В почвенном профиле черноземов выделяют следующие горизонты:

А0 - степной войлок мощностью до 3 - 5 см; на пахотных землях отсутствует;
А - гумусовый, равномерной темно - серой или черной окраски, зернистой или мелкокомковатой структуры, высокой водопрочности, рыхлого сложения, мощностью 30 - 60 см;
АВ - переходный гумусовый, содержание перегнояпостепенно уменьшается с глубиной, окраска серая и темно - серая с буровато - палевым оттенком, корней растений мало, структуракомковатая.Граница горизонта на глубине 80 - 120 см;

В - переходный к материнской породе, неоднороден из-за потеков перегноя в форме буро - черных языков, структура крупнокомковатая или ореховато - призматическая, отмечается скопление карбонатов;

С - материнская порода.

Таким образом, черноземы характеризуются мощным почвенным профилем, глубоко растянутым гумусовым слоем, водопрочной зернистой или мелкокомковатой структурой, слабой дифференциацией почвенной толщи, наличием множества ходов роющих животных, а также карбонатно - иллювиального горизонта, который залегает ниже гумусового слоя.

Черноземы обладают лучшими среди всех почв физическими свойствами. Зернистая и зернисто - комковатая структура верхних горизонтов обусловливает хорошую воздухо - и водопроницаемость почв, так как пористость их достигает 55 - 60 %, хотя у нижних горизонтов она понижается до 40 - 50 % в зависимости от условий образования тип черноземных почв подразделяют на пять подтипов: оподзоленный, выщелоченный, типичный, обыкновенный и южный. Оподзоленные и выщелоченные черноземы сформировались в лесостепной зоне под лугово - степ - ной растительностью. Главными отличительными чертами оподзоленных черноземов являются: наличие кремнеземистой присыпки, несколько осветленный гумусовый слой и его слабокислая реакция. Выщелоченные черноземы кремнеземистой присыпки не имеют, но в них карбонаты вынесены за пределы горизонта В.

Типичные черноземы образовались под ковыльно - разнотравными степями. Они обладают наилучшими свойствами и имеют характерное строение профиля, присущее для почв черноземного типа. Обыкновенные и южные черноземы развиваются в условиях более засушливого климата под степной типчаково - ковыльной растительностью. Имеют меньший по мощности, чем у типичных черноземов, гумусовый горизонт. Скопление карбонатов отмечается непосредственно под гумусовым слоем в виде белоглазки. Обладают слабощелочной реакцией и некоторыми признаками солонцеватости.

Общая характеристика. По мощности гумусового слоя, содержанию гумуса и степени оподзоливания серые лесные почвы делят на светло-серые, серые и темно-серые. Содержание гумуса варьируется: в светло-серых 2-3%, в темно-серых 4-9%.

Обеспеченность пахотного слоя подвижными формами фосфора колеблется от недостаточной - 5 мг на 100 г. почвы до высокой - 20 мг на 100 г. почвы (по Кирсанову). Содержание обменного калия среднее - 8-12 мг на 100 г. почвы (по Кирсанову). Реакция почвенного раствора серых лесных почв слабокислая (рН 5,0-6,5), степень насыщенности основаниями 70-85%, емкость поглощения 18-30 мгэкв. на 100 г. почвы. Величина гидролитической кислотности достигает 5-7 мгэкв. на 100 г. почвы. Водно-физические свойства этих почв зависят от содержания гумуса и гранулометрического состава. Пористость верхних горизонтов составляет 50-60%, однако иллювиальные горизонты значительно уплотнены. [1, С. 58]. Вследствие слабовыраженной водопрочной структуры серые лесные почвы при обработке могут сильно распыляться, а нередко заплывать и образовывать корку.

Черноземы оподзоленные. В гумусовом слое имеют остаточные признаки воздействия подзолистого процесса в виде белесой присыпки — главного отличительного морфологического признака этого подтипа. Гумусовый профиль оподзоленных черноземов серой, реже темно-серой окраски в горизонте А и заметно светлее в горизонте В₁. Белесая присыпка при обильном ее содержании придает профилю чернозема седовато-пепельный оттенок. Карбонаты залегают значительно ниже границы гумусового слоя (обычно на глубине 1,3 — 1,5 м). Поэтому в оподзоленных черноземах под гумусовым слоем выделяется буроватый или красновато-бурый выщелоченный от карбонатов иллювиальный горизонт ореховатой или призматической структуры с отчетливой лакировкой, гумусовыми примазками и белесой присыпкой на гранях. Разделяются на роды— обычные, слабо дифференцированные, слитые, бескарбонатные. При классификации оподзоленных черноземов на виды, помимо деления по мощности и гумусированности, они подразделяются по степени оподзоленности на слабооподзоленные и среднеоподзоленные.

Черноземы выщелоченные. В отличие от оподзоленных черноземов не имеют кремнеземистой присыпки в гумусовом слое. Горизонт А темно-серой или черной окраски, с отчетливо выраженной зернистой или зернисто-комковатой структурой, рыхлого сложения. Мощность его колеблется от 30— 35 до 40 — 50 см. Нижняя граница горизонта В₁ залегает в среднем на глубине 70 — 80 см, но иногда может проходить и ниже (90 — 100 см). Характерная морфологическая особенность выщелоченных черноземов — наличие под горизонтом В₁, выщелоченного от карбонатов горизонта В₂. Этот горизонт имеет ясно выраженную буроватую окраску, гумусовые затеки и примазки, ореховато-призматическую структуру. Переход в следующий горизонт – ВС или С – обычно отчетливый, и граница выделяется по скоплению карбонатов в виде известковой плесени, прожилок. Основные роды — обычные, слабо дифференцированные, бескарбонатные, глубинно- глеевые, слитые. На виды разделяются, помимо степени гумусированности и мощности гумусового слоя, также и по степени выщелоченности (слабо-, средне- исильновыщелоченные). Распределение выщелоченных черноземов по конкретной территории связано с условиями рельефа и механическим составом пород. Черноземы сильновыщелоченные обычно приурочены к различного рода пониженным участкам рельефа — нижние части пологих склонов и их шлейфы, западины и т. п. Чем легче механический состав черноземов, тем сильнее они выщелочены.

Черноземы типичные обычно имеют глубокий гумусовый профиль (90 — 120 см и даже больше) и содержат карбонаты в гумусовом слое в виде мицелия или известковых трубочек. Карбонаты появляются чаще с глубины 60 — 70 см. Горизонт АВ₁, темно-серый со слабым, буроватым оттенком книзу, а В₁ уже отличается отчетливым бурым оттенком. В нижней части горизонта АВ₁, или чаще всего в горизонте В₁ видны выцветы карбонатов. Горизонт В₂(ВС) и порода содержат карбонаты в форме мицелия, известковых трубочек и журавчиков. Разделяются на следующие роды; обычные, бескарбонатные, глубоковскипающие, карбонатные, осолоделые.

Сельскохозяйственное использование. Сельскохозяйственные культуры на серых лесных почвах испытывают периодический недостаток влаги, поэтому для повышения их эффективного плодородия проводят мероприятия по накоплению влаги: снегозадержание, поглощение талых вод, ведут борьбу с непродуктивным испарением. Если рельеф изрезан оврагами и балками, необходимо проводить противоэрозионные мероприятия.

В лесостепной зоне получают высокие урожаи озимой пшеницы, кукурузы на силос, сахарной свеклы, картофеля, гороха, многолетних трав. Для повышения плодородия серых лесных почв систематически вносят органические и минеральные удобрения, при необходимости проводят известкование.

Главные мероприятия повышения плодородия черноземов следующие:

- улучшение водного баланса и регулирование ветрового режима путем правильной организации территории, посадки полезащитных лесных полос;

- введение системы севооборотов и удобрений, почвозащитных технологий;

- обработки почвы, орошение;

- Борьба с эрозией почв;

- Внесение минеральных удобрений, в первую очередь фосфорных.

 

Вопрос 74. Условия почвообразования степной зоны.

Степь - это равнина, поросшая травянистой растительностью, в умеренных и субтропических зонах Северного и Южного полушарий. Характерной особенностью степей является практически полное отсутствие деревьев.

Климат степи. В Евразии наибольшие площади степей находятся на территории Российской Федерации, Казахстана, Украины и Монголии. В горах образует высотный пояс (горная степь); на равнинах природную зону, расположенную между лесостепной зоной на севере и полупустынной зоной на юге. Атмосферные осадки от 250 до 450 мм в год. Средние температуры зимних месяцев от 0 С до 20 С, а летних от +20 С до +28 С. Климат степных регионов, как правило, находится в диапазоне от умеренно-континентального до резко-континентального, и всегда характеризуется жарким или очень жарким (до +40 °C) и сильно засушливым летом. Зима в степных регионах всегда малоснежная, с сильными позёмками и метелями, от умеренно мягкой до суровой с трескучими морозами, иногда возможны даже морозы до?40 °C. Климат континентальный, жаркий и сухой, характеризуется ограниченным количеством атмосферных осадков, не превышающим 200—350 мм в год, очень жарким летом со средней температурой дня 20—25°, низкой относительной влажностью воздуха и чрезвычайно сильным испарением влаги из почвы. Испарение значительно преобладает над поступлением влаги в почву, промачивание почв атмосферными осадками совершается в ограниченных размерах.

Растительный мир. Безлесное пространство, покрытое травянистой растительностью. Травы, образующие сомкнутый или почти сомкнутый ковёр: ковыль, типчак, тонконог, мятлик, овсец и другие. Растения приспосабливаются к неблагоприятным условиям. Многие из них засухоустойчивы либо активны весной, когда ещё остаётся влага после зимы. Степи богаты луковичными растениями. В степной зоне формируются обыкновенные и южные черноземы под травянистыми формациями при периодически промывном и непромывном водном режиме на породах, содержащих карбонаты. Они занимают обширные пространства в европейской части России от южной окраины Московской области на севере до Краснодара и Кубани на юге и от западных окраин Курской и Белгородской областей на западе до Новосибирска на востоке и далее, отдельными массивами, до Красноярска и к востоку от Улан-Удэ в межгорных котловинах Забайкалья. Растительный покров сухой степи по сравнению с черноземной зоной значительно беднее по видовому составу и отличается изреженностью травостоя. Существенной особенностью растительности сухой степи является преобладание массы подземных органов над массой надземных органов растений. Слабое развитие растительности в сухой степи служит одной из причин малого накопления перегноя в почвах.

Рельеф. Плоская или слабоволнистая равнина. Но на этом однообразном равнинном фоне часто встречаются различного рода незначительные, едва заметные на глаз понижения, западины и блюдца, которые создают большую пестроту в микрорельефе. Эти, на первый взгляд не существенные особенности пустынно-степной зоны, в действительности играют в почвообразовании большую роль.

Наличие неровностей обусловливает неравномерное распределение атмосферной влаги на поверхности, а различие в увлажнении неизбежно приводит к развитию почвенных разновидностей. Этим объясняется та своеобразная комплексность, которая является весьма характерной для почвенного покрова сухой степи: на сравнительно незначительных площадях здесь можно встретить и каштановые, и бурые почвы, и солончаки, и солонцы.

Главные почвенные типы: каштановые почвы распространены в северной части зоны, непосредственно примыкающей к черноземам; бурые занимают южную часть зоны, являясь переходным образованием к почвам пустынных степей. На этом основании зону сухих степей можно разделить на две подзоны — подзону каштановых почв и подзону бурых почв. Наиболее обширной из них является подзона каштановых почв.Почвообразующие породы: красно-бурые глины, лёсс, глины, суглинки, пески. Кроме равнинных пространств, каштановые почвы (а отчасти и бурые) встречаются и в горных районах. К нижним частям склонов приурочены светло-каштановые почвы; по мере же поднятия в горы светло-каштановые почвы сменяются темно-каштановыми.

Для степных почв характерна широтная зональность. От луговых степей к опустыненным последовательно сменяются следующие типы и подтипы почв: типичные, обыкновенные и южные черноземы, темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые почвы. Закономерная смена типов почв связана с действием трех ведущих процессов степного почвообразования: гумусонакопления, карбонатизации и осолонцевания.

О масштабах гумусонакопления свидетельствует мощность гумусового горизонта, которая уменьшается в степях с севера на юг от 130 до 10 см. Концентрация гумуса сокращается с 10—12 до 2—3 %, а его запасы — с 700 до 100 т/га. Снижению интенсивности степного гумусонакопления способствуют нарастание дефицита и тепло-обеспеченности почв, уменьшение активной массы, количественное обеднение почвенной флоры.

Карбонатность - повышенное содержание углекислой извести, формирует важнейшие черты степных биогеоценозов, вызывая ксерофитизацию растительности. Карбонатизация степных почв проявляется в формировании особого почвенного горизонта, насыщенного карбонатами кальция. Этот слой «известки» подстилает снизу гумусовый горизонт и служит экраном для веществ, выносимых из него нисходящим водным потоком. Карбонаты могут либо залегать в виде крупных мучнистых прослоек, либо рассеиваться в виде так называемой белоглазки — небольших локальных включений округлой формы.

Широкое развитие карбонатов обусловлено, во-первых, их большим содержанием в горных породах, подстилающих степи, а во-вторых, их накоплением в степной растительности. Мигрируя вниз с водными растворами, карбонаты кучно залегают в подгумусовом горизонте. Влияние процесса карбонатизации на степное почвообразование к югу резко усиливается. В лесостепных черноземах карбонаты имеют форму тонких белых нитей, в обыкновенных черноземах к ним добавляется белоглазка, которая в южных черноземах становится единственной формой существования карбонатов. В зоне развития каштановых почв карбонаты нередко образуют сплошные прослойки. Глубина залегания карбонатов зависит от глубины промачивания почвы и, следовательно, уменьшается к югу по мере уменьшения годовой суммы осадков. Наличие карбонатов обнаруживается действием на степную почву слабого раствора соляной кислоты. Карбонаты бурно вскипают в типичных черноземах на глубине около 70 см, в обыкновенных — 50, южных черноземах — 40, темно-каштановых почвах — 20 см. На юге степей встречаются карбонатные разности степных почв, которые вскипают с поверхности.

Осолонцевание. Его нередко называют диспетчером накопления гумуса в степных почвах. Процесс осолонцевания выражается в увеличении к югу содержания в почвах иона натрия. Вытесняя в почвенном поглощающем комплексе кальций, натрий соединяется с гумусом и вместе с водой перемещается вниз по почвенному профилю. Эти соединения осаждаются, в подгумусовом слое, образуя своеобразный солонцовый горизонт. При хорошем увлажнении этот горизонт набухает и становится вязким и мыльным на ощупь. При недостатке влажности он растрескивается на ярко выраженные столбчатые отдельности. При этом нередко под гумусовым слоем образуются плотные и твердые, как камень, многогранные стройные колонны.

Чем дальше на юг степной зоны, тем ярче выражен процесс осолонцевания, который препятствует гумусонакопленню. В подзоне опустыненных степей стеклокаштановые почвы, развитые на глинистых породах, практически все являются солонцеватыми. Солонцеватые горизонты, то излишне влажные, то излишне сухие и плотные, неблагоприятны для почвенных животных. Интересной особенностью солонцов является их терморегулирующая роль. В теплое время года они выполняют функции хорошей печки, которая аккумулирует тепло и тем самым как бы подогревает вышележащий горизонт. Важной чертой солонцеватых горизонтов считается их способность к набуханию, благодаря чему влага дольше и лучше сохраняется в корнеобитаемом слое. И, наконец, еще одним ценным экологическим свойством набухшего солонцового горизонта, выступает его способность экранировать восходящий поток влаги с солями натрия и сохранять тем самым верхний гумусовый горизонт от чрезмерного засоления.

Гумусонакопление, карбонатизация и солонцевание составляют суть процесса степного почвообразования. В закономерном взаимодействии друг с другом они формируют почвенный покров степей, отражая основные зональные черты степного ландшафта.

Почва как центральное звено ландшафта формируется в тесном взаимодействии растений и животных. Причем многие ее свойства только формально связаны с растениями. На самом деле эта связь осуществляется через животный мир.

Животные разрушают растительный материал, поедают опад, затаскивают его в почву и превращают сначала в подстилку, а затем в гумус. В степях наряду с беспозвоночными животными обитают некоторые виды птиц и млекопитающих. Особенно велика роль в степном почвообразовании сусликов и сурков. Их воздействие на почву носит двоякий характер. Рытье глубоких нор приводит к выбрасыванию на поверхность материала, обогащенного карбонатами кальция и разными растворимыми солями. По данным почвоведов, выбросы сусликов способствуют засолению поверхностных горизонтов, ухудшению структуры и снижению плодородия почв. Но в то же время норы сусликов способствуют лучшей аэрации почв, накоплению талых и дождевых вод, препятствуют поверхностному смыву почв. Все живущие в почве животные организмы так или иначе разрыхляют, перемешивают ее, обогащают органическим веществом и азотом.

Систематика черноземов. Чернозем - богатый гумусом, тёмноокрашенный тип почвы, сформировавшийся на лессовидных суглинках или глинах в условиях суббореального и умеренно-континентального климата при периодически промывном или непромывном водном режиме под многолетней травянистой растительностью. Особенности черноземов:

1. Отличаются значительным содержанием органических веществ, обусловливающих темный цвет их; такого содержания упомянутых веществ мы не находим в других почвах в недалеком расстоянии от чернозема, при условиях, по-видимому, вполне сходных.

2. Органические вещества находятся не во всех слоях чернозема в одинаковых количествах: содержание этих веществ постепенно, по мере углубления, уменьшается, так что резкой границы между очень темной почвой и подпочвой, иногда почти не окрашенной, не замечается. Если не считать обрывков растительных корней, еще сохранивших строение аморфны, так что при микроскопическом исследовании чернозема можно сказать только (по нахождению в нем фитолитарий), что органические вещества его растительного происхождения и что они, вероятно, образовались из травянистых растений, но нет возможности определить, из каких именно растений они произошли.

Подтипы черноземов: оподзоленные чернозёмы, выщелоченные чернозёмы, типичные чернозёмы, обыкновенные чернозёмы и южные чернозёмы.

По мощности гумусового слоя: сверхмощные (мощность более 120 см.), мощные (120-80 см.), среднемощные (80-40 см.) и маломощные (<40 см.).

По содержанию гумуса: тучные (>9 %) (окраска чёрная), модергумусные 9-6 %) (чёрная), малогумусные (6-4 %) (тёмно-серая), слабогумусные (<4 %) (серая) имикрогумусные(<2 %)(светло-серая). Фациальные подтипы черноземов: очень теплые/кратковременно промерзающие;теплые промерзающие; умеренно теплые промерзающие; умеренные промерзающие и умеренные длительно-промерзающие.