Классификация черноземов
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Условия почвообразования
1.1.
Климат
1.2.
Рельеф
1.3.
Почвообразующие породы
1.4.
Растительность
2.
Черноземы типичные
2.1.
Морфологическое описание
2.2.
Гранулометрический состав
2.3.
Органическое вещество
2.4.
Физико-химические свойства
2.5.
Агрохимическая характеристика
3.
Черноземы выщелоченные
3.1.
Морфологическое описание
3.2.
Гранулометрический состав
3.3.
Органическое вещество
3.4.
Физико-химические свойства
3.5 Агрохимическая характеристика
4.
Черноземы обыкновенные
4.1.
Морфологическое описание
4.2.
Гранулометрический состав
4.3.
Органическое вещество
4.4.
Физико-химические свойства
4.5.
Агрохимическая характеристика
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Почва является сложнейшей биокосной системой,
образовавшейся в результате тесного взаимодействия природных факторов во
времени. Оставаясь основным и незаменимым средством сельскохозяйственного
производств, почв в тоже время выступает и как один из основных
компонентов биогеоценоза, а следовательно, и биосферы в целом. В результате
сельскохозяйственного использования в почве происходят глубокие, а порой
необратимые процессы, переводящие почвенную среду в иное качественное
состояние. Находясь в неразрывном единстве с другими компонентами экосистемы,
антропогенно преобразованная почва меняет свои связи и соотношения с ними.
Важно и к необходимо знать, в каком направлении вдут современные эволюционные
процессы в почвах.
Почвенным эталоном («царем» почв по
Докучаеву), наиболее ярко и полно отражающим факторы почвообразования и
свойства почв является чернозем. Эти почвы, занимая около 9% площади в предела
СНГ, составляют основу пахотного фонда (60%) и производства товарного зерна
(80%), а также других видов сельскохозяйственной продукции. Черноземы, несмотря
на их природное совершенство, неизбежно эволюционируют под воздействием
естественных и, особенно антропогенных факторов. Естественная эволюция почв
неразрывно связана с эволюцией ландшафта т.е. с изменением экологических
условий, в равновесии с которым почва находится на определенном этапе
педогенеза. Изменение факторов природной среды неизбежно приводит к изменению
тех или иных свойств почвенного тела.
КЛИМАТ
Географическое
положение Среднерусского Черноземья между 50 и 54° с.ш. обеспечивает получение
значительной суммы солнечной радиации, равной 99 000 калорий на 1см2 горизонтальной
поверхности (г. Воронеж). Существенное влияние на состояние местного баланса
тепла и влаги оказывает атмосферная циркуляция, которая активно участвует в
сезонном перераспределении тепла и влаги. В течение теплого времени года
доминирует режим солнечной антициклональной сухой погоды. Он формируется в
массах континентально-умеренного воздуха. Такой воздух господствует в течение
всего года.
Воздушные морские массы атлантического происхождения и арктический воздух с
северо-запада и севера приходят на территорию Среднерусского Черноземья в
измененном виде. Летом сюда надвигаются воздушные массы
континентально-тропического происхождения из Казахстана и Средней Азии.
Значительное
протяжение Среднерусского Черноземья с запада на восток обусловливает некоторую
разницу в повторяемости воздушных масс в западной и восточной половинах
территории. На западе воздушные морские массы наблюдаются в 1,5—2 раза чаще,
чем на востоке (особенно зимой, что вызывает оттепели). Поэтому климатические
контрасты между востоком и западом зимой очень заметны.
Зимой
температура меняется с юго-запада на северо-восток. В январе в Курской области
средняя температура составляет -7°С, в Тамбовской области (самой холодной
из-за накопления холодных масс воздуха в Окско-Донской низменной равнине) равна
—10...—12°С.
Летом температура в основном изменяется с севера на юг. В июле на севере она
составляет 18—19°С, к югу повышается до 20—22°С. Район Среднерусской
возвышенности имеет несколько пониженные температуры по сравнению с
Окско-Донской низменностью. На восточном склоне Средне-русской возвышенности
температуры заметно выше, чем на западном. Особенно сильное влияние на
температуру воздуха оказывает средняя меридиональная полоса возвышенности с
максимальными абсолютными отметками. Под воздействием этой полосы изотермы
опускаются к югу. Острова пониженных температур летом отмечаются в районе
лесных массивов - Ленинского, Хреновского, Шиповского и Анинского.
Атмосферные осадки. Количество осадков убывает в направлении с северо-запада на
восток и юго-восток от 650 до 450мм в год. Годовая сумма осадков 500—550мм
отмечается на большей части Среднерусской возвышенности, в западной и
центральной частях Окско-Донской низменности. Около 450—500мм выпадает на востоке
и юго-востоке территории. Только в долине р. Хопра и его притоков годовое
количество осадков меньше 450мм и местами достигает 400мм. Пятнистость в
распределении осадков по территории связана с неровностями рельефа и наличием
Среднерусской, Калачской, Приволжской возвышенностей. Величина испаряемости с
открытой водной поверхности увеличивается в юго-восточном направлении от 600мм
на северо-западе территории до 800мм на юго-востоке. Отношение годовой суммы
осадков к величине испаряемости изменяется от близкой к нейтральной на северо-западе
до мало благоприятной на юго-востоке.
Влагообеспеченность. Осадки и температурный режим периода активной вегетации
создают условия влагообеспеченности сельскохозяйственных культур, которые
оцениваются гидротермическим коэффициентом (ГТК).
ГТК
территории Белгородской и Воронежской областей изменяется от 0,9 до 1,1 и они
относятся к незначительно засушливой зоне. Более полно Влагообеспеченность с/х
культур характеризуют данные о запасах продуктивной влаги в почве. Они
выражаются в мм водного слоя.
Изменение
климатических условий на территории Среднерусского Черноземья лежит в основе
широтной зональности почв. Выделенным климатическим зонам и подзонам
соответствуют определенные почвенные подзоны. Подзоне северного лесостепья
соответствуют, серые лесные почвы, черноземы оподзоленные и выщелоченные,
подзоне южного лесостепья - серые лесостепные почвы и черноземы типичные
(показатель увлажнения около 1,0); подзоне крупно дерновинных
ковыльных степей с показателем увлажнения близким 0,9-0,7- черноземы
обыкновенные и подзоне мелко дерновинных ковыльных степей с показателем
увлажнения меньше 0,7 — южные черноземы. /1/
РЕЛЬЕФ
В
тесной зависимости от геологического строения и геологической истории находится
рельеф местности, который на территории Воронежской области крайне неоднороден.
Правобережье Дона, расположенное на восточных отрогах Средне-Русской
возвышенности (а также на Калачской возвышенности) представляет собой
приподнятую, сильно изрезанную реками, балками и оврагами возвышенность.
Левобережная часть области, занимающая пространства в пределах Окско-Донской
низменности к востоку от рек Дон и Воронеж и к северу от Калачской
возвышенности, представляет низменную плоскую слабо эродированную равнину,
разделяющую Средне-Русскую и Приволжскую возвышенности. Наивысшая абсолютная
высота местности наблюдается в окрестностях г. Нижнедевицка, где она достигает
260 м над уровнем моря. Наиболее низкая абсолютная высота местности наблюдается
на крайнем юго-востоке, где р. Дон пересекает границу Воронежской и Ростовской
областей.
Низменная плоская слабо расчлененная равнина расположена в среднем на высоте
150 м над уровнем моря с отклонениями в сторону минимума до 80 м (г. Лиски) и
в сторону максимума до 175—190 м (на водоразделе р. Битюг и Токай).
Склоны речных долин имеют ясно выраженные террасы. Обычно выделяют четыре
надпойменные террасы: первая возвышается над меженным уровнем реки на 8-12 м,
вторая - на 15—25 м, третья - на 30-40 м и четвертая - на 50-60 м. Наибольшее
развитие имеют первая и вторая террасы, третья встречается реже, а четвертая
еще реже.
Поверхность террас представляет собою равнинные участки, прорезанные
неглубокими, но часто широкими ложбинами и балками. Речные долины имеют ясно
выраженную асимметрию склонов. У большинства рек правый берег высокий, крутой,
левый — пологий и низкий. Поверхность водоразделов в пределах области имеет
общие черты и вместе с тем существенные различия. Различают следующие три
части водораздельной поверхности:
1) центральный
водораздел;
2) приводораздельный
склон;
3) придолинный
склон.
На
территории Воронежской области имеются все типы рельефа. Такое сложное
разнообразие рельефа не могло не сказаться на почвообразовании, географическом
и топографическом распространении почв.
Прямое участие рельефа в почвообразовании заключается в ряде геологических
процессов (делювиальных, пролювиальных, аллювиальных и элювиальных),
сопровождающихся распределением почвенной массы и наносов на поверхности земли.
В этих процессах активную роль играют склоны различной крутизны, формы и
экспозиции, высота местности и др. На территории Воронежской области влияние
склонов на почвообразование наблюдается всюду. Однако это влияние склонов в
зависимости от их крутизны, формы и экспозиции неодинаково.
Влияние склонов на почвообразование будет расти с увеличением их крутизны.
Поэтому почвенный покров склонов будет отличаться от водораздельных плато тем
больше, чем больше их крутизна. На слабопологих склонах эрозионные процессы
протекают слабо, и процесс почвообразования проходит примерно в таких, же
условиях, как и на плато. На покатых же и крутых склонах эрозионные процессы
совершаются бурно, и в данном случае склоны тормозят развитие нормального для данной
местности почвенного, покрова. В пределах Воронежской области повсюду можно
встретить зависимость почвенного покрова от крутизны склонов. В большинстве
случаев между крутизной склонов и мощностью почв существует такая связь: чем
круче склон, тем меньше мощность гумусового горизонта и содержание в нем
гумуса.
На почвообразование оказывает влияние также форма склонов. В природе
встречаются склоны с одинаковым уклоном на всем его протяжении, склоны
выпуклые, т. е. такие, у которых крутизна в верхней части незначительная, а с
понижением возрастает, склоны вогнутые, у которых крутизна сначала большая, а
затем книзу уменьшается. В зависимости от формы склона формируются различные
почвы, и создается пестрота почвенного покрова
Таким
образом, рельеф (макрорельеф, мезорельеф, микрорельеф) Воронежской области
весьма сложный и разнообразный. Он оказывает сильное влияние на
почвообразование как прямое (непосредственное), так и косвенное — через климат,
растительность, материнские породы. Хотя Воронежская область расположена в
пределах подзон типичных и обыкновенных черноземов, почвенный покров ее
представлен множеством других почв, заметно отличных от указанных зональных черноземов.
Из этого следует, что при детальном изучении почв фактор рельефа должен
непременно учитываться и отражаться на почвенных картах./2/
ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ
ПОРОДЫ
В
пределах черноземных областей России почвы сформировались на разных по генезису
и свойствам материнских породах, обладающих пестрым литологическим и
гранулометрическим составом. Девонские, каменноугольные, меловые и юрские
отложения в качестве почвообразующих пород встречаются чрезвычайно редко.
Несколько чаще в степной и лесостепной частях рассматриваемого региона в качестве
почвообразующих пород выступают неогеновые глины. Для них характерны
зеленовато-оливковый цвет, значительная карбонатность, призмовидная структура.
Во влажном состоянии они становятся липкими, вязкими. Неогеновые глины содержат
60—80% физической глины и 45—55% ила. Плотные глины неогена при близком
залегании к поверхности создают геохимические барьеры на пути нисходящих
потоков растворов, аккумулируют соли способствуют образованию солонцеватых
почв, солонцов, солодей.
В
южной половине региона на склонах нередко в качестве почвообразующих пород
выступают продукты разрушения писчего мела. На глубине 70—100см мелкозернистый
элювий переходит в грубый рухляк мела и глубже подстилается плотным писчим мелом. Элювий мела
неоднороден по механическому составу и физико-химическим свойствам. Содержание
физической глины в нем колеблется от 40-65%, крупной пыли - от 30-45%. Реакция
среды щелочная (рН 7,8—8,4), карбонатность очень высокая (60-70СаСОз). Эти
породы бедны элементами питания, обладают плохими физическими и
водно-физическими свойствами. На них образовались черноземы
остаточно-карбонатные имеющие заметное распространение в Белгородской и
Воронежской областях.
Древнеаллювиальные отложения в качестве почвообразующих пород выступают местами
на террасах рек. Они отличаются неоднородным составом и свойствами. Легкие по
гранулометрическому составу породы имеют следующие показатели:
содержание SiO2 – 90-95%, полуторных
окислов 1,5—6%; реакция среды колеблется от кислой до слабощелочной. Наряду с ними
встречаются суглинистые и глинистые древнеаллювиальные почвообразующие породы
со значительным содержанием глинистых частиц и поглощенных оснований, на
которых формируются черноземно-луговые почвы высокого естественного плодородия.
По днищам балок распространены аллювиально-делювиальные отложения, сложенные
материалом, смытым со склонов, а также вынесенным из оврагов временными
водотоками.
Лессы залегают на юго-западном склоне Среднерусской возвышенности до линии
Дмитриев – Льгов - Гайворон. По гранулометрическому составу они относятся к
классу крупно пылеватых средних суглинков с резким преобладанием фракции 0,05-0,01
мм, на долю которой приходится более половины всей массы породы. Иловатая
фракция занимает второе место (20—28%). Физические свойства лессов хорошие.
Плотность сложения составляет 1,29—1,31 г/см3, удельная масса
2,67-2,70, общая порозность превышает 50%. Лессы содержат 80% SiO2,
13% R2Оз, 1,5% окислов кальция и магния и 4% окислов калия и
натрия в пересчете на прокаленную бескарбонатную навеску.
Лессы карбонатны (содержат 10—12% СаСОз), имеют слабощелочную
реакцию (рН 7,6—8,2). Почвенный поглощающий комплекс их насыщен кальцием и
магнием, сумма которых колеблется от 15 до 20 мг-экв/100г.
Лессовидные
тяжелые суглинки. В центральной и южной частях Среднерусской возвышенности, не
покрывавшихся днепровским ледником, почвообразующими породами служат
лессовидные суглинки элювиально-делювиального происхождения. Мощность их
колеблется от 2—5м на водоразделах до 10-15м на склонах речных долин и балок.
Они имеют буровато-желтый, палево-желтый и палевый цвета,
комковато-призмовидную структуру, пористы, карбонатны с выделением СаСОз в виде
плесени, псевдомицелия, белоглазки, журавчиков, дутиков. Физические свойства
лессовидных суглинков характеризуются следующими показателями: объемная масса
составляет 1,35—1,53г/см3, удельная масса 2,68—2,76, общая
порозность 42—52%.
Покровные лессовидные глины. На территориях покрывавшихся днепровским ледником,
почвы сформировались преимущественно на покровных лессовидных глинах,
подстилаемых мореной днепровского оледенения, мощностью 1—10м. Мощность
покровных лессовидных глин колеблется от 3 до 15м. В северной части
рассматриваемого региона они отличаются вертикальной неоднородностью и в
пределах верхней 2—3-метровой толщи этих пород отмечаются прослои и линзы
песков, тонкая горизонтально слоистость. На остальной территории покровные
глины имеют однородный гранулометрический состав до глубины 4-6м.
Покровные
глины имеют желто-бурый с палевым или коричневатым оттенком цвет,
комковато-призматическую структуру, сравнительно плотное тонкопористое
сложение./1/
РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
Растительность,
как известно, является ведущим фактором почвообразования. Поэтому
характеристика растительного покрова как фактора почвообразования и как фактора
географического распространения почв в пределах Воронежской области
представляет особый научный интерес. Дело в том, что на территории Воронежской
области проходит граница между лесостепной и степной зонами. В прошлом эта
граница изменялась, что откладывало известный отпечаток на ход почвообразования
и эволюцию почв.
Соотношение площадей, занятых степями и широколиственными лесами, изменялось в
сторону уменьшения лесов и увеличения степей. Благодаря этому граница между
степью и лесостепью передвигалась к северу. Лесные массивы постепенно
вытеснялись степью, остепнялись
В
настоящее время Воронежская область по растительному покрову, определяющему
направление почвообразовательного процесса, делится на две неравные части:
лесостепную и степную. Северная часть области, занятая лесостепью,
охватывает очень большие пространства, благодаря чему она неоднородна как по
флористическому составу, так и по соотношению отдельных растительных формаций.
Лесостепная зона в пределах Воронежской области делится на подзону типичной
лесостепи и подзону южной лесостепи. Степная зона в пределах Воронежской
области делится на подзоны северной и южной степи. В подзоне типичной
лесостепи лесные массивы в настоящее время занимают частично водораздельные
плато, склоны водоразделов, балки, речные долины. Растительность и флора лесных
массивов (дубовых) представлены следующими видами растений.
ЧЕРНОЗЕМЫ ТИПИЧНЫЕ
МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
Типичные (мощные)
черноземы имеют широкое распространение в северной, лесостепной, части
Воронежской области. Они занимаю площадь, равную примерно половине территории
всей области. В этой части области типичные черноземы являются зональными и
преобладающими почвами. На почвенной карте они выделяются в самостоятельную
подзону, вытянутую с запада на восток. Неодинаковые природные условия (климат,
растительность, рельеф, материнские породы), определяемые большими
пространствами подзоны типичных черноземов, отложили известный отпечаток и
напочвенный покров.
В
пределах своей подзоны и в отельных ее районах типичные черноземы не имеют сплошного
распространения. Они занимают наиболее выровненные места (водораздельные плато,
слабо выраженные склоны водоразделов), характеризующиеся тяжелым механическим
составов материнских пород и травянистой растительностью. Среди господствующих
здесь типичных черноземов пятнами залегают почвы других типов. Обычно
отклонение условий и сочетаний факторов почвообразования от зональных вызывает
развитие интразональных типов и подтипов почв. Так, на материнских породах
легкого механического состава развиваются почвы более северных широт (серые
лесные, дерново-подзолистые). На материнских породах тяжелого механического
состава, сильно обогащенных карбонатами кальция и магния, а также солями
натрия, формируются почвы более южных широт (перегнойно-карбонатные, солонцовые).
(Адерихин)
Профиль
чернозема типичного мощного характерен, он малогумусный, тяжелосуглинистый.
Апах 0-25 см. Темно-серый, пылевато-порошисто-комковатый,
тяжелосуглинистый, рыхлый, много мелких корней. Переход постепенный.
А
25-51 см. Темно-серый, мелкокомковато-зернистый, тяжелосуглинистый, слабо
уплотнен, тонкопористый. Переход постепенный.
АВ
51-100 см. Темно-серый с бурым оттенком, комковато-крупнозернитый, слабо
уплотнен, пористый, встречаются отдельные кротовины. Вскипает от соляной
кислоты с 83см. Переход постепенный.
Вк 100— 145 см. Грязно-бурый с
карбонатной плесенью,
много
кротовин, комковатый, тяжелосуглинистый, уплотнен пористый. Переход заметный.
Ск 145—220 см. и глубже. Желто-палевый лессовидный, тяжелый
суглинок, комковато-призматический с обильным псевдомицельем карбонатов и
единичными темными кротовинами,
Строение
чернозема типичного среднемощного среднегумусного легкоглинистого рассмотрим
на примере разреза заложенного на территории Воронежской области, на
поле люцерны.
Апах 0—26 см. Темно-серый, равномерно окрашенный,
крупнокомковатый, глинистый, уплотненный, много мелких корней. Переход
заметный.
А 26—39 см. Темно-серый, зернистый легкоглинистый, слабо
уплотнен, единичные кротовины. Переход постепенный.
АВ 39—72 см. Темно-серый с буроватым оттенком,
комковато-зернистый, легкоглинистый, уплотнен, пористый, кротовины. Вскипание
от соляной кислоты с 61см. Переход постепенный.
Вк 72—143 см. Грязно-бурый, пятнистый, неравномерно
окрашенный, комковатый, легкоглинистый, уплотненный, много кротовин,
псевдомицелий и плесень карбонатов кальция. Переход заметный.
Ск 143-230 см. Желто-бурая с палевым оттенком легкая глина,
карбонатная, комковато-призматическая, единичные кротовины./1/
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ
Гранулометрический
состав черноземов типичных на лесах отличается своеобразием, заключающемся в
преобладании крупнопылеватой фракции, на долю которой приходится более половины
всей почвенной массы. В то же время в них практически отсутствует фракция
размером 1-0,25 мм. В соответствии с классификацией Н. А. Качинского(1958) эти
черноземы относятся к среднесуглинистым иловато-крупнопылеватым. Фракции
механических элементов распределены по вертикальному профилю равномерно. Среди
них на долю крупной пыли приходится 54-57%, ила - 20-24%.
На Окско-Донской низменной равнине отмечается существенное
различие гранулометрического состава черноземов типичных Левобережного
придолинно-террасового района, занимающего террасированные левобережья Дона и
Воронежа шириной от 20 до 35км, и всей остальной ее территории. На террасах
Дона между Воронежем и Павловском встречаются небольшие массивы черноземов
типичных среднесуглинистых Они характеризуются средним содержанием физической
глины от 35 до 40%, ила – 20-25, пыли – 12-18, ней пыли - 16 - 22 и
песка (1-0,05мм) – 35-45%. Содержание их в верхней метровой толще почвы мало
меняется генетическим горизонтам, но с глубины около 1-1,5м обычно отмечается облегчение гранулометрического состава. На окраинах
водораздельных пространств, примыкающих террасам, распространены черноземы
тяжелосуглинистые илловато-крупнопылеватые со средним содержанием физической
глины 50-57%, ила 27-34, пыли – 24-29, крупной пыли 25-30 и песка 18-22%.
На остальной территории Окско-Донской
низменности равнинны, доминируют черноземы типичные легкоглинистые. Содержание
физической глины колеблется в пределах 61-69% в верхней полутораметровой толще
этих почв и слабо увеличивается до 64—74% в горизонтах В и С. Такая же
закономерность отметается и в отношении содержания иловатой фракции: в
гумусовом горизонте А оно равно 30—39%, а глубже достигает 35—47%.
Преобладающими фракциями являются в гумусовом горизонте иловатая и
крупнопылеватая, а в остальных горизонтах - иловатая и пылеватая./1/
Обычно
на выровненных водоразделах почвенно-грунтовая толща отличается большой
однородностью гранулометрического состава до глубины 4—5м, где лессовидные
отложения сменяются мореными отложениями днепровской эпохи оледенения. Они
играют роль водоупора и способствуют образованию верховодки в надморенной
толще. Заметной неоднородностью отличается почвенно-грунтовая толща в местах, где черноземы сформировались на
лессовидных породах, надморенными озерно-ледниковыми отложениями. В этом случае
5-метровая толща наносов имеет двух- или трехчленное сложение./3/
В целом черноземы типичные на
преобладающей территории Среднерусского Черноземья близки по
гранулометрическому составу, что обусловлено формированием их на одинаковых по
генезису почвообразующих породах. В связи с этим они мало различаются на
протяжении подзоны по минералогическому и валовому химическому составу.
Табл.1
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТИПИЧНЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ /4/
Глубина,
см
|
Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
|
1-0,25
|
0,25-0,05
|
0,05-0,01
|
0,01-0,005
|
0,005-0,001
|
<0,001
|
<0,01
|
0-10
|
2,2
|
2,8
|
34,2
|
12,3
|
15,4
|
33,1
|
60,8
|
20-30
|
2,3
|
3,1
|
32,2
|
11,1
|
17,3
|
34,0
|
62,4
|
40-50
|
2,1
|
3,9
|
30,8
|
12,1
|
15,9
|
35,3
|
63,3
|
60-70
|
2,7
|
4,9
|
28,9
|
11,8
|
15,4
|
36,4
|
63,5
|
80-90
|
3,3
|
3,5
|
30,0
|
13,4
|
36,7
|
63,1
|
100-110
|
4,7
|
5,0
|
23,4
|
11,6
|
14,5
|
40,8
|
66,9
|
120-130
|
3,8
|
5,2
|
24,6
|
11,2
|
17,1
|
38,3
|
66,5
|
140-150
|
4,5
|
4,7
|
24,4
|
11,3
|
15,0
|
40,2
|
66,4
|
|
ОРГАНИЧЕСКОЕ
ВЕЩЕСТВО
Легкоглинистые и тяжелосуглинистые черноземы типичные
имеют гумус близкого состава. В нем содержание ГК постепенно уменьшается с
глубиной от 47-51 в пахотном слое до 33-37% от Собщ у нижней границы горизонта
АВ; фульвокислот увеличивается от 18-19 до 22-24% соответственно, а отношение
ГК/ФК суживается от 2,8-2,5 до 1,7-1,4. В ряду среднесуглинистых, легко
суглинистых и супесчаных черноземов вслед за уменьшением содержания физической
глины (до 31-33, 20-24 и 12-13% против 63-67 в легкоглинистых) отмечается
последовательное уменьшение содержания ГК, нарастание количества ФК и сужение
их отношения. Эти показатели колеблются в пределах 43-37%, 24—30% и 1,8-1,3 в
пахотном слое и 32-38%, 25-47% и 1,4-0,9 у нижней границы горизонта АВ. Наибольшие
отличия характерны для супесчаных черноземов, в которых содержание ФК
возрастает до 30-37% в горизонте А и 37—51 в остальной части профиля при
снижении количества гумина с глубиной в гумусовом профиле от 30 до 20%. Сумма
ГК в супесчаных черноземах остается на уровне суглинистых, но фракционный
состав их резко меняется вследствие возрастания доли бурых ГК 1 (до
40-49% от суммы ГК) и снижения доли ГК 2 (до 48-29%).
Различия состава гумуса, обусловленные гранулометрическим
составом, хорошо выявляются при анализе фракций гумусовых кислот. Общее
содержание первой фракции их в черноземах типичных легкоглинистых и
тяжелосуглинистых очень низкое (6-7%). В ее составе доминируют подвижные
фульвокислоты и отношение ГК 1/ФК 1 колеблется от 0,7 до 0,4, а в нижней части
почвенного профиля уменьшается до 0,2-0,3. Преобладают гумусовые кислоты второй
фракции, содержание которых достигает 42-48 в горизонте А и 38-42% от Собщ в
горизонте АВ. Отношение ГК 2/ФК 2 уменьшается с глубиной в гумусовом профиле от
4,2-3,7 до 3,4-2,5. Содержание третьей фракции гуминовых кислот составляет 11-13%, а отношение ГК 3/ФК 3 в гумусовом
профиле меняется в пределах 1.5-2,1.
Черноземы типичные средне- и легкосуглинистые
по общему содержанию гумусовых кислот не имеют явных различий с глинистыми и
тяжелосуглинистыми, но в их составе усиливается роль фульвокислот
(преимущественно во второй фракции, в которой отношение ГК 2/ФК 2 уменьшается
почти в два раза). Еще более резко это проявляется в супесчаных черноземах, в
гумусовых кислотах, у которых на первом месте выходит подвижная фракция. Ее
количество последовательно возрастает с 32 в горизонте А до 37-42% от Собщ в
остальной части профиля. Отношение ГК 1/ФК 1 в ней колеблется в пределах
0,9-0,6. Вторая фракция гумусовых кислот составляет всего лишь 27-29%, а
отношение ГК 2/ФК 2 в ней последовательно уменьшается с глубиной с 2-1.5 в
слое 0-65 см до 0,8-0,6 на глубине 65-135 см. Количество третьей фракции возрастает
с 9-11% в гумусовом профиле до 15-19% в горизонте ВС. Отношение ГК 3/ФК 3
составляет 1,4-1,6 в метровой толще почвы и затем уменьшается до 0,9.
Эти различия хорошо подтверждаются относительным
содержанием фракций 1, 2, 3 в гумусовых кислотах. В супесчаных черноземах типичных
оно составляет 45-52 для первой, 34-41 для второй и 11-14% для третьей, тогда
как в черноземах тяжелого гранулометрического состава эти показатели таковы:
9-14, 64-77 и 11-20%.
Итак, степень гуматности гумуса черноземов типичных при
одинаковой продолжительности периода биологической активности последовательно
уменьшается с нарастанием песчанистости почвообразующих пород. Легкоглинистые и
тяжелосуглинистые разности их характеризуются очень высокой степенью
гумификации органического вещества (41-51% ГК от Собщ), гуматным типом гумуса
(ГК/ФК = 2,2-2,8) с очень низким содержанием "свободных" (4-6% от
суммы ГК), высоким - предположительно связанных с кальцием (77-К1%) и средним
- прочносвязанных (15-18%) гуминовых кислот в горизонте А. В переходном
горизонте АВ тип гумуса меняется на фульватно-гуматный (ГК/ФК = 1,4-1,8) и
характеризуется высокой степень гумификации органического вещества (35-37%),
очень низким содержанием "свободных" (5-6%),
высоким - связанных с кальцием (76-79%) и прочносвязанных (19-21%) ГК.
Среднесуглинистые черноземы типичные уже по всему
гумусовому профилю имеют гумус фульватно-гуматного типа с отношением ГК/ФК,
равным 1,8-1,6. Степень гумификации органического вещества в них остается
очень высокой (40-43%), содержание "свободных" ГК – низким (8-10%).
В легкосуглинистом черноземе типичном отношение ГК/ФК
уменьшается до 1,6-1,4, степень гумификации органического вещества - до 37-40%
от Собщ, а другие показатели близки к показателям среднесуглинистого.
Супесчаные черноземы отличаются многократно повышенным
содержанием фракции "свободных" гуминовых кислот (38-47% к сумме ГК
в горизонте А и АВ) и близким к низкому (33-48%) - фракции ГК 2, дальнейшим
сужением отношения ГК/ФК от 1,3 в горизонте А и 1,1-6,9 в горизонте АВ, но степень
гумификации органического вещества в них остается высокой (36-42% от Собщ). Эта
особенность состава присуща и группе ФК супесчаного чернозема, которая более
чем наполовину (54-59%) состоит из фракций ФК 1а и ФК 1, тогда как на долю
фракции ФК 2 приходится лишь 31-34% от суммы фульвокислот. В глинистых и
суглинистых черноземах эти показатели колеблются в пределах 20-26 для подвижных
фракций и 51-66% для ФК 2./5/
Табл.2
ВРЕМЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГУМУСОВОГО ПРОФИЛЯ ТИПИЧНОГО ЧЕРНОЗЕМА ЗА СЧЕТ
ВОДОРАСТВОРИМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА /4/
Мощность слоя, см
|
Запасы гумуса, т/га
|
Годовое поступление
РОВ гумуса,
т/га
|
Время, необходимое для формирование, лет
|
Возраст гуминовых кислот, лет
|
|
0-100
|
531
|
0,285
|
1863
|
1680-4020
|
100-150
|
66
|
0,0128
|
5156
|
6100-6700
|
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Емкость обмена зависит от степени гумусированности и
содержания глинисты частиц и колеблется от 28-32мг-экв/100г почвы у
малогумусных среднесуглинистых до 45-50 у тучных легкоглинистых черноземов. С
глубиной она последовательно уменьшается до 20-35 в нижней части горизонта АВ и
1б-3Омг-экв/100г, материнской породе. В составе поглощенных
катионов натрий отсутствует, а водород содержится в небольших количествах
только в гумусовом горизонте. Почвенный поглощающий и комплекс черноземов
типичных насыщен кальцием и магнием.
По данным статистической обработки результатов
массовых анализов, среднее содержание обменных кальция и магния, пахотных
горизонтах колеблется в таких пределах: черноземы типичные тучные мощные и
легкоглинистые среднемощные – 41-43, среднегумусные мощные и тяжелосуглинистые
среднемощные – 37-39, малогумусные тяжелосуглинистые – 33-35, малогумусные и
среднегумусные среднесуглинистые – 25-29 мг-экв на 100 г почвы. С глубиной су
обменных оснований и главным образом содержание кальция постепенно уменьшаются
вслед за снижением количества гумуса. В горизонте А наиболее распространенных
черноземов среднегумусных она в 1,5-1,7 раза выше по сравнению с горизонтом Вк
и материнской породой, что свидетельствует об интенсивной биогенной аккумуляции
обменного кальция.
Реакция почвенного раствора меняется
по вертикальному профилю от нейтральной в верхней части гумусового горизонта
(рН водный 6,8-7,2) до слабощелочного горизонта А и щелочной в карбонатном
горизонте и материнской породе (рН водный 8-8,4).
Черноземы типичные разных видов во всей подзоне
характеризуются низким содержанием
солей в 3-метровой почвенно-грунтовой толще. Сухой остаток чаще всего
колеблется в пределах 0,05-0,09%./1/
АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Вносимые в почву
удобрения подвергаются сложным превращениям. Взаимодействуя с почвенным
растворам, почвенными коллоидами и другими высокодисперсными частицами почвы,
воднорастворимые удобрения претерпевают химические и водно-химические
изменения, сопровождаемые явлениями поглощения и фиксации их катионной и
анионной части. Фиксируемые почвой удобрения не вымываются вниз по профилю при
просачивании воды и в дальнейшем используются растениями. Происходит это
благодаря тому, что рассматриваемые почвы обладают высокой поглотительной
способностью в отношении катионов и анионов.
Для
насыщения пахотного 20-сантиметрового слоя типичных черноземов фосфорной
кислотой потребуется 15-процентного суперфосфата от 23 000 до 40 000 кг/га.
Фосфорная кислота, поглощенная типичными черноземами, очень прочно закрепляется
в них и в большей своей массе становится труднодоступной растениям. Из всего
изложенного следует, что воднорастворимые фосфорные удобрения в типичные
черноземы целесообразно вносить малыми дозами во время посева и в качестве
подкормки после посева.
Азот
в форме нитратов типичными черноземами не поглощается и быстро передвигается в
низ по профилю при просачивании воды. В форме он поглощается почвой в большом
количестве. При наличии в почвенном растворе кальция аммония непрочно
закрепляется в почвенном поглощающем комплексе и при наличии дождей может
перемещаться вниз по профилю.
Из
сказанного следует вывод, что применение удобрений на полях должно
осуществляться с учетом особенностей типичных черноземов в отношении вносимых в
них удобрительных веществ с учетом свойств удобрений./2/
ЧЕРНОЗЕМЫ ВЫЩЕЛОЧЕННЫЕ
МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
Зональные
выщелоченные черноземы в пределах Воронежской области, получили господствующее
распространение лишь в Хохольском и Семилукском районах, их площадь в
Воронежской области занимает свыше – 16%. Здесь они занимают водораздельное
плато и склоны всех экспозиций. Однако наряду с преобладающими зональными
выщелоченными черноземами имеют некоторое распространение и другие почвы,
которые развиваются вследствие изменения местных условий и являются
интразональными. Так, среди выщелоченных черноземов пятнами разной величины и
формы залегают типичные мощные и среднемощные черноземы, приуроченные к
слабопологим склонам южных экспозиций, выпуклым элементам микрорельефа
водораздельных плато и к местам, где неглубоко залегают карбонатные породы,
площадь под которыми растет с севера на юг подзоны. На склонах водоразделов,
занятых лесом или недавно вышедших из-под старого леса, а также на
отрицательных элементах рельефа среди выщелоченных черноземах развиваются
оподзоленные черноземы, распространение которых невелико.
Профиль
черноземов выщелоченных состоит из гумусово-аккумуляционного горизонта А,
переходного горизонта АВ, выщелоченного карбонатного горизонта В,
иллювиально-корбонатного горизонта ВСк и горизонта Ск. На пашне он имеет
следующее строение.
А
пах. 0 – 26 см. Темно-серый, комковато пылеватый, рыхлый, тяжелосуглинистый.
А 26 – 47 см. Темно-серый, слегка темнее предыдущего, слабо уплотнен,
крупнопористо-трещиноватый, комковато-зернистый. Переход постепенный.
АВ 47 – 72 см. Темно-серый с бурым
оттенком, тяжелосуглинистый, уплотнен, зернисто- комковатый. Переход
постепенный.
В 72 – 98 см. Бурый, комковатый с призмовидными отдельностями,
легкоглинистый, уплотнен, бес карбонатный. Переход ясный.
ВСк
98 – 147 см. Грязно-желто-бурый, неясноореховатый-комковатый, с затеками
гумуса.
Ск
147 – 300 см. Палево-желтый тяжелый суглинок, плотный, с обилием карбонатной
плесени и журавчиков СаСО3.
Вскипание
от соляной кислоты варьирует в пределах от 90 до 140 см, механический состав –
от глинистого до супесчаного./1/
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ
В
распределении гранулометрических фракций по вертикальному профилю черноземов
выщелоченных отмечены следующие общие закономерности. Во-первых, с глуби
несколько нарастает содержание глинистых частиц и гранулометрический состав
утяжеляется. В верхних слоях преобладающей фракцией обычно является крупная
пыль, на месте находится ил, а в горизонте АВ и В они не меняются местами.
Во-вторых,
на глубине 2-З м отмечается возрастание содержания песчаных фракций и
облегчение гранулометрического состава, что связано с неоднородностью
почвообразующих пород. В-третьих, в горизонте В прослеживается небольшое накопление
илистых частиц, обусловленное лессиважем оглиниванием бескарбонатной породы за
счет выветривания первичных минералов.
Различия
между тяжелосуглинистыми и легкоглинистыми черноземами по содержанию основных
гранулометрических фракций невелики. Тяжелосуглинистые почвы содержат в
горизонте А 55-59% физической глины, 35-43% крупно глины и 25-35% ила, в
средней части профиля соответственно 60-65, 30-38 и 34-38%. Легкоглинистые
черноземы имеют в горизонте А б1-64% физической глины, 28—35% крупной глины и
29-36% ила; в горизонте В соответственно 64-70%, 27-32% и 37-44%.
В
суглинистых черноземах при содержании 30-36% физической глины резко преобладает
песчаная фракция (42-59%), на втором месте находится фракция ила (20-24%).
Наконец, супесчаные черноземы, как правило, приуроченные к речным террасам,
отличаются менее однородным гранулометрическим профилем. В них встречаются
песчаные и суглинистые слои.
Современные пахотные черноземы,
выщелоченные разными сельскохозяйственными культурами, характеризуются ухудшением
оструктуренности верхнего горизонта.
Пропашные культуры и пары наиболее сильно ухудшают
структуру горизонта. Содержание агрегатов раз 10-0,25мм в нем колеблется в
широких пределах и составляет в среднем 78%, в том числе на долю водопрочных
приходится 57-61%. Среди водопрочных агрегатов преобладает фракция 1-0,25мм
(40—46%), а наиболее ценные агрегаты размером 10—1мм составляют в среднем
15—17% (с колебаниями от 5 до 42%).
Под зерновыми культурами структура разрушается несколько
меньше по сравнению с пропашными, и количество водопрочных агрегатов размером
10-1 мм колеблется от 6-51% в пахотном горизонте, при среднем 25%. С глубиной
различия в структурном составе исчезают.
Восстановление структуры черноземов выщелоченных происходит
под многолетними травами, особенно в слое 0-10см, где сумма водопрочных
агрегатов возрастает до76%, в том числе размером 10-1 мм - до 46%.
Положительное
влияние на структуру черноземов оказали 30-40-летнии полосы, под которыми она
полностью восстановилась во всей толще гумусового горизонта. Среднее содержание
агрегатов 10-0,25 мм увеличилось до 90-93%, пыли уменьшилось до 3-5%. Структура
отличается высокой водопрочностью. Сумма водопрочных агрегатов составляет 86%,
в их составе преобладают агрегаты 10-1 мм (60-61%). Однако и под лесными
полосами разброс данных большой: сумма водопрочных агрегатов размером 1мм
колеблется от 25 до 73%, размером 1-0,25 мм – от16 до 45%.
В агрофизической литературе разработаны оценочные критерии
и оптимальные параметры структурного состояния почв, т. е. такое сочетание
количественных и качественных его показателей, при котором могут быть
максимально использованы все жизненно важные для растения факторы и полностью
реализованы потенциальные возможности выращиваемых культур. Установлено, что для
сельскохозяйственных культур оптимальными являются агрегаты размером 0,25мм. Их
оптимальное количество в черноземах тяжелосуглинистых должно быть не менее 75%,
в глинистых - 85-90%, в том числе водопрочных — более 40%. Чернозем
выщелоченные содержат в среднем 69-79% воздушно-сухих и 57-68% водопрочных
агрегатов. Следовательно, современное структурное состояние черноземов
выщелоченных оценивается как удовлетворительное. Однако среди них
увеличиваются площади почв с неудовлетворительным структурным состоянием.
Черноземы выщелоченные тяжелосуглинистые и легкоглинистые
характеризуются благоприятными физическими свойствами, которые заметно
изменяются при разном сельскохозяйственном использовании почв./2/
ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО
Гумус черноземов выщелоченных мощных
легкоглинистый (61-64% физической глины) и тяжелосуглинистых (53-54%) в
горизонте А и АВ характеризуется высоким содержанием гуминовых кислот (ГК) с
колебаниями в пределах 39-45% к Собщ и широким отношением ГК/ФК, равным
2,0-2,7. В остальной части профиля отмечается уменьшение содержания ГК,
увеличение количества гумина и сужение ГК/ФК до 1,4-1,6. В соответствие с показателями
гумусного состояния по [4] эти черноземы относятся к почвам с высоким
содержанием (7%) и запасами гумуса (155-160 в слое О-20 см и 570-640 т/га в
метровой толще) гуматного типа с очень высокой степенью гумификации
органического вещества.
Среднесуглинистые (36-38% физической глины) и легкосуглинистые (25-29%)
черноземы по групповому составу гумуса несколько отличаются от глинистых и
тяжелосуглинистых: в них нарастает содержание фульвокислот (ФК) до
20-28% против 17-19% в глинистых и уменьшается отношение ГК/ФК до 1,5-1,9. Они
относятся к почвам со средним содержанием (4,4-4,9%) и запасам гумуса (110-120
в слое О-20 см и от 312 до 438т/га в слое 0-100 см) фульватно-гуматного типа с
высокой и очень высокой степенью гумификации органического вещества в гумусовом
профиле и средней за его пределами.
Черноземы, выщелоченные супесчаные с содержанием физической
глины 9-11 и 12-15% существенно отличаются от глинистых и суглинистых по ряду
показателей группового состава гумуса, прежде всего, увеличением суммы ФК в
1,3-1,8 раза и уменьшением отношения ГК/ФК до 1,4-1,1 в гумусовом профиле и до
0,8-0,5 за его пределами. Они относятся к почвам с низким содержанием
(2,2-3,9%) и запасами (41-96 в слое 0-20 см и 174-234 т/га в слое 0-100 см)
гумуса фульватно-гуматного типа и высокой степенью гумификации органического
вещества (31-38% Сгк от Собщ).
Из приведенных данных следует, что степень гумификации органического
вещества в черноземах выщелоченных тяжелого и легкого гранулометрического
состава находится на близком уровне.
Однако при последовательном снижении физической глины от 61- 64 до
11-15% в групповом составе гумуса отмечается увеличение доли фульвокислот от
17-19 до 27-43% и уменьшение доли гумуса с 38-50 до 31-43%.
Таким образом, групповой состав гумуса, связанный с биохимической
активностью почв, свидетельствует о наличии некоторых специфических
особенностей гумификации в черноземах разного гранулометрического состава.
Более определенно эта специфика выявляется при анализе фракционного состава
гумуса, который является функцией солевого и минералогического составов,
щелочности и кислотности и других условий взаимодействия органических соединений
с минеральной частью почвы /8/. Поскольку гранулометрический состав почв и
пород тесно связан с минералогическим составом, то он в значительной мере
определяет фракционный состав гумуса и условия его закрепления в черноземах.
Это подтверждается соотношением фракций гумусовых веществ и фракционным
составом групп ГК и ФК.
Содержание первой фракции гумусовых кислот, свободных и связанных с
подвижными R2O3, в горизонтах А и АВ находится на низком
уровне, но оно последовательно увеличивается в ряду черноземов выщелоченных от
легкоглинистых до легкосуглинистых с 5-9 до 10-14% от общего углерода и
скачкообразно возрастает в супесчаных почвах до (20-29%). Наибольшее содержание
(39-49%) этой фракции в супесчаных почвах отмечается в слое 70-100 см,
содержащем 8-9% физической глины. Доля участия подвижных гумусовых кислот к их
сумме нарастает в гумусовом профиле черноземов выщелоченных от 9-11. в
легкоглинистых до 11-18, в тяжелосуглинистых, 17-28 в средне- и
легкосуглинистых и до 32-58% в супесчаных
В отношении гумусовых кислот,
связанных предположительно с кальцием, наблюдается менее выраженная обратная
зависимость: количество их уменьшается с нарастанием песчанистости
почвообразующей породы от 38-49 в легкоглинистых и тяжелосуглинистых до 34—38 в
средне и легкосуглинистых и 25-34% от Собщ в супесчаных разновидностях.
Относительное содержание второй фракции гумусовых кислот меняется в этом ряду
соответственно от 70-83 до 59-60 и 39-55% от суммы гумусовых кислот.
Гумусовые кислоты третьей фракции, устойчиво
связанные с R3O3 и глинистыми минералами, содержатся в
небольших количествах (от 5-6 в легкоглинистых до 10-12% в супесчаных
черноземах).
В черноземах выщелоченных разного гранулометрического
состава первая фракция гумусовых кислот характеризуется значительным преобладанием
ФК над ГК. Лишь в пахотном горизонте отношения ГК 1/ФК 1 близки к единице и
повышаются до 1,3 в супесчаных почвах при внесении кальцийсодержащих
мелиорантов. В остальной части почвенного профиля это отношение уменьшается до
0,6-0,2. Во второй фракции преобладают гумусовые кислоты с отношением ГК 2/ФК 2
от 0,8-1,5 в горизонте А супесчаных черноземов до 2-2,1 в легкосуглинистых,
2,4-3,1 среднесуглинистых, 3-3,4 тяжелосуглинистых, 3,3-3,8 легкоглинистых, а в
горизонте АВ – от 0,9-1,7 в супесчаных до 2-2,8 в суглинистых и глинистых.
Отношения ГК 3/ФК 3 находятся в пределах 1,2-2,6 и 1,3-1,6 в горизонтах А и АВ
глинистых и суглинистых черноземах и 1,4-2,2 и 1,5-2,0 в супесчаных.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Физико-химические
свойства почв, связанные с почвенным поглощающим комплексом, как известно,
играют весьма важную роль в их развитии и плодородии.
Изучение и характеристика указанных свойств дает возможность также
рационализировать агротехнические приемы и использование почв в сельском
хозяйстве.
Наиболее высокие
показатели физико-химических свойств почв относятся к вариантам выщелоченных
черноземов глинистого и тяжелосуглинистого механического состава, а наиболее
низкие показатели наблюдаются у легких по механическому составу выщелоченных
черноземов. Варьирование физико-химических свойств хорошо согласуется также с
гумусом почвы. Как правило, чем больше гумуса в почве, тем больше поглощенных
катионов, выше их сумма и емкость поглощения.
Вниз
по профилю почвы, поглощенные катионы, их сумма, емкость поглощения и
гидролитическая кислотность изменяются в сторону уменьшения. Изменение
поглощенных катионов происходит медленно, а гидролитической кислотности очень
быстро при переходе от пахотного к подпахотному горизонту.
Обращает на себя внимание очень высокая гидролитическая
кислотность в пахотном слое выщелоченных черноземов, достигающая у
тяжелосуглинистых вариантов 6,7 мг-экв на 100 г почвы. Объяснить такое явление
можно исключительно выпаханностью почв благодаря длительному неправильному
использованию их в сельском хозяйстве без применения удобрений /1/.
АГРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Рост применения удобрений в сельском
хозяйстве обязывает колхозы и совхозы использовать их наиболее рационально и с
максимальной эффективностью. Для этого при внесении удобрений необходимо знать,
как взаимодействуют она с почвой и растениями, как быстро происходит процесс
растворения и поглощения почвой, в какие формы при этом удобрения превращаются,
и какова скорость этого процесса, легко затем усваиваются растениями и
передвигаются ли они по профилю при выпадении осадков. Указанный круг вопросов
изучался в течение ряда лет на выщелоченных черноземах Воронежской и Орловской
областей в отношении фосфорсодержащих и сера содержащих удобрений.
Внесенные в почву растворимые
минеральные удобрения, прежде всего, растворяются, а затем уже взаимодействуй с
солями почвенного раствора, с твердой фазой почв, микроорганизмами и корнями
растений. Взаимодействие с солями раствора влечет за собою в большинстве случаев
образование трудно растворимых соединений, происходит так называемое химическое
поглощение. Взаимодействие с твердой фазой почв, с почвенным поглощающим
комплексом сопровождается физико-химическим поглощением и переводом их в
адсорбированное состояние. Взаимодействие же растворимых удобрений с
микроорганизмами и корнями растений вызывает биологическое поглощение и перевод
в органическую форму.
Во всех
указанных случаях происходит прочная фиксация удобрений, благодаря которой они
закрепляются в почве, предохраняются от выщелачивания в нижние горизонты и
служат резервным фондом для питания растений в период их вегетации /2/.
ЧЕРНОЗЕМЫ ОБЫКНОВЕННЫЕ
МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
В пределах Воронежской области
обыкновенные черноземы получили широкое распространение. Они занимают примерно
0,5 всей площади. Обыкновенные черноземы обособлены в виде самостоятельной
подзоны, которая широкой полосой тянется с юго-запада на северо-восток. Подзона
обыкновенных черноземов на территории Воронежской области расположена примерно
южнее линии Борисоглебск - Новохоперск - Елань-Колено - Абрамовка - Таловая –
Лосево - Лиски - Острогожск.
Почвенный покров данной подзоны является неоднородным, в
силу чего она делится 4 природных района. Помимо преобладающих обыкновенных
черноземов здесь встречаются интразонально в виде больших и малых пятен
выщелоченные, типичные, южные, карбонатные, солонцеватые, оподзоленные
черноземы, лугово-черноземные почвы, луговые, болотно-луговые, серые лесные,
дерново-подзолистые, солонцовые, осолоделые, аллювиальные, эродированные,
песчаные и другие почвы /2/.
На террасах рек встречаются черноземы малогумусные
среднемощные суглинистые. Профиль такого чернозема характеризуется 151,
заложенным на территории колхоза «Заря» Петропавловского района Воронежской
области (верхняя терраса Дона). Пашня. Вскипание с 63см. Карбонатные выделения
в виде плесени - с 72см, в виде белоглазки - с 115см.
Апах 0-25см. Темно-серый, комковато-пылеватый,
среднесуглинистый, иловато-песчаный, рыхлый. Переход заметный.
А 25-35см.
Темно-серый, комковато-зернистый, среднесуглинистый, иловато-песчаный, слабо
уплотнен, тонкопористый, единичные кротовины. Переход постепенный.
АВ 35-64см. Темно-серый с коричневато-бурым
оттенком,
зернисто-комковатый, среднесуглинистый, иловато-песчаный, уплотнен.
Переход заметный.
ВСа 64-137см. Желто-бурый, комковатый,
среднесуглинистый, иловато-песчаный, уплотнен, много кротовин, белоглазка /1/.
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ
В пределах подзоны абсолютно доминируют черноземы
обыкновенные легкоглинистые и тяжелосуглинистые, на долю которых приходится
свыше 99% занимаемой ими площади. Легкоглинистые почвы содержат в среднем 64-70% физической глины,
34-43% ила, 26-32% пыл, 22-29% крупной пыли и 4-8% песка. Преобладающими
фракциями являются иловатая и пылеватая. Черноземы обыкновенные
тяжелосуглинистые на водораздельных пространствах по содержанию основных
гранулометрических фракций приближаются к легкоглинистым. Среднее содержание
физической глины в них находится в пределах 52-58% Преобладающей фракцией также
является иловатая (28-33%), но второе место занимает не пылеватая, а
крупнопылеватая, хотя содержание этих фракций в нижней части профиля
выравнивается. Характерным для тяжелосуглинистых почв является увеличение
содержания песчаных фракций (до 15-23%)
Среднесуглинистые и легкосуглинистые
почвы встречаются террасах рек. В среднесуглинистых черноземах преобладает
песчаная фракция (36-47%), на втором месте находится иловатая (22—26%), а
сумма всех пылеватых фракций составляет 31—39%. Для легкосуглинисты почв
характерно дальнейшее увеличение содержания песчаных фракций, на долю которых
приходится 2/3 почвенной массы. Иловатая фракция остается в числе
преобладающих, но содержание составляет всего лишь 16-18%.
Наконец, по левобережью Хопра встречаются черноземы
обыкновенные супесчаные, развитые на современных аллювиальных отложениях,
иногда на флювиогляциальных песках. В среднем они содержат 80-82% песчаных
фракций, 10% ила и 8-10% пыли /9/.
В
целом почвенный профиль черноземов обыкновенных. Характеризуется относительно
однородным гранулометрическим составом с равномерным распределением
гранулометрических фракций по генетическим горизонтам. Колебания в количестве
большинства из фракций на различной глубине профиля обычно не выходят за
пределы 3-7%. Однако, пахотный горизонт в некоторых случаях содержит на 5-7%
ила меньше, чем остальные горизонты, что связано с выпаханностью и выдуванием
ветром тонких частиц из него. В других случаях колебания в содержании основных
гранулометрических фракций обусловлены неоднородностью почвообразующих пород и
утяжелением их состава с глубиной /1/.
ОРГАНИЧЕСКОЕ
ВЕЩЕСТВО
Гумус черноземов обыкновенных легкоглинистых и
тяжелосуглинистых характеризуется очень высокой степенью гумификации
органического вещества в горизонте А (41-46), высокой – в горизонте АВ (35-41%
от Собщ) и относится к гуматному в гумусовом профиле и фульватно-гуматному в
горизонте ВСа. В составе гуминовых кислот фракция ГК 1 играет незначительную
роль (4-7% от суммы ГК). Второстепенное значение имеет фракция ГК 3 (15-20%),
а доминирует фракция ГК 2 (74—80%) В группе фульвокислот первое место, но при
меньшем содержании, чем в гуминовых кислотах, занимает фракция ФК 2 (36-66%),
а второе и третье места делят фракции 1а + 1 (18-3б) и ФК 3 (14-35%).
Общее содержание гумусовых кислот в горизонте А и АВ
колеблется в интервале 51-61%, а относительное содержание в них первой, второй
и третьей фракций меняется в пределах 8-16, 64-79 и 14-22%. В первой фракции
гумусовых кислот преобладают подвижные фульвокислоты (ГК 1/ФК 1а + 1 =
0,4-0,7), во второй и третьей - гуминовые кислоты (ГК 2/ФК 2 = 3-5 и ГК 3/ФК 3
= 2-3).
С уменьшением содержания физической глины в черноземах
обыкновенных среднесуглинистых (до 37-42%) и легкосуглинистых (до 25-26%)
наблюдается последовательное сужение отношения ГК/ФК в гумусовом профиле (до
2,7-2,1 и 2,2-1,7 соответственно) при сохранении очень высокой степени
гумификации вещества (42-50 в горизонте А, 38-45% от Собщ в горизонте
АВ) и высоком относительном содержании фракции ГК 2 (75-82% к сумме ГК).
Существенных изменений относительного содержания фракций ГК1 и ГК 3 не
происходит. Отмечается небольшое увеличение содержания группы ФК. (до 19-22%
против 14-16% в глинистых и тяжелосуглинистых почвах). Общее содержание
гумусовых кислот в гумусовом профиле средне и легкосуглинистых черноземов
колеблется от 58 до 69% к Собщ, а отношения ГК 1/ФК 1, ГК 2/ФК 2, ГК 3/ФК 3 в
них составляют 0,3-0,8, 3-4, 1,6-2,1.
Черноземы обыкновенные супесчаные резко отличаются не
только слабой гумусированностью, но и составом гумуса. С увеличением в них
содержания песчаных фракций меняется соотношение основных групп гумусовых
веществ. В супесчаных почвах, одна из которых имеет 17-19% физической глины,
11-14% среднего и 53-61% мелкого песка, а другая 11-13% физической глины.
75-78% среднего и 7-8% мелкого песка происходит сужение ГК/ФК до 1,4-1,7 и
1,2-0,8 соответственно. Тип гумуса в них фульватно-гуматный с высокой степенью
гумификации органического вещества (36-43 и 34-37% Сгк к Собщ), с относительным
содержанием фракции ГК 1, ГК 2, ГК 3 в гуминовых кислотах соответственно: 7-18
и 29-39, 69-80 и 44-58, 11-16 и 17-19%. В группе фульвокислот возрастает (по
сравнению с суглинистыми почвами) содержание подвижные фракций до 39-41 и
58-64% и уменьшается доля ФК 2 до 34-48 и 20-28 от суммы ФК в супесчаных
черноземах обыкновенных с содержанием физической глины 17-19 и 11-13%
соответственно /5/.
Табл.4 ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ
ГУМУСА В ОБЫКНОВЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМАХ ПАШНИ
(ПО ОТНОШЕНИЮ К ЦЕЛИННЫМ)/4/
Глубина,
см
|
Изменение
содержания, %
|
т/га
|
Абсолютное
|
относительное
|
0-10
|
-2,0
|
-30,3
|
-22,8
|
10-20
|
-1,0
|
-16,6
|
-11,5
|
-0,6
|
-10,0
|
-7,0
|
30-40
|
-0,4
|
-7,7
|
-4,7
|
40-50
|
-0,6
|
-13,9
|
-7,0
|
50-60
|
-0,6
|
-17,1
|
-7,2
|
60-70
|
-0,7
|
-26,9
|
-8,7
|
70-80
|
-0,4
|
-20,0
|
-5,0
|
80-90
|
-0,3
|
-20,0
|
-3,9
|
90-100
|
-0,3
|
-27,3
|
-4,0
|
100-110
|
+0,1
|
+11,1
|
+1,4
|
110-120
|
0
|
0
|
0
|
120-130
|
0
|
0
|
0
|
130-140
|
0
|
0
|
0
|
140-150
|
0
|
0
|
0
|
0-50
|
-
|
-
|
-53,0
|
50-100
|
-
|
-
|
-28,8
|
100-150
|
-
|
-
|
+1,4
|
0-150
|
-
|
-
|
-80,4
|
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Черноземы обыкновенные имеют слабощелочную реакцию в
горизонте А и щелочную - в остальной части профиля. Гидролитическая кислотность
в них обнаруживается лишь в собственно гумусовом горизонте, и величина ее
колеблется в пределах 1-Змг-экв/100г почвы. Даже в пахотных горизонтах степень
насыщенности основаниями обычно не опускается ниже 94-96%. Почвенный
поглощающий комплекс насыщен кальцием и магнием. Отношение их в гумусовом
горизонте колеблется от 6:1 до 10:1, а в нижних горизонта от 4:1 до 7:1, что
указывает на более активную биогенную аккумуляцию обменного кальция. Сумма
обменных оснований в черноземах обыкновенных тяжелого гранулометрического
состава составляет 36-48мг-экв/100г в пахотном горизонте и постепенно
уменьшается до 24-30 на глубине 180-200см. Среднее содержание обменных
оснований, по данным статистической обработки, в пахотной слое
тяжелосуглинистых и глинистых почв равно 38-44мг-экв/100г, а на глубине около
двух метров – 25-28.
Облегчение гранулометрического состава сопровождается
изменением этих количественные показателей. Черноземы легкого
гранулометрического состава, как правило, характеризуются нейтральной реакцией
гумусового горизонта, слабощелочной и щелочной - в остальной части профиля. В
пахотном горизонте их степень насыщенности основаниями снижается до 86%. Сумма
поглощенных оснований колеблется от 22-24 в суглинистых до 8-10мг-экв/100г в
супесчаных почвах. Соотношение катионов кальция и магния сохраняется на том же
уровне, что и в черноземах тяжелого механического состава.
Наряду с черноземами обыкновенными
обычного рода рассматриваемой подзоне имеют некоторое распространение черноземы
солонцеватые, которые приурочены к прибалочным вогнутым склонам южных
экспозиций, где соленосные палеогеновые глины подходят близко к поверхности.
Полнопрофильные черноземы глубокосолонцеватые имеют среднюю мощность гумусового
горизонта от 53 до 68см и характеризуются преимущественно глинистым составом. В
глинистых почвах содержание физической глины в горизонте А колеблется в
пределах 62-70%, а с глубиной нарастает до 73-84%. Содержание ила меняется с
38-44% в пахотном слое до 50-64% в горизонтах В и С /2/.
Табл.3
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОБЫКНОВЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ (УСРЕДНЕННЫЕ ДАННЫЕ)/4/
Глубин, см
|
Са2+
|
Mg2+
|
H+*
|
Сумма
|
V, %**
|
Ca2+
|
Mg2+
|
H+
|
мг-экв/100г
|
% от суммы
|
0-10
|
42,6
|
9,7
|
2,3
|
54,6
|
96
|
78,0
|
17,8
|
4,2
|
10-20
|
40,4
|
7,8
|
2,0
|
50,2
|
96
|
80,4
|
15,5
|
4,1
|
20-30
|
39,9
|
6,7
|
1,8
|
48,4
|
96
|
82,4
|
13,9
|
3,7
|
30-40
|
37,8
|
6,5
|
1,5
|
45,8
|
97
|
82,5
|
14,2
|
3,3
|
40-50
|
32,7
|
5,8
|
1,0
|
39,5
|
98
|
82,8
|
14,7
|
2,5
|
50-60
|
30,3
|
5,9
|
0,7
|
36,9
|
98
|
82,1
|
16,0
|
1,9
|
60-70
|
27,7
|
5,7
|
33,4
|
100
|
82,9
|
17,1
|
-
|
70-80
|
26,7
|
5,2
|
-
|
31,9
|
100
|
83,7
|
16,3
|
-
|
80-90
|
22,4
|
4,8
|
-
|
27,2
|
100
|
82,4
|
17,6
|
-
|
90-100
|
21,9
|
6,3
|
-
|
28,2
|
100
|
77,7
|
22,3
|
-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*Н – водород гидролитической кислотности
**V – степень
насыщенности почв основаниями
АГРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Обыкновенные черноземы Воронежской
области по валовому химическому составу и агрохимическим свойствам являются
богатыми плодородными почвами. Они содержат в составе большие запасы всех
питательных элементов, необходимых растениям, обладают хорошими физическими
(водными, воздушными, тепловыми) свойствами, весной и летом в благоприятные для
микроорганизмов периоды имеют в достаточном количестве усвояемые питательные
вещества. В отдельные периоды вегетации растения ощущают недостаток в азоте или
фосфоре, или одновременно в двух элементах несмотря на то, что запасы азота и
фосфора в почве очень велики. В эти периоды указанные элементы находятся в
труднорастворимой, малорастворимой для растений форме.
Эффективность
удобрений на обыкновенных черноземах поэтому тесно связана с агрохимическими
свойствами последних, которые в свою очередь зависят от уровня агротехники и от
правильного использования почв /2/.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изложенный материал показывает, что почвенный покров
Воронежской области отличается известной неоднородностью, что объясняется
изменением физико-географичеоких и топографических условий. На территории
области выделяются подзоны черноземных почв, которые с северо-запада на
юго-восток следуют в таком порядке: выщелоченные черноземы, типичные черноземы,
обыкновенные черноземы, южные черноземы.
В пределах указанных подзон вследствие изменения
геоморфологических условий и почвообразующих пород выделены 8 почвенных
районов, почвы которых отличаются друг от друга рядом особенностей. В каждом
почвенном природном районе в свою очередь наблюдается известная, иногда
значительная пестрота почв, затрудняющая планирование и практическое
осуществление агрономических мероприятий при использовании почв в сельском
хозяйстве области.
Указанная
географическая и топографическая неоднородность почв на территорий области
является вполне закономерной и обусловлена различным сочетанием факторов
почвообразования, наблюдающихся в отдельных местах в ходе эволюции почв.
ЛИТЕРАТУРА
/1/
Ахтырцев Б.П., Ахтырцев А.Б. Почвенный покров Среднерусского
Черноземья. Изд. Воронежский университет, 1993.
/2/ Адерихин
П.Г. Почвы Воронежской области, их генезис, свойства
и краткая
агропроизводственная характеристика. Изд. Воронежский
университе,
1963.
/3/ Макеева
с соавт., 1981.
/4/ Щеглов
Д.И.Черноземы центра русской равнины и их эволюция под влиянием естественных
антропогенных факторов. Изд. «Наука», Российская академия наук, 1999.
/5/
Ахтырцев Б.П., Ефанова Е.В. Гумус подтипов среднерусских черноземов разного
гранулометрического состава. Изд. ВГУ,1998.
/6/ П.Г.
Адерихин, 1957-1959.
/7/ П.Г.
Адерихин, 1958.
/8/ Орлов
Д.С. Химия почв. М.: Изд. Моск. ун-та. 1992.
/9/
Дегтярева, Жулидова, 1975.
/10/ Атлас
Воронежской области. Воронеж, 1994.