Оглавление
Введение… 2
1. Факторы образованияпочв на Восточно-Европейской равнине… 3
1.1 Климат… 3
1.2 Водный режим… 3
1.3 Растительный покров иживотный мир… 5
2. Генезис иклассификация черноземных почв… 9
2.1 Генезис черноземныхпочв… 9
2.2 Классификациячерноземных почв… 11
3. Состав и свойствачерноземных почв… 17
3.1 Механический иминералогический состав… 17
3.2 Физико-химическиесвойства черноземных почв… 17
4. Хозяйственноеиспользование черноземных почв… 22
Введение
Черноземыстали объектом исследования с самого зарождения науки о почве. Еще М.В.Ломоносов (1763) сформулировал положение о происхождении чернозема «от согнитияживотных и растительных тел со временем». После М.В. Ломоносова шло постепенноенакопление фактического материала о свойствах и о распространении черноземов,был высказан ряд интересных теорий об их происхождении.
Подлиннонаучное изучение черноземов началось В.В. Докучаевым, который собрал огромныйматериал о строении, свойствах, распространении и условиях образованиячернозема России. Как тип почвы чернозем был впервые выделен В. В. Докучаевым вклассификации почв 1896 г.
Первыефундаментальные исследования вводно-физических свойств и водного режимачерноземов были проведены А.А. Измаильским и Г.Н, Высоцким в конце 19 и начале20 столетия.
1. Факторы образования почв на Восточно-Европейской равнине
1.1 Климат
Климатическиеусловия зоны распространения черноземов характеризуются нарастаниемконтинентальности с запада на восток. На юго-западе Восточно-Европейскойравнины среднегодовая температура составляет 8-10 С. Зима в западных районахзоны сравнительно теплая и мягкая, восточнее становится более суровой ималоснежной. Также с запада на восток уменьшается количество безморозных дней игодовое количество осадков.
Однако втеплый период климатические контрасты различных областей сглаживаются.
1.2 Водный режим
Урожайсельскохозяйственных культур в черноземной зоне определяется прежде всегосодержанием в почве доступной для растений влаги. Это зона недостаточногоувлажнения. Даже в лесостепи вероятность засушливых и полузасушливых летсоставляет около 40%.
Поэтому навсем протяжении истории изучения черноземов особое внимание уделялосьисследованию их водного режима.
Изучениемводного режима черноземов занимались А.А. Измаильский, Г.Н. Высоцкий, П.А. Костычев,С.И. Долгов, А.Ф. Большаков, А.А, Роде, Е.А, Афанасьева и др.
Изучая водныйрежим обыкновенных чернозем, Г.Н. Высоцкий установил, что в динамике влагичерноземов можно выделить 2 периода: 1) иссушение почвогрунта, охватывающеелето и первую половину осени, когда влага интенсивно расходуется растениями ииспаряется из-за господства восходящих потоков над нисходящими; 2)промачивание, начинающееся со второй половины осени, прерывающееся морозами ипродолжающееся весной теплым водам и весенним осадкам.
Эти периоды вводном режиме черноземов и его особенности характерны для всех черноземов,однако продолжительность и сроки иссушения и увлажнения для каждого подтипабудут свои. Они определяются, прежде всего, количеством осадков, ихраспределением во времени и температурой. Общая закономерность – уменьшениеглубины промачивания почвы от черноземов оподзоленных и выщелоченных кчерноземам южным и усиление иссушения почв в том же направлении при удлинениипериода иссушения.
Летние осадкиувлажняют лишь пахотный слой. Запас влаги в нижних горизонтах в черноземахсоздается осадками холодного периода (позднеосенние осадки, талые воды). Вподзонах увлажнение черноземных почв в большей степени зависит от рельефа имеханического состава почв. На большую глубину промачиваются черноземылегкосуглинистые и супесчаные. На выпуклых элементах рельефа и склонах расходвлаги усиливается из-за поверхностного стока и испарения; в понижениях,особенно вогнутых и полузамкнутых, скапливаются поверхностные воды и ослабленоиспарение, что определяет более глубокое промачивание почв. В замкнутыхпонижениях оно может достигать грунтовых вод.
Водный режимчерноземов степи отличается от такового черноземов степной зоны. Для черноземовоподзоленных, выщелоченных и типичных характерен периодически промывной водныйрежим.
В нижнихгоризонтах почвенно-грунтовой толщи черноземов лесостепи, глубже слоямаксимального промачивания, всегда содержится некоторое количество доступнойвлаги, которая может служить в засушливые годы резервом влажности.
Значительнонапряженнее водный режим в степной зоне (обыкновенные и южные черноземы),которые относятся к засушливым и полузасушливым. Черноземы степной зоны имеютнепромывной водный режим: в нижней части их грунтовой толщи образуетсяпостоянный горизонт с влажностью, не превышающей величину влажности завядания.
Для получениясредних урожаев сельскохозяйственных культур в метровом слое почвы передпосевом должно находиться доступной влаги не менее 1000 т/га. Поэтому всеагротехнические мероприятия должны быть направлены на максимальноевосстановление к весне будущего года запасов полезной для растений влаги вовсем корнеобитаемом слое почвы.
На пахотныхчерноземах по сравнению с целинными возможна значительная потеря воды из-засноса снега и поверхностного стока талых вод. Сдувание снега приводит кглубокому промерзанию почв, поэтому они позднее размерзают. Резкое снижениеводопроницаемости неоттаявших слоев почвы сопровождается большими потерямивлаги от поверхностного стока.
1.3 Растительный покров и животный мир
Черноземы –это почвы травянистых формаций, приуроченных к степной и лесостепной зонам.Характерный гумусовый профиль обязан воздействию травянистой растительности сее мощной, быстро отмирающей корневой системой.
Естественнаярастительность лесостепной зоны в прошлом характеризовалась чередованием лесныхучастков с луговыми степями. Лесные участки, сохранившиеся частично и сейчас,расположены по водоразделам, балкам и речным террасам, представленышироколиственными лесами, преимущественно дубом. По песчаным террасамвстречаются сосновые боры. Растительность луговых степей представляли ковыли,типчак, степные овсы, кострец, шалфей, лядвенец, желтая люцерна, колокольчик имногие другие.
Растительностьстепной зоны представляла собой разнотравно-ковыльные и типчако-ковыльныестепи.
Среди первыхосновной фон составляли узколистные дерновинные злаки – ковыли, типчак, степнойовес, и другие с широким участием разнотравья – шалфея, клевера, колокольчикови др.
Типчако-ковыльныестепи характеризовались менее мощной и разнообразной растительностью, основнымипредставителями которой являлись низкостебельные перистые ковыли, тырса,типчак, житняк, осоки. Менее мощный общий характер растительноститипчако-ковыльных степей, широкое участие в травостое эфемеров и эфемероидов –мортук, луковичный мятлик, тюльпаны, бурачок, а также полыни – следствиезаметного дефицита здесь влаги.
Основныеособенности биологического круговорота степных и лугово-степных травянистыхрастительных сообществ заключается в том, что: 1) ежегодно с отмирающимичастями в почву возвращается практически то же количество питательных веществ,которое было использовано в прирост; 2) большая часть этих веществ возвращаетсяне на поверхность почвы, а непосредственно в почву с корнями; 3) средихимических элементов, вовлекаемых в биологический круговорот, первое местопринадлежит кремнию, далее следует азот, калий и кальций.
Количестворастительной массы естественных травяных сообществ на черноземах высокое: влесостепи Русской равнины 30-40 ц/га надземной фитомассы и 200 ц/га корней.Ежегодный прирост фитомассы на черноземах в 1,5-2 раза выше количества биомассыв период максимального развития. Прирост корней составляет 50-60% их общеймассы. В среднем опад травянистых сообществ черноземной зоны составляет 200 ц /(га в год) (А.А. Титлянова, Н.И. Базилевич, 1978).
Рольбиологического круговорота в формировании свойств черноземов определяется нестолько химическим составом растений степи, сколько его высокой интенсивностью(большим количеством ежегодно образующихся химических элементов), поступлениемосновной массы опада внутрь почвы, активным участием в разложении бактерий,актиномицетов, беспозвоночных, для которых благоприятен химический состав опадаи общая биоклиматическая обстановка.
Большую рольв формировании черноземов играет мезофауна, особенно велика роль дождевыхчервей. Их численность в профиле достигает 100 и более на 1 м2. Притаком количестве дождевые черви ежегодно выбрасывают на поверхность до 200 тпочвы на 1 га и в результате суточных и сезонных миграций проделывают большоеколичество ходов. Вместе с отмершими частями растений дождевые червизахватывают частицы почвы и образуют в процессе переваривания прочныеглино-гумусовые комплексы, выбрасываемые в форме копролитов. По мнению Г.Н.Высоцкого, черноземы в значительной степени обязаны дождевым червям своейзернистой структурой.
Целиннаястепь была местом обитания большого количества позвоночных. Наибольшуючисленность и значение имели землерои (суслики, слепыши, полевки и сурки),которые перемешивали и выбрасывали на поверхность большое количество земли.Устраивая в почве норы, они образовывали кротовины – ходы, засыпанные массойверхнего гумусного слоя. Благодаря перемешиванию почвы грызуны постепенно обогащалигумусовые горизонты карбонатами, чем замедляли процессы выщелачивания, аглубокие горизонты – гумусом, что приводило к опусканию границы гумусовогогоризонта. Таким образом, их деятельность способствовала формированию наиболеехарактерных свойств черноземов.
В настоящеевремя целинных черноземов практически не осталось. Большая часть их распахана.Биологический фактор почвообразования при вовлечении черноземов в земледелиесущественно изменился. Сельскохозяйственная растительность покрывает почву неболее 4 месяцев в году, за исключением посева многолетних трав. Биологическийкруговорот стал разомкнутым. Количество ежегодно создаваемой фитомассы вагроценозах меньше, чем в целинной степи, особенно велика разница в количествепродуцируемой подземной биомассы. В биологический круговорот вовлекается меньшеазота и минеральных элементов.
На пашнезначительно увеличивается численность микрофлоры, но при этом резко уменьшаетсячисленность и особенно биомасса беспозвоночных, прежде всего дождевых червей. Позвоночныеземлерои в пашне не обитают.
2. Генезис и классификация черноземных почв
2.1 Генезис черноземных почв
Черноземныепочвы развиваются под степной разнотравно-степной травянистой растительностью.Весь облик этих почв свидетельствует о богатстве их органическим веществом. Впрофиле черноземов выделяют мощный темноокрашенный гумусовый, илигумусово-аккумулятивный, слой (35-150 см), содержащий большое количество гумуса(250-700 т/га).
Гумусовый слойв связи с неодинаковой интенсивностью его окраски органическим веществомразделяется на 2 самостоятельных горизонта: верхняя наиболее гумусированнаячасть выделяется как гумусовый горизонт А и нижняя и нижняя до гумусовыхзатеков – как переходный горизонт В1. Переход в горизонт В1постепенный и характеризуется появлением коричневого оттенка в окраске, которыйкнизу заметно усиливается. В самостоятельный выделяется горизонт гумусовыхзатеков В2. Ниже гумусового слоя, часто захватывая горизонтгумусовых затеков, залегает горизонт максимального скопления карбонатов –карбонатный, или карбонатно-иллювиальный, горизонт Вк, постепеннопереходящий в породу С.
В целинныхпочвах под девственной степной растительностью в черноземных почвах выделяетсягоризонт степного войлока А0, состоящий из остатков травянистойрастительности. На пахотных почвах распаханная часть горизонта А выделяется всамостоятельный пахотный горизонт Ап.
Характерныйпризнак черноземных почв – зернистая и комковая структура гумусового слоя, особенноотчетливо выраженная в подпахотной части горизонта А.
Черноземыблагодаря мощному гумусовому слою с водопрочной зернисто-комковой структуройхарактеризуются как почвы высокого природного плодородия, обладающиезначительным запасом элементов питания, благоприятными вводно-воздушными ифизико-химическими свойствами.
Черноземнаязона издавна была важнейшим районом производства товарного зерна России.Огромные просторы черноземных степей всегда привлекали внимание исследователей.
В.В.Докучаев, выделивший чернозем как почвенный тип, рассматривал его как почвурастительно-наземного происхождения, образовавшуюся при изменении материнскихгорных пород под действием климата и степной растительности.
Впервыегипотеза о растительно-наземном происхождении чернозема была сформулированаМ.В. Ломоносовым в трактате «О слоях земных» (1763).
Второй повремени возникновения можно считать морскую гипотезу происхождения чернозема,высказанную академиком П.С. Палласом (1773) по отношению к черноземамСтавропольского края, которые, по его мнению, образовались из морского ила,гниющих масс тростника и другой растительности при отступлении моря.
Третья теория– это представление о болотном генезисе черноземов. Здесь необходимоостановиться на двух вариантах. Геолог Ф.Ф. Вангенгейм фон Квален (1853)высказал предположение о том, что черноземы образовались из измельченногоматериала торфяных болот и растительных остатков, принесенных ледниковымпотоком с севера на юг и смешавшихся с минеральным илом. Значительно позже ктакой точке зрения вернулся академик В.Р. Вильямс, считавший, что черноземыобразовались при высыхании и развевании торфяных болот. С позиции современногопочвоведения этот вариант болотной гипотезы, связывавшей образование черноземовс приносом торфа извне, несостоятелен.
Болееплодотворным оказался другой подход. Академики Э.И. Эйхвальд (1850) и Д.Н,Борисяк (1852) предположили, что черноземы возникли из болот при постепенномобсыхании последних. Идею болотного генезиса черноземов можно рассматривать какпервый шаг на пути создания значительно более широкой и глубокой гипотезыпалеогидроморфного прошлого черноземов, которая в наиболее полном видесформулирована В.А. Ковдой (1933, 1966, 1974).
Черноземы — сравнительно молодые почвы, они образовались в послеледниковой время в течениепоследних 10-12 тыс. лет. Этот возраст подтвержден с помощью радиоуглеродногодатирования, которое позволило установить, что возраст гумуса верхних почвенныхгоризонтов составляет в среднем не менее 1 тыс. лет, а возраст глубоких горизонтов– не менее 7-8 тыс. лет (А.П. Виноградов, 1969).
2.2 Классификация черноземных почв
Перваяклассификация черноземов была дана В.В. Докучаевым, который выделил их каксамостоятельный тип и разделил по топографическим условиям на горовые черноземыводоразделов, черноземы склонов и долинные черноземы речных террас. Кроме того,В.В. Докучаев подразделил все черноземы по содержанию гумуса на четыре группы (4-7;7-10; 10-13; 13-16%).
Значительноевнимание классификации черноземов уделил Н.М. Сибирцев. В его классификации (1901)черноземный тип почв был разделен на подтипы – северный, тучный, обыкновенный,южный.
В дальнейшемподтип северных черноземов стали называть, по С.И. Коржинскому,деградированным, а затем он был разделен на два самостоятельных подтипа –оподзоленные и выщелоченные черноземы.
В 1905 г.Л.И. Прасолов на основании изучения черноземов Приазовья и Предкавказья выделилподтип приазовских черноземов, названный впоследствии прекавказским. Накоплениеинформации по черноземам этих районов позволило в дальнейшем рассматривать ихгенетические особенности как результат провинциальных и фациальных условийпочвообразования и не выделять их на уровне самостоятельного подтипа.
На основанииобобщения обширных материалов по изучению черноземов в различных районах страныв настоящее время принято следующее разделение черноземного типа почв наподтипы и роды.Подтипы Роды Подтипы Роды Оподзоленные Обычные, слабодифференцированные Типичные Карбонатные, солонцеватые Выщелоченные Глубоковскипающие, бескарбонатные Обыкновенные Осолоделые, глубинно – глеевые Южные Слитые, неполноразвитые
Ниже даетсяописание основных родов черноземов.
Обычные –выделяются во всех подтипах; признаки и свойства соответствуют основнымхарактеристикам подтипа. В полном наименовании чернозема термин этого родаопускается.
Слабодифференцированные– развиты на супесчаных породах, типичные признаки черноземов выражены слабо (окраска,структура и т.п.)
Глубоковскипающие– вскипают более глубоко, чем род «обычные черноземы», в связи с болеевыраженным промывным режимом за счет облегченного механического состава илиусловий рельефа. Выделяются среди типичных. Обыкновенных и южных черноземов.
Бескарбонатные– развиты на породах, бедных силикатным кальцием, вскипание и выделениекарбонатов отсутствует; встречаются преимущественно среди типичных,выщелоченных и оподзоленных подтипов черноземов.
Солонцеватые– в пределах гумусового слоя имеют уплотненный солонцеватый горизонт ссодержанием обменного Na более 5% от емкости; выделяются средиобыкновенных и южных черноземов.
Осолоделые –характеризуются наличием белесой присыпки в гумусовом слое, потечностьюгумусовой окраски, лакировкой и примазками по граням структуры в нижнихгоризонтах, иногда наличием обменного натрия; распространены среди типичных,обыкновенных и южных черноземов.
Глубинно-глеевые– развиты на двучленных и слоистых породах, а также в условиях длительнойсохранности зимней мерзлоты.
Слитые –развиты на иловато-глинистых породах в теплых фациях, характеризуется высокойплотностью горизонта В. Выделяются среди черноземов лесостепи.
Неполноразвитые– имеют слаборазвитый профиль в связи с их молодостью или формированием насильноскелетных или хрящевато-щебнистых породах.
На виды всечерноземы делятся по следующим признакам:
По мощностигумусового слоя – сверхмощные (более 120 см), мощные (120-80 см), среднемощные(80-40 см), маломощные (40-25 см) и очень маломощные (менее 25 см);
По содержаниюгумуса – тучные (более 9%), среднегумусные (9-6%), малогумусные (6-4%) ислабогумусированные (менее 4%).
Кроме тогочерноземы делятся на виды по степени выраженности сопутствующего процесса (слабо-,средне-, сильновыщелоченные, слабо-, средне-, сильносолонцеватые и т.п.).
Вгеографическом распределении подтипов черноземов наблюдается четкая зональнаязакономерность. Поэтому зона черноземных почв с севера на юг подразделяется наследующие подзоны: черноземов оподзоленных и выщелоченных, черноземов типичных,черноземов обыкновенных и черноземов южных. Наиболее четко указанные подзонывыражены в европейской части страны.
Черноземныепочвы в лесостепной зоне представлены оподзоленными, выщелоченными, и типичнымичерноземами.
Черноземыоподзоленные. В гумусовом слое имеют остаточные признаки воздействияподзолистого процесса в виде белесой присыпки – главного отличительногоморфологического признака этого подтипа. Гумусовый профиль оподзоленныхчерноземов серой, реже темно-серой окраски в горизонте А и заметно светлее вгоризонте В. Белесая присыпка при обильном ее содержании придает профилючернозема седовато-пепельный оттенок. Обычно она в виде белесоватого налета какбы припудривает структурные отдельности в горизонте В1, но присильной оподзоленности белесый оттенок бывает и в горизонте А.
Карбонатызалегают значительно ниже границы гумусового слоя (обычно на глубине 1,3-1,5 м).Поэтому в оподзоленных черноземах под гумусовым слоем выделяется буроватый иликрасновато-бурый выщелоченный от карбонатов иллювиальный горизонт ореховатойили призматической структуры с отчетливой лакировкой, гумусовыми примазками ибелесой присыпкой на гранях. Постепенно эти признаки ослабевают, и горизонтпереходит в породу, содержащую на некоторой глубине карбонаты в видеизвестковых трубочек, журавчиков. Разделяются на роды – обычные, слабодифференцированные,слитые, бескарбонатные.
Приклассификации оподзоленных черноземов на виды, помимо деления по мощности игумусированности, они подразделяются по степени оподзоленности наслабооподзоленные и среднеоподзоленные.
Черноземывыщелоченные. В отличие от оподзоленных черноземов не имеют кремнеземистойприсыпки в гумусовом слое.
Горизонт Атемно-серой или черной окраски, с отчетливо выраженной зернистой илизернисто-комковатой структурой, рыхлого сложения. Мощность его колеблется от 30-35до 40-50 см. Нижняя граница горизонта В1 залегает в среднем наглубине 70-80 см, но иногда может проходить и ниже. Характерная морфологическаяособенность выщелоченных черноземов – наличие под горизонтом В1выщелоченного от карбонатов горизонты В2. Этот горизонт имеет ясновыраженную буроватую окраску, гумусовые затеки и примазки,ореховато-призматическую или призматическую структуру. Переход в следующийгоризонт – ВС или С – обычно отчетливый, и граница выделяется по скоплениюкарбонатов в виде известковой плесни, прожилок.
Основные роды– обычные, слабодифференцированные, бескарбонатные, глубинно-глеевые, слитые.
Черноземытипичные. Обычно имеют глубокий гумусовый профиль (90-120 см и даже больше) исодержат карбонаты в гумусовом слое в виде мицелия или известковых трубочек.Карбонаты появляются чаще с глубины 60-70 см. Для более детальнойморфологической характеристики гумусового слоя выделяется ниже горизонта А двапереходных по гумусовой окраске горизонта – АВ1 и В1.
Горизонт АВ1темно-серый со слабым, буроватым оттенком книзу, а В1 уже отличаетсяотчетливым бурым оттенком. В нижней части горизонта АВ1 или чащевсего в горизонте В1 видны выцветы карбонатов.
Горизонт В2(ВС) и порода содержат карбонаты в форме мицелия, известковых трубочек ижуравчиков.
Разделяютсяна следующие роды: Обычные, бескарбонатные, глубоковскипающие, карбонатныеосолоделые.
Черноземы степной зоны
Черноземы встепной зоне представлены обыкновенными и южными черноземами.
Черноземыобыкновенные. Горизонт А темно-серый или черный, с отчетливой зернистой иликомковато-зернистой структурой., мощностью 30-40 см. Постепенно переходит вгоризонт В1 – темно-серый с ясным буроватым оттенком, с комковатойили комковато-призматической структурой. Чаще всего мощность гумусового слоя уобыкновенных черноземов составляет 65-80 см.
Нижегоризонта В1 залегает горизонт гумусовых затеков В2,который часто совпадает с карбонатным иллювиальным горизонтом или очень быстропереходит в него. Карбонаты здесь в форме белоглазки. Этот признак отличаетобыкновенные черноземы от ранее рассмотренных подтипов.
Подтипобыкновенные черноземы делится на роды: обычные, карбонатные, солонцеватые,глубоковскипающие, слабодифференцированные и осолоделые.
Черноземыюжные занимают южную часть степной зоны и непосредственно граничат стемно-каштановыми почвами.
Горизонт Амощность 25-40 см имеет темно-серую или темно-бурую окраску часто с небольшимкоричневым оттенком, комковатой структуры. Горизонт В1характеризуется ясной коричнево-бурой окраской, комковато-призматической структурой.Общая мощность гумусового слоя (А+В1) 45-60 см.
Виллювиальном карбонатном горизонте обычно отчетливо выражена белоглазка. Линиявскипания расположена в нижней части горизонта В1 или на границегумусового слоя.
Южныечерноземы подразделяются на следующие роды: обычные, солонцеватые, карбонатные,глубоковскипающие, слабодифференцированные и осолоделые.
3. Состав и свойства черноземных почв
3.1 Механический и минералогический состав
Черноземные почвы весьмаразнообразны по механическому составу, что определяется составомпочвообразующих пород.
Общаяособенность почв черноземного типа – отсутствие заметных изменениймеханического состава в процессе почвообразования. Лишь в оподзоленныхчерноземах и частично в выщелоченных наблюдается небольшое увеличение илистойфракции вниз по профилю. Некоторое обеднение илом верхней части профиляотмечается также в солонцеватых и осолоделых черноземах.
Вминералогическом составе черноземов преобладают первичные минералы. Извторичных минералов в большинстве черноземных почв встречаются минералымонтмориллонитовой и гидрослюдистой групп, в которых доминирует монтмориллонит.
В илистойфракции черноземов содержатся также окристаллизованные полуторные окислы, аморфныевещества и небольшое количество высокодисперсного кварца.
Высокодисперсныеминералы распределены по профилю равномерно. Различие в минералогическомсоставе черноземов связано с особенностями пород и условиями выветриванияпервичных минералов.
3.2 Физико-химические свойства черноземных почв
Химическийсостав.
Важнейшие егоособенности – богатство черноземов гумусом, биогенная аккумуляция в гумусовомпрофиле элементов питания растений. Относительная однородность валового составаминеральной части по профилю, иллювиальный характер распределения карбонатов ивыщелоченность почв от легкорастворимых солей.
Враспределении гумуса наблюдается постепенное уменьшение его содержания сглубиной, что подчеркивает теснейшую связь гумусообразования с распределениемкорневых систем травянистой растительности. Гумус черноземов в воде раствориммало.
Содержаниегумуса сильно зависит от условий почвообразования и механического составаматеринских пород. Максимальные запасы гумуса имеют глинистые итяжелосуглинистые типичные, обыкновенные и выщелоченные черноземы центральнойфации.
Всоответствии с содержанием гумуса колеблется и количество азота (0,2-0,5%).Валовое содержание кремнекислоты и полутораокисей равномерно по профилю, чтосвидетельствует об отсутствии процессов разрушения почвенных минералов.Небольшое обеднение R2O3 и обогащение кремнекислотой верхней части профиля отмечаются воподзоленных и в меньшей мере в выщелоченных черноземах, а также у солонцеватыхи осолоделых обыкновенных и южных черноземов, что связано с особенностями ихгенезиса.
Иллювиальныйхарактер распределения карбонатов кальция в черноземах обусловлен особенностямиих водного и термического режимов, динамики СО2 в почвенном воздухеи почвенном растворе. Весной, в период наибольшего развития нисходящих токов,происходит вымывание карбонатов. Однако если оно не достигает глубинымаксимального промачивания, как это отмечается для легкорастворимых солей, азадерживается из-за очень слабой растворимости карбонатов кальция и низкихконцентраций углекислоты в почвенном воздухе и почвенном растворе, поскольку вэто время в почве еще не протекают активные биологические процессы. Последующееповышение температуры активизирует дыхание корней и активизирует деятельностьмикроорганизмов, что приводит к увеличению концентрации СО2 впочвенном растворе и, как следствие, к большему образованию бикарбонатакальция, который с восходящими токами начинает подниматься вверх по профилю.Вследствие повышения температуры при движении растворов вверх по профилю иудалению углекислоты бикарбонат переходит в карбонат и выпадает из раствора.Выпадение карбонатов по мере их поднятия с восходящими токами также связано срасходом воды на испарение и потребление растениями.
Такскладывается характерное для черноземов сезонное колебание верхней границыраспространения карбонатов: она опускается весной и осенью и опускается летом.Масштабы этих колебаний зависят от зональных и фациальных условийпочвообразования, а также от механического состава почв.
Богатствочерноземов гумусом, интенсивная миграция биогенного кальция определяют ихблагоприятные физико-химические свойства: черноземы характеризуются высокойемкостью поглощения, насыщенностью поглощающего комплекса основаниями, близкойк нейтральной реакцией верхних горизонтов и высокой буферностью. В составеобменных катионов главная роль принадлежит кальцию. Магний составляет 15-20% отсуммы. В оподзоленных и выщелоченных черноземах в поглощающем комплексеприсутствует водород и гидролитическая кислотность может достигать заметнойвеличины. В обыкновенных и южных черноземах в составе поглощенных катионовнаходится небольшое количество Na+ и несколько возрастает доля Mg2+ по сравнению с другимиподтипами черноземов. В черноземах солонцеватых отмечается большое количествопоглощенного иона натрия. Горизонты, содержащие свободные карбонаты, имеютслабощелочную реакцию.
Физическиесвойства черноземных почв в значительной мере определяется высоким содержаниемв них гумуса, мощностью гумусовых горизонтов и хорошей структурированностью.Поэтому черноземы характеризуются благоприятными физическими свойствами: рыхлымсложением в гумусовом слое, высокой влагоемкостью и хорошейвлагопроницаемостью.
Лучше всегооструктурены выщелоченные, типичные и обыкновенные черноземы тяжелосуглинистыеи глинистые. Оподзоленные и южные черноземы отличаются пониженным содержаниемводопрочных агрегатов. При распашке черноземов и длительном ихсельскохозяйственном использовании количество водопрочных агрегатов в пахотномгоризонте снижается, однако в типичных и обыкновенных черноземах оносохраняется еще на довольно высоком уровне.
Благодаряхорошей оструктуренности плотность черноземов в гумусовых горизонтах невысокаяи колеблется в пределах 1-1,22 г/см3 и лишь в подгумусовыхвозрастает до 1,4-1,5 г/см3. Плотность может заметно увеличиваться ввыщелоченных иллювиальных горизонтах обыкновенных и южных черноземов.Солонцеватые черноземы отличаются повышенной плотностью в горизонте В1.
Плотностьтвердой фазы в черноземов в верхних горизонтах невысокая (2,4-2,5 г/см3),что обусловлено богатством верхних частей профиля гумусом. В подгумусовыхгоризонтах и в породе ее величина возрастает до 2,55-2,65. Хорошаяструктурированность черноземов определяет их высокую пористость в гумусовыхгоризонтах (50-60%), которая постепенно уменьшается с глубиной. Для черноземныхпочв характерно благоприятное содержание капиллярной и некапиллярнойпористости.
Некапиллярнаяпористость может составлять 1/3 общей пористости, что обеспечивает хорошуювоздухо- и водопроницаемость черноземов.
Наибольшаяводопроницаемость у пахотных горизонтов А и верхней части горизонта В1,где хорошо выражена водопрочная комковатая и зернистая структура. Пахотнаячасть горизонта А впитывает влагу в 1,5-2,5 раза медленнее, чем подпахотная,что обусловлено распылением структуры и уплотнением горизонта. Глубокаяобработка черноземных почв и поддержание их поверхности в рыхлом состоянииспособствует наилучшему поглощению осадков. Мощный гумусовый слой определяетвысокую влагоемкость черноземов.
4. Хозяйственное использование черноземных почв
Черноземнаязона – важнейший земледельческий район страны. Здесь выращивают зерновые,технические и масличные культуры: озимую и яровую пшеницы, кукурузу,подсолнечник, сахарную свеклу, лен-кудряш и многие другие. Это районы широкоразвитого животноводства и плодоводства.
Важнейшаязадача сельскохозяйственного производства на черноземных почвах – правильноеиспользование их высокого потенциального плодородия, предохранение гумусовогослоя от разрушения. Основные пути решения этой задачи – рациональные приемыобработки, накопления и правильного использования влаги, внесение удобрений,улучшение структуры посевных площадей, введение высокоурожайных культур исортов, борьба с эрозией.
В пределахкаждого подтипа черноземных почв их агрономическая оценка определяетсяследующими генетическими особенностями: мощностью гумусовых горизонтов и общимзапасом гумуса, механическим составом, степенью эродированности, свойствами имощностью почвообразующих пород, а также уровнем окультуривания почв. Чембольше мощность гумусового горизонта, тем богаче черноземы общими запасамиэлементов питания. На черноземах с большой мощностью гумусовых горизонтовблагоприятнее складывается водный режим. Поэтому в черноземах наблюдаетсяпрямая корреляция между урожаем сельскохозяйственных культур и мощностьюгумусового слоя и запасами гумуса.
Процессыплоскостной эрозии, вызывающие смыв верхнего наиболее плодородного слоя, резкоснижают плодородие черноземов, ухудшая их водный, питательный имикробиологический режимы и физико-химические и физико-механические свойства.
Снижаютсяагрономические достоинства черноземов, развитых на элювии сланцев, известнякови других горных пород, подстилаемых песчаниками и другими плотными породами.
В пределахотдельных подтипов на агрономическую оценку черноземов также влияют ихподтиповые и родовые особенности. Так, для выщелоченных черноземов эти различиясвязаны со степенью выщелоченности их профиля.
Плохимиагрофизическими свойствами характеризуются слитые черноземы. В подзонахобыкновенных и южных черноземов ухудшаются агрономические свойства черноземовкарбонатных и солонцеватых. Карбонатные черноземы податливы ветровой эрозии,вносимые в них фосфорные удобрения быстрее переходят в труднодоступные длярастений формы.
Солонцеватыечерноземы имеют неблагоприятные вводно-физические и вводно-механическиесвойства, и поэтому чем выше степень солонцеватости, тем хуже агрономическиесвойства черноземов и ниже урожай сельскохозяйственных культур. Относительноеповышение участия солонцов в комплексах с черноземами ухудшает оценкуземельного массива.
Для повышенияплодородия черноземных почв очень важно накопление влаги и рациональное ееиспользование, особенно в подзонах распространения обыкновенных и южныхчерноземов. Поэтому на первое место среди агротехнических приемов должны бытьпоставлены мероприятия, обеспечивающие сжатые сроки проведения весенних полевыхработ и создание наилучшего водного режима.
К такиммероприятиям относятся: введение чистых паров, ранняя глубокая зябь,прикатывание и своевременное боронование почвы, обработка поперек склонов,осеннее бороздование и щелевание полей для поглощения талых вод ипредотвращения эрозии.
Самой сложнойпроблемой является орошение черноземов. Наиболее эффективно оно на средних илегких, не склонных к слитообразованию почвах, на участках с хорошиместественным дренажем. При этом орошение должно быть дополнительным кестественному увлажнению для поддержания влажности почвы не ниже 70-75% ППВ впериод вегетации.
Поливы должныосуществляться водой с общей концентрацией солей меньше 1 г/л и дождеваниемневысокой интенсивности.
Принеумеренных поливах, использовании минерализованных вод, а также на участках сплохим дренажем и тяжелыми почвами развиваются отрицательные явления,приводящие к ухудшению черноземов – заболачиванию, вторичному засолению,осолнцеванию, слитообразованию и др.
Исключительноезначение, особенно для обыкновенных и южных черноземов, имеет снегозадержание(посев кулис, защитные полосы и др.).
На легкихчерноземных почвах, подверженных ветровой эрозии, хорошие результаты даетбезотвальная и плоскостная осенняя обработка, при которой сохраняющаяся стерняспособствует накопление снега и предохраняет почвы от выдувания.
Особоевнимание в комплексе агротехнических мероприятий по накоплению влаги средиобыкновенных и южных черноземов требуют солонцеватые и карбонатные почвы,которые имеют неблагоприятные агрофизические свойства и обладают пониженнойводоотдачей.
Черноземныепочвы, несмотря на их высокое потенциальное плодородие, хорошо отзываются наудобрения, особенно черноземы лесостепи, так как здесь наиболее благоприятноскладываются условия увлажнения. На обыкновенных и южных черноземахмаксимальный эффект от удобрений достигается при проведении увлажнительныхмероприятий.
Положительноедействие от азотных удобрений повышается от глинистых и тяжелосуглинистых почвк легкосуглинистым и супесчаным. Это объясняется сильнее выраженнойнитрификационной способностью черноземных почв тяжелого механического составаиз-за их большого богатства гумусом и лучшей агрегатности.
В черноземахпреобладают малоподвижные формы фосфатов, поэтому эти почвы хорошо отзываютсяна фосфорнокислые удобрения. На оподзоленных и выщелоченных черноземах с высокойгидролитической кислотностью эффективна фосфоритная мука.
Навозоказывает значительное положительное действие на всех черноземных почвах, ноособенно на черноземах легкого механического состава. Прежде всего, его вносятпод зерновые, сахарную свеклу и картофель.
Эффективностьнавоза снижается от черноземов лесостепи к южным черноземам из-за ухудшенияусловий увлажнения. Поэтому в районах с явно выраженным дефицитом влаги большоезначение имеют применение хорошо разложившегося навоза, глубокая его заделка ипроведение увлажнительных мероприятий.
Мобилизация ирациональное использование потенциального плодородия черноземных почв требуетактивизации микробиологических процессов правильными приемами обработки всочетании с мероприятиями по улучшению водного режима.
Систематическоеприменение физиологически кислых удобрений, постоянное отчуждение кальция сурожаем сельскохозяйственных культур приводит к дефициту кальция и подкислениючерноземных почв. Имеющиеся данные свидетельствуют о положительном влиянииизвесткования на урожай растений и его качество.
Большую рольв черноземной зоне играют защитные лесные полосы – комплексное средствоулучшения микроклимата, водного режима, а для ряда районов и как средствоборьбы с эрозией.
Припроведении работ по полезащитному лесонасаждению необходимо учитыватьособенности лесорастительных свойств различных черноземных почв. Черноземылесостепи – оподзоленные, выщелоченные и типичные, пригодны к посадке дуба идругих лесных культур без специальных мелиоративных мероприятий.
Черноземыобыкновенные и южные требуют агротехнических мероприятий по снегонакоплению,поглощению талых вод и правильному расходу влаги, а также допускают болееограниченный набор культур. Для солонцеватых черноземов обыкновенных и южных, атакже черноземов осолоделых необходимо помимо высокой агротехники иувлажнительных мероприятий, специальные типы лесных культур.