Черноземы

Основные массивы черноземов 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.

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.

Условия почвообразования. Климат характеризуется теплым летом и умеренно холодной зимой. В восточных областях зима холодная и суровая. 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 почвенно-грунтовая толща часто освобождается от легкорастворимых солей и гипса. Карбонаты Са и Mg предопределяют нейтральную и слабощелочную реакции среды.

Строение черноземов. Все черноземы имеют общее генетическое строение профиля независимо от географического распространения.

А – гумусовый горизонт. Однородной темно-серой окраски иногда со слабым буроватым оттенком. Буроватый тон хорошо за­метен только в южных черноземах. Интенсивность темного окраши­вания увеличивается от южного чернозема через обыкновенные и типичные к выщелоченному тучному чернозему. В целинных и дли­тельно залежных почвах могут формироваться горизонты А_о (степ­ной войлок) и А_д (дерновый горизонт), имеющий прекрасную зер­нистую структуру без порошистых фракций. Горизонт А в пахотных черноземах разделяется на А_пм (пахотный горизонт) и А (подпахот­ный горизонт). Пахотный горизонт, как правило, имеет разрушенную структуру. Она глыбистая после распашки под зябь, после зимы ста­новится порошистой. Ценные зернистые и комковатые фракции или практически отсутствуют. Подпахотный горизонт сохраняет строение целинных вариантов чернозема;

АВ – гумусовый переходный горизонт. Однородное гуму­совое темно-серое окрашивание ослабевает. Горизонты А+АВ опре­деляют мощность гумусового профиля. Она изменяется в широких пределах от 40 до 150 см. Горизонт имеет хорошо выраженную ком­коватую структуру;

В (ВС) – переходный горизонт. Неоднороден по окраске, с преобладанием бурых тонов. Встречаются затеки гумуса, гумусовые пятна. Неоднородность окраски создается также интенсивной пере-рытостью землероющими животными, наличием червороин и крото­вин, обилием прожилок и мицелия карбонатов;

Вса (Сса) – десуктивно-карбонатный иллювиальный го­ризонт с обилием конкреционных новообразований извести в виде белоглазки, журавчиков и др. Общее накопление СаСО₃ достигает 10–14%. С глубиной количество извести уменьшается. Нижняя грани­ца профиля чернозема определяется стабильным количеством СаСО₃, характерным для материнской породы;

BcsSa (CcsSa) ~~ иллювиальный горизонт гипса и легкорас­творимых солей. Он обнаруживается только в черноземах южных и обыкновенных. Хорошо промытые атмосферными осадками опод-золенные, выщелоченные и типичные черноземы этого горизонта не имеют;

С – почвообразующая порода.

Таким образом, общая мощность чернозема как типа почвообразо­вания определяется горизонтами A+AB+B+B_c.,+C_Sa или А+АВ+В+В_Са. Она простирается до материнской породы С и составляет у разных подтипов от 150 до 450 см. Самые мощные в мире черноземы наблюда­ются в районе Краснодара. Это выщелоченные и типичные подтипы. Кроме общей мощности всего профиля, обозначают отдельно мощ­ность гумусовых горизонтов, А+АВ, нижняя граница которых совпа­дает с содержанием гумуса около 1,0%.

В классификации принято видовое разделение на подтипы маломощные, среднемощные, мощные и сверхмощные черноземы именно по мощности А+АВ.

Валовой состав и карбонатный профиль черноземов. Однород­ность гранулометрического состава черноземов по всему профилю адекватна однородности валового состава и обусловлена однотипным составом как первичных, так и вторичных глинистых минералов.

Во всех подтипах, кроме выщелоченных и оподзоленного, наблю­дается равномерное распределение по генетическим горизонтам SiO₂, Fe₂O₃, А1₂О₃ и других элементов, повторяющее особенно­сти материнской породы.

Гумусовый профиль черноземов. Важнейшие свойство чернозе­мов, их главнейшая генетическая черта – богатство гумусом особого биохимического состава.

Гумусовый профиль чернозема является продуктом степной и лугово-степной растительности, произрастающей в условиях оптималь­ного увлажнения. В химическом смысле черноземы можно считать наиболее совершенным почвенный органоминеральным новообразованием. Его компо­нент возможно приближается по своей химической структуре к ин­дивидуальным химическим соединениям – настолько определенны его свойства, настолько однороден в пределах гумусового горизонта его состав и настолько резко он отличается от состава и структуры исходных растительных остатков. В составе гумуса чернозема преобладают черные гуминовые кислоты (ГК), связанные с кальцием.

Тенденция различий в гумусовом составе по подтипам заключается в следующем: наиболее высокое содержание гуминовых кислот наблю­дается в типичных черноземах, а в подтипах черноземов оподзоленных и южных количество фракций фульвокислот увеличивается. Необходимо отметить также значительное участие в составе гуму­са негидролизуемого остатка или гумина, почти 50% от общего коли­чества органического вещества.

Характер гумусонакопления определяет внешний вид профиля. Интенсивность темного окрашивания увеличивается от южных чер­ноземов к выщелоченным, от слабогумусных к тучным. В том же на­правлении уменьшается буроватый оттенок, который у выщелоченных среднегумусных и тучных черноземов почти не выражен. В горизонте В гумусовое окрашивание ослабевает, ясно наблюдаются буроватые и коричневые тона, однако общий тон окраски – однородный, на­рушаемый только у карбонатных и типичных черноземов белесыми выделениями карбонатного мицелия и новообразованиями землероющих животных. Горизонт В неоднородный по окраске, с преобла­данием бурых тонов. У выщелоченных и оподзоленных черноземов наблюдаются затеки гумуса. У остальных подтипов в горизонте В не­однородность окраски создается интенсивной перерытостью, наличи­ем червороин и кротовин, гумусовыми пятнами, обилием прожилок и мицелия карбонатов. Переходы между генетическими горизонтами постепенные.

Практически все черноземы распаханы. Как правило, дегумификации под­ верглось около 30 и даже 40% первоначального запаса органических веществ черлозема. На Азово-Кубанской равнине на старозалежных участках, которые можно встретить, например, около аэродромов, определение содержания гумуса показывает величины 5–7%, что близко к таковым, зафиксированным в конце XIX века В.В. Доку­ чаевым .

Физико-химические свойства. Поглотительная способность чер­ноземов отличается высоким уровнем: типичны величины для гори­зонта А 35-40 мг-экв. на 100 г почвы. Высокая емкость обмена опреде­ляется, главным образом, вторичными глинистыми минералами типа монтмориллонита и минералов иллит-монтморилонитовой группы. Поглотительная способность коллоидов органического про­исхождения не превышает 20% от суммы поглощенных катионов. Поэтому черноземы могут удерживать и отдавать растениям элементы-биофи­лы: К, Са, Mg, Na и многие другие, в том числе необходимые рас­тениям микроэлементы.

Черноземы обладают хорошей структурой и высокой влагоудерживающей способностью, но характеризуются низким диапазоном активной влаги. Из общего количества почвенной влаги (750 мм), которую они способны удер­живать в двухметровом слое почвы, только менее 50% относятся к категории активной или продуктивной влаги. Но и этого ее количе­ства оказывается вполне достаточно для получения высоких урожаев сельскохозяйственных растений. Однако следует иметь в виду, что указанный запас почвенной влаги в черноземах может находиться только при условии насыщения их до наименьшей влагоемкости на глубину не менее двух метров. Черноземы не всегда содержат в сво­ем профиле такое количество влаги. Поэтому главной задачей земле­делия является применение такой агротехники, которая направлена на максимальное накопление и рациональное использование осенне-зимних осадков.

Каштановые почвы

К югу от черноземных степей простираются сухостепные простран­ства с каштановыми почвами: от низовий Дуная до Монголии и Китая. Каштановые почвы распространены на юге Молдавии и Украины, по побережью Черного и Азовского морей, в Восточном Предкавказье, в Среднем и Нижнем Поволжье, Казахстане, южной части Запад­ной Сибири (Кулунда); отдельными массивами каштановые почвы встречаются и Средней Сибири (Минусинская впадина, Тувинская котловина) и Забайкалье. Встречается сухая степь на севере Испа­нии и на западе США.

Генезис, строение и классификация. До некоторой степени каш­тановые почвы формируют процессы, сходные с черноземами. Это касается дернового процесса, гумификации и выщелачивания. Од­нако количественно-качественная сторона данных явлений у кашта­новых почв имеет свою специфику. Дерновый процесс протекает в ослабленной форме но сравнению с черноземной зоной. Степень вы­раженности процесса связана с условиями увлажнения и резким со­кращением участия травянистой массы. Значительно сокращаются ее структурообразующие и разрыхляющие функции. Гумификация и накопление гумуса также количественно ограничены малой мощнос­тью гумусовых горизонтов, невысоким его содержанием и запасами. Однако сущность явлений гумификации повторяет черноземообразование с той поправкой, что в каштановых почвах значительна доля участия фульвокислот. Если в верхней части гумусового горизонта гумус фульватно-гуматный, то в нижней – гуматно-фульватный. За­пасы гумуса в профиле ограничены – 90-160 т/га. Мощность гуму­сового профиля не превышает 60 см.

Выщелачивание и миграция простых солей детерминируется непромывным водным режимом. Все осадки от дождей и таяния снега остаются в профиле почв и не поступают в грунтовые воды. При этом все простые соли, существовавшие в материнской породе, а также образующиеся в результате минерализации высоко­зольных растительных остатков сухостепной растительности, остают­ся замкнутыми в пределах почвы и коры выветривания и имеют тен­денцию постоянного накопления за счет внутрипочвенного выветри­вания первичных минералов. В результате явлений выщелачивания и миграции легкорастворимых солей в каштановых почвах формируют­ся два четко дифференцированных солевых горизонта: карбонатный иллювиально-десуктивный (В_Са) и иллювиальный горизонт простых солей и гипса (B_CsS.,). Нижняя граница солевого профиля находится на глубине 150–200 см.

Солонцовый процесс в разной степени интенсивности и распро­страненности постоянно сопровождает каштановые почвы. При разложении растительных остатков, особенно полынных группировок, образуется большое количество солей натрия. Это служит причиной развития солонцеватости. Наложение солонцового процесса на зональное проявление дернового процесса и гумификации – одна из важнейших особенностей в зоне каштановых почв. Солонцовый процесс обусловлен внедрением в почвенные кол­лоиды обменного натрия. Это приводит к образованию соды, почва приобретает щелочную реакцию, возникают свойства солонцеватости. Подвижность коллоидов в водной среде солонцеватых ночв приводит к элювиально-иллювиальной дифференциации минеральной массы в гумусовых горизонтах. Каштановые солонцеватые почвы обедняются илом в горизонте А и обогащаются им в горизонте АВ.

Явление оглинивания можно считать фациальной особенностью только каштановых почв Северного Кавказа. Проявляется оглинива-ние повышенным содержанием илистых частиц в почве по сравнению с материнской породой (табл. 50). Во всех каштановых почвах наблю­даются высокие коэффициенты накопления ила в горизонте В. Это явление не только следствие солонцеватости, так как повышенным содержанием ила характеризуются и не солонцеватые почвы. Кроме того, в большинстве случаев увеличение количества ила по сравне­нию с материнской породой происходит и в самом верхнем горизон­те А, откуда при солонцовом процессе вымываются коллоидные ча­стицы.

Тип каштановых почв состоит из следующих генетических гори­зонтов:

А – гумусово-аккумулятивный горизонт каштанового цвета с се­роватым или коричнево-серым оттенком. В естественном состоянии структура мелкозернисто- порошистая, часто с поверхности слоева-тая. При распашке становится глыбистой и порошистой. Мощность горизонта 15–30 см.

АВ -- гумусовый переходный горизонт светлее предыдущего, серо-буроватый, каштановый с признаками призмовидности. Обычно вски­пает от НС1. Нижняя граница горизонта 45–60 см.

В – переходный горизонт, неоднородно окрашенный, с гумусиро-ванными пятнами и языками. Неоднородность окраски усиливается пятнами кротовин, гумусированными ходами червей и новообразова­ниями карбонатов. Мощность горизонта около 10 см.

В_Са (С_Са) – иллювиальный десуктивно-карбонатный горизонт, про­питан карбонатами кальция. Новообразования карбонатов выделяют­ся в виде обильной белоглазки, прожилок или мучнистых скоплений. Нижняя граница горизонта прослеживается до глубины 100–150 см.

B_Cs (C_Сs) – иллювиальный горизонт скопления гипса и легкорас­творимых солей. Выделения карбонатов редкие. Гипс в виде дру.ч, гнезд, прожилок. В нижней части горизонта могут появляться выде­ления легкорастворимых солей. Нижняя граница профиля располо­жена на глубине 180–250 см.

С - материнская порода различного генезиса.

Следовательно, тип каштановых почв определяют гумусовые го­ризонты А+АВ и солевые горизонты B_Ca+B_Cs. Мощность гумусового профиля всего около 50 см, профиля почвы в целом около 200 см.

В эколого-генетической-классификации тин каштановых почв раз­деляется на подтипы в соответствии с содержанием гумуса и мощнос­тью гумусовых горизонтов: темно-каштановые, каштановые и светло каштановые почвы (рис. 13). Наиболее распространены роды: обыч­ные, карбонатные, солонцеватые, солончаковатые.

Состав и свойства. Для типичных каштановых почв характерно равномерное распределение илистой фракции по всему профилю. В солонцеватых разновидностях наблюдается заметное ее перемещение из верхнего горизонта в горизонт В. Чем сильнее выражена солонце-ватость, тем более заметна дифференциация профиля по содержанию нла (табл. 51). В илистой фракции каштановых почв преобладают минералы монтмориллопитовой группы и гндрослюды в разных со четаниях. В небольшом количестве имеются гетит, гиббсит, встреча­ются минералы каолинитовой группы.

Валовое содержание кремнекислоты в каштановых почвах по все­му профилю одинаково. Незначительное скопление ее по сравнению с нижними горизонтами отмечается в горизонте А; более высокое со­держание кремнекислоты в этом горизонте отмечается в солонцева­тых каштановых почвах. Содержание полутораокислов определяется степенью солонцеватости. В каштановых солонцеватых почвах и тем более в сильно солонцеватых отмечается заметное увеличение полу­тораокислов в горизонте В.

Каштановые почвы малогумусны, а содержание органического ве­щества в горизонте А является критерием разделения их на подтипы.