Растительность

Черноземы сформировались под травянистой растительностью, в составе которой преобладают многолетние злаки. В настоящее время большая часть черноземных степей распахана и естественная растительность уничтожена. В составе естественной растительности с севера на юг убывает разнотравье и увеличивается содержание весенних эфемеров и эфемероидов.

Травянистые сообщества, состоящие в основном из злаков и разнотравья с мощной сетчатомочковатой корневой системой, ежегодно на 1га дают 20–30 т органических остатков, причем большая их часть (65–75%) приходится на корневую массу. Растительные остатки богаты белковым азотом, основаниями (кальцием, магнием). Зольность опада составляет 7–8%. Биомасса в естественных степных сообществах достигает 100–300 ц/га, из которых половина ежегодно отмирает, в результате в черноземной зоне в почву поступает значительно больше органических веществ, чем в лесной зоне умеренного пояса, хотя биомасса лесов более чем в 10 раз превышает биомассу степей. В степных почвах микроорганизмов значительно больше, чем в лесных (3–4 млрд. в 1 г, а для некоторых районов и больше). Интенсивная деятельность микроорганизмов, направленная на переработку растительного опада, прекращается только в периоды зимнего промерзания и летнего иссушения почвы.

Опад разлагается в основном спорообразующими бактериями и актиномицетами при достаточном доступе кислорода, оптимальном увлажнении, без интенсивного выщелачивания в нейтральной среде. Разложение богатого зольными элементами и азотом растительного опада степей происходит в оптимальных условиях увлажнения при нейтральной или слабощелочной реакции среды, при отсутствии выноса освобождающихся оснований. В этих условиях формируется гумус, в составе которого преобладают сложные гуминовые кислоты, связанные преимущественно с кальцием и прочно закрепляющиеся на месте. Образующиеся фульвокислоты также имеют более сложное строение, чем фульвокислоты подзолистых почв; кроме того, все они нейтрализуются теми основаниями, которые высвобождаются при разложении растительного опада. Периоды летнего иссушения и зимнего промерзания способствуют усложнению и закреплению гумусовых веществ. Степная травянистая растительность имеет мощную, глубоко проникающую корневую систему. Накопление гумуса в черноземах происходит не столько за счет наземного растительного опада, сколько за счет разложения отмерших корней, поэтому органическое вещество в этих почвах распространяется на значительную глубину. Развитие мощных корневых систем способствует также и оструктуриванию почвы. Черноземные почвы имеют высоководопрочную зернистую или зернистокомковатую структуру. Биологический круговорот под травянистой растительностью степей приводит к значительному накоплению в почвах кроме гумусовых веществ таких важнейших элементов питания растений, как N, Р, S, Са, и других в форме органоминеральных соеденений Растительность представлена двумя подзонами:

1. Разнотравнодерновиннозлаковые (настоящие) степи отличаются ксерофитностью. В них преобладают плотнодерновинные (ковыли) и мелкодерновинные (типчаки) злаки. Корневищных злаков, осок и разнотравья по сравнению с луговыми степями меньше. В напочвенном покрове много лишайников и синезеленых водорослей. Травостой менее высокий, характерен летний период полупокоя многих господствующих злаков.

2. Дерновиннозлаковые степи еще более ксерофитны. Заметную роль в них начинают играть полукустарнички, обильны эфемеры и эфемероиды. В почвенном покрове много лишайников и синезеленых водорослей. Травяной покров разреженный, отчетливо выражен летний период полупокоя для большинства доминирующих злаков.

Большую роль в формировании черноземов играет мезофауна, особенно дождевые черви и землерои (суслики, сурки, полевки), число которых на пашне резко сокращается, но при этом возрастает численность микрофлор

Численность дождевых червей в профиле типичных черноземов достигает 100 и более на 1 м2. При таком количестве дождевые черви ежегодно выбрасывают на поверхность до 200 т почвы на 1 га и в результате суточных и сезонных миграций проделывают большое количество ходов. Вместе с отмершими частями растений дождевые черви захватывают частицы почвы и образуют в процессе переваривания прочные глиногумусовые комплексы, выбрасываемые в форме копролитов. По мнению Г. Н. Высоцкого, черноземы в значительной степени обязаны дождевым червям своей зернистой структурой.

Целинная степь была местом обитания большого количества позвоночных. Наибольшую численность 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 массой верхнего гумусного слоя. Благодаря перемешиванию почвы грызуны постепенно обогащали гумусовые горизонты карбонатами, чем замедляли процессы выщелачивания, а глубокие горизонты — гумусом, что приводило к опусканию границы гумусового горизонта. Таким образом, их деятельность способствовала формированию наиболее характерных свойств черноземов.