Биоценозы чернозёмных степей

Курсовая работа

на тему: "Генезис чернозёма"

 

Сибай – 2008

Содержание

 

Введение

1. Условия почвообразования

2. Почвообразующие породы

3. Биоценозы чернозёмных степей

4. Генезис и строение чернозёмов

5. Классификация, диагностика и свойства чернозёмов

6. Валовой состав и карбонатный профиль черноземов

7. Лугово-чернозёмные почвы

8. Горные чернозёмы

9. Использование чернозёмов

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

 

Введение

 

Почва является сложнейшей биокосной системой, образовавшейся в результате тесного взаимодействия природных факторов во времени. Оставаясь основным и незаменимым средством сельскохозяйственного производства, почва в тоже время выступает и как один из основных компонентов биогеоценоза, а следовательно, и биосферы в целом. В результате сельскохозяйственного использования в почве происходят глубокие, а порой необратимые процессы, переводящие почвенную среду в иное качественное состояние. Находясь в неразрывном единстве с другими компонентами экосистемы, антропогенно преобразованная почва меняет свои связи и соотношения с ними. Важно и необходимо знать, в каком направлении идут современные эволюционные процессы в почвах.

Почвенным эталоном, наиболее ярко и полно отражающим факторы почвообразования и свойства почв является чернозем. Основные массивы чернозёмов находятся в Венгрии, Болгарии, Румынии, Молдове, на Украине, в центральных областях европейской части России, Поволжье, Северном Кавказе, Западной Сибири и Северном Казахстане. В России и в Украине сосредоточено около 50% мирового распространения этих почв. Эти почвы, занимая около 9% площади в пределах СНГ, составляют основу пахотного фонда (60%) и производства товарного зерна (80%), а также других видов сельскохозяйственной продукции.

Черноземы - наиболее плодородные почвы земледельческих районов страны. В.В. Докучаев называл их «царем почв», сравнивал с «никем не обогнанным арабским скакуном», утверждая, что чернозем для России дороже золота, каменного угля, нефти. И действительно, представить наше сельское хозяйство, основу жизни страны без черноземных почв невозможно. Большая широтная и меридиональная протяженность территории черноземных почв определяет значительную неоднородность ее природных условий.

Черноземы, несмотря на их природное совершенство, неизбежно эволюционируют под воздействием естественных и, особенно антропогенных факторов.

Цель настоящей работы заключается в изучении основных свойств и состава обыкновенных черноземов.

1. Условия почвообразования

 

В азиатской части почвы распространены на южной оконечности слабодренированной Западно-Сибирской равнины с развитым микрорельефом, в междуречьях Зауральского плато, на Приобском плато. Отдельные массивы черноземов встречаются на предгорных равнинах Алтая, в межгорных котловинах Забайкалья.

Почвообразующими породами в европейской части являются преимущественно лёссы, лёссовидные суглинки, реже глинистые отложения, красно-бурые песчано-глинистые суглинки и глины. В пределах Поволжья широко распространен щебнистый элюво-делювий коренных плотных пород, часто засоленный. Нередки засоленные суглинки и глины в Западной Сибири. В северных частях зоны встречаются покровные глины ледникового происхождения. Реже наблюдаются третичные глины, продукты выветривания различных горных пород. Лессы и лессовидные отложения весьма податливы процессам водной эрозии. Особенностью химического состава почвообразующих пород черноземной зоны является содержание в них карбонатов кальция и магния.

Растительность. К настоящему времени естественная растительность сохранилась частично. В европейской части России лесные участки представлены в основном дубом с липой, ясенем и кленом, в Западной и Восточной Сибири по колкам – березой с примесью осины и ивы. Остепненные луга и луговые степи отличаются высокой видовой насыщенностью и представлены разнотравно-злаковой густой растительностью.

В степной зоне с севера на юг выделяют разнотравно-типчаково-ковыльные и типчаково-ковыльные степи. С севера на юг травостой разреживается, уменьшается роль многолетних растений и увеличивается роль однолетних, снижается видовая насыщенность, увеличивается количество ксерофитов; наибольшее обилие ковылей наблюдается в южных степях. В Западной Сибири растительный покров однообразный, разнотравье немногочисленно. Задернованность почв составляет 60–88 %.

В Восточной Сибири ковылей меньше. В межгорных впадинах доминируют крупнополынные степи. На юго-востоке Забайкалья преобладают пионовые степи, в Даурии – пижмовые степи. На солонцах формируются группировки галофитов. Степи почти повсеместно распаханы.

Климат России характеризуется теплым летом и умеренно холодной зимой. В восточных областях зима холодная и суровая. Неоднородность климата проявляется в различной обеспеченности теплом в период вегетации, в зимних температурах и характере увлажнения. По мере движения с запада на восток уменьшается количество тепла, нарастает континентальность климата, снижается количество осадков. Это позволило разделить черноземы на отдельные фации (табл. 1).

Таблица 1 -Фациальные биоклиматические условия черноземообразования в России

Фация	Сумма активных температур. >10°С	Температура холодного месяца, °С	Глубина промерзания почвы, см	Годовая норма осадков, мм
Южноевропейская	3000-3600	-1...-5	0-40	400-660
Восточноевропейская	2000-3000	-7...-16	60-100	270-500
Западносибирская	1850-2300	-16...-18	150-170	300-360
Восточносибирская	1600-1800	-18...-20	300-250	300-400

 

Количество атмосферных осадков обеспечивает успешное произрастание травянистой растительности и ее высокую конкурентную способность по отношению к древесным растениям. Естественное увлажнение степной зоны обеспечивает успешное богарное (неорошаемое) земледелие, хотя в отдельные годы возможны засухи. Выпадающие осадки предопределяют периодически промывной водный режим почв, т. е. в отдельные влажные годы почва и кора выветривания промывается до грунтовых вод и освобождается от легкорастворимых солей и гипса. В годы с пониженным количеством осадков происходит промачивание почв только до определенной глубины без смыкания с грунтовыми водами. При таком водном режиме карбонаты остаются в почве и коре выветривания, так как их растворимость в воде незначительная, в то же время почвенногрунтовая толща часто освобождается от легкорастворимых солей и гипса. Карбонаты Са и Mg предопределяют нейтральную и слабощелочную реакции среды, и создает благоприятные условия для развития травянистой растительности. Содержание СаСО₃ в лессовидных отложениях 6 - 8%. Однако иногда встречаются и безкарбонатные глины и суглинки, на которых формируются своеобразные роды черноземов.

Температурные условия определяют периодичность биологической активности биогеоценозов. Характерен период зимнего покоя (2 - 5 месяцев). Наибольшая активность живого вещества наблюдается в мае. Весенне-летне-осенний период обеспечивает длительный период вегетации растений и обилие ежегодно синтезируемой биомассы. Однако среднесуточные летние температуры, не превышающие 20°С, зимний покой, ранневесенняя и позднеосенняя-прохладная погода не способствуют глубокому преобразованию минеральной части коры выветривания и почв, характерному для тропических и субтропических условий. Для степной зоны типично образование сиаллитной коры выветривания, обогащенной вторичными глинистыми минералами.

 

Почвообразующие породы

 

В пределах черноземных областей России почвы сформировались на разных по генезису и свойствам материнских породах, обладающих пестрым литологическим и гранулометрическим составом. Девонские, каменноугольные, меловые и юрские отложения в качестве почвообразующих пород встречаются чрезвычайно редко.

Несколько чаще в степной и лесостепной зонах в качестве почвообразующих пород выступают неогеновые глины. Для них характерны зеленовато-оливковый цвет, значительная карбонатность, призмовидная структура. Во влажном состоянии они становятся липкими, вязкими. Неогеновые глины содержат 60-80% физической глины и 45-55% ила.

Плотные глины неогена при близком залегании к поверхности создают геохимические барьеры на пути нисходящих потоков растворов, аккумулируют соли способствуют образованию солонцеватых почв, солонцов, солодей.

Также в качестве почвообразующих пород выступают продукты разрушения писчего мела. На глубине 70-100см мелкозернистый элювий переходит в грубый рухляк мела и глубже подстилается плотным писчим мелом. Элювий мела неоднороден по механическому составу и физико-химическим свойствам. Содержание физической глины в нем колеблется от 40-65%, крупной пыли - от 30-45%. Реакция среды щелочная (рН 7,8-8,4), карбонатность очень высокая (60-70% СаСОз). Эти породы бедны элементами питания, обладают плохими физическими и водно-физическими свойствами. На них образовались черноземы остаточно-карбонатные имеющие заметное распространение в Белгородской и Воронежской областях.

Древнеаллювиальные отложения в качестве почвообразующих пород выступают местами на террасах рек. Они отличаются неоднородным составом и свойствами. Легкие по гранулометрическому составу породы имеют следующие показатели: содержание SiO₂ – 90 - 95%, полуторных окислов 1,5 - 6%; реакция среды колеблется от кислой до слабощелочной. Наряду с ними встречаются суглинистые и глинистые древнеаллювиальные почвообразующие породы со значительным содержанием глинистых частиц и поглощенных оснований, на которых формируются черноземно-луговые почвы высокого естественного плодородия.

По днищам балок распространены аллювиально-делювиальные отложения, сложенные материалом, смытым со склонов, а также вынесенным из оврагов временными водотоками.

Лессы по гранулометрическому составу относятся к классу крупно пылеватых средних суглинков с резким преобладанием фракции 0,05 - 0,01 мм, на долю которой приходится более половины всей массы породы. Иловатая фракция занимает второе место (20 - 28%). Физические свойства лессов хорошие. Плотность сложения составляет 1,29 - 1,31 г/см³, удельная масса 2,67-2,70, общая порозность превышает 50%.

Лессы содержат 80% SiO₂, 13% R₂Оз, 1,5% окислов кальция и магния и 4% окислов калия и натрия в пересчете на прокаленную бескарбонатную навеску.

Лессы карбонатны (содержат 10 - 12% СаСОз), имеют слабощелочную реакцию (рН 7,6 - 8,2). Почвенный поглощающий комплекс их насыщен кальцием и магнием, сумма которых колеблется от 15 до 20 мг - экв/100г.

 

Лугово-черноземные почвы

 

Лугово-черноземные почвы являются полугидроморфными аналогами черноземов, формирующимися под травянистыми ценозами лесостепи и степи в относительно пониженных элементах рельефа. Они развиваются в условиях повышенного увлажнения за счет временного скопления вод поверхностного стока при глубоких грунтовых водах или за счет относительно неглубоких грунтовых вод. Эти почвы распространены пятнами среди черноземов на плоских слабодренированных водоразделах и надпойменных террасах степных рек, на хорошо дренированных возвышенностях занимают понижения мезорельефа.

Морфологическое строение лугово-черноземных почв в общих чертах сходно со строением черноземов. Однако они имеют ряд отличительных признаков: нарастание влажности сверху вниз по профилю, наличие железомарганцевых образований и пятен оглеения в нижней части профиля, более интенсивная (обычно черная) окраска гумусового горизонта при повышенной его гумусности и растянутости.

Классификация лугово-черноземных почв

По типу водного питания и степени выраженности гидроморфных явлений лугово-черноземные почвы делятся на 2 подтипа:

– луговато-черноземные;

– лугово-черноземные.

Луговато-черноземные почвы формируются под влиянием временного усиленного увлажнения водами поверхностного стока или редкого паводкового затопления при глубоком положении грунтовых вод, когда пленочно-капиллярное поднятие влаги не достигает почвенного профиля. Эти почвы очень близки к автоморфным черноземам.

Лугово-черноземные почвы формируются под влиянием смешанного периодического поверхностного и более постоянного грунтового увлажнения при стоянии грунтовых вод на глубине 3–6 м. Эти почвы характеризуются более явными признаками гидроморфности.

Роды выделяются по особенностям строения профиля, а также по признакам, унаследованным от предшествующего почвообразования. Согласно Классификации почв, выделены следующие роды:

– оподзоленные;

– выщелоченные;

– карбонатные;

– солонцевато-засоленные;

– осолоделые;

– остаточно-солонцеватые;

– засоленные;

– щельные;

– слитые.

Деление на виды, как и в черноземах, связано со степенью выраженности основного процесса, т.е. по мощности гумусового слоя (А+АВ) и содержанию гумуса.

Свойства лугово-черноземных почв

По свойствам лугово-черноземные почвы близки к черноземам. Ил, R₂O₃ и SiO₂ равномерно распределены по профилю почв, принадлежащих к роду обычных. По содержанию и запасам гумуса они несколько превосходят черноземы, в составе их гумуса относительное содержание гуминовых кислот выше, чем в черноземах, отношение СГК: СФК составляет 1,3–1,8 и более, запас гумуса в метровой толще 500–650 т/га.

Верхние горизонты лугово-черноземных почв обладают высокой емкостью катионного обмена. Характерно также повышенное содержание обменного Mg2+. Реакция почвы близка к нейтральной; у почв, принадлежащих к разным родам, может быть отклонение в кислую или щелочную сторону. Для всех лугово-черноземных почв характерно наличие карбонатного горизонта.

Роды засоленных почв в нижней части профиля обогащены легкорастворимыми солями и гипсом, роды солонцеватых почв содержат в ППК Na⁺.

Лугово-черноземные почвы в большинстве тяжелосуглинистые. В составе илистой фракции преобладают смешанослойные минералы. Данные почвы имеют водопрочную структуру, высокую порозность, лучшую водопроницаемость и водоудерживающую способность.

В лугово-черноземных почвах преобладает дерновый процесс, активно развивается процесс миграции карбонатов, в нижней части профиля – процессы оглеения и гидроморфной аккумуляции карбоната кальция, гипса, легкорастворимых солей.

Горные чернозёмы

 

Наиболее широко горные черноземы распространены на восточном склоне Кавказа на высоте 1200–2000 м, где располагаются среди других горно-степных почв в условиях сухого континентального климата. Встречаются они на Южном Урале, а также в горах Средней Азии, где занимают обширные площади и поднимаются на большую высоту.

Подтиповое деление горных черноземов аналогично тем же почвам равнинных областей. Различают горные черноземы выщелоченные, оподзоленные и т. д.

В условиях сглаженного горного рельефа горные черноземы имеют довольно развитый профиль со средней мощностью около 50–60 см, но с сильной каменистостью, особенно в нижней части. В сравнении с равнинными аналогами горные черноземы, помимо скелетности и укороченности профиля, часто отличаются неоднородностью гранулометрического состава по горизонтам, меньшей выраженностью структуры, резким переходом гумусового горизонта к нижележащим.

Использование чернозёмов

 

Черноземная зона - важнейший земледельческий район страны. Половина пахотных почв представлена черноземами. Здесь выращивают зерновые, технические и масличные культуры: озимую и яровую пшеницы, кукурузу, сахарную свеклу, подсолнечник, лен кудряш и многие другие. Это районы широко развитого животноводства и плодоводства. Черноземы занимают следующую долю в общей структуре земельных угодий нашей страны: пахотные почвы - 50%, сенокосы - 15%, пастбища и выгоны - 5%, леса и кустарники - 0,6%.

Важнейшая задача сельскохозяйственного производства на черноземных почвах - правильное использование их высокого потенциального плодородия, предохранение гумусового слоя от разрушения.

Основные пути в решении этой задачи - рациональные приемы обработки, накопления и правильного расходования влаги, внесение удобрений, улучшение структуры посевных площадей, введение высокоурожайных культур и сортов, борьба с эрозией.

Заключение

 

Российский почвовед В.В.Докучаев писал: «чернозем дороже золота, дороже угля. В Международном институте метрологии в Париже близко с эталонами метра, килограмма и других мер помещен монолит чернозема из Воронежской области, будто эталон самой плодородной почвы в мире».

Основные причины снижения агрономических свойств почвы - это, в первую очередь, многоразовое возделывание его с помощью мощных и тяжелых колесных тракторов и комбайнов; водная и ветровая эрозии; загрязнением почвы балластными веществами (хлоридами, сульфатами), накоплением химикатов в почвах и грунтовых водах. Почвы загрязняются выхлопными газами тракторов, комбайнов, автомобилей, горюче-смазочными материалами, которые вытекают из них во время работы на полях, а также техногенными выбросами промышленных предприятий сульфатами, окислами азота, тяжелыми металлами, радионуклидами. Безвозвратный вред наносит почвам строительство фабрик, заводов, электростанций, открытых горных разработок, дорог и городов, военных полигонов и тому подобное.

Следовательно, катастрофическое добро наших земель требует безотлагательных научно обоснованных мероприятий, направленных на повышение урожайности почв и получение экологически чистых продуктов питания.

Важнейшим мероприятием сохранения почв является правильное образование культурного агроландшафта, строение и соблюдение полевых, кормовых и других севооборотов.

Сохранить почву помогут и переход на прогрессивные формы обработки земли, эффективные и легкие машины и механизмы, сокращения повторного возделывания почвы.

Список используемой литературы

1. Докучаев В.В. Наши степи прежде и теперь, СПБ. 1892.

2. Научные труды ВАСХНИЛ, Чернозёмы СССР (Поволжье и Предуралье). М.: «Колос», 1978. 304 с.

3. Чернозёмы: свойства и особенности орошения / Панфилов В.П., Слесарев И.В., Сеньков А.А. и др. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. 256 с.

4. Скляров Г.А. Лесостепные почвы Башкирской АССР, их генезис и производственная характеристика. М.: Наука, 1964. 246 с.

5. Черноземы Башкирии / Бурангулова М.Н., Гарифуллин Ф.Ш., Хазиев Ф.Х., Курчеев П.А, Галимов Г.Ф.. Уфа: Башкнигоиздат, 1969. 230 с.

6. Хазиев Ф.Х. Почвенные ферменты. М.: Знание, 1972. 32 с.

7. Почвы Башкирии. Т. 1. Генезис, классификация, география, физические и химические свойства. Уфа: БФАН СССР, 1973. 459 с.

8. Почвы Башкирии. Т. 2. Научные основы и приемы рационального использования. Уфа: БФАН СССР, 1975. 350 с.

9. Бурангулова М.Н., Мукатанов А.Х. Черноземы горных районов Башкирской АССР. М.: Наука, 1975. 91 с.

10. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв: методическое пособие. М.: Наука, 1976. 180 с.

11. Гарифуллин Ф.Ш. Физические свойства почв и их изменение в процессе окультуривания. М.: Наука, 1979. 154 с.

12. Мукатанов А.Х. Горно-лесные почвы Башкирской АССР. М.: Наука, 1982. 148 с.

13. Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. М.: Наука, 1982. 203 с.

14. Морфогенетическая и агропроизводственная характеристика почв Башкирской АССР / Хазиев Ф.Х., Герасимов Ю.В., Мукатанов А.Х., Бульчук П.Я., Курчеев П.А. Уфа: БФАН СССР, 1985. 136 с.

15. Хазиев Ф.Х., Багаутдинов Ф.Я. Углеводные компоненты органического вещества почвы. Уфа: БФАН СССР, 1987. 146 с.

16. Органическое вещество почв Башкирии / Хазиев Ф.Х., Мукатанов А.Х., Багаутдинов Ф.Я., Кольцова Г.А., Хабиров И.К., Габбасова И.М., Рамазанов Р.Я. Уфа: БНЦ УрО АН СССР, 1991. 273 с.

17. Почвы Башкортостана. Т. 1: Эколого-генетическая и агропроизводственная характеристика / Хазиев Ф.Х., Мукатанов А.Х., Хабиров И.К., Кольцова Г.А., Габбасова И.М., Рамазанов Р.Я. Уфа: Гилем, 1995. 384 с.

18. Почвы Башкортостана. Т. 2: Воспроизводство плодородия: зонально-экологические аспекты / Хазиев Ф.Х., Кольцова Г.А., Рамазанов Р.Я., Мукатанов А.Х., Габбасова И.М., Хамидуллин М.М., Хабиров И.К. Уфа: Гилем, 1997. 326 с.

19. Мукатанов А.Х. Вопросы эволюции и районирования почвенного покрова Республики Башкортостан. Уфа: Гилем, 1999. 228 с.

20. Воспроизводство плодородия серых лесных почв / Хазиев Ф.Х., Рамазанов Р.Я., Кольцова Г.А., Багаутдинов Ф.Я., Хабиров И.К., Агафарова Я.М., Габбасова И.М. Уфа: Гилем, 1999. 163 с.

21. Багаутдинов Ф.Я., Хазиев Ф.Х. Состав и трансформация органического вещества почв. Уфа: Гилем, 2000. 210 с.

22. Хабиров И.К., Габбасова И.М., Хазиев Ф.Х. Устойчивость почвенных процессов. Уфа: БГАУ, 2001. 360 с.

23. Кольцова Г.А., Хазиев Ф.Х., Габбасова И.М. Фосфатное состояние почв Башкортостана. Уфа: Гилем, 2001. 212 с.

24. Мукатанов А.Х. Лесные почвы Башкортостана. Уфа:Гилем, 2002. 260 с. Габбасова И.М. Деградация и рекультивация почв Башкортостана. Уфа: Гилем, 2004. 283 с.

25. Мукатанов А.Х. Особо ценные почвы Башкортостана. Уфа: Гилем, 2004. 178 с.

26. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука, 2005. 252 с.

27. Герасимов И.П., Глазовская М.А. Основы почвоведения и географии почв. – М.: Изд-во географической лит-ры. – 1960. – 490 с.

28. Глазовская М.А. Почвы зарубежных стран: Учеб. пособие. – М.: Высш. школа, 1983. – 312 с.

29. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. М.: Изд-во Владос. – 1999. – 383 с.

30. Кауричев И.С. Почвоведение. – М.: Агропромиздат, 1989. – 179 с.

31. Классификация и диагностика почв СССР. – М.: Колос, 1977. – 223 с.

32. Классификация и диагностика почв России. – Смоленск: Ойкумена, 2004. – 342 с.

33. Ковда В.А. Основы учения о почвах (В 2-х кн.). – М.: Наука, 1973.

34. Ливеровский Ю.А. Почвы СССР. Географическая характеристика. – М.: Мысль, 1974. – 462 с.

35. Основы почвоведения / Под ред. С.П. Кулижского, А.Н. Рудого. – Томск: Изд-во Томского государственного педагогического университета, 2005. – 408 с.

36. Основы почвоведения и географии почв / Под ред. С.П. Кулижского, А.Н. Рудого. – Томск: Изд-во Томского государственного педагогического университета, 2004. – 384 с.

37. Почвоведение / Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова: В 2-х т. М.: Высш. школа, 1986.

38. Костычев П.А. Почвы черноземной области России. Их происхождение, состав и свойства, М., 1949.

39. Гаврилюк Ф.Я. Черноземы Западного Предкавказья, Хар., 1955.

40.  Афанасьева Е.А. Черноземы Средне-Русской возвышенности, М., 1966.

41.  Крупеников И.А.,Черноземы Молдавии, Киш., 1967.

42. Глазовская М.А. Почвы мира, ч. 1-2, М., 1972-73.

43. Черноземы СССР, т. 1, М., 1974; Почвоведение, под ред. И. С. Кауричева, 2 изд., М., 1975.

44. Хабиров И.К. Экология и биохимия азота в почвах Приуралья. Уфа: УНЦ РАН, 1993. 224 с.

Приложение

Курсовая работа

на тему: "Генезис чернозёма"

 

Сибай – 2008

Содержание

 

Введение

1. Условия почвообразования

2. Почвообразующие породы

3. Биоценозы чернозёмных степей

4. Генезис и строение чернозёмов

5. Классификация, диагностика и свойства чернозёмов

6. Валовой состав и карбонатный профиль черноземов

7. Лугово-чернозёмные почвы

8. Горные чернозёмы

9. Использование чернозёмов

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

 

Введение

 

Почва является сложнейшей биокосной системой, образовавшейся в результате тесного взаимодействия природных факторов во времени. Оставаясь основным и незаменимым средством сельскохозяйственного производства, почва в тоже время выступает и как один из основных компонентов биогеоценоза, а следовательно, и биосферы в целом. В результате сельскохозяйственного использования в почве происходят глубокие, а порой необратимые процессы, переводящие почвенную среду в иное качественное состояние. Находясь в неразрывном единстве с другими компонентами экосистемы, антропогенно преобразованная почва меняет свои связи и соотношения с ними. Важно и необходимо знать, в каком направлении идут современные эволюционные процессы в почвах.

Почвенным эталоном, наиболее ярко и полно отражающим факторы почвообразования и свойства почв является чернозем. Основные массивы чернозёмов находятся в Венгрии, Болгарии, Румынии, Молдове, на Украине, в центральных областях европейской части России, Поволжье, Северном Кавказе, Западной Сибири и Северном Казахстане. В России и в Украине сосредоточено около 50% мирового распространения этих почв. Эти почвы, занимая около 9% площади в пределах СНГ, составляют основу пахотного фонда (60%) и производства товарного зерна (80%), а также других видов сельскохозяйственной продукции.

Черноземы - наиболее плодородные почвы земледельческих районов страны. В.В. Докучаев называл их «царем почв», сравнивал с «никем не обогнанным арабским скакуном», утверждая, что чернозем для России дороже золота, каменного угля, нефти. И действительно, представить наше сельское хозяйство, основу жизни страны без черноземных почв невозможно. Большая широтная и меридиональная протяженность территории черноземных почв определяет значительную неоднородность ее природных условий.

Черноземы, несмотря на их природное совершенство, неизбежно эволюционируют под воздействием естественных и, особенно антропогенных факторов.

Цель настоящей работы заключается в изучении основных свойств и состава обыкновенных черноземов.

1. Условия почвообразования

 

В азиатской части почвы распространены на южной оконечности слабодренированной Западно-Сибирской равнины с развитым микрорельефом, в междуречьях Зауральского плато, на Приобском плато. Отдельные массивы черноземов встречаются на предгорных равнинах Алтая, в межгорных котловинах Забайкалья.

Почвообразующими породами в европейской части являются преимущественно лёссы, лёссовидные суглинки, реже глинистые отложения, красно-бурые песчано-глинистые суглинки и глины. В пределах Поволжья широко распространен щебнистый элюво-делювий коренных плотных пород, часто засоленный. Нередки засоленные суглинки и глины в Западной Сибири. В северных частях зоны встречаются покровные глины ледникового происхождения. Реже наблюдаются третичные глины, продукты выветривания различных горных пород. Лессы и лессовидные отложения весьма податливы процессам водной эрозии. Особенностью химического состава почвообразующих пород черноземной зоны является содержание в них карбонатов кальция и магния.

Растительность. К настоящему времени естественная растительность сохранилась частично. В европейской части России лесные участки представлены в основном дубом с липой, ясенем и кленом, в Западной и Восточной Сибири по колкам – березой с примесью осины и ивы. Остепненные луга и луговые степи отличаются высокой видовой насыщенностью и представлены разнотравно-злаковой густой растительностью.

В степной зоне с севера на юг выделяют разнотравно-типчаково-ковыльные и типчаково-ковыльные степи. С севера на юг травостой разреживается, уменьшается роль многолетних растений и увеличивается роль однолетних, снижается видовая насыщенность, увеличивается количество ксерофитов; наибольшее обилие ковылей наблюдается в южных степях. В Западной Сибири растительный покров однообразный, разнотравье немногочисленно. Задернованность почв составляет 60–88 %.

В Восточной Сибири ковылей меньше. В межгорных впадинах доминируют крупнополынные степи. На юго-востоке Забайкалья преобладают пионовые степи, в Даурии – пижмовые степи. На солонцах формируются группировки галофитов. Степи почти повсеместно распаханы.

Климат России характеризуется теплым летом и умеренно холодной зимой. В восточных областях зима холодная и суровая. Неоднородность климата проявляется в различной обеспеченности теплом в период вегетации, в зимних температурах и характере увлажнения. По мере движения с запада на восток уменьшается количество тепла, нарастает континентальность климата, снижается количество осадков. Это позволило разделить черноземы на отдельные фации (табл. 1).

Таблица 1 -Фациальные биоклиматические условия черноземообразования в России

Фация	Сумма активных температур. >10°С	Температура холодного месяца, °С	Глубина промерзания почвы, см	Годовая норма осадков, мм
Южноевропейская	3000-3600	-1...-5	0-40	400-660
Восточноевропейская	2000-3000	-7...-16	60-100	270-500
Западносибирская	1850-2300	-16...-18	150-170	300-360
Восточносибирская	1600-1800	-18...-20	300-250	300-400

 

Количество атмосферных осадков обеспечивает успешное произрастание травянистой растительности и ее высокую конкурентную способность по отношению к древесным растениям. Естественное увлажнение степной зоны обеспечивает успешное богарное (неорошаемое) земледелие, хотя в отдельные годы возможны засухи. Выпадающие осадки предопределяют периодически промывной водный режим почв, т. е. в отдельные влажные годы почва и кора выветривания промывается до грунтовых вод и освобождается от легкорастворимых солей и гипса. В годы с пониженным количеством осадков происходит промачивание почв только до определенной глубины без смыкания с грунтовыми водами. При таком водном режиме карбонаты остаются в почве и коре выветривания, так как их растворимость в воде незначительная, в то же время почвенногрунтовая толща часто освобождается от легкорастворимых солей и гипса. Карбонаты Са и Mg предопределяют нейтральную и слабощелочную реакции среды, и создает благоприятные условия для развития травянистой растительности. Содержание СаСО₃ в лессовидных отложениях 6 - 8%. Однако иногда встречаются и безкарбонатные глины и суглинки, на которых формируются своеобразные роды черноземов.

Температурные условия определяют периодичность биологической активности биогеоценозов. Характерен период зимнего покоя (2 - 5 месяцев). Наибольшая активность живого вещества наблюдается в мае. Весенне-летне-осенний период обеспечивает длительный период вегетации растений и обилие ежегодно синтезируемой биомассы. Однако среднесуточные летние температуры, не превышающие 20°С, зимний покой, ранневесенняя и позднеосенняя-прохладная погода не способствуют глубокому преобразованию минеральной части коры выветривания и почв, характерному для тропических и субтропических условий. Для степной зоны типично образование сиаллитной коры выветривания, обогащенной вторичными глинистыми минералами.

 

Почвообразующие породы

 

В пределах черноземных областей России почвы сформировались на разных по генезису и свойствам материнских породах, обладающих пестрым литологическим и гранулометрическим составом. Девонские, каменноугольные, меловые и юрские отложения в качестве почвообразующих пород встречаются чрезвычайно редко.

Несколько чаще в степной и лесостепной зонах в качестве почвообразующих пород выступают неогеновые глины. Для них характерны зеленовато-оливковый цвет, значительная карбонатность, призмовидная структура. Во влажном состоянии они становятся липкими, вязкими. Неогеновые глины содержат 60-80% физической глины и 45-55% ила.

Плотные глины неогена при близком залегании к поверхности создают геохимические барьеры на пути нисходящих потоков растворов, аккумулируют соли способствуют образованию солонцеватых почв, солонцов, солодей.

Также в качестве почвообразующих пород выступают продукты разрушения писчего мела. На глубине 70-100см мелкозернистый элювий переходит в грубый рухляк мела и глубже подстилается плотным писчим мелом. Элювий мела неоднороден по механическому составу и физико-химическим свойствам. Содержание физической глины в нем колеблется от 40-65%, крупной пыли - от 30-45%. Реакция среды щелочная (рН 7,8-8,4), карбонатность очень высокая (60-70% СаСОз). Эти породы бедны элементами питания, обладают плохими физическими и водно-физическими свойствами. На них образовались черноземы остаточно-карбонатные имеющие заметное распространение в Белгородской и Воронежской областях.

Древнеаллювиальные отложения в качестве почвообразующих пород выступают местами на террасах рек. Они отличаются неоднородным составом и свойствами. Легкие по гранулометрическому составу породы имеют следующие показатели: содержание SiO₂ – 90 - 95%, полуторных окислов 1,5 - 6%; реакция среды колеблется от кислой до слабощелочной. Наряду с ними встречаются суглинистые и глинистые древнеаллювиальные почвообразующие породы со значительным содержанием глинистых частиц и поглощенных оснований, на которых формируются черноземно-луговые почвы высокого естественного плодородия.

По днищам балок распространены аллювиально-делювиальные отложения, сложенные материалом, смытым со склонов, а также вынесенным из оврагов временными водотоками.

Лессы по гранулометрическому составу относятся к классу крупно пылеватых средних суглинков с резким преобладанием фракции 0,05 - 0,01 мм, на долю которой приходится более половины всей массы породы. Иловатая фракция занимает второе место (20 - 28%). Физические свойства лессов хорошие. Плотность сложения составляет 1,29 - 1,31 г/см³, удельная масса 2,67-2,70, общая порозность превышает 50%.

Лессы содержат 80% SiO₂, 13% R₂Оз, 1,5% окислов кальция и магния и 4% окислов калия и натрия в пересчете на прокаленную бескарбонатную навеску.

Лессы карбонатны (содержат 10 - 12% СаСОз), имеют слабощелочную реакцию (рН 7,6 - 8,2). Почвенный поглощающий комплекс их насыщен кальцием и магнием, сумма которых колеблется от 15 до 20 мг - экв/100г.

 

Биоценозы чернозёмных степей

 

Высокое плодородие черноземов было создано почти 10-тысячелетней предшествующей послеледниковой историей развития. Многие столетия они развивались в тесном экологическом единстве с буйной лугово-степной и степной растительностью.

Прошлый облик растительности степей представляется следующим образом. Наиболее красочна луговая степь со значительной долей разнотравья и бобовых. Широко распространены: пырей, мятлики, ковыли, степные овсы, костры, лядвенец, клевер, люцерна, вьюнки, и многие другие. Растительность разнотравно-ковыльных степей составляли узколистные дерновинные злаки - ковыли, типчак, тонконог и другие с широким участием разнотравья. Характерны для степей однолетние эфемеры, отцветающие и отмирающие весной и многолетние эфемероиды, у которых после отмирания наземных частей остаются клубни, луковицы, корневища. Типчаково-ковыльные степи формировались в более засушливых условиях и характеризовались менее мощной и разнообразной растительностью, основными представителями которой являлись ковыли, типчак, тонконог, житняки, а из бобовых и разнотравья: донники, люцерны, шалфеи, зверобой, полынь австрийская и др. Меньшая фитомасса и проективное покрытие растительности типчаково-ковыльных степей, широкое участие в травостое эфемеров и эфемероидов, а также полыни - следствие заметного здесь дефицита влаги. Некоторые особенности растительности как фактора почвообразования:

Степная растительность образует сплошной травянистый покров, полностью скрывающий почвенную поверхность. Травы создают значительный объем биомассы, превышающий ежегодный прирост таежного леса в 3-5 раз. Основная биомасса сосредоточена в корневых системах растений (около 60-80%). Образно говоря, травы живут в основном в почвенной массе. Ежегодно синтезируемая биомасса от мирает на 95% в этом же году,