Черноземные почвы лесостепной и степной зон

13 Черноземные почвы лесостепной и степной зон Черноземные почвы широко представлены на территории России.Основные площади черноземов находятся на Северном Кавказе, вцентральных областях, Поволжье, Западной Сибири. Черноземные почвы распространены в лесостепной и степной зонах. Климат черноземной зоны характеризуется теплым летом и умереннохолодной зимой. В восточных областях зима холодная и очень холодная.Неоднородность климата, особенно в степной зоне, проявляется преждевсего в различиях обеспеченности теплом в период вегетации, зимнихтемператур и характера увлажнения. По мере движения с запада на востокуменьшается количество тепла, нарастает континентальность климата,снижается количество осадков. Более мягкий и менее континентальныйклимат в северной части зоны (лесостепь). Средняя температура июляколеблется от 23-25 градусов на западе до 19-21 градуса на востоке, асредние температуры января от –4 градусов до –25, -27 градусов.Продолжительность периода с температурой выше 10 градусов составляет взападных районах лесостепи 150-180 дней и в восточных 90-120 дней, а встепной части черноземной зоны – соответственно 140-180 и 97-140 дней. Сумма температур выше 10 градусов колеблется в лесостепной частизоны 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 частьгодового количества осадков выпадает в летний период - в европейскойчасти 30-40 % и в Азиатской до 50%. В целом черноземная зонахарактеризуется недостаточным увлажнением. Рельеф в пределах европейской части зона имеет преимущественноравнинный или слабоволнистый рельеф, в разной степени расчлененныйречными долинами и овражно-балочной сетью. Более спокойный рельеф в 54 южной части зоны. Здесь среди плоских водоразделов часто встречаютсяразличного рода понижения – поды, лиманы, западины. Наибольшая расчлененность овражно-балочной сетью характерна дляВолго-Подольской, Средне Русской и Приднепровской возвышенностей, атакже Донецкого Кряжа, Приволжской возвышенности и в Заволжье длявозвышенности общего Сырта. В азиатской части черноземная зона занимает слаборасчлененнуюравнинную, южную часть Западно-Сибирской низменности. Далее на востокчерноземы 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 лессовидныесуглинки различного механического состава. В Поволжье, на Урале и в Казахстане среди почвообразующих породвстречаются элювиальные хрящеватые породы. Общей особенностью химического состава почвообразующих породчерноземной зоны является их карбонатность. В отдельных провинцияхвстречаются засоленные породы. Естественная растительность в прошлом в лесостепной (северной) частизоны характеризовалась чередованием лесных участков с луговыми степями.Лесные участки, сохранившиеся частично и сейчас, расположены поводоразделам, балкам и речным террасам и представлены в европейскойчасти широколиственными породами, преимущественно дубом. В ЗападнойСибири по понижениям широкое развитие имеют березовые колки. Попесчаным террасам встречаются сосновые боры. Растительность степной (южной) части зоны представляла собойразнотравно-ковыльные и типчаково-ковыльные степи. Среди первыхосновной фон составляли узколистные дерновинные злаки – ковыли, типчак,степной овес и др. с широким участием разнотравья – шалфея, клевера,колокольчиков и др. Типчаково – ковыльные степи характеризовались менеемощной и разнообразной растительностью. В настоящее время основныеплощади черноземных почв распаханы. Естественная растительностьсохранилась лишь на отдельных участках (балки, крутые склоны, заповедныеучастки). Черноземные почвы развиваются под степной и разнотравно-степнойтравянистой растительностью (рисунок 3) Весь облик этих почвсвидетельствует о богатстве их органическим веществом. В профилечерноземов выделяется мощный темно окрашенный гумусовый, илиперегнойно-аккумулятивный, горизонт (35-150 см) с большим запасомгумуса (250-700 т/га). Гумусовый слой в связи с неодинаковой интенсивностью его окраскиорганическим 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 переходныйгоризонт (АВ). Переход в горизонт В постепенный и характеризуетсяпоявлением коричневого оттенка в окраске, который книзу заметноусиливается. Слой с гумусовыми затеками выделяется в горизонт (В). Нижегоризонта В залегает горизонт максимального скопления карбонатов –карбонатный или карбонатно-иллювиальный горизонт (ВС), постепеннопереходящий в породу (С). В целинных почвах под девственной степной растительностью вчерноземных почвах выделяется горизонт степного войлока А0, состоящийиз остатков травянистой растительности. На пахотных почвах распаханнаячасть горизонта А выделяется в самостоятельный пахотный горизонт Апах. Характерный признак черноземных почв – зернистая и комковатаяструктура гумусового слоя, особенно отчетливо выраженная в подпахотнойчасти горизонта А. Черноземы благодаря, наличию мощного гумусового слоя сводопрочной зернисто- комковатой структурой характеризуется как почвывысокого природного плодородия, обладающие значительным запасомэлементов питания, благоприятными водными, воздушными и физико-химическими свойствами. По вопросу образования черноземов были высказаны различные точкизрения, которые можно объединить в три группы: гипотезы о морскомпроисхождении черноземов;теории болотного образования черноземов;теория растительно- наземного их происхождения. Гипотезы о морском происхождении черноземов были высказаныпервыми исследователями этих почв, рассматривавшими черноземы какморской ил, оставшийся после отступления Каспийского и Черного морей,или же как продукт размыва ледниковыми водами черной юрской сланцевойглины. Эти гипотезы в настоящее время имеют лишь исторический интерес. Сторонники теорий болотного образования черноземов считали, что впрошлом черноземная зона представляла собой тундровые сильнозаболоченные пространства. При последующем постепенном дренированиитерритории в условиях теплого климата шел процесс энергичногоразложения болотной и тундровой растительности и болотного ила ипоселения наземной растительности, что и обусловило формированиечерноземных почв. Теории растительно-наземного происхождения черноземов связываютих образование с поселением и развитием лугово-степной и степнойтравянистой растительности. Теория растительно-наземного образованиячерноземов наиболее полное и завершающее развитие получила в работеВ.В.Докучаева «Русский чернозем». Докучаев рассматривал образованиечерноземов как результат накопления в породе перегноя «от сгниваниятравянистой степной, а не лесной растительности, как результат тесноговзаимодействия климата, возраста страны, растительности, рельефаместности и материнских пород». 56 В образовании черноземов В.В. Докучаев подчеркивал разностороннююроль климата, который определяет не только тип растительности (степнаяфлора), но и темп ее развития (годовой прирост), скорость и направлениепроцессов разложения.современные материалы по биологическомукруговороту веществ под растительностью черноземных степей позволяютнаиболее глубоко понять особенности черноземообразования. Природнаярастительность черноземных степей характеризуется значительнымежегодным отчуждением в опад органической массы (100 – 200 ц на 1 га, или40 – 60% всей биомассы). При этом около 40 – 60% опада составляют корнирастений.Средняя зольность опада (с учетом надземной части корней) влугово-степных сообществах составляет 7 – 8%, в хвойных лесах – 0,7 – 1,7%и в лиственных – 1,6 – 7,5%. Среднее содержание азота также самое высокоев опаде лугово-степных сообществ (1 – 1,4%). Если под хвойными лесамиежегодно 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 подрастительностью черноземов поступление этих элементов равно 600-1400 кгна 1 га. Следовательно, важнейшей особенностью биологическогокруговорота веществ при черноземообразовании является ежегодноепоступление в почву с опадом больших количеств азота и зольныхэлементов. Наиболее благоприятные условия для процесса гумификации вчерноземной зоне создаются в весенний и раннелетний периоды. В это времяв почве благоприятные температуры и еще остаточный запас влаги отосенне-зимних осадков и весеннего снеготаяния. В период летнегоиссушения и прерывистого увлажнения микробиологические процессызаметно ослабевают, что способствует предохранению образующихсягумусовых веществ от их быстрой минерализации. Одновременноповышение температур и некоторое иссушение почвы в летний периодблагоприятствуют процессам усложнения гумусовых веществ вследствиереакций поли конденсации и окисления. Некоторое улучшение водногорежима осенью также благоприятствует повышению интенсивностимикробиологических процессов, но этот период ограничивается быстрымосенним понижением температур. В зимний период при промерзании почвыпроисходят процессы денатурации гумусовых веществ. Богатство опадарастительности черноземной зоны кальцием приводит к непрерывномуобразованию в почвах биогенного кальция и его миграции в формекарбоната. Поэтому процесс гумификации идет в условиях избыткакальциевых солей и насыщения образующихся гумусовых веществ кальцием,что почти полностью исключает образование и вынос свободныхводорастворимых органических продуктов. Таким образом, особенность биологического круговорота подтравянистыми сообществами черноземов заключается также в том, чтогидротермические условия зоны благоприятствуют разложению богатогооснованиями и азотом опада по типу гумификации с образованием сложныхвысококонденсированных перегнойных соединений типа гуминовых кислот, 57 закреплению которых в почве способствуют непрерывное образование всреде биогенного кальция и формирование карбонатного иллювиальногогоризонта. Необходимо подчеркнуть качественные особенностиорганического вещества чернозема – гуминовый характер перегноя,сложность гуминовых кислот, высокую их конденсированность иокисленность, преимущественное закрепление их в форме гуматов кальция,почти полное отсутствие свободных фульвокислот и более сложное ихстроение по сравнению с фульвокислотами подзолистых почв. Главныечерты взаимодействия органических продуктов почвообразования причерноземном процессе – образование органо-минерального комплекса изустойчивых органоминеральных соединений, а также синтез вторичныхминералов из продуктов разложения опада. Вместе с накоплением перегноя при черноземо образовании идетзакрепление в форме сложных органоминеральных соединений важнейшихэлементов питания растений – азота, серы, фосфора, калия, укальция идругих. Развитие мощных корневых систем лугово - степной и степнойрастительности и образование гуматов кальция благоприятствуютоструктуриванию профиля почвы. Рассмотренные общие черты черноземообразования имеют своиособенности проявления в пределах зоны, что связано с изменением составарастительности и климатических условий. Наиболее благоприятны условиячерноземообразования в южной части лесостепной зоны (типичныечерноземы), где создается максимальное количество растительной массы инаилучшим образом складывается гидротермический режим почв. К югу нарастает дефицит влаги, уменьшается количество поступающегов почву опада и ухудшается зольный и азотный его состав, а такжеуменьшается глубина проникновения корневых систем растений в почву. Всеэто определяет и менее интенсивный процесс гумусо накопления спродвижением к югу в черноземной зоне. К северу от типичных черноземов (в подзоне оподзоленных ивыщелоченных черноземов, темно- серых почв) более влажные условияклимата способствуют большому выносу оснований из опада. Это, в свою очередь, приводит к образованию более кислыхорганических продуктов превращения растительных остатков, нейтрализациякоторых частично идет уже за счет разложения почвенных минералов. В этихусловиях возможно проявление некоторого оподзоливания почв. Существенное влияние на формирование черноземов, их признаки исвойства (мощность гумусового слоя, процент гумуса, форма выделениякарбонатов, глубина промачивания, водный и тепловой режимы) оказываютфациальные особенности почвообразования. Существуют: черноземы Южно-европейской фации; черноземы центральных провинций; черноземыЗападносибирской и Восточносибирской фаций. 58 В соответствии с отмеченными зональными и фациальнымиособенностями черноземообразования закономерно изменяется степеньвыраженности основных признаков черноземного типа почв. Замена природной растительности сельскохозяйственными растениямиприводит к заметным изменениям как в характере биологическогокруговорота веществ, так и в условиях формирования водного итермического режимов. При возделывании сельскохозяйственных культурпроисходит ежегодное отчуждение большей части создаваемой биомассы, аследовательно, и значительного количества питательных веществ,сокращается срок активного взаимодействия корневых систем растений спочвой. Кроме того, почва значительный период остается без растительногопокрова (пар, осенний, зимний) и ранне весенний период при возделываниияровых и пропашных культур). Последнее обстоятельство приводит куменьшению поглощения почвой зимних осадков, так как имеет местозначительный снос снега с полей, лишенных растительности. Этонеобходимо учитывать и принимать меры для задержания снега и талых водна пахотных почвах. Распашка целинных черноземов приводит к частичному разрушениюструктуры и снижению содержания гумуса и азота в пахотном слое. Наиболее резкое уменьшение гумуса и азота наблюдается в первые годысельскохозяйственного использования почв. Затем содержание гумусаотносительно стабилизируется.Систематическое применение органических и минеральных удобрений,выращивание высоких урожаев сельскохозяйственных культур способствуетсохранению высокого уровня потенциального и эффективного плодородиячерноземов.Подтипы черноземов подразделяются на следующие роды: а) обыкновенные; б) слабо дифференцированные, в) глубоковскипающие, 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) неполноразвитыеДеление 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 (меньше25 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.