Генезис, строение, состав и свойства черноземных почв

Генезис. Современные представления о происхождении черноземных почв сложились на основании трудов В.В. Докучаева, П.А. Кос- тычева, А.А. Измаильского, Г.Н. Высоцкого, Л.И. Прасалова, П.Г. Аде- рихина, Е.А. Афанасьевой и других исследователей.

Ведущим процессом формирования черноземов является дерновый процесс, сущность которого заключается в накоплении гумуса, аккумуляции биофильных элементов и формировании водопрочной структуры под воздействием травянистой растительности.

Ведущим ЭПП в черноземах является гумусообразование, для которого в этих почвах складываются наиболее оптимальные условия:

• • высокое количество ежегодного опада (8—20 т/га);
• • преобладающая часть опада (более 60%) поступает в почву в виде корней;
• • высокое содержание оснований и азота в составе опада;
• • высокое содержание оснований в почвообразующих породах;
• • насыщенность минеральной части почв кальцием и магнием и близкая к нейтральной реакция среды;
• • умеренная биологическая активность;
• • ярко выраженная контрастность режима влажности при периодически промывном водном режиме.

Процесс оструктуривания в черноземах связан с интенсивным образованием «свежих» гумусовых веществ, большим количеством микробной плазмы в ризосфере и насыщенностью ППК кальцием.

Дерновый процесс в черноземах сочетается с целым рядом ЭПП: элювиальных (выщелачивание, оподзоливание, лессиваж, осолоде- ние), метаморфических (оглеение, оглинение, слитизация), гидро- генно-аккумулятивных (олуговение, засоление), иллювиально-аккумулятивных (карбонатно-иллювиальный) и др. В результате этих процессов формируются свойства, позволяющие разделять черноземы на разных таксономических уровнях (подтип, род, вид).

Черноземы разделяют на пять подзональных подтипов, которые расположены с севера лесостепной зоны к югу степной в таком порядке: черноземы лесостепи — оподзоленные, выщелоченные, типичные; черноземы степной зоны — обыкновенные, южные.

Строение профиля. Профиль черноземов имеет следующее строение: А — АВ — B(Bj В_к) — ВС_к — С_к:

А — гумусовый, однородно темноокрашенный с зернистой структурой;

АВ — гумусовый, темноокрашенный с общим осветлением (побурением) книзу и более светлый, чем горизонт А, с зернистой или комковато-зернистой структурой;

В — бурый, преимущественно с неравномерно затечной, языко- ватой, ослабевающей книзу гумусированностью. Может подразделяться на горизонты В_р В₂, а в ряде подтипов выделяют оглиненные (В,) или иллювиально-карбонатные (В_к) подгоризонты;

ВС_к — переходный к почвообразующей породе, карбонатный;

С_к — почвообразующая порода, содержит карбонаты.

Мощность гумусовых горизонтов составляет 60—100 (180) см.

Черноземы оподзоленные являются ближайшей генетически родственной группой к темно-серым лесным почвам, характеризуются сочетанием гумусонакопления и слабой элювиально-иллювиальной дифференциацией почвенного профиля под влиянием оподзолива- ния и лессиважа. Отличительные морфологические признаки — наличие осветленной мучнисто-белой (кремнеземистой) присыпки в нижней части горизонта Айв верхней — горизонта АВ. Для этого подтипа характерно также глубокое залегание карбонатов (глубина вскипания от НС1 150 см и глубже).

Черноземы выщелоченные характеризуются вымытостью карбонатов из гумусового слоя (А + АВ) и из верхней половины переходного горизонта Bj, ниже которого залегает карбонатный горизонт В_к (рис. 27.1). Черноземы типичные характеризуются наиболее сильным проявлением процесса гумусообразования и отсутствием элювиально-иллювиальной дифференциации по илу и полуторным оксидам. Они имеют наиболее высокое содержание гумуса и самую большую мощность гумусовых горизонтов (А + АВ), которая может достигать 100—180 см. Вскипают в горизонте АВ. Имеют следующее строение профиля: А-АВ-АВ_к-В_к-ВС_к-С_к.

Рис. 27.1. Черноземы:

А — выщелоченный: Б — типичный: В — обыкновенный

Черноземы обыкновенные формируются в северной части степной зоны в более засушливых условиях, чем типичные, и поэтому с более ослабленным, чем у типичных, накоплением гумуса и более высоким залеганием карбонатного горизонта. Карбонаты в горизонте В_к проявляются в форме белоглазки.

Черноземы южные — наиболее ксероморфные, характеризуются неглубоким залеганием карбонатного горизонта (карбонаты в форме белоглазки), небольшой мощностью гумусового горизонта, наличием гипсового горизонта в пределах двух—трехметровой толщи; имеют определенное сходство с профилем каштановых почв.

Состав и свойства черноземов. Несмотря на значительное варьирование свойств различных подтипов черноземов, можно отметить определенные закономерности зональных и подзональных изменений состава и свойств (табл. 27.2). В направлении от оподзоленных к типичным черноземам увеличивается мощность гумусового слоя, содержание гумуса, емкость катионного обмена, степень насыщенности ППК основаниями; снижается кислотность, глубина вскипания. В направлении от типичных к южным — снижается мощность гумусового слоя, содержание и запасы гумуса, емкость катионного обмена, в ППК появляется обменный натрий и реакция становится слабощелочной, продолжает снижаться глубина залегания карбонатов.

Таким образом, наиболее ярко главные свойства черноземов проявляются в черноземах типичных.

Таблица 27.2

Свойства черноземов европейской части России

В составе гумуса всех подтипов черноземов преобладают гумино- вые кислоты. Отношение С_гк : С_фК = 1,7—2,5. В минералогическом составе черноземов преобладают первичные минералы. В составе вторичных минералов содержатся минералы группы монтмориллонита, гидрослюды, вермикулит, хлорит и др. Черноземы характеризуются высокой степенью обеспеченности элементами питания, в том числе микроэлементами, что обусловлено биогенной аккумуляцией азота, фосфора, серы и других элементов. Они обладают рыхлым сложением, высокой влагоемкостью, хорошей водопроницаемостью и структурностью. Плотность гумусовых горизонтов 1,0—1,3 г/см³, общая порозность 50-60%, некапиллярная (межагрегатная) порозность составляет примерно 18—20%, что обеспечивает хорошую воздухо- и водопроницаемость.

Часто проявляющийся недостаток влаги для растений в черноземных почвах является следствием невысокого количества атмосферных осадков, летние осадки увлажняют только пахотный слой. Запас влаги создается осенью и весной при снеготаянии.