Почвы

Высокодисперсные  минералы распределены по профилю равномерно. Различие в минералогическом составе черноземов связано с особенностями пород и условиями выветривания первичных минералов.

Однородность гранулометрического состава черноземов по всему профилю адекватна однородности валового состава и обусловлена однотипным составом как первичных, так и вторичных глинистых минералов.

Во всех подтипах, кроме  выщелоченных и оподзоленного, наблюдается равномерное распределение по генетическим горизонтам SiO₂, Fe₂O₃, A1₂O₃ и других элементов, повторяющее особенности материнской породы.

Важнейшие свойство черноземов, их главнейшая генетическая черта - богатство гумусом особого биохимического состава. В наиболее сильно гуммусированных 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 чернозема абсолютно преобладают черные гуминовые кислоты (ГК), связанные 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. Необходимо отметить также значительное участие в составе гумуса негидролизуемого остатка или гумина, почти 50% от общего количества органического вещества.

Поглотительная  способность черноземов отличается высоким уровнем: типичны величины для горизонта А 35-40 мг-экв. на 100 почвы. Высокая емкость обмена определяется, главным образом, вторичными глинистыми минералами типа монтмориллонита, каолинита и минералов иллитмонтморилонитовой группы. Поглотительная способность коллоидов органического происхождения не превышает 20% от суммы поглощенных катионов. Благоприятен для общей экологической ситуации состав поглощенных катионов. На долю кальция приходится 80-90% от емкости поглощения, количество магния около 10%), натрия менее 3-5%. В выщелоченных и оподзоленных черноземах фиксируется незначительное количество водорода. Подобный естественно сложившийся расклад катионов гарантирует оптимальные агрохимические свойства черноземов, хорошие физические свойства и структурность профиля, а также реакцию среды, близкую к нейтральной.

Все подтипы черноземов хорошо впитывают влагу выпадающих осадков. Это связано с хорошей оструктуренностью и оптимальными физическими свойствами, обусловливающими легкую фильтрацию гравитационной влаги. Механические элементы скоагулированы в прочные микроагрегаты, преобладающая часть которых по размеру относится к песчаной и крупнопылеватой фракциям, составляющим в сумме 65-80% от веса. Целинные почвы имеют зернистую (горизонт А) и зернисто-комковатую (горизонт АВ) структуры. Однако выраженность структурных агрегатов неодинакова. Она более четка у выщелоченных и типичных черноземов. Водопрочность структуры высокая.

Черноземы обладают высокой влагоудерживающей способностью, но характеризуются низким диапазоном активной влаги. Из общего количества почвенной влаги (750 мм), которую они способны удерживать в двухметровом слое почвы, только менее 50% относятся к категории активной или продуктивной влаги. Но и этого ее количества оказывается вполне достаточно для получения высоких урожаев сельскохозяйственных растений. Однако следует иметь в виду, что указанный запас почвенной влаги в черноземах может находиться только при условии насыщения их до наименьшей влагоемкости на глубину не менее двух метров. Черноземы не всегда содержат в своем профиле такое количество влаги. Поэтому главной задачей земледелия является применение такой агротехники, которая направлена на максимальное накопление и рациональное использование осенне-зимних осадков.

Черноземная зона - важнейший земледельческий район страны. Половина пахотных почв представлена черноземами. Здесь выращивают зерновые, технические и масличные культуры: озимую и яровую пшеницы, кукурузу, сахарную свеклу, подсолнечник, лен-кудряш и многие другие. Это районы широко развитого животноводства и плодоводства. Черноземы занимают следующую долю в общей структуре земельных угодий нашей страны: пахотные почвы - 50%, сенокосы - 15%, пастбища и выгоны - 5%, леса и кустарники - 0,6%.

Важнейшая задача сельскохозяйственного производства на черноземных почвах - правильное использование их высокого потенциального плодородия, предохранение гумусового слоя от разрушения. Основные пути в решении этой задачи - рациональные приемы обработки, накопления и правильного расходования влаги, внесение удобрений, улучшение структуры посевных площадей, введение высокоурожайных культур и сортов, борьба с эрозией.

7. КАШТАНОВЫЕ ПОЧВЫ

Географическое  распространение в мире и в  нашей стране.

К югу от черноземных  степей простираются сухостепные пространства с каштановыми почвами: от низовий  Дуная до Монголии и Китая. Каштановые почвы распространены на юге Молдавии и Украины, по побережью Черного и Азовского морей, в Восточном Предкавказье, в Среднем и Нижнем Поволжье, Казахстане, южной части Западной Сибири (Кулунда); отдельными массивами каштановые почвы встречаются и Средней Сибири (Минусинская впадина, Тувинская котловина) и Забайкалье. Встречается сухая степь на севере Испании и на западе США.

Факторы почвообразования.

Каштановые почвы формируются  в сухом континентальном климате с теплым засушливым продолжительным летом и холодной зимой с незначительным снежным покровом. Средняя годовая температура воздуха 9°С в европейской и 2-3°С в азиатской части. Соответственно изменяется средняя температура января от -5 до -25° и июля от +20 до +25°С. Сумма температур выше 10° С составляет 3300-3500° в западной части зоны и 1600-2100° в восточной. Осадков выпадает мало: на севере зоны – 350-400 мм, в центре - 320-350 мм и на юге около 250-300 мм. Испаряемость превышает количество осадков, коэффициент увлажнения в южной части зоны составляет 0,25-0,30, в центральной - 0,30-0,35, в северной - 0,35-0,45. В наиболее засушливые годы в летние месяцы резко снижается относительная влажность воздуха. Часты суховеи.

Рельеф зоны каштановых почв преимущественно равнинный или слабоволнистый, связанный с древними водноаккумулятивными низменностями. Широко распространены степные западины, в которых формируются засолённые почвы, солонцы, солоди, лугово-каштановые почвы, создавая большую комплексность почвенного покрова.

Почвообразующими  породами являются лёссовидные карбонатные  суглинки, засолённые морские породы, элювий-делювий различных коренных пород – засолённых и незасоленных, карбонатных и бескарбонатных.

Количество  выпадающих осадков лимитирует развитие травянистой растительности. Незначителен объем фитомассы. Травы представлены засухоустойчивыми ценозами и не образуют сплошного покрова. Для него характерны низкорослость, комплексность и изреженность. Проективное покрытие обычно не превышает 70%. К югу с усилением засушливости климата и солонцеватости почв пестрота растительного покрова увеличивается.

В северных частях зоны растительность представлена типчаково-ковыльными степями, в состав которых входят различные виды злаков: ковыли, типчак, тонконог с примесью разнотравья. В Центральной части зоны преобладают полынно-типчаковые и полынно-типчако-во-ковыльные степи. На юге - типчаково-полынные и полынно-типчаковые степи со значительной примесью эфемеров и эфемероидов. На солонцеватых почвах произрастают типчак, различные виды полыни, а также разнотравье - прутняк, ромашник, грудница шерстистая, тысячелистник благородный. Климатические условия обусловливают резкую периодичность биологических циклов. Они подавляются зимой и затухают летом в периоды длительных засух.

По численности микроорганизмов каштановые почвы мало отличаются от черноземов, но суммарная за год биологическая активность здесь слабее вследствие более длительного засушливого периода.

Почвообразовательный  процесс.

До некоторой  степени каштановые почвы формируют процессы, сходные с черноземами. Это касается дернового процесса, гумификации и выщелачивания. Однако количественно-качественная сторона данных явлений у каштановых почв имеет свою специфику. Дерновый процесс протекает в ослабленной форме по сравнению с черноземной зоной. Степень выраженности процесса связана с условиями увлажнения и резким сокращением участия травянистой массы. Значительно сокращаются ее структурообразующие и разрыхляющие функции. Гумификация и накопление гумуса также количественно ограничены малой мощностью гумусовых горизонтов, невысоким его содержанием и запасами. Однако сущность явлений гумификации повторяет черноземообразование с той поправкой, что в каштановых почвах значительна доля участия фульвокислот. Если в верхней части гумусового горизонта гумус фульватно-гуматный, то в нижней - гуматно-фульватный. Запасы гумуса в профиле ограничены – 90-160 т/га. Мощность гумусового профиля не превышает 60 см.

Выщелачивание и миграция простых солей детерминируется  господством непромывного водного режима. Все осадки от дождей и таяния снега остаются в профиле почв и не поступают в грунтовые воды. При этом все простые соли, существовавшие в материнской породе, а также образующиеся в результате минерализации высокозольных растительных остатков сухостепной растительности, остаются замкнутыми в пределах почвы и коры выветривания и имеют тенденцию постоянного накопления за счет внутрипочвенного выветривания первичных минералов. В результате явлений выщелачивания и миграции легкорастворимых солей в каштановых почвах формируются два четко дифференцированных солевых горизонта: карбонатный иллювиально-десуктивный (В_Са) и иллювиальный горизонт простых солей и гипса (B_CsSa). Нижняя граница солевого профиля находится на глубине 150-200 см.

Профиль почвы.

Тип каштановых почв состоит из следующих генетических горизонтов:

А - гумусово-аккумулятивный горизонт каштанового цвета с сероватым или коричнево-серым оттенком. В естественном состоянии структура мелкозернисто-порошистая, часто с поверхности слоеватая. При распашке становится глыбистой и порошистой. Мощность горизонта 15-30 см.

АВ - гумусовый переходный горизонт светлее предыдущего, серо-буроватый, каштановый с признаками призмовидности. Обычно вскипает от HCI. Нижняя граница горизонта 45-60 см.

В - переходный горизонт неоднородно-окрашенный с гумусированными пятнами и языками. Неоднородность окраски усиливается пятнами кротовин, гумусированными ходами червей и новообразованиями карбонатов. Мощность горизонта около 10 см.

В_са (Сс_а) - иллювиальный десуктивно-карбонатный горизонт, пропитан карбонатами кальция. Новообразования карбонатов выделяются в виде обильной белоглазки, прожилок или мучнистых скоплений. Нижняя граница горизонта прослеживается до глубины 100-150 см.

B_Cs (C_Cs) - иллювиальный горизонт скопления гипса и легкорастворимых солей. Выделения карбонатов редкие. Гипс в виде друз, гнезд, прожилок. В нижней части горизонта могут появляться выделения легкорастворимых солей. Нижняя граница профиля расположена на глубине 180-250 см.

С - материнская порода различного генезиса.

Следовательно, тип каштановых почв определяют гумусовые  горизонты А+АВ и солевые горизонты B_Ca+B_Cs. Мощность гумусового профиля всего около 50 см, профиля почвы в целом около 200 см.

Свойства почвы.

Для типичных каштановых почв характерно равномерное распределение илистой фракции по всему профилю. В солонцеватых разновидностях наблюдается заметное ее перемещение из верхнего горизонта в горизонт В. Чем сильнее выражена солонцеватость, тем более заметна дифференциация профиля по содержанию ила. В илистой фракции каштановых почв преобладают минералы монтмориллонитовой группы и гидрослюды в разных сочетаниях. В небольшом количестве имеются гетит, гиббсит, встречаются минералы каолинитовой группы. В крупных фракциях находятся преимущественно кварц, полевые шпаты, слюды и роговые обманки.

Валовое содержание кремнекислоты в каштановых почвах по всему профилю одинаково. Незначительное скопление ее по сравнению с нижними горизонтами отмечается в горизонте А; более высокое содержание кремнекислоты в этом горизонте отмечается в солонцеватых каштановых почвах. Содержание полутораокислов определяется степенью солонцеватости. В каштановых солонцеватых почвах и тем более в сильно-солонцеватых отмечается заметное увеличение полутораокислов в горизонте В.

Каштановые  почвы - малогумусны, а содержание органического вещества в горизонте А является критерием разделения их на подтипы.

Поглотительная  способность каштановых почв характеризуется  величинами 20-30 м.-экв. на 100 г почвы. В основном она обусловлена глинистыми минералами почвенного поглощающего комплекса, так как каштановые почвы малогумусны. В составе поглощенных катионов преобладает кальций, в солонцеватых почвах содержание обменного натрия превышает 15%.

Резкое перераспределение  по профилю претерпевают карбонаты и сульфаты. Максимальное скопление СаСО₃ наблюдается ниже гумусового горизонта, а гипса и сопутствующих ему легкорастворимых солей - на глубине 1,5-2,0 м. Глубже атмосферная влага не проникает. Почвообразующая порода отличается постоянной влажностью в разные периоды года. Каштановые несолонцеватые почвы содержат очень мало водорастворимых солей по всему профилю. Плотный остаток водной вытяжки в верхнем горизонте не превышает 0,1%. Накопление солей наблюдается на глубине 120-160 см. В составе их преобладают сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов. Каштановые почвы, развитые на третичных засоленных породах, характеризуются, как правило, сульфатно-хлоридным типом засоления. Более глубокое залегание солевых горизонтов имеют темно-каштановые и наименьшее - светло-каштановые почвы. В пределах каждого подтипа глубина залегания солевых горизонтов уменьшается с повышением степени солонцеватости и утяжелением гранулометрического состава.

Реакция среды  каштановых почв слабощелочная в  горизонте А. Щелочность возрастает в горизонте АВ, особенно при солонцеватости. Присутствие гипса в горизонте C_Cs подавляет щелочные свойства почвенного раствора.

Сухостепная зона в значительной части представлена землями сельскохозяйственного назначения, среди которых преобладают пастбища и сенокосы, а площадь пашни составляет около 30% от земель зоны и около 10% от всей пашни России. Пахотные земли расположены преимущественно на темно-каштановых почвах, а пастбища - на светло-каштановых.

Основные  возделываемые культуры - твердая пшеница, просо, подсолнечник, бахчевые и другие. Земледелие степей Юга России испытывает острый недостаток влаги при высоком земледельческом риске. Неудовлетворительны почвы для садов, непригодны для виноградников. Плохо растет картофель. Однако каштановые почвы Предкавказья имеют уникальный экологический оптимум для виноградников с высоким качеством продукции.