ПОЧВЫ ЧЕРНОЗЕМНО-СТЕПНОЙ ЗОНЫ
Границы и площадь зоны: Черноземно-степная зона находится южнее лecостепной и располагается как в европейской так и в азиатской части СССР. В пределах европейской часrи Союза черноземно-степная зона занимает сплошную территорию, северная граница которой совпадает с южной границей лесостепи, а южная граница проходит по линии Измаил- Одесса- Мелитополь-Саратов Оренбург. В Азиатской части СССР черноземно-стeпная зона доходит до Оби. Южная граница этой части зоны проходит по линии Оренбург-севернее Павлодара-Бийск. Восточнее черноземно-степная зона располагается в виде отдельных, оторванных один от другого массивов. Общая площадь, занятая черноземно-степной зоной равна 1,9 млн. км что составляет 8,5% от всей территории Советского Союза.
Условия почвообразования: Климат черноземно-степной зоны умеренно-теплый неоднородный в разных ee частях в западных районах он сравнительно мягкий и влажный в восточных же более сухой и континентальный. Среднегодовое количество осадков колеблется 400-500 в европейской от части до 250-300 за Уралом. Большая часть осадков вы падает летом и носит ливневый характер. Периодически в черноземно-степной зоне бывают засухи тогда в течение продол жительного времени осадки не выпадают вообще или выпадают в крайне незначительном количестве, что приводит резкому снижению или потере урожая. Среднегодовая температура европейской части составляет 5-10°, в азиатской приближается к 0°. Средняя температура июля равна соответственно +20 +25 и 19% a января-4,-15 и грунтовые воды залегают на значительно глубине, сквозное промывание почв отсутствует, поэтому почвы черноземно-степной зоны имеют непромывной тип водного режима. В целом гидротермический режим определяет чередование периодов умеренного увлажнения верхней части почвенного профиля периодами высыхания, замерзания н набухания нагревания , почвы и сжатия ее. Это способствует закреплению гумусовых веществ, образующихся при разложении органических остатков, и значительному накоплению гумуса в почве.
Рельеф: рельеф зоны равнинно-волнистый, с большим количеством глубоко врезанных речных долин, оврагов и балок. На водораздельных пространствах часто встречаются плоские понижения погоды. В отдельных районах хорошо выражен микpо-рельеф в виде блюдцеобразных западинок и бугoрков, сделанных землероями. Густая сеть речных долин, оврагов и бал глубокому приводит к хорошей дренированности местности залеrанию грунтовых вод. Изрезанность дренированность азиатской части зоны по сравнению с европейской выражены в меньшей степени.
Материнские породы: В европейской части Зоны материнские породы представлены карбонатными лессами и лесcoвидными сугленками эволюционно-деволюционными суглинистыми наносами и сыртовыми глинами. В пределах западно-сибирской низменности и в других районах азиатской части зоны почва формируется в основном на сугленистых породах разнообразного происхождения. На территориях прилегающих к долинам рек и в пределах всей зоны широко распространен древний и современный аллювий. Растительность: почвы черноземно степной зоны сформировались под пышной луго-степной растительностью состоявший из разнообразный ковалей типчака бобовых и богато красночерного разнотравия. Характерной особенностью этой растительности является большое колличество корневых остатков и надземной массы ежедневно отмирающих и идущих на образование гумуса. В настоящее время степи распаханы поэтому целинная растительность сохранилась лишь заповедных местах и отдельными маленькими островками на не распаханных сильно эрудированных участков.
Лестная растительность не типична для черноземно степной зоны и имеется лишь в поймах рек надпойно речных терассах и различного рода понижениях. Наиболее распространены Дуб тополь ива а в предуральской части зоны и сибири Береза. В западно-сибирской низменности и в поймах рек европейсуой части распространена болотная растительность.
В пределах черноземно степной зоны господствующим почвенным типом является черноземы . очень редко в северной части зоны встречаются почвы по своему происхождению связанные с ясно выраженными подзолообразовательными процессом на легких породах они представлены дерново подзалистными а на породах седнегомеханического состава серыми лестными почвами. И те и другие формируются под лесной растительностью. При засоленности материнских пород или близком залегании засоленных грунтовых вод могут идти процессы засоления и рассоления почв. В таких случаях образуется солонцы или солоди. На плохо дреннерованных территориях идет процесс заболачивания с образованием болотных почв преимущественно низинного типа.
Черноземы:Основные черты образования черноземов. Необходимыми условиями образования черноземов являются наличие хорошо развитой лугово-степной травянистой растительности Ежегодно дающей большее количество органичесских остатков; интенсивное развитие бактерий гумифицирующих органические остатки своеобразный гедромитический режим при котором сквозное промывание почвенного профиля отсутствует а верхнее его части наблюдается чередование периодов увлажнения почвы с периодами высыхания. В таких условиях почвообразовательный процесс имеет свои особенности. Корневая система лугово-степной травянистой растительное проникает на значительную глубину, поэтому при разложени корневых остатков гумифицируется значительная толща создается большой по Мощности гумусовый горизонт. Сам процесс гумификации проходит образованием большого количества гуминовых кислот и незначительным выходом малоконденсированных форм гумусовых веществ. Гуминовые кислоты закрепляются основаниями в зоне образования, благодаря чем происходит накопление гумуса. одновременно с синтезом гумуса происходит и минерализация его, но так как аэробные условия периодически сменяются анаэробными, а периоды насыщения почвы влагой периодами иссушения ее, то процессы минерализации гумуса не преобладают над синтезом его в целом количество гумуса остается достаточно высоким и постоянным. Креновые кислоты образуются в незначительном количестве, к тому же они быстро конденсируются и переходят в гуминовые кислоты. Передвижение мало конденсированных форм гумуccвых веществ по профилю ограничено, так как промывной тип водного режима отсутствует. В связи с этим алюмосили -катная часть почвы не разрушается и Элювиальные процессы не выражены. Вымываются вниз лишь воднорастворимые со единения солей. гипса и карбонатов кальция и магния. Практически можно говорить лишь о вымывании и накоплении на какой-то глубине карбонатов так как в профиле черноземов нет легкорастворимых солей и гипса. Таким образом, основными чертами образования черноземов являются гумyсонакопление в значительной Толще профиля, вымывание карбонатов и отсутствие процессов разрушения и выноса алюмoсиликатной части Строение черноземов. Профиль черноземов состоит из горизонтов Art A-Bi-32+ C
Aо-травянистый войлок мощностью 3-4 см, состоящий неразложившихся и полуразложившихся надземных растительных остатков. В пахотных почвах отсутствует
A-гумусовый или перегнойно-аккумулятивный горизонт, черный, зернистой или комковато-зернистой структуры, мощностью до 50-60 см.
В-Нижняя часть(продолжение) гумусового горизонта, несколько светлее по сравнению с горизонтом А, часто имеет буроватый оттенок, структура зернисто-Ореховатая, комковато ореховатая или комковarая. Структурные агрегаты более крупные по размеру чем в горизонте А. Мощность различная и колеблется от 40 до 60 см.
В2-переходный горизонт от гумусого к материнской породе. По окраске пестрый часть его представлена гумусовыми языками и окрашена в темный цвет. Другая имеет цвет материнской породы. Структура комковатая а в нижней части горизонта комковата или ореховато призматическая.
С- материнская порода представлена обычно полевым лессом или лесовидным сугленком содержит новообразование карбонатов в виде белоглазки и мицелия и бурно вскипает от кислоты.
Карбонаты встречаются и в выше лежащих горизонтах при этом глубина их линии вскипания при действии кислотой зависит от подтипа черноземов.Карбонатные черноземы вскипают с поверхности Южной верхней или средней части горизонта А типичные в горизонте В1 и др.
Для всех черноземов за исключением оподзоленных и выщелочных характерна наличие карбонатов в горизонте В2 в виде белоглазки округлых желтовато-белых пятен, резко выделяющихся на общем фоне этого горизонта. Суммарная мощность этого горизонта. составляет 1,5-2 м и более. Верхняя часть профиля целинных черноземов очень густо переплетена корневой системой травенистой растительностью в пахотных почвах задерненность выражена мало зернистаяструктура бывает разрушена, «выпахана», а вместо нее наблюдается комковатая или зернисто комковатая со значительной частью распыленной фракцией
Характерным морфологическом признаком чернозема является наличие кротовин-ходов сделанных сусликами. В верхней части профиля эти ходы заполнены вынесенной снизу материнской породы. А в нижней части наоборот опущенной сверху массой гумусого горизонта. Таким образом для профиля чернозема характерна его большая общая мощность. Его гумусовый горизонт хорошо выраженная зернистя структура в верхней части профиля постепенные переходы олного горизонта в другой и наличие профиля в карбонатах
Состав и сво-во черноземов
Процессы разрушения и выносов алюмосиликатов в черноземах отсутствуют поэтому полуторные окислы распределяются по профилю равномерно. В верхней части профиля проискодит биологическая аккамуляция фосфора,калия и магния. Содержание гумуса в разных черноземах различно и колеблется от 5 до 15-16% составляя в среднем 6-9%. С глубиной колличество гумуса падает постепенно. Качественный состав гумуса благоприятный отношение гуминовых кислот к креновым превышает ее или равняется еденицы. Колличество азота в черноземах достигает 0.5% Фосфора -0.2 калия- 1.5% поэтому потенциальное плодородие черноземов высокое. величина емкости поглощения зависит от мexaического состава и количества гумуса колеблется от 30 50 до 60 мг экв. на 100 г почвы и с глубиной постепенно уменьшается . В составе поглощенных кетионов находятся кальций н мaгннй поэтому почвы насыщены основаниями. Лишь в оподзоленных черноземах кроме калция и магния присутствует незначительное количество водорода, а в солонцеватых черноземах натрия натрия.
Реакция верхней части профиля нейтральная величина pH водной вытяжки составляет 6,5-7, с глубиной она переходит в слабощелочную и щелочную.
В черноземах энергично идут процессы нитрификации, поэтому содержание подвижных форм сильно меняется в течение сезона. Количество подвижноrо Фосфора колеблется от 5 до 20 ле на 100 г почвы, но часто фосфор связывается кальцием и переходит в формы, недосrупные для растений. Физико-механические свойства черноземов следующие. Механический состав однороден по профилю содержание илистых и коллоидных частиц высокое и примерно одинаково во всех генетических горизонтах. Верхняя часть профиля, за исключением выпазанных черноземов хорошо оструктрунена при этом ясно выражена как макро так и микро структура водновоздушные свойства благоприятны влагоемкость черноземов высокая и составляет 50-60% в то же время они хорошо водонепроницаемы. Общая порочность достигает 50-60% соотношение между агрегатной и меж агрегатной порозностью благоприятное и обеспечивает наличие воды и воздуха даже в период максимального увлажнения почвы. Класификация черноземов, в основу современной классификации положена глубина залегания карбонатов по этому признаку выделяют 4 основные группы:
1) карбонатные черноземы
полное название чернозема включает глубину залегания карбонатов, мощность гумуcoго горизонта, содержание гумуса в верхней части профиля механический состав верхней части профиля характер материнской породы. Примером полного названия может служить следующее: чернозем типичный среднемощный тучный тяжелоcуглинистый на лесce.
Агрономическая хар-ка и мероприятия по повышению плодородия чернcзенмов . черноземы обладают целым рядом свойств, придающим им высокое плодородие. Такими свойствами вами являются большая мощность rумусового горизонта, высокое содержание гумуса, азота и минеральных элементов питания, благоприятная реакция почвенного раствора, большая емкость поглощeния насыщенность поглощающего комплекса основаниями, активная микробиологитеская деятельность и, наконец, наличие водопрочной макроструктуры, определянcщей хорошие водные и воздушные свойства.
Наряду с этим черноземы имеют и ряд недостатков. Несмотря на благоприятные водные свойства, водный режим в них не устойчив и неудовлетворителен для растений. Весной, в период снеготаяния, происходит быстрое промачивание профиля на значительную глубину. В течение же лета и начала осени, благодаря испарению влаги с поверхности почвы и потреблению воды растениями, происходит сильное иссушение верхних горизонтов . Если дожди не выпадают долгое время, содержание влаги в почве падает до коэффициента завядания и наступает гибель растений.
Часть черноземов в результате неправильной агротехники возделывания культур выпахана и в значительной степени обесструктрунена Благодаря потере структуры водный режим в них в них особенно неустойчив и зависит от характера выпадения. Другая часть черноземов сильно эродирована, изрезана густой сетью овpaгов и балок, периодически в черноземно-степой зоне бывают Засухи, которые приводят к резкому снижению или полной потере урожая
Отрицательным свойством черноземов является также и то, что значительная часть фосфора в них находится в форме фос фатов калия, труднорастворимых в воде, поэтому при больших общих запасах фосфора растения периодически испытывают недостаток в подвижных его формах Если исходить из особенностей природных условий образования черноземов и свойств самих черноземов, то главными мероприятиями по повышению их плодородия являются следующие:
1) борьба за накопление и сохранение влаги с помощью лесонасаждений, снегозадержания, правильной обработки почвы
2) борьба за сохранение и восстановление структуры почвы
3) борьба с эрозией почв
4) внесений минеральных удобрений в первую очередь фосфорных.
Источник
Черноземы степной зоны
Генезис, классификация, строение, состав и свойства черноземов
Природные условия почвообразования степной зоны
ЛЕКЦИЯ 13 ПОЧВЫ СТЕПНОЙ И СУХО-СТЕПНОЙ ЗОНЫ
1. Природные условия почвообразования степной зоны
2. Генезис, классификация, строение, состав и свойства черноземов
3 Сельскохозяйственное использование черноземных почв
4. Условия почвообразования в зоне сухих степей
5. Каштановые почвы, классификация, строение, состав и свойства
6. Лесорастительные условия почв степной и сухо-степной зон
Черноземные почвы расположены южнее серых лесных почв и простираются широкой полосой по линии Кишинев-Харьков-Саратов-Куйбышев-Кустанай-Барнаул и далее отдельными пятнами уходят в Забайкалье. Основные массивы этих почв распространены в лесостепной и степной зонах.
Климат. Климат зоны распространения черноземных почв изменяется от умеренно теплого и влажного в западных районах до умеренно холодного и сухого в восточных. Среднегодовая температура с запада на восток колеблется от +10 °С до 0 °С. Годовое количество осадков в Европейской части 500 мм, в восточной — 300 мм. Большая часть осадков выпадает во второй половине теплого периода. Интенсивное испарение влаги и недостаточное количество осадков обуславливает неглубокое (до 150-300 см) промачивание почвы (непромывной тип водного режима).
Рельеф. Рельеф зоны характеризуется плавной сменой равнинных форм слабоволнистыми. Слабоволнистые территории имеют хорошо развитую дренажную сеть в виде оврагов, балок и речных долин, чем и объясняется резкое понижение уровня грунтовых вод.
Почвообразующие породы — представлены преимущественно лессами, лессовидными суглинками и глинами. Особенность почвообразующих пород зоны — их карбонатность. Мелкоземистость большинства почвообразующих пород способствует интенсивному проявлению водной и ветровой эрозии.
Растительность. Формирование черноземов связано с лугово-степной растительностью. Растительные ассоциации луговых степей характеризуются обилием видов злаковых и бобовых трав, а также богатого разнотравья (ковыли, типчак, костры, желтая люцерна, клевер, шалфей и многие другие). Дефицит влаги способствовал развитию в этих степях эфемеров и эфемероидов, таких как, мортук, луковичный мятлик, тюльпаны, бурачок, полыни со степенью покрытия 40-60%. Естественная растительность сохранилась в основном лишь в балках и заповедных участках.
Черноземные почвы развиваются под степной и разнотравно-степной растительностью. Весь облик этих почв свидетельствует о богатстве их органическим веществом. В профиле черноземов выделяется мощный темно-окрашенный гумусовый или гумусово-аккумулятивный слой (35-150 см), содержащий большое количество гумуса (250-700 т/га).
Характерный признак черноземных почв — зернистая и комковатая структура гумусового слоя, отчетливо выраженная особенно в подпахотной части горизонта А.
Первые научные положения о происхождении чернозема имеются еще в трудах М.В Ломоносова (1763), который писал: «Итак, нет сомнения, что чернозем не первообразная и не первозданная материя, он произошел от согнития животных и растущих тел со временем».
По вопросу о происхождении черноземов были высказаны различные точки зрения, которые можно объединить в три группы: гипотезы о морском происхождении, теории болотного образования черноземов и теории растительно-наземного их происхождения.
Гипотезы о морском происхождении черноземов были высказаны Палласом (1799) и Петцольдом (1851). Они рассматривали чернозем как морской ил, оставшийся после отступления Каспийского и Черного морей.
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 поселения наземной растительности, что и обусловило формирование черноземных почв (Эйхвальд, 1850; Борисяк, 1852).
Теории растительно-наземного происхождения черноземов связывают их образование с поселением и развитием лугово-степной и степной травянистой растительности. Полное и завершающее развитие эта теория получила в работе В. Докучаева «Русский чернозем» (1883). Современные материалы по биологическому круговороту веществ под растительностью черноземных степей позволяют наиболее глубоко понять особенности черноземообразования.
Ведущим процессом почвообразования при формировании черноземов является гумусоаккумулятивный процесс или дерновый, обуславливающий развитие мощного гумусоаккумулятивного горизонта, накопление элементов питания растений и оструктуривание профиля.
Природная растительность черноземных степей характеризуется значительным ежегодным отчуждением в опад органической массы (100-200 ц/га или 40-60 % биомассы). При этом около 40-60 % опада составляют корни растений. Богатство опада растительности черноземных степей зольными элементами и азотом при большой общей массе ежегодного опада определяет максимальное поступление в почву азота и зольных элементов. Если под хвойными лесами ежегодно поступает с опадом 40 – 300 кг азота и зольных элементов, то в сухих степях (каштановые почвы) 200 – 250 кг, а под растительностью черноземов — 600-1400 кг на 1 га.
Следовательно, важнейшая особенность биологического круговорота веществ при черноземообразовании — ежегодное поступление в почву с опадом больших количеств азота и зольных элементов. Гидротермические условия зоны благоприятствуют разложению богатого основаниями и азотом опада по типу гумификации с возникновением сложных перегнойных соединений типа гуминовых кислот, закреплению которых в почве способствуют непрерывное образование в среде биогенного кальция и формирование карбонатного иллювиального горизонта.
Классификация черноземов. В зависимости от особенностей условий образования тип черноземных почв подразделяется на следующие подтипы: оподзоленные, выщелоченные, типичные (лесостепная зона), обыкновенные и южные (степная зона). Как видим тип черноземных почв распространен как в лесостепной так и в степной зонах.
Чернозёмы в степной зоне представлены обыкновенными южными черноземами. Вместе с солонцовыми комплексами они занимают площадь около 100 млн. га.
Черноземы обыкновенные. Эти почвы развиваются в умеренно засушливых степях. Имеют меньший по мощности, чем у типичных черноземов, гумусовый горизонт. Вскипают с поверхности или внизу гумусового горизонта, Скопление карбонатов отмечается под линией вскипания в форме белоглазки. А + В= 80-140 см. В подтипе обыкновенных черноземов преобладают виды среднемощных среднегумусных черноземов, обычные, карбонатные, солонцеватые и осолоделые роды.
Черноземы южные. Эти почвы формируются в условиях более ксеро-морфного климата под разреженной типчаково-ковыльной растительностью засушливой степи. Они занимают южную часть степной зоны и непосредственно граничат с темно-каштановыми почвами. В отличие от обыкновенных черноземов характеризующихся меньшим гумусонакоплением, повышением горизонта карбонатных выделений (на границе гумусового слоя или в нижней части горизонта В1). В ППК этих почв содержится до 5 % натрия.
В нижних горизонтах на глубине 1,5-2,5 м или глубже южные черноземы часто содержат гипс, а иногда повышенное содержание легкорастворимых солей. Карбонатностъ, солонцеватость и солончаковатость в южных черноземах проявляются чаще, чем в обыкновенных черноземах.
В пониженных элементах рельефа при близком залегании УГВ (6-3 м и выше) формируются почвы лугово-черноземного типа, близкие по свойствам к черноземам, но с заметным проявлением процессов оглеения.
По содержанию перегноя (гумуса) выделяют черноземы: малогумус-ные ( 9 %).
По мощности горизонтов А + АВ: -маломощные ( 120 см).
Состав и свойства черноземов. Черноземные почвы весьма разнообразны по гранулометрическому составу, что определяется составом почвообразующих пород. Общая особенность почв черноземного типа — отсутствие заметных изменений гранулометрического состава в процессе почвообразования. В минералогическом составе черноземов преобладают первичные минералы (кварц, слюда, полевые шпаты), из вторичных минералов доминируют монтмориллонит.
Черноземы богаты гумусом, в гумусовом слое отмечается аккумуляция элементов питания (N, P, S, микроэлементы). Черноземы обладают благоприятными физико-химическими свойствами: высокая емкость поглощения (30-70 м-экв), насыщенность ППК основаниями, рН близкая к нейтральной. В составе обменных катионов главная роль принадлежит Са ++ . Магний составляет 15-20 % от суммы. В оподзоленных и выщелоченных черноземах в ППК присутствует Н + а в обыкновенных и южных черноземах в ППК находится небольшое количество Na + и несколько возрастает доля Mg ++ по сравнению с другими подтипами черноземов.
Все подтипы черноземов характеризуются благоприятными физическими и водно-физическими свойствами: рыхлым сложением в гумусовом слое, высокой влагоемкостью и хорошей водопроницаемостью. Благодаря хорошей оструктуренности плотность черноземов в гумусовых горизонтах невысокая и колеблется в пределах 1,0-1,22 г/см 3 и лишь в подгумусовых возрастает до 1,4-1,45 г/см 3 . Черноземные почвы благодаря темной окраске хорошо поглощают лучистую энергию солнца, и длительное время сохраняют тепло.
Урожай сельскохозяйственных культур в черноземной зоне определяется прежде всего сохранением в почве доступной для растений влаги. Эта зона недостаточного увлажнения. Даже в лесостепи вероятность засушливых и полузасушливых лет составляет около 40 %. Все подтипы черноземов Восточно-Сибирской провинции имеют периодически промывной водный режим.
Черноземы степной зоны (Заволжская, Казахстанская, Предалтайская провинции) имеют непромывной водный режим. Водный режим обыкновенных и южных черноземов восточных провинций характеризуется полным физиологическим иссушением корнеобитаемого слоя под зерновыми культурами ко времени их уборки.
Источник