Чернозём обыкновенный Центральной Правобережной микрозоны

ВВЕДЕНИЕ.

Почва является сложнейшей биокосной  системой, образовавшейся в результате тесного взаимодействия природных  факторов во времени. Оставаясь основным и незаменимым средством сельскохозяйственного  производств, почв в тоже время выступает  и как один из основных компонентов биогеоценоза, а следовательно, и биосферы в целом. В результате  сельскохозяйственного использования в почве происходят глубокие, а порой необратимые процессы, переводящие почвенную среду в иное качественное состояние. Находясь в неразрывном единстве с другими компонентами экосистемы, антропогенно преобразованная почва меняет свои связи и соотношения с ними. Важно и к необходимо знать, в каком направлении вдут современные эволюционные процессы в почвах.

Почвенным эталоном («царем» почв по Докучаеву), наиболее ярко и полно отражающим факторы почвообразования и свойства почв является чернозем. Эти почвы, занимая около 9% площади в предела СНГ, составляют основу пахотного фонда (60%) и производства товарного зерна (80%), а также других видов сельскохозяйственной продукции. Черноземы, несмотря на их природное совершенство, неизбежно эволюционируют под воздействием естественных и, особенно антропогенных факторов. Естественная эволюция почв неразрывно связана с эволюцией ландшафта т.е. с изменением экологических условий, в равновесии с которым почва находится на определенном этапе педогенеза. Изменение факторов природной среды неизбежно приводит к изменению тех или иных свойств почвенного тела.

1.Природные условия почвообразования.

1.1 Климат.

Климат Саратовской области  континентальный. Отличается он жарким летом и холодной малоснежной  зимой. Роза ветров северо-запад. Среднегодовая  температура января на юго-западе -11^◦С, на северо-востоке -14^◦С; июля на северо-западе 20^◦С, на юго-востоке 24^◦С. Сумма температур выше 10^◦С от 2400^◦С - 3200^◦С. Осадков на северо-западе 450 мм в год, на юго-востоке 250 мм. Значительная часть годового количества осадков выпадает летом 30 - 40% . КУ приближается к 1.. Относительная влажность воздуха зимой повсеместно превышает 80 %. Летом она составляет 60-65 % на северо-западе области и около 50 % – на юго-востоке. 

В начале декабря на территории области  устанавливается снежный покров, а разрушается он в последней  декаде марта. Высота снежного покрова 24 см; плотность снега во время  максимальной высоты 33; средняя высота снежного покрова за зимний период(Н)=15; число дней со снежным покровом (D) = 131;степень выраженности зимы W = 0,001 HD=2. Сумма осадков за период положительной среднесуточной температуры (в мм) R = 257; сумма среднесуточной температуры за период от весны до осени переходящеё через 0 ∑=3031. Воднотепловой баланс В = 10/∑ = 0,8. Глубина промерзания почвы 1,5 метра. Полное оттаивание почвы происходит 12 – 20 мая. Продолжительность  вегетационного периода на севере 124 суток, на юге до 150 суток.

Саратов находится в Волжской долине, широкая водная поверхность смягчает температуру воздуха, поэтому безморозный  период в среднем длится 162 дня  в году. В городе и области преобладают  воздушные массы умеренных широт, которые перемещаются с Атлантического океана, но ввиду равнинности территории сюда свободно проникают и северные холодные, и южные теплые ветры. Это вызывает частую смену теплой и холодной погоды. Весной и осенью бывают в этом регионе внезапные заморозки, а летом - засухи. 

Климат Саратовской области, в  следствии удалённости от морских  и океанических влияний, характеризуется  ослаблением западного переноса воздушных масс, влиянием пустынь  Средней Азии и усилением континентальности. Это проявляется в удлинении  зимы, сокращении переходных период, увеличением морозоопасности в начале и конце лета, возрастании годовой амплитуды температуры.

Главная особенность климата –  частая повторяемость засух и  суховеев – 49%, то есть каждый год в  период вегетации растений отмечаются засушливые явления той ли иной интенсивности. Вероятность засушливых лет возрастает с северо-запада на юго-восток области.

 В общем, биоклиматический потенциал области обеспечивает принципиальную возможность получения высокого урожая основных сельскохозяйственных культур, сохранения высокого плодородия даже в условиях их длительной эксплуатации.

1.2. Рельеф

Саратовская область - единственная в  России, соединяющая в себе три  географические зоны: лесостепь, степь, полупустыню. На протяжении 200 км с севера на юг области встречаются и смешанные леса, и дубрава, и степь, и перелески, и пустыня.

80% территории области находится  а степной зоне.

Саратовская область находится  в юго-восточной части Русской, или Восточно-Европейской, равнины. Поверхность земли Саратовской области разнообразна, тут холмы и горы, долины рек, глубокие овраги и равнины.

Крупные формы рельефа — возвышенности  и низменности — образовались в результате движения земной коры в различное геологическое время. Земная кора не раз опускалась под воды древних морей, на дне которых накапливались осадочные породы — известняк, мел, опока, глина, песок и песчаник. Несколько раз происходило также и поднятие земной коры и образование суши. Движения земной коры сопровождались разрывами и образованием складок в виде гор и возвышенностей.

Кристаллические горные породы в Саратовской  области находятся на значительной глубине и перекрыты осадочными породами. Под воздействием атмосферы, текущих вод и солнечной активности осадочные породы подвергались размыву и выветриванию; равнины приобретали волнистый характер.

Географические координаты крайних  точек области составляют 42 °  и 51 ° восточной долготы 50 ° и 53 ° северной широты. Протяженность  с запада на восток 575 км, с севера на юг от 125 до 333 км. Область расположена в третьем часовом поясе. Расстояние от Саратова до Москвы 858 км. Область расположена в Европейской части России, на юго-востоке Русской равнины, преимущественно в степной природной зоне.

Волга делит территорию области  на две части: западную, правобережную, — более возвышенную и заволжскую, левобережную, — низменную.

Значительную часть Правобережья занимает Приволжская возвышенность, расположенная .вдоль правого берега Волги. Западная часть Правобережья лежит в пределах Окско-Донской низменности. В Заволжье простирается обширная Сыртовая равнина, окаймленная на востоке возвышенностями Общего Сырта. А юго-восточная часть Саратовского Заволжья находится на Прикаспийской низменности.

Приволжская возвышенность на востоке  приподнята и круто обрывается в сторону Волги. На западе возвышенность постепенно понижается и почти незаметно сливается с Окско-Донской низменностью. Приволжская возвышенность в основном сложена из мела, мергеля, опоки, песчаника, песка и глины. К западу от реки Медведицы все эти породы перекрыты моренами и песками ледникового происхождения. Наиболее древними породами, выходящими на дневную поверхность, являются известняки. Встречаются они в горах у села Тепловка на севере Саратовского района.

В Заволжье между Общим Сыртом и Приволжской возвышенностью расположена обширная низменность, называемая Сыртовой равниной. Образовалась она позже Приволжской возвышенности. Слагают ее морские отложения, покрытые глинами и суглинками. Здесь эти глины и суглинки называются сыртовыми. Они сгладили все неровности древнего рельефа..

Средняя высота Сыртовой равнины 60—100 метров над уровнем моря. Но отдельные  сырты достигают 120— 160 метров. Северная часть равнины выше, поэтому склоны междуречий круче, а речные долины врезаны  глубже. Реки северной части равнины текут на запад, в Волгу. Южная половина Сыртовой равнины ниже, со слабой покатостью в сторону Прикаспия. Туда же текут и реки, они мелко врезаны в широкие плоские междуречья.

В Южном Общем Сырте имеются  подземные соляные купола. Сложены они из древних пород и содержат каменную соль, гипс, калийные и магниевые соли.

В общем, равнинный рельеф Саратовской  области благоприятствует развитию сельского хозяйства, строительству  оросительных каналов и проведению автомобильных дорог, в оврагах, балках и речных долинах, сложенных водоупорными глинами, можно сооружать водоемы, но необходимо учитывать: на берегах Волги часты оползни.

1.3 Почвообразующие породы.

Пригородная микрозона объединяет Саратовский, Татищевский и Энгельсский районы. Правобережная часть имеет холмистый увалистый рельеф. Абсолютные высоты от  200-300 м. Восточные склоны крутые и короткие, расчленённые густой сеть оврагов. На берегах Волги часты оползни.

Подстилающие породы Пригородной  микрозоны представлены мелом,глинами и песками мелового периода; опокой, песчаниками и песками палеогена. Выходы засолённых юрских глин встречаются в долине рек Чардыма, Курдюма, Елшанки. В бассейне притоков Волги отмечаются акчагыльские глины. Химический состав воды рек карбонатный и частично сульфатный с минерализацией 0,6-0,8 г/л, а в половодье в 2-3 раза меньшей.

Почвообразующими породами для  чернозёмов обыкновенных послужили  покровные глины,местами моренные,делювиально-аллювиальные отложения различного гранулометрического  состава. Они сформировались под травянистой растительностью умеренно засушливых степей в зоне непромывного типа водного режима, что ослабило накопление гумуса, уменьшило мощность гумусового горизонта, привело к укорачиванию почвенного профиля и к меньшей выраженности зернистой структуры (здесь она зернисто-комковатая) в горизонтах А и В₁. Характерным признаком их является обогащённость горизонта В₂ карбонатами в виде «белоглазки».

Содержание гумуса от 4 до 7,5%, мощность гумусового горизонта (А+В) – до глубины 40-60см, реакция среды – нейтральная и слабощелочная. Обеспеченность фосфором – от 2,6 до 23, калием – от 13,5 до 38 мг-экв на 100 г посвы.

Гранулометрический  состав и химические свойства чернозёма  обыкновенного     Таблица 10

Среди чернозёмов обыкновенных встречаются  солонцеватые малогумусированные (4,3 – 6,05 %) виды. Отличаются от обычных чернозёмов обогащенностью катионами натрия (3,5-6,3%), что обусловливает отрицательные водно-физические свойства: уплотнённость нижних горизонтов в сухом состоянии и вязкость – во влажном; склонность к заплыванию и образованию корки. Верхний слой – облегчённый и с глубиной утяжеляется. Сумма поглощённых оснований пахотных горизонтов составляет 31,3-43,5 мг-экв на 100 г почвы, а солонцеватого В – увеличивается (36,9-45,4 мг-экв на 100 г почвы). Обеспеченность фосфором низкая (0,2-1,2 мг на 100 г почвы), люменным калием – высокая для всех культур (42-51 мг на 100 г почвы). Профиль не засолён вредными водно-растворимыми солями (плотный остаток 0,166%), которые проявляются ниже (плотный остаток возрастает до 0,9-1,9%), приобретая среднее и сильное сульфатное засоление.

Чернозёмы обыкновенные среднемощные глинистые и тяжёлосуглинистые  характеризуются благоприятными физическими  и водно-физическими свойствами: хорошей водопроницаемостью, высокой  влагоёмкостью за счёт большого содержания ила, пылеватых частиц и водопрочности агрегатов. Обеспеченность подвижным фосфором – высокая и средняя для зерновых культур и трав, на средняя и низкая – для пропашных культур, обменным калием – высокая для всех культур

1.4 Растительность.

Естественная растительность сохранилась в виде  типичной чернозёмной разнотравной злаковой лесостепи и степи. Леса представлены широколиственными  породами.

Черноземы – это почвы травянистых  формаций, приуроченных к степной  и лесостепной зонам. Характерный  гумусовый профиль обязан воздействию травянистой растительности с ее мощной, быстро отмирающей корневой системой.

Естественная растительность лесостепной  зоны в прошлом характеризовалась  чередованием лесных участков с луговыми степями. Лесные участки, сохранившиеся  частично и сейчас, расположены по водоразделам, балкам и речным террасам, представлены широколиственными лесами, преимущественно дубом. По песчаным террасам встречаются сосновые боры. Растительность луговых степей представляли ковыли, типчак, степные овсы, кострец, шалфей, лядвенец, желтая люцерна, колокольчик и многие другие.

Растительность степной зоны представляла собой разнотравно-ковыльные и  типчако-ковыльные степи.

Среди первых основной фон составляли узколистные дерновинные злаки  – ковыли, типчак, степной овес, и другие с широким участием разнотравья – шалфея, клевера, колокольчиков и др.

Типчако-ковыльные степи характеризовались  менее мощной и разнообразной  растительностью, основными представителями  которой являлись низкостебельные  перистые ковыли, тырса, типчак, житняк, осоки. Менее мощный общий характер растительности типчако-ковыльных степей, широкое участие в травостое эфемеров и эфемероидов – мортук, луковичный мятлик, тюльпаны, бурачок, а также полыни – следствие заметного дефицита здесь влаги.

Основные особенности биологического круговорота степных и лугово-степных травянистых растительных сообществ заключается в том, что: 1) ежегодно с отмирающими частями в почву возвращается практически то же количество питательных веществ, которое было использовано в прирост; 2) большая часть этих веществ возвращается не на поверхность почвы, а непосредственно в почву с корнями; 3) среди химических элементов, вовлекаемых в биологический круговорот, первое место принадлежит кремнию, далее следует азот, калий и кальций.

Количество растительной массы  естественных травяных сообществ на черноземах высокое: в лесостепи  Русской равнины 30-40 ц/га надземной  фитомассы и 200 ц/га корней. Ежегодный  прирост фитомассы на черноземах в 1,5-2 раза выше количества биомассы в  период максимального развития. Прирост корней составляет 50-60% их общей массы. В среднем опад травянистых сообществ черноземной зоны составляет 200 ц / (га в год) (А.А. Титлянова, Н.И. Базилевич, 1978).

Роль биологического круговорота  в формировании свойств черноземов определяется не столько химическим составом растений степи, сколько его высокой интенсивностью (большим количеством ежегодно образующихся химических элементов), поступлением основной массы опада внутрь почвы, активным участием в разложении бактерий, актиномицетов, беспозвоночных, для которых благоприятен химический состав опада и общая биоклиматическая обстановка.

Большую роль в формировании черноземов играет мезофауна, особенно велика роль дождевых червей. Их численность в  профиле 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 глино-гумусовые 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.

В настоящее время целинных черноземов практически не осталось. Большая  часть их распахана. Биологический  фактор почвообразования при вовлечении черноземов в земледелие существенно изменился. Сельскохозяйственная растительность покрывает почву не более 4 месяцев в году, за исключением посева многолетних трав. Биологический круговорот стал разомкнутым. Количество ежегодно создаваемой фитомассы в агроценозах меньше, чем в целинной степи, особенно велика разница в количестве продуцируемой подземной биомассы. В биологический круговорот вовлекается меньше азота и минеральных элементов.