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, 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.