Черноземы Восточно-Европейской равнины

     В иллювиальном карбонатном горизонте  обычно отчетливо выражена белоглазка. Линия вскипания расположена  в нижней части горизонта В₁ или на границе гумусового слоя.

     Южные черноземы подразделяются на следующие  роды: обычные, солонцеватые, карбонатные, глубоковскипающие, слабодифференцированные и осолоделые.

 

     4. Состав и свойства черноземных почв

 

     4.1 Механический и минералогический состав

 

     Черноземные почвы весьма разнообразны по механическому  составу, что определяется составом почвообразующих пород.

     Общая особенность почв черноземного типа – отсутствие заметных изменений  механического состава в процессе почвообразования. Лишь в оподзоленных черноземах и частично в выщелоченных наблюдается небольшое увеличение илистой фракции вниз по профилю. Некоторое обеднение илом верхней части профиля отмечается также в солонцеватых и осолоделых черноземах.

     В минералогическом составе черноземов преобладают первичные минералы. Из вторичных минералов в большинстве  черноземных почв встречаются минералы монтмориллонитовой и гидрослюдистой групп, в которых доминирует монтмориллонит.

     В илистой фракции черноземов содержатся также окристаллизованные полуторные окислы, аморфные вещества и небольшое количество высокодисперсного кварца.

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

 
 
 
 

     4.2 Физико-химические свойства черноземных почв

 

     Химический  состав.

     Важнейшие его особенности – богатство черноземов гумусом, биогенная аккумуляция в гумусовом профиле элементов питания растений. Относительная однородность валового состава минеральной части по профилю, иллювиальный характер распределения карбонатов и выщелоченность почв от легкорастворимых солей.

     В распределении  гумуса наблюдается постепенное уменьшение его содержания с глубиной, что подчеркивает теснейшую связь гумусообразования с распределением корневых систем травянистой растительности. Гумус черноземов в воде растворим мало.

     Содержание  гумуса сильно зависит от условий  почвообразования и механического  состава материнских пород. Максимальные запасы гумуса имеют глинистые и  тяжелосуглинистые типичные, обыкновенные и выщелоченные черноземы центральной  фации.

     В соответствии с содержанием гумуса колеблется и количество азота (0,2-0,5%). Валовое содержание кремнекислоты и полутораокисей равномерно по профилю, что свидетельствует об отсутствии процессов разрушения почвенных минералов. Небольшое обеднение R₂O₃ и обогащение кремнекислотой верхней части профиля отмечаются в оподзоленных и в меньшей мере в выщелоченных черноземах, а также у солонцеватых и осолоделых обыкновенных и южных черноземов, что связано с особенностями их генезиса.

     Иллювиальный  характер распределения карбонатов кальция в черноземах обусловлен особенностями их водного и термического режимов, динамики СО₂ в почвенном воздухе и почвенном растворе. Весной, в период наибольшего развития нисходящих токов, происходит вымывание карбонатов. Однако если оно не достигает глубины максимального промачивания, как это отмечается для легкорастворимых солей, а задерживается из-за очень слабой растворимости карбонатов кальция и низких концентраций углекислоты в почвенном воздухе и почвенном растворе, поскольку в это время в почве еще не протекают активные

 биологические  процессы. Последующее повышение  температуры активизирует дыхание  корней и активизирует деятельность  микроорганизмов, что приводит  к увеличению концентрации СО₂ в почвенном растворе и, как следствие, к большему образованию бикарбоната кальция, который с восходящими токами начинает подниматься вверх по профилю. Вследствие повышения температуры при движении растворов вверх по профилю и удалению углекислоты бикарбонат переходит в карбонат и выпадает из раствора. Выпадение карбонатов по мере их поднятия с восходящими токами также связано с расходом воды на испарение и потребление растениями.

     Так складывается характерное для черноземов сезонное колебание верхней границы  распространения карбонатов: она  опускается весной и осенью и опускается летом. Масштабы этих колебаний зависят от зональных и фациальных условий почвообразования, а также от механического состава почв.

     Богатство черноземов гумусом, интенсивная миграция биогенного кальция определяют их благоприятные  физико-химические свойства: черноземы характеризуются высокой емкостью поглощения, насыщенностью поглощающего комплекса основаниями, близкой к нейтральной реакцией верхних горизонтов и высокой буферностью. В составе обменных катионов главная роль принадлежит кальцию. Магний составляет 15-20% от суммы. В оподзоленных и выщелоченных черноземах в поглощающем комплексе присутствует водород и гидролитическая кислотность может достигать заметной величины. В обыкновенных и южных черноземах в составе поглощенных катионов находится небольшое количество Na⁺ и несколько возрастает доля Mg²⁺ по сравнению с другими подтипами черноземов. В черноземах солонцеватых отмечается большое количество поглощенного иона натрия. Горизонты, содержащие свободные карбонаты, имеют слабощелочную реакцию.

     Физические  свойства черноземных почв в значительной мере определяется высоким содержанием  в них гумуса, мощностью гумусовых  горизонтов и хорошей структурированностью. Поэтому черноземы характеризуются  благоприятными физическими свойствами: рыхлым сложением в гумусовом слое, высокой влагоемкостью и хорошей влагопроницаемостью.

     Лучше всего оструктурены выщелоченные, типичные и обыкновенные черноземы тяжелосуглинистые  и глинистые. Оподзоленные и южные черноземы отличаются пониженным содержанием водопрочных агрегатов. При распашке черноземов и длительном их сельскохозяйственном использовании количество водопрочных агрегатов в пахотном горизонте снижается, однако в типичных и обыкновенных черноземах оно сохраняется еще на довольно высоком уровне.

     Благодаря хорошей оструктуренности плотность черноземов в гумусовых горизонтах невысокая и колеблется в пределах 1-1,22 г/см³ и лишь в подгумусовых возрастает до 1,4-1,5 г/см³. Плотность может заметно увеличиваться в выщелоченных иллювиальных горизонтах обыкновенных и южных черноземов. Солонцеватые черноземы отличаются повышенной плотностью в горизонте В₁.

     Плотность твердой фазы в черноземов в верхних  горизонтах невысокая (2,4-2,5 г/см³), что обусловлено богатством верхних частей профиля гумусом. В подгумусовых горизонтах и в породе ее величина возрастает до 2,55-2,65. Хорошая структурированность черноземов определяет их высокую пористость в гумусовых горизонтах (50-60%), которая постепенно уменьшается с глубиной. Для черноземных почв характерно благоприятное содержание капиллярной и некапиллярной пористости.

     Некапиллярная пористость может составлять 1/3 общей  пористости, что обеспечивает хорошую  воздухо- и водопроницаемость черноземов.

     Наибольшая  водопроницаемость у пахотных горизонтов А и верхней части горизонта В₁, где хорошо выражена водопрочная комковатая и зернистая структура. Пахотная часть горизонта А впитывает влагу в 1,5-2,5 раза медленнее, чем подпахотная, что обусловлено распылением структуры и уплотнением горизонта. Глубокая обработка черноземных почв и поддержание их поверхности в рыхлом состоянии способствует наилучшему поглощению осадков. Мощный гумусовый слой определяет высокую влагоемкость черноземов.

 

     5. Хозяйственное использование черноземных почв

 

     Черноземная   зона  –  важнейший земледельческий  район  страны.   Здесь

выращивают  зерновые, технические и масличные  культуры: озимую и яровую пшеницы, кукурузу, подсолнечник, сахарную свеклу, лен-кудряш и многие другие. Это районы широко развитого животноводства и  плодоводства.

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

     В пределах  каждого  подтипа черноземных   почв   их   агрономическая оценка определяется следующими генетическими особенностями: мощностью гумусовых горизонтов и общим запасом гумуса, механическим составом, степенью эродированности, свойствами и мощностью почвообразующих пород, а также уровнем окультуривания почв. Чем больше мощность гумусового горизонта, тем богаче черноземы общими запасами элементов питания. На черноземах с большой мощностью гумусовых горизонтов благоприятнее складывается водный режим. Поэтому в черноземах наблюдается прямая корреляция между урожаем сельскохозяйственных культур и мощностью гумусового слоя и запасами гумуса.

     Процессы  плоскостной эрозии, вызывающие смыв верхнего наиболее плодородного слоя, резко снижают плодородие черноземов, ухудшая их водный, питательный и  микробиологический режимы и физико-химические и физико-механические свойства.

     Снижаются агрономические достоинства черноземов, развитых на элювии сланцев, известняков  и других горных пород, подстилаемых песчаниками и другими плотными породами.

     В пределах отдельных подтипов на агрономическую оценку черноземов также влияют их подтиповые и родовые особенности. Так, для выщелоченных черноземов эти различия связаны со степенью выщелоченности их профиля.

     Плохими агрофизическими свойствами характеризуются  слитые черноземы. В подзонах обыкновенных и южных черноземов ухудшаются агрономические свойства   черноземов   карбонатных и солонцеватых.  Карбонатные черноземы

податливы ветровой эрозии, вносимые в них  фосфорные удобрения быстрее  переходят в труднодоступные  для растений формы.

     Солонцеватые  черноземы имеют неблагоприятные вводно-физические и вводно-механические свойства, и поэтому чем выше степень солонцеватости, тем хуже агрономические свойства черноземов и ниже урожай сельскохозяйственных культур. Относительное повышение участия солонцов в комплексах с черноземами ухудшает оценку земельного массива.

     Для повышения плодородия черноземных  почв очень важно накопление влаги  и рациональное ее использование, особенно в подзонах распространения обыкновенных и южных черноземов. Поэтому на первое место среди агротехнических приемов должны быть поставлены мероприятия, обеспечивающие сжатые сроки проведения весенних полевых работ и создание наилучшего водного режима.

     К таким мероприятиям относятся: введение чистых паров, ранняя глубокая зябь, прикатывание и своевременное боронование почвы, обработка поперек склонов, осеннее бороздование и щелевание полей для поглощения талых вод и предотвращения эрозии.

     Самой сложной проблемой является орошение черноземов. Наиболее эффективно оно  на средних и легких, не склонных к слитообразованию почвах, на участках с хорошим естественным дренажем. При этом орошение должно быть дополнительным к естественному увлажнению для поддержания влажности почвы не ниже 70-75% ППВ в период вегетации.

     Поливы  должны осуществляться водой с общей  концентрацией солей меньше 1 г/л и дождеванием невысокой интенсивности.

     При неумеренных поливах, использовании  минерализованных вод, а также на участках с плохим дренажем и тяжелыми почвами развиваются отрицательные  явления, приводящие к ухудшению  черноземов – заболачиванию, вторичному засолению, осолнцеванию, слитообразованию и др.

     Исключительное  значение, особенно для обыкновенных и южных черноземов, имеет снегозадержание (посев кулис, защитные полосы и др.).

     На  легких черноземных почвах, подверженных ветровой эрозии, хорошие результаты дает безотвальная и плоскостная осенняя обработка, при которой сохраняющаяся стерня способствует накопление снега и предохраняет почвы от выдувания.

     Особое  внимание в комплексе агротехнических  мероприятий по накоплению влаги  среди обыкновенных и южных черноземов требуют солонцеватые и карбонатные почвы, которые имеют неблагоприятные агрофизические свойства и обладают пониженной водоотдачей.

     Черноземные почвы, несмотря на их высокое потенциальное  плодородие, хорошо отзываются на удобрения, особенно черноземы   лесостепи, так как здесь наиболее благоприятно складываются условия увлажнения. На обыкновенных и южных черноземах максимальный эффект от удобрений достигается при проведении увлажнительных мероприятий.