с языками и затеками гумуса, комковато-призматический, с карбонатами в виде мицелия, журавчиков. Горизонт ВСк – палево-бурый, со значительным количеством карбонатных прожилок и журавчиков. Гипс и легкорастворимые соли отсутствуют. В почвах много кротовин.

Обыкновенные черноземы имеют меньшую мощность гумусового слоя – от 35–45 см (холодная восточносибирская фация) до 80–120 см (редко 140 см) (теплая фация), буроватый оттенок на темно-сером фоне и комковатую структуру горизонта АВ. Горизонт гумусовых затеков часто совпадает с карбонатным горизонтом Вк, и его структура призматическая. Карбонаты представлены пятнами белоглазки (в горизонте Вк) и прожилок (в горизонте АВ). Иногда на глубине 200–300 см выделяются легкорастворимые соли и гипс. В профиле почв много кротовин.

Морфологической особенностью обыкновенных, а также южных черноземов, отличающей их от черноземов лесостепи, является характер выделения карбонатов в форме белоглазки.

В подтипе обыкновенных черноземов преобладают среднегумусные среднемощные черноземы; встречаются солонцеватые, солонцевато-солончаковатые и осолоделые.

Южные черноземы имеют небольшой гумусовый слой – от 25–30 до 70–80 см. Горизонт А темно-серый с коричневатым оттенком, комковатый и зернисто-комковатый; горизонт АВ буровато-темно-серый, ореховато-комковатый, уплотненный. Ниже залегает карбонатный горизонт, бурый с потеками гумуса, уплотненный, ореховато-призматический, содержащий мицелий, выцветы, мучнистые выделения карбонатов. ВСк – буровато-палевый иллювиально-карбонатный, уплотненный, призматический, с большим количеством белоглазки. С – палевая карбонатная порода; на глубине 150–200 см встречаются выделения гипса, а с 200–300 см могут отмечаться и легкорастворимые соли. В профиле почв наблюдаются кротовины.

Морфологической особенностью южных черноземов является укороченный гумусовый профиль, высокое положение линии вскипания и выделение карбонатов в форме белоглазки.

Среди южных черноземов преобладают малогумусные среднемощные. Осолонцевание и солончаковатость проявляются у южных черноземов чаще.

Особо выделены предкавказские черноземы, имеющие с поверхности темно-серую с коричневатым оттенком окраску, мощный гумусовый слой (120–150 см и более) и вскипающие в горизонте А.

Для черноземов Предкавказья характерны интенсивный биологический круговорот, большая перерытость профиля, периодическое промывание профиля. Эти почвы отличаются большой мощностью гумусового горизонта при невысоком содержании гумуса (менее 8 %), отсутствием легкорастворимых солей и гипса, обильной карбонатностью в виде налетов, паутинок, жилок в верхних горизонтах и мицеллярных форм в нижних. Последние свидетельствуют о миграции, сезонной пульсации их в почвах. Эти почвы называют мицеллярно-карбонатными.

В черноземах азиатской части России в связи с более сухим и холодным климатом мощность гумусового горизонта меньше, а гумуса содержится больше (7–12 %); профиль промыт от легкорастворимых солей лишь в лесостепи, тогда как в степях на глубине ниже 2 м наблюдаются новообразования гипса.

Для черноземов Западной Сибири характерны глубокие потеки гумуса по трещинам, высокое содержание гумуса (до 10–14%) с быстрым уменьшением его количества с глубиной, а также присутствие гипса в степных почвах.

В Восточной Сибири биологический круговорот элементов подавлен низкими температурами вследствие чего содержание гумуса в почвах невелико (4–9 %), мощность гумусового горизонта незначительная. В почвах мало карбонатов или они отсутствуют.

Свойства. Гранулометрический состав почв колеблется от супесчаного до глинистого с преобладанием суглинистого. Общая особенность черноземов – отсутствие заметных изменений гранулометрического состава при почвообразовании, лишь в оподзоленных и в некоторой степени в выщелоченных подтипах увеличивается содержание ила вниз по профилю. Во всех почвах по сравнению с почвообразующей породой профиль обогащается илом.

Черноземы – рыхлые, высоковлагоемкие почвы с хорошей водопроницаемостью. В структурно-агрегатном составе преобладают агрегаты зернистой формы. Эти особенности в наибольшей степени проявляются у типичных, выщелоченных и обыкновенных черноземов. Оподзоленные и южные содержат меньше водопрочных агрегатов. Черноземы характеризуются высоким содержанием гумуса в горизонте А, которое постепенно уменьшается с глубиной, за исключением почв Восточной Сибири. В составе гумуса горизонтов А и АВ преобладают черные гуминовые кислоты, связанные с кальцием.

Наибольшие запасы гумуса имеют типичные или выщелоченные черноземы Восточно-Европейской фации и наименьшие – черноземы Восточносибирской фации.

Реакция почвенного раствора слабокислая или близкая к нейтральной в гумусовых горизонтах выщелоченных и оподзоленных черноземов или нейтральная и слабощелочная в других подтипах. В нижних горизонтах реакция почв слабощелочная, реже щелочная.

Почвы обладают высокой емкостью катионного обмена (45–70 мг-экв/100г почвы), насыщенностью ППК основаниями, высокой буферностью. В составе обменных катионов доминирует Са2+, затем Mg2+. В оподзоленных и выщелоченных черноземах в почвенном поглощающем комплексе присутствует Н+. В обыкновенных и южных черноземах в ППК, кроме Са2+, присутствует Na+, увеличивается содержание Mg2+. Почвы характеризуются значительным валовым содержанием питательных веществ. Так, в типичных тяжелосуглинистых черноземах количество азота достигает 0,4–0,5 % (10–15 т/га), фосфора – 0,15–0,35 %. Наиболее благоприятный пищевой режим для культурных растений создается в хорошо окультуренных черноземах.