13 Черноземные почвы лесостепной и степной зон

Черноземные почвы широко представлены на территории России.

Основные площади черноземов находятся на Северном Кавказе, в

центральных областях, Поволжье, Западной Сибири.

Черноземные почвы распространены в лесостепной и степной зонах.

Климат черноземной зоны характеризуется теплым летом и умеренно

холодной зимой. В восточных областях зима холодная и очень холодная.

Неоднородность климата, особенно в степной зоне, проявляется прежде

всего в различиях обеспеченности теплом в период вегетации, зимних

температур и характера увлажнения. По мере движения с запада на восток

уменьшается количество тепла, нарастает континентальность климата,

снижается количество осадков. Более мягкий и менее континентальный

климат в северной части зоны (лесостепь). Средняя температура июля

колеблется от 23-25 градусов на западе до 19-21 градуса на востоке, а

средние температуры января от –4 градусов до –25, -27 градусов.

Продолжительность периода с температурой выше 10 градусов составляет в

западных районах лесостепи 150-180 дней и в восточных 90-120 дней, а в

степной части черноземной зоны – соответственно 140-180 и 97-140 дней.

Сумма температур выше 10 градусов колеблется в лесостепной части

зоны от 2400 – 3200 градусов на западе до 1400-1600 на востоке ив степной –

соответственно от 2300-3500 до 1500-2300 градусов.

Наибольшее количество осадков выпадает на западе и в Предкавказье

(500 – 600 мм) и, постепенно уменьшаясь по мере движения на восток,

составляет в Поволжье 300-400 мм, в Западной Сибири – 300-350 мм.

Количество осадков уменьшается также с севера на юг. Значительная часть

годового количества осадков выпадает в летний период - в европейской

части 30-40 % и в Азиатской до 50%. В целом черноземная зона

характеризуется недостаточным увлажнением.

Рельеф в пределах европейской части зона имеет преимущественно

равнинный или слабоволнистый рельеф, в разной степени расчлененный

речными долинами и овражно-балочной сетью. Более спокойный рельеф в

54

южной части зоны. Здесь среди плоских водоразделов часто встречаются

различного рода понижения – поды, лиманы, западины.

Наибольшая расчлененность овражно-балочной сетью характерна для

Волго-Подольской, Средне Русской и Приднепровской возвышенностей, а

также Донецкого Кряжа, Приволжской возвышенности и в Заволжье для

возвышенности общего Сырта.

В азиатской части черноземная зона занимает слаборасчлененную

равнинную, южную часть Западно-Сибирской низменности. Далее на восток

черноземы встречаются в равнинных и предгорных областях Алтая, в Мину-

синской впадине и в пределах холмисто-равнинной полосы на окраине пред-

горий Восточного Саяна. Отдельными участками черноземные степи распо-

ложены в Забайкалье в крупных тектонических депрессиях.

Основные почвообразующие породы зоны – лессы и лессовидные

суглинки различного механического состава.

В Поволжье, на Урале и в Казахстане среди почвообразующих пород

встречаются элювиальные хрящеватые породы.

Общей особенностью химического состава почвообразующих пород

черноземной зоны является их карбонатность. В отдельных провинциях

встречаются засоленные породы.

Естественная растительность в прошлом в лесостепной (северной) части

зоны характеризовалась чередованием лесных участков с луговыми степями.

Лесные участки, сохранившиеся частично и сейчас, расположены по

водоразделам, балкам и речным террасам и представлены в европейской

части широколиственными породами, преимущественно дубом. В Западной

Сибири по понижениям широкое развитие имеют березовые колки. По

песчаным террасам встречаются сосновые боры.

Растительность степной (южной) части зоны представляла собой

разнотравно-ковыльные и типчаково-ковыльные степи. Среди первых

основной фон составляли узколистные дерновинные злаки – ковыли, типчак,

степной овес и др. с широким участием разнотравья – шалфея, клевера,

колокольчиков и др. Типчаково – ковыльные степи характеризовались менее

мощной и разнообразной растительностью. В настоящее время основные

площади черноземных почв распаханы. Естественная растительность

сохранилась лишь на отдельных участках (балки, крутые склоны, заповедные

участки).

Черноземные почвы развиваются под степной и разнотравно-степной

травянистой растительностью (рисунок 3) Весь облик этих почв

свидетельствует о богатстве их органическим веществом. В профиле

черноземов выделяется мощный темно окрашенный гумусовый, или

перегнойно-аккумулятивный, горизонт (35-150 см) с большим запасом

гумуса (250-700 т/га).

Гумусовый слой в связи с неодинаковой интенсивностью его окраски

органическим веществом разделяется на два самостоятельных горизонта –

верхняя наиболее гумусированная часть выделяется как гумусовый горизонт

55

(А) и нижняя часть гумусового слоя до гумусовых затеков – как переходный

горизонт (АВ). Переход в горизонт В постепенный и характеризуется

появлением коричневого оттенка в окраске, который книзу заметно

усиливается. Слой с гумусовыми затеками выделяется в горизонт (В). Ниже

горизонта В залегает горизонт максимального скопления карбонатов –

карбонатный или карбонатно-иллювиальный горизонт (ВС), постепенно

переходящий в породу (С).

В целинных почвах под девственной степной растительностью в

черноземных почвах выделяется горизонт степного войлока А0, состоящий

из остатков травянистой растительности. На пахотных почвах распаханная

часть горизонта А выделяется в самостоятельный пахотный горизонт Апах.

Характерный признак черноземных почв – зернистая и комковатая

структура гумусового слоя, особенно отчетливо выраженная в подпахотной

части горизонта А.

Черноземы благодаря, наличию мощного гумусового слоя с

водопрочной зернисто- комковатой структурой характеризуется как почвы

высокого природного плодородия, обладающие значительным запасом

элементов питания, благоприятными водными, воздушными и физико-

химическими свойствами.

По вопросу образования черноземов были высказаны различные точки

зрения, которые можно объединить в три группы: гипотезы о морском

происхождении черноземов;теории болотного образования черноземов;

теория растительно- наземного их происхождения.

Гипотезы о морском происхождении черноземов были высказаны

первыми исследователями этих почв, рассматривавшими черноземы как

морской ил, оставшийся после отступления Каспийского и Черного морей,

или же как продукт размыва ледниковыми водами черной юрской сланцевой

глины. Эти гипотезы в настоящее время имеют лишь исторический интерес.

Сторонники теорий болотного образования черноземов считали, что в

прошлом черноземная зона представляла собой тундровые сильно

заболоченные пространства. При последующем постепенном дренировании

территории в условиях теплого климата шел процесс энергичного

разложения болотной и тундровой растительности и болотного ила и

поселения наземной растительности, что и обусловило формирование

черноземных почв.

Теории растительно-наземного происхождения черноземов связывают

их образование с поселением и развитием лугово-степной и степной

травянистой растительности. Теория растительно-наземного образования

черноземов наиболее полное и завершающее развитие получила в работе

В.В.Докучаева «Русский чернозем». Докучаев рассматривал образование

черноземов как результат накопления в породе перегноя «от сгнивания

травянистой степной, а не лесной растительности, как результат тесного

взаимодействия климата, возраста страны, растительности, рельефа

местности и материнских пород».

56

В образовании черноземов В.В. Докучаев подчеркивал разностороннюю

роль климата, который определяет не только тип растительности (степная

флора), но и темп ее развития (годовой прирост), скорость и направление

процессов разложения.современные материалы по биологическому

круговороту веществ под растительностью черноземных степей позволяют

наиболее глубоко понять особенности черноземообразования. Природная

растительность черноземных степей характеризуется значительным

ежегодным отчуждением в опад органической массы (100 – 200 ц на 1 га, или

40 – 60% всей биомассы). При этом около 40 – 60% опада составляют корни

растений.Средняя зольность опада (с учетом надземной части корней) в

лугово-степных сообществах составляет 7 – 8%, в хвойных лесах – 0,7 – 1,7%

и в лиственных – 1,6 – 7,5%. Среднее содержание азота также самое высокое

в опаде лугово-степных сообществ (1 – 1,4%). Если под хвойными лесами

ежегодно поступает с опадом 40-300 кг на 1 кг азота и зональных элементов,

в сухих степях (каштановые почвы) – 200 – 250 кг на 1 га, то под

растительностью черноземов поступление этих элементов равно 600-1400 кг

на 1 га. Следовательно, важнейшей особенностью биологического

круговорота веществ при черноземообразовании является ежегодное

поступление в почву с опадом больших количеств азота и зольных

элементов. Наиболее благоприятные условия для процесса гумификации в

черноземной зоне создаются в весенний и раннелетний периоды. В это время

в почве благоприятные температуры и еще остаточный запас влаги от

осенне-зимних осадков и весеннего снеготаяния. В период летнего

иссушения и прерывистого увлажнения микробиологические процессы

заметно ослабевают, что способствует предохранению образующихся

гумусовых веществ от их быстрой минерализации. Одновременно

повышение температур и некоторое иссушение почвы в летний период

благоприятствуют процессам усложнения гумусовых веществ вследствие

реакций поли конденсации и окисления. Некоторое улучшение водного

режима осенью также благоприятствует повышению интенсивности

микробиологических процессов, но этот период ограничивается быстрым

осенним понижением температур. В зимний период при промерзании почвы

происходят процессы денатурации гумусовых веществ. Богатство опада

растительности черноземной зоны кальцием приводит к непрерывному

образованию в почвах биогенного кальция и его миграции в форме

карбоната. Поэтому процесс гумификации идет в условиях избытка

кальциевых солей и насыщения образующихся гумусовых веществ кальцием,

что почти полностью исключает образование и вынос свободных

водорастворимых органических продуктов.

Таким образом, особенность биологического круговорота под

травянистыми сообществами черноземов заключается также в том, что

гидротермические условия зоны благоприятствуют разложению богатого

основаниями и азотом опада по типу гумификации с образованием сложных

высококонденсированных перегнойных соединений типа гуминовых кислот,

57

закреплению которых в почве способствуют непрерывное образование в

среде биогенного кальция и формирование карбонатного иллювиального

горизонта. Необходимо подчеркнуть качественные особенности

органического вещества чернозема – гуминовый характер перегноя,

сложность гуминовых кислот, высокую их конденсированность и

окисленность, преимущественное закрепление их в форме гуматов кальция,

почти полное отсутствие свободных фульвокислот и более сложное их

строение по сравнению с фульвокислотами подзолистых почв. Главные

черты взаимодействия органических продуктов почвообразования при

черноземном процессе – образование органо-минерального комплекса из

устойчивых органоминеральных соединений, а также синтез вторичных

минералов из продуктов разложения опада.

Вместе с накоплением перегноя при черноземо образовании идет

закрепление в форме сложных органоминеральных соединений важнейших

элементов питания растений – азота, серы, фосфора, калия, укальция и

других.

Развитие мощных корневых систем лугово - степной и степной

растительности и образование гуматов кальция благоприятствуют

оструктуриванию профиля почвы.

Рассмотренные общие черты черноземообразования имеют свои

особенности проявления в пределах зоны, что связано с изменением состава

растительности и климатических условий. Наиболее благоприятны условия

черноземообразования в южной части лесостепной зоны (типичные

черноземы), где создается максимальное количество растительной массы и

наилучшим образом складывается гидротермический режим почв.

К югу нарастает дефицит влаги, уменьшается количество поступающего

в почву опада и ухудшается зольный и азотный его состав, а также

уменьшается глубина проникновения корневых систем растений в почву. Все

это определяет и менее интенсивный процесс гумусо накопления с

продвижением к югу в черноземной зоне.

К северу от типичных черноземов (в подзоне оподзоленных и

выщелоченных черноземов, темно- серых почв) более влажные условия

климата способствуют большому выносу оснований из опада.

Это, в свою очередь, приводит к образованию более кислых

органических продуктов превращения растительных остатков, нейтрализация

которых частично идет уже за счет разложения почвенных минералов. В этих

условиях возможно проявление некоторого оподзоливания почв.

Существенное влияние на формирование черноземов, их признаки и

свойства (мощность гумусового слоя, процент гумуса, форма выделения

карбонатов, глубина промачивания, водный и тепловой режимы) оказывают

фациальные особенности почвообразования. Существуют: черноземы Южно-

европейской фации; черноземы центральных провинций; черноземы

Западносибирской и Восточносибирской фаций.

58

В соответствии с отмеченными зональными и фациальными

особенностями черноземообразования закономерно изменяется степень

выраженности основных признаков черноземного типа почв.

Замена природной растительности сельскохозяйственными растениями

приводит к заметным изменениям как в характере биологического

круговорота веществ, так и в условиях формирования водного и

термического режимов. При возделывании сельскохозяйственных культур

происходит ежегодное отчуждение большей части создаваемой биомассы, а

следовательно, и значительного количества питательных веществ,

сокращается срок активного взаимодействия корневых систем растений с

почвой. Кроме того, почва значительный период остается без растительного

покрова (пар, осенний, зимний) и ранне весенний период при возделывании

яровых и пропашных культур). Последнее обстоятельство приводит к

уменьшению поглощения почвой зимних осадков, так как имеет место

значительный снос снега с полей, лишенных растительности. Это

необходимо учитывать и принимать меры для задержания снега и талых вод

на пахотных почвах.

Распашка целинных черноземов приводит к частичному разрушению

структуры и снижению содержания гумуса и азота в пахотном слое.

Наиболее резкое уменьшение гумуса и азота наблюдается в первые годы

сельскохозяйственного использования почв. Затем содержание гумуса

относительно стабилизируется.

Систематическое применение органических и минеральных удобрений,

выращивание высоких урожаев сельскохозяйственных культур способствует

сохранению высокого уровня потенциального и эффективного плодородия

черноземов.

Подтипы черноземов подразделяются на следующие роды:

а) обыкновенные; б) слабо дифференцированные, в) глубоко

вскипающие, г) бескарбонатные; д) карбонатные; е) остаточно-карбонатные,

ж) карбонатные перерытые, з) солонцеватые, и) глубокосолонцеватые,

к)остаточно-солонцеватые, л) осолоделые, м) проградированные (вторично-

насыщенные); н) остаточно-луговатые, о) глубинно-глееватые, п)щельные, р)

слитые с) неполноразвитые

Деление черноземов на виды осуществляется по следующим признакам:

- по мощности гумусового горизонта: сверхмощные (больше 120 см),

мощные (120-80 см), маломощные (40-25 см) и очень маломощные (меньше

25 см);

по - содержанию гумуса – тучные (больше 9%), среднегумусные (от 9

до6%), малогумусные (от 6 до 4%) и слабогумусированные (меньше 4%);

по механическому составу ;

по степени эродированности.