Болотные почвы состав почв

Черноземы &#150 почвы лесостепной и степной зон умеренного пояса, самые богатые гумусом, содержание которого составляет 6-9%, отчего почвы имеют интенсивный черный или буро-черный цвет. Мощность гумусового горизонта &#150 от 40 до 120 см. Органическое вещество накапливается в верхней части профиля, иллювиальный горизонт обогащен кальцием.

При достаточном количестве влаги черноземы очень плодородны; используются под посевы зерновых, технических, овощных, кормовых культур, сады, виноградники. Черноземы распространены в России, в Западной и Юго-Восточной Европе, в Казахстане, Китае, США, Канаде, Аргентине, Чили.

Распространение черноземов

Автоморфные почвы ландшафтов луговых и лугово-разно-травных степей получили название черноземов. Черноземы простираются сплошной полосой через Восточно-Европейскую равнину, Южный Урал и Западную Сибирь до Алтая: восточнее они образуют отдельные массивы. Черноземы распространены на материках северного полушария &#150 в Евразии и Северной Америке. Они занимают 260 млн. га (1,7 % суши), в том числе 23 млн. га &#150 горные черноземы. Почти половина площади черноземов приходится на долю СССР, где они образуют пояс, вытянутый островами с запада на восток на расстояние около 7 тыс. км, занимая 163 млн. га, или 7,4% площади страны. Кроме того, 10,5 м. ч. га в СССР принадлежит горным черноземам.

Изучение черноземов России имело особое значение для развития почвоведения. Эти почвы исследовались особенно настойчиво в силу их высокого плодородия и важного экономического значения. В. В. Докучаев называл чернозем &#171 царем почв&#187.

Введение понятия о типе черноземов

Черноземы стали объектом исследования с самого зарождения науки о почве. Еще М. В.Ломоносов (1763) сформулировал положение о происхождении чернозема от согнития животных и растительных тел со временем. После М. В. Ломоносова шло постепенное накопление фактического материала о свойствах и распространении черноземов, был высказан ряд интересных гипотез об их происхождении. Подлинно научное изучение черноземов началось с В. В. Докучаева, который собрал огромный материал о строении, свойствах, распространении и условиях образования чернозема России. Этот материал был обобщен им в монографии «Русский чернозем» (1883), которая явилась основой для создания генетического почвоведения. Как тип почвы чернозем впервые выделен В. В. Докучаевым в классификации почв 1896 г. Большой вклад в изучение происхождения, состава и свойств черноземов внес П. А. Костычев. В своей работе «Почвы черноземной области России» (1886), он показал, что в образовании чернозема ведущую роль играют биологические процессы, а основным фактором гумусонакопления и структурообразования в черноземе является разложение корней травянистых растений.

Первые фундаментальные исследования водно-физических свойств и водного режима черноземов были проведены А. А. Измаильским и Г. Н. Высоцким. В последующее время широко развернулись работы по глубокому изучению свойств, процессов и способов рационального использования черноземов такими учеными как Л. И. Прасолов, П. Г. Адерихин, И. А. Крупеников, Е. А. Афанасьева, А. Ф. Большаков, Ф. Я. Гаврилюк, К. П. Горшенин, Н. А. Ногина, Н. Н. Розов и др. В процессе изучения черноземов В. В. Докучаевым были заложены основы генетического почвоведения. По образному выражению В. И. Вернадского, «в истории почвоведения чернозем. сыграл такую же выдающуюся роль, какую имели лягушка в истории физиологии, кальций в кристаллографии, бензол в органической химии». Поэтому народное русское слово «чернозем» вполне заслуженно вошло в качестве научного термина в наиболее распространенные языки мира. Развитие взглядов на природу черноземных почв претерпело сложную эволюцию. Академик П. Паллас в 1779 г. высказал предположение о том, что чернозем представляет собой морской ил, оставшийся после отступания Черного и Каспийского морей. В 40-х годах прошлого века знаменитый английский геолог П. Мурчисон, приглашенный Николаем I для геологического обследования России, предложил гипотезу о ледниковом происхождении чернозема. Согласно этой гипотезе чернозем &#150 продукт переотложения ледниковым морем и айсбергами черной юрской глины.

В дальнейшем была выдвинута теория болотного происхождения чернозема (академики Э. Эйхенвальд, Н. Борисяк). Несколько позже академик Ф. Рупрехт (1866) разработал теорию наземно-растительного происхождения чернозема. Этот ученый считал чернозем исключительно продуктом растительности и не придавал важного значения другим факторам почвообразования.

Современные представления о черноземе сформулировал В. В. Докучаев в своем монографическом исследовании «Русский чернозем» (1883). В.В.Докучаев показал, что чернозем формируется в результате взаимодействия всех факторов почвообразования. В последующем черноземы углубленно изучались многими исследователями как в нашей стране, так и за рубежом.

Еще знаменитый географ и натуралист П.С.Паллас, путешествовавший по России в 1768–1774 годах, так объяснял образование черноземов: «Судя. по скрытым в земле старым древесным пням и корням, степи эти, по-видимому, в незапамятные времена были покрыты лесом».

Сейчас южная граница лесов умеренного пояса приблизительно совпадает с северной границей чернозема. Но то, что водораздельные леса в прошлом распространялись южнее, сомнений не вызывает. Значит, и чернозем хотя бы в какой-то мере формировался под лесами, перелесками, лесостепями.

Тем не менее последнее столетие все настойчивее и последовательнее утверждаются представления о степном генезисе чернозема. Позднее было показано формирование чернозема из болотных и луговых засоленных почв после их отрыва от грунтовых вод. Концепция степного или лугового генезиса чернозема повлекла рекомендации по повышению его плодородия, связанные прежде всего с орошением и внесением удобрений. Сейчас, когда многие из черноземов таким путем превратились в засоленные «белоземы», время задуматься о роли лесов в формировании чернозема. Ведь если чернозем формировался при участии лесов, хотя бы парковых и островных, то деградирует он уже при одном обезлесении, еще до всякой распашки. Значит, для подъема его плодородия нужно полезащитное лесоразведение.

Напротив, если чернозем имеет степное образование, если он формировался под влажными, а то и засоленными лугами, то для подъема его плодородия действительно нужны обводнение, строительство каналов, оросительные мелиорации. Интерес к прошлому наших степей увязывается, таким образом, с практическими запросами современности. В истории образования почв оказывается не только их настоящее, но и будущее.

Экология черноземообразования

Черноземы развиваются в условиях суббореального слабоаридного климата с хорошо выраженной сезонной контрастностью. При большой широтной протяженности черноземной зоны различные фации черноземов существенно различаются между собой по климатическим показателям. Однако по условиям летнего периода &#150 температуре и количеству осадков, а также по наличию зимнего промерзания все черноземы близки между собой. Черноземы распространены преимущественно на платформенных равнинах, но встречаются также островами среди других почв в межгорных впадинах, котловинах и на слабо эродируемых склонах горных систем. Почвообразующей породой для черноземов служат главным образом четвертичные лёссы и лёссовидные породы, карбонатные, пористые. Встречаются черноземы и на третичных глинах.

Гранулометрический состав глинистый, в редких случаях более легкий. Небольшая часть черноземов развита и на элювии плотных горных пород &#150 гранитов, базальтов, песчаников, мергелей, однако в этих случаях они весьма специфичны.

Черноземы &#150 это почвы травянистых формаций, приуроченных к степной и лесостепной зонам. Характерный гумусовый профиль обязан воздействию травянистой растительности с ее мощной, быстро отмирающей и легко гумифицирующейся корневой системой. Роль биологического круговорота в формировании свойств черноземов определяется не столько химическим составом растений степи, сколько его высокой интенсивностью (большим количеством ежегодно обращающихся химических элементов), поступлением основной массы опада внутрь почвы, активным участием в разложении бактерий, актиномицетов, беспозвоночных, для которых благоприятен биохимический состав опада и общая биоклиматическая обстановка. Большую роль в формировании свойств черноземов играет мезофауна, особенно велика роль дождевых червей. Их численность в профиле типичных черноземов 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 &#150 ходы, засыпанные массой верхнего гумусного слоя. Благодаря перемешиванию почвы грызуны постепенно обогащали гумусовые горизонты карбонатами, чем замедляли процессы выщелачивания, а глубокие горизонты &#150 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.

Строение почвенного профиля

В &#150 горизонт, переходный к породе, имеет преимущественно бурую (до палевой) окраску; с языками и затеками гумуса, призмовидную структуру; по степени гумусированности, признакам иллювиирования веществ, наличию и формам выделения карбонатов, характеру структуры, обилию кротовин обычно разделяется на несколько подгоризонтов; в оподзоленных и выщелоченных черноземах разделяется на горизонты &#150 Bt в верхней части и Вса в нижней, а в других подтипах выделяется как Вса;

С &#150 материнская порода, обычно Сса.

Свойства черноземов

В черноземах слабо развиты процессы разрушения, перемещения и превращения минералов тонких фракций. Оглинивание заметно проявляется только в черноземах теплых фаций, где оно приводит к накоплению ила в верхней и средней частях профиля. Такие черноземы описаны в Молдавии и Предкавказье.

Элювиально-иллювиальная дифференциация почвенной толщи по гранулометрическому, минералогическому и химическому составу или не проявляется, или развита слабо. В частности, в оподзоленных, выщелоченных, осолоделых и солонцеватых черноземах верхняя часть профиля несколько обеднена, а горизонт В обогащен илом, алюминием, железом.

В типичных черноземах распределение ила, кремния, алюминия, железа равномерное или почти равномерное. Существенны различия лишь в распределении гумуса и связанных с ним биофильных элементов, а также кальция и магния, карбонатов. Минералогический состав черноземов определяется прежде всего составом почвообразующих пород. В черноземах, сформированных на лёссах и лёссовидных суглинках, во фракции>1 мкм преобладают кварц (60-80%) и полевые шпаты (10-20%). Тяжелые минералы составляют 2%, остальное приходится на карбонаты кальция и магния. В составе ила преобладают гидрослюды (50-60%), затем минералы с расширяющейся решеткой (30-40%) и каолинит (менее 10%). Распределение этих минералов по профилю близко к равномерному, однако характерно пониженное содержание монтмориллонита и повышенное гидрослюд в поверхностном горизонте.

Черноземы относятся к числу почв, наиболее богатых гумусом. В наиболее сильно гумусированных тучных черноземах его содержание в поверхностном слое достигает 10-12%, а запас гумуса в метровом слое мощного чернозема может быть 600-700 т/га. В составе гумуса черноземов преобладают гуминовые кислоты, а среди них фракция, связанная с кальцием. Гумус отличается высокой степенью полимеризации и конденсированности и прочной связью с глиной. Он обладает слабой способностью к миграции и устойчив к микробному разложению, что приводит к его накоплению в почве.

Черноземы обладают высокой емкостью катионного обмена, особенно в гумусовом горизонте, богатом органическими коллоидами (до 50 мг-экв на 100 г почвы). В составе поглощенных оснований преобладает кальций, содержание магния в 5-8 раз меньше. Типичные, обыкновенные и южные черноземы полностью насыщены основаниями, оподзоленные и выщелоченные содержат небольшое количество обменного водорода в верхнем горизонте, солонцеватые черноземы — небольшое количество обменного натрия.

Реакция почвенного раствора близка к нейтральной. Выщелоченные и оподзоленные черноземы отличаются слабокислой реакцией верхней части профиля, а обыкновенные и южные &#150 слабощелочной реакцией всего профиля.

По словам Л. И. Прасолова (1939), в некоторых отношениях физические свойства характеризуют природу чернозема более ярко, чем его химизм. Черноземы обладают исключительно хорошими водно-физическими свойствами, обусловленными прекрасной зернистой водопрочной структурой гумусового горизонта. Благодаря этой структуре горизонт A, имеет оптимальную порозность, влагоемкость и водопроницаемость. Плотность верхних горизонтов типичного чернозема составляет 1,0-1,2 г/см , порозность метровой толщи в среднем более 50%, водопроницаемость 200 мм/ч и более, полная влагоемкость метровой толщи в среднем около 50%.

Черноземы по сравнению с другими почвами характеризуются более высоким естественным плодородием, имеют мощный гумусовый горизонт, значительно больше содержат гумуca и общею азота в пакетном горизонте с постепенным снижением их по профилю (табл. ).

Валовой запас гумуса и азота в слое 0&#150 20 см составляет соответственно 60&#150 220 и 3-15 т на 1 га, а в метровом слое &#150 в 3-4 раза больше. Общее содержание фосфора (P2O5) колеблется от 0,1 до 0,3%, а валовой запас его 2-4,5 т на 1 га. Реакция этих почв близка к нейтральной или слабощелочная (рН 6-8), обменная кислотность, как правило, отсутствует, гидролитическая кислотность колеблется от 0 до 4 мэкв на 100 г.

Черноземы имеют высокую емкость поглощения и степень насыщенности основаниями. У типичного чернозема наибольшая мощность гумусового горизонта, более высокое содержание гумуса, общего азота, фосфора и валовые их запасы (соответственно 120-220, 7-15 и 3,5-4,5 т на 1 га), а также емкость поглощения. К северу &#150 у выщелоченного чернозема и к югу -у обыкновенного и особенно южного черноземов эти показатели снижаются. Реакция почвы слабокислая у выщелоченного чернозема и слабощелочная у обыкновенного и южного, у которых также выше степень насыщенности основаниями, и незначительная или вовсе отсутствует гидролитическая кислотность. У выщелоченных черноземов гидролитическая кислотность достигает часто 3-5 мэкв на 100 г. Все подтипы черноземов богаты калием, общее содержание его равно 2,5-3%, а валовой запас 45-60 т на 1 га. Несмотря на высокое потенциальное плодородие черноземов, обеспеченность их усвояемыми формами азота и подвижным фосфором, особенно старопахотных и слабо удобрявшихся почв, очень часто невысокая. Поэтому на этих почвах наблюдается высокая эффективность фосфорных, а при более благоприятных условиях увлажнения &#150 и азотных удобрений. На старопахотных и слабоудобрявшихся черноземах уменьшаются по сравнению с целинными запасы общего и обменного калия, поэтому на таких почвах, особенно под калиелюбивые культуры (сахарная свекла, картофель, подсолнечник и др.), эффективно применение калийных удобрений (вместе с азотными и фосфорными). Минеральные удобрения эффективнее в более увлажненных западных районах Черноземной зоны, в восточных районах (параллельно с ухудшением условий увлажнения) эффективность их снижается.

Классификация черноземов

Классификационное разделение черноземов, несмотря на их большую изученность, до сих пор остается дискуссионным, что является отражением их большого разнообразия. В «Русском черноземе» В. В. Докучаев указывал на «почти бесконечное разнообразие черноземных почв» и на необходимость их подразделения.

Впервые разделение черноземов на подтипы было проведено Н. М. Сибирцевым, который в своей общей классификации почв 1895 г. выделил черноземы темно-шоколадные, обыкновенные, тучные и коричнево-темные, или деградированные. На почвенной карте Европейской России в 1898 г. он показал черноземы южные (шоколадные), обыкновенные, тучные и северные, или деградированные.

Постепенно после работ Л. И. Прасолова, Н. Н. Розова, Е. Н. Ивановой сложилось представление о едином типе чернозема и разделении его на пять подтипов в соответствии с природной зональностью на Русской равнине, где с севера на юг более или менее закономерно прослеживается смена подтипов чернозема: черноземы оподзоленные и выщелоченные в северной лесостепи, черноземы типичные в южной лесостепи, черноземы обыкновенные в северной степи и черноземы южные в южной степи на переходе к сухим степям. Именно так разделяется на «подзональные» подтипы тип черноземов в «Классификации и диагностике почв СССР» (1977).

Однако на сегодняшний день в связи с неразработанностью общих принципов классификации почв не представляется возможным разрешить все противоречия классификации черноземов. Ниже деление черноземов на подтипы дается в соответствии с «Классификацией и диагностикой почв СССР» 1977 г. В этом же документе выделяются следующие роды черноземов: обычные, слабодифференцированные, глубоковскипающие, бескарбонатные, карбонатные (пропитанные), остаточно-карбонатные, карбонатные перерытые, солонцеватые, остаточно-солонцеватые, глубокосолонцеватые, осолоделые, проградированные (вторично-насыщенные), остаточно-луговатые (террасовые), глубинно-глееватые, щельные, слитые. Различия между черноземами разных родов отражают различия в характере материнских пород и истории развития почв. Например, слитые черноземы развиваются на тяжелых глинах, остаточно-карбонатные &#150 на плотных карбонатных породах и т. п.

Виды черноземов выделяются по мощности гумусового горизонта A+АВ (в см):

сверхмощные >120
мощные 80&#150 120
среднемощные 40&#150 80
маломощные 25&#150 40 очень
маломощные 9
среднегумусные 6&#150 9
малогумусные 4&#150 6
слабогумусированные

Источник