8.3. Генезис дернового процесса почвообразования.

В зоне Степи дерновый гумусово-аккумулятивный процесс почвообразования наиболее выражен. Протекает он под влиянием многолетней травянистой растительности в условиях умеренного влажного климата, особенно энергично на рыхлых карбонатных горных породах (лессах).

Согласно данным Л. Е. Родина и Н. М. Базилевич (1965), биомасса в степных сообществах достигает 100—300 ц/га, из которых половина биомассы ежегодно продуцируется и отмира­ет. В результате в степной зоне в почву ежегодно посту­пает значительно больше органического вещества, чем в лесной зоне умеренного пояса.

Часть раститель­ных остатков задерживается на поверхности почвы (60—120 кг) в виде степного войлока. Это обусловлено спадами микробио­логической деятельности в периоды зимнего промерзания и летнего иссушения почвы. Травянистая растительность отлича­ется высоким содержанием азота и зольных элементов, особен­но кальция и кремния. Кальция много в почвообразующих по­родах, поэтому высокое содержание этого элемента в степной растительности, возможно, является свойством, приобретенным растениями степей в процессе эволюции.

В степных почвах микроорганизмов значительно больше, чем в лесных. В черноземах их около 3—4 млрд в 1 г, а для не­которых районов значительно больше. В составе микрофлоры преобладают бактерии и актиномицеты; грибов значительно меньше, чем в лесных почвах.

В этих условиях разложение органических остатков приво­дит к образованию высокомолекулярных гуминовых кислот, прочно связанных с кальцием. Гумусовые соединения находят­ся в виде гелей, способствующих прочному агрегированию поч­венных частиц. Свободных агрессивных фульвокислот в черно­земах нет. Реакция почвенного раствора нейтральная.

Значительное количество ежегодно поступающих раститель­ных остатков и характер гумусовых соединений обеспечивают накопление весьма больших количеств гумуса в черноземных. Содержание гумуса в черноземах от 3 до 16 %. Запасы гумуса в пределах почвенного профиля от 300 до 700 т/га.

В условиях ландшафтов сухих степей в почву поступает значительно меньше органического вещества, чем в черноземах. Ежегодный опад растительности сухих степей равен около 40 ц/га. В составе опада в значительном количестве содержаться зольные элементы, ежегодное поступление которых в почву согласно данным Л. Е. Родина и Н. М. Базилевич (1965) составляет 161 кг/га. В северной части зоны в растительном опаде преобладают кремний, кальций и калий, а в южной приобретает большее значение натрий.

Содержание гумуса в почвах сухих степей невелико – 2-5 %. Принято считать, что в гумусовом горизонте темно-каштановых почв гумуса содержится от 3,5 до 5 %, в каштановых почвах – 3-4 %, в светло-каштановых 2-3 %.

Изменение количества гумуса по профилю происходит постепенно. Состав гумуса каштановых почв отличается от гумуса черноземов пониженным содержанием гуминовых кислот (табл. 4).

В зависимости от ландшафтных условий глубина горизонта накопления карбонатов может подниматься до гумусового гори­зонта и даже выходить на поверхность (например, в поверх­ностно-мицеллярных черноземах) или спускаться за пределы почвенного профиля, как это имеет место в случае выщелочен­ных черноземов.

Распределение карбонатов по профилю дерновых почв, по-видимому, можно объяснить следующим образом. Раствори­мость карбонатов в условиях степной зоны определяется кон­центрацией углекислоты в почвенном воздухе и наличием воды. Зимой концентрация углекислоты наименьшая вследствие зату­хания биологических процессов. Следовательно, нисходящий ток воды в период максимального (ранневесеннего) промачивания почвы вымывает лишь часть карбонатов. В дальнейшем, в апреле-мае, в связи с энергичной микробиологической и веге­тационной деятельностью в почвенный воздух поступает боль­шое количество углекислоты, а в почвенном растворе соответ­ственно увеличивается содержание гидрокарбонатов. Одновре­менно в результате интенсивной транспирации и иссушения почвы начинается восходящий ток почвенного раствора, а с ним поднимаются накопившиеся гидрокарбонаты. На опреде­ленной глубине в зависимости от насыщенности корнями гори­зонта А и гидротермических условий концентрация гидрокар­бонатов в почвенном растворе достигает предельного значения и происходит выпадение карбонатов. Так образуется верхняя граница вскипания почвенного профиля.

Непромывной режим при сравнительно значительном коли­честве осадков обусловливает накопление некоторых слаборас­творимых соединений в нижней части профиля черноземов, главным образом гипса. Гипс характерен для подтипов чернозе­ма и каштановых почв, образующихся в наиболее засушливых условиях.

Как следует из изложенного, характерным химическим эле­ментом, определяющим многие свойства и признаки данной почвы, в черноземе является кальций.

Отсутствие выноса высокодисперсных частиц и значитель­ное количество гумусовых гелей обусловливают большую ем­кость поглощения чернозема. При одинаковом содержании вы­сокодисперсных минералов емкость поглощения черноземов будет больше, чем у других почв. В зависимости от содержания высокодисперсных частиц емкость поглощения черноземов ко­леблется от 20 до 30 мг-экв на 100 г почвы.

Среди поглощенных катионов больше всего кальция, значи­тельно меньше магния. На юге степной зоны среди поглощенных катионов обнаруживается катион натрия.

Умеренное увлажнение при непромывном типе водного режима, характеризующееся чередованием нисходящих и восходящих токов почвенной влаги, приводит к равномерному распределению толщи гумуса и выщелачиванию легкорастворимых соединений и карбонатов кальция, который вымывается из верхней части профиля в нижележащие. переходные к материнской породе горизонты обычно обогащены карбонатами кальция (СаСОз). насыщенность коллоидного комплекса Са²⁺ и закрепление почвенных коллоидов (глины и гумуса) благоприятствуют созданию ценной водопрочной зернисто-комковатой структуры. Разрушение минеральной части не наблюдается.

Неоднородность условий почвообразования обусловила формирование разнообразных почв. Их география связана с основными закономерностями распространения растительного покрова:

• под настоящими разнотравно-типчаково-ковыльными степями сформировались черноземы обыкновенные;

• под типчаково-ковыльными степями сформировались черноземы южные;

• под полынно-типчаково-ковыльными степями сформировались каштановые почвы и солонцы;

• под ксерофитными степями (территории с недостаточным увлажнением) сформировались черноземы литогенные;

• в подах при глубоких грунтовых водах сформировались лугово-черноземные и дерновые глее-элювиальные почвы, а при близком их залегании— дерновые засоленные почвы, в поймах — аллювиальные луговые и лугово-болотные почвы.

В зоне Степи выделяются две фации:

• теплая субконтинентальная (южно-европейская) - территория Заднестровья Одесской области и южная степь Крымской области, где преобладают черноземы обыкновенные и черноземы южные мицелярно-карбонатные,

• умеренно-теплая континентальная (восточно-европейская) - остальная часть Степи с черноземами обыкновенными, южными и каштановыми почвами.

Черноземы южные залегают в северной части зоны южных степей. В центральной и южной части они сменяются‚ каштановыми почвами и солонцами юга Украины.

Территория распространения черноземов южных расчленена долинами многих рек, изрезана балками и действующими оврагами, что ведет к дренированию местности и к поверхностному стоку, сопровождающемуся процессами эрозии.

Осадков в этой части зоны южных степей ежегодно выпадает около 350-400мм. При таком сравнительно небольшом количестве осадков и наличие дренажа поверхностного стока, почвы южной Степи мало промачиваются и поэтому мало увлажняются, что сказалось на характере процессов их образования

Типичным представителем почв данного типа почвообразования является широко распространенный в степи чернозем обыкновенный. Южнее обыкновенных черноземов распространены южные черноземы.

У южных черноземов мощность гумусового горизонта сокращается до 25 см, а горизонт В насыщен карбонатами. У нижней границы горизонта В часто содержаться гипсовые новообразования.

В зоне сухих степей при промачиваемости почвы на 50-100 см (в отдельные годы 10-180 см) происходит обогащение почвенного профиля водорастворимыми солями, в первую очередь солями натрия. Сорбирование катионов натрия высокодисперсными частицами способствует разрушению почвенных агрегатов и диспергированию почвенной массы,

Таким образом, дерновый процесс в степной зоне приводит к формированию различных черноземных почв, характеризующихся высокой гумусированностью, насыщенностью коллоидного комплекса кальцием, нейтральной или близкой к ней реакцией почвенного раствора благоприятными физико-механическими свойствами. Для профиля этих почв характерен постепенный переход от собственно гумусового горизонта к материнской породе.