Химический состав черноземной почвы

Химический состав чернозёма и чернозёмной почвы. Связь между гумусом и минералами

Нет сомнения, наиболее важным и наиболее существенным признаком рассмотренной нами почвы служит ее химический характер.

Правда, из имеющихся анализов видно, что минеральный

состав русских черноземов довольно разнообразен — то они

суглинисты, то супесчаны, то богаты углесолями, то бедны

ими и пр.; но, тем не менее, если сопоставить все имеющиеся

у нас химические анализы типичных черноземов, с одной

стороны, и таких же северных почв — с другой, то легко

установить между ними целый ряд весьма характерных особенностей.

Наглядным доказательством данного положения служат

следующие четыре почвы, из которых две первые (I и II)

принадлежат степной, а две последние (III и IV) — средней

нечерноземной России; I и III — суглинки; II и IV — супеси и пески.

На таблицах показано сравнительное содержание (выраженное

в пудах) главных составных частей почв на площади одной

десятины в слое пахотной земли толщиной в 8 дюймов.

В табл. А прежде всего обращает на себя внимание общее

содержание в почвах воды (гигроскопической и гидратной);

органических веществ и минерального балласта. Оказывается,

что типичный чернозем (Крутое) удерживает в себе влаги в

4 раза больше, нежели черноземная супесь (Васильков), в 6 раз

более, нежели северный суглинок, и в 12 раз больше

сравнительно с северной песчаной почвой. Органические вещества

(перегной и в частности азот) заключаются в типичном

глинистом черноземе в количествах, совершенно не известных между

всеми другими почвами; вес их на черноземной десятине

превосходит почти в 4 раза вес их на десятине северного

суглинка и в 6-7 раз — вес перегноя и азота на десятине

песчанистой почвы. Минеральный балласт представляет обратные

отношения; уже общее содержание минеральных составных

частей в типичной черноземной почве до 1х/2 Раз меньше,

нежели в других родах почв, но это отношение

гораздо’рельефнее проявляется на содержании чистого кварцевого песку:

в черноземе его заключается в 2 раза меньше, нежели в

черноземной супеси, почти в 4 раза меньше, нежели в северном

суглинке, и в 7 раз меньше сравнительно с песчаной почвой.

Во-вторых, та же таблица показывает нам относительное

содержание в почвах наиболее важных для питания и жизни

растений минеральных элементов, как то: щелочей, щелочных

земель, железисто-глиноземных элементов, фосфорной кислоты

Всех таких элементов, за характерным исключением кремне

кислоты, чернозем содержит более, нежели другие тепы почв.

При этом самая важная из щелочей обнаруживает, впрочем, несущественную аномалию: общее содержание калия в простом северном суглинке (III) превосходит

содержание его в черноземе. Но эта аномалия сейчас же сглаживается,

когда мы обращаемся (табл. В) к количествам более или менее

легко растворимого кали: в черноземе его в 2 с лишком раза

больше, чем в песчанистых почвах. Это последнее

обстоятельство объясняет нам и причину вышеуказанной аномалии:

общее содержание кали в’ северных суглинках оказывается

большим потому, что эти почвы менее выветрели и содержат

в себе и на всей своей поверхности полевошпатовые валуны

и крупияы; но избыток заключающегося в них кали, по своей

нерастворимости, не может итти (при данном состоянии почвы)

на питание растений.

Содержание извести в чернозёме обнаруживает правильное

понижение от типичного чернозема, через черноземную супесь

и северный суглинок, до песчанистой почвы. При этом опять

замечается значительная разница· в растворимости (табл. В):

общее количество извести в черноземе превосходит в 3 раза

содержание ее в северных суглинках и в 13 раз — содержание

ее в песчаной почве, а легко растворимой извести чернозем

содержит в 7 раз больше, нежели суглинок, и почти в 50 раз

больше, нежели песок.

Магнезия обнаруживает опять новую особенность.

Содержание ее в черноземе больше, чем во всех других почвах,

но здесь важна относительная растворимость и отношение

магнезии к извести. Как известно, магнезия составляет вообще

несущественный питательный элемент почв,— ее соединения

прочнее соединений извести, и если ее содержание

превосходит количество этой последней, то она является даже вредною

примесью. Из табл. В видно, что растворимость магнезии

быстро уменьшается при переходе от 10%-ной соляной кислоты

к 1%-ной, но уменьшается неравномерно: в 10%-ную

солянокислую вытяжку переходит из чернозема почти вдвое больше

магнезии, чем извести, а в 1%-ную — даже в 24 раза менее;

в то же время из суглинков переходит в 1 %-ный солянокислый

раствор только в 7 раз меньше магнезии, чем извести, а из

песчаных почв — даже больше, чем второй. Значит, и здесь

отношение для чернозема благоприятнее, чем для всех других

родов почв; песчаные же почвы являются наиболее разложенными

на свои составные элементы: в них даже магнезиальные

соединения сильно разрушены, а известь большею частью уже

выщелочена и ее осталось меньше, чем магнезии.

Что касается железисто-глиноземных составных частей

(глины), то содержание их (табл. А), как и следовало ожидать,

обнаруживает почти правильное понижение от чернозема к

песчаным почвам; в супесчаных черноземах юго-западной

России глины несколько меньше, чем в хорошем северном суглинке,

зато ее рыхлость и вьтветрелость в первых больше, нежели во

Весьма важная питательная часть почв — фосфорная

кислота — содержится в земле в количестве вдвое большем,

чем в суглинках и песчаных почвах. Это отношение сохраняется

и при действии на почвы сильных реактивов (10%-ной соляной

кислоты), но зато в слабых реактивах растворимость

фосфорной кислоты чернозема уменьшается сравнительно с

суглинками. Последнее зависит, повидимому, от того обстоятельства,

что фосфорная кислота в наших черноземах находится частью

в виде фосфорита (или апатита); это, по крайней мере, весьма

вероятно для черноземов,, покрывающих юрские и меловые

осадки средней России.

Наконец, в содержании кремнекислоты можно видеть

следующую общую законность: ее полное количество в

черноземе значительно меньше, нежели в суглинках и песках,

но растворимого кремнезема в черноземных почвах гораздо

больше. Это говорит за то, что кремнекислота в песчаных

почвах, а отчасти и в суглинках и супесчаном черноземе

юго-западной России заключается преимущественно в виде кварца,

в типичном же черноземе — в виде цеолитных и глинистых

частей,— отношение опять весьма благоприятное для

Здесь, в химическом, характере рассматриваемых нами почв

особенно интересна та теснейшая связь, какая существует

между гумусом, с одной стороны, и важнейшими минеральными

составными частями почв — с другой,— связь, теперь

окончательно установленная проф. К. Шмидтом.

На основании только что оконченных и полных анализов

почв (всевозможных типов) Нижегородской губ. этот

почтенный химик, столь много сделавший по изучению почв России,

между прочим так характеризует упомянутые выше

отношения: а) содержание воды и гумуса в почвах возрастает

параллельно увеличению глины; Ь) содержание азота соответствует

количеству гумуса и воды; с) количество фосфорной кислоты

возрастает вообще пропорционально с обогащением почв

гумусом и глиной; d) тому же порядку следуют и количества

щелочей; е) количество солей, фосфатов и гидросиликатов,

разлагаемых горячей 10%-ной соляной кислотой, также

увеличивается пропорционально содержанию в почвах глины,

Как на основании этих данных, так и всего вышесказанного

можно сделать два в высшей степени важных заключения.

Первое из них состоит в том, что наши растительно-наземные

почвы, представителем которых и служит чернозем, не суть

какие-то механические, случайные, безжизненные смеси, а,

напротив, представляют из себя самостоятельные, определенные

и подчиненные известным законам естественноисторические

тела, габитус и распространение которых тесно связаны с их

происхождением и внутренним строением; в этом отношении

между почвами и различного рода организмами существует

Весьма естественная аналогия. Во-вторых, как уже было

замечено выше, при нанесении рассматриваемых нами тел на

карты лучше и естественнее всего пользоваться их цветом,

которых так тесно связан с гумусом, а через, него и с другими

важнейшими составными частями почв, и который поэтому

может служить в значительной степени масштабом для

определения производительной способности рассматриваемых нами

Заметим кстати, что в том же химическом характере нашего

чернозема — в его необыкновенно богатом запасе питательных

веществ для растений — кроется и главнейшая причина

плодородия данной почвы; если прибавить к сказанному в высшей

степени благоприятные физические особенности этой почвы —

ее весьма значительную мощность и чрезвычайно выгодную

подпочву, то мы перечислим все важнейшие условия, делающие

черноземную Россию кормилицей не только России, но и

Источник

Черноземы обыкновенные

Условия формирования

Обыкновенные черноземы приурочены к северной части степной зоны с семиаридным климатом. Они формируются на лёссах и лёссовидных суглинках или элюводелювии коренных пород, преимущественно глинисто-суглинистого состава, под разнотравно-дерновиннозлаковыми северными (настоящими) степями. В настоящих степях по сравнению с луговыми в составе растительности снижается количество разнотравья и корневищных злаков и относительно увеличивается количество корней по сравнению с надземной частью растений. Водный режим непромывной, сквозное или глубокое промачивание в этих почвах бывает очень редко.

Морфологическое строение профиля

(О) — Аv — А(са) — ABca — Bca — BCса — Cca

Обыкновенные черноземы имеют хорошо выраженный гумусовый горизонт темно-серого или черного цвета отчетливой зернистой или зернисто-комковатой структуры. Мощность прокрашенной гумусом толщи (А+АВса) обычно 40–80 см. Нижняя граница гумусового горизонта может иметь различный вид. В отличие от постепенного ослабления темной гумусовой окраски в почвах европейской части ареала, в черноземах Западной Сибири граница гумусового горизонта имеет языковатую или карманистую форму. Вскипание от HCl отмечается внизу горизонта А(са) или в верхней части АВса. Карбонатные выделения появляются несколько ниже линии вскипания в виде редкого псевдомицелия или неясных пропиточных пятен, их максимум в форме белоглазки сосредоточен в горизонте Bca. На глубине 300–500 см могут наблюдаться выделения гипса и легкорастворимых солей.

Основные почвообразовательные процессы

• Подстилкообразование слабое
• Гумусово-аккумулятивный процесс
• Биогенное и коагуляционное
• оструктуривание интенсивное
• Элювиально-иллювиальное
• перераспределение карбонатов

Хозяйственное использование

Обыкновенные черноземы характеризуются высоким естественным плодородием, их распаханность очень высокая (в отдельных регионах до 60–70%). Основное направление сельского хозяйства на этих почвах — зерновое (яровая и озимая пшеница, кукуруза). Значительные площади занимают технические культуры (сахарная свекла, табак, подсолнечник). Развито мясомолочное животноводство. В пахотных почвах широко распространены водная и ветровая эрозия, дегумификация, переуплотнение. При сельскохозяйственном использовании большое значение имеют мероприятия по накоплению и сбережению влаги в почве и защите почв от эрозии. Для получения высоких урожаев эффективно совместное внесение минеральных и органических удобрений.

Аналитическая характеристика чернозема обыкновенного [35]

Свойства

Обыкновенные черноземы близки по свойствам к типичным, но процесс гумусонакопления в них ослаблен, содержание гумуса быстро падает с глубиной. Гумусовый горизонт, с содержанием гумуса 5–8% при тяжелом гранулометрическом составе и 4–5% — при легком, характеризуется прекрасной макро- и микроструктурой. Состав гумуса гуматно-кальциевый (С_гк/С_фк около 2). Почвы характеризуются нейтральной реакцией, высокой емкостью поглощения (40–55 ммоль (экв.)/100 г почвы) и полностью насыщенным основаниями поглощающим комплексом. Распределение по профилю илистой фракции, полуторных оксидов и кремнезема равномерное. Хорошо выраженная водопрочная структура обусловливает благоприятный водно-воздушный режим.

Схематический почвенно-геоморфологический профиль с черноземами обыкновенными в условиях эрозионного рельефа. Степь. Среднерусская возвышенность [1]

Микроморфологическая характеристика

А Характеризуется темно-серым цветом, губчатым микросложением, многопорядковой организацией агрегатов, очень большим количеством экскрементов почвенной мезофауны (дождевых червей, энхитреид и др.), высокой меж- и внутриагрегатной пористостью, преобладанием скоагулированного темноокрашенного гумуса (гумус типа «мулль») и высокого количества мелких сильноразложенных растительных тканей, плазма глинисто-гумусовая, изотропная.

АВса Неоднородный по микростроению, присутствуют зоны и агрегаты с разным содержанием тонкодисперсного темного гумуса, преобладает карбонатно-глинистая плазма с кристаллитовой оптической ориентацией, в отдельных зонах плазма глинисто-гумусового состава, материал пористый, с большим количеством биогенных пор, появляется мелкозернистый кальцит в отдельных порах

Вса Отличается глинисто-карбонатной плазмой с кристаллитовой оптической ориентацией и большим разнообразием карбонатных новообразований — преобладает рассеянный микрозернистый кальцит в основной массе, повышенные его концентрации вокруг и внутри пор, встречаются мелкозернистые новообразования в порах каналах, игольчатая форма кальцита образует кутаны в биогенных порах-каналах.

ВСса Высокопористый микроагрегированный материал с глинисто-карбонатной кристаллитовой плазмой, встречаются округлые карбонатно-глинистые агрегаты-ооиды с концентрической оптической ориентацией глины, в биогенных порах каналах встречаются мелкозернистые кристаллы кальцита [46, 182].

В.М. Колесникова, М.П. Лебедева-Верба

Гель-хроматограмма гуминовых веществ

Молекулярно-массовое распределение системы гуминовых кислот чернозема отражает высокую степень трансформации органических остатков. Процесс гумификации заходит настолько глубоко, что практически полностью исчезают остатки исходных высокомолекулярных биополимеров и протогуминовые вещества. Доминируют молекулярные фракции «зрелых» гуминовых кислот с высоким содержанием углерода (до 60%) и значительной долей ароматических фрагментов в составе молекул. В составе молекул практически отсутствуют алифатические фрагменты полисахаридов и белков, источником которых являются органические остатки.

В.В. Демин, Ю.А. Завгородняя

• Черноземы обыкновенные, масштаб 1:60 000 000

Источник