Агрономическая и морфологическая характеристика основных почв

В автоморфных условиях лесостепной зоны преобладают два почвенных типа: серые лесные почвы и лесостепные черноземы. Серые лесные почвы были описаны еще в первых работах В. В. Докучаева, посвященных изучению русского чернозема, под названием «типичных лесных земель» и «серых переходных земель». В. В. Докучаев рассматривал серые лесные почвы как самостоятельный тип, который формируется в результате своеобразного процесса почвообразования, протекающего под травянистыми широколиственными лесами лесостепной зоны. Несколько позже были высказаны гипотезы вторичного происхождения серых лесных почв: из черноземов путем деградации последних под влиянием наступающей лесной растительности (Коржинский, 1887), из дерново-подзолистых почв под влиянием дернового процесса, вследствие смены лесных формаций от хвойных к широколиственным с одновременным усилением роли травянистой растительности в почвообразовании (В.Р.Вильямс), а также из луговых почв при усилении дренажа и поселении на них лесной растительности (И.В.Тюрин).

В северной лесостепи общей закономерностью в распределении почв по элементам рельефа является уменьшение оподзоленности вниз по склону. Водоразделы обычно заняты светло-серыми лесными почвами, иногда в сочетании с дерново-подзолистыми, к склонам приурочены светло-серые и серые лесные почвы, а в самых нижних частях склонов распространены полугидроморфные серые лесные глеевые почвы. По днищам балок, лощин и западин в условиях близкого залегания грунтовых вод формируются дерново-глеевые и перегнойно-глеевые почвы под луговой и лугово-кустарниковой растительностью. В южной лесостепи темно-серые лесные почвы выходят на водоразделы, и только среди оподзоленных и выщелоченных черноземов они местами занимают склоны. В полугидроморфном ряду развиваются лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы, а в гидроморфном — луговые.

Наряду с серыми лесными почвами в лесостепной зоне широко распространены черноземы. Истоки научных представлений о генезисе чернозема лежат в трудах М. В. Ломоносова и Ф. И. Рупрехта. Однако подлинным основателем учения о растительно-наземном происхождении черноземов, их географии и плодородии является В. В. Докучаев, посвятивший им свое знаменитое сочинение «Русский чернозем». Большой вклад в изучение черноземов внесли также А. П. Костычев, С. И. Коржинский, А. Н. Измаильский, Г. Н. Высоцкий, Л. И. Прасолов и др.

Современные представления о черноземных почвах обобщены в многотомном издании «Черноземы СССР».

В лесостепи тип черноземных почв представлен тремя основными подзональными подтипами: оподзоленных, выщелоченных и типичных черноземов. Лесостепные черноземы тяготеют к более южной части лесостепи.

Основными особенностями почвообразования здесь являются:

• 1) глубокое и периодически сквозное промачивание;
• 2) отсутствие накопления легкорастворимых солей в почвенном профиле в автоморфных условиях;
• 3) интенсивная аккумуляция гумуса с образованием мощных гумусовых горизонтов;
• 4) наложение комплекса процессов, дифференцирующих профиль. Выщелоченные и типичные черноземы формируются под остепненными лугами и луговыми степями. Отличительная черта остепненных лугов — преобладание в травостое разнотравья и корневищных злаков. Луговые степи более ксерофитны. В них основная роль принадлежит степным дерновинным злакам, хотя луговые и корневищные присутствуют в заметном количестве. Как для остепненных лугов, так и для луговых степей типичны покров из мхов, высокий и густой травостой и отсутствие летнего периода полупокоя в вегетации растений. Видовой состав растительности остепненных лугов и луговых степей заметно меняется при движении с запада на восток.

Биомасса луговых степей и остепненных лугов равна 200—300 ц/га. Характерно резкое преобладание корневой массы —75% над массой живых надземных органов —25%. Ежегодный опад, в котором преобладают зеленые части растений, составляет 50—55% всей биомассы и более чем вдвое превосходит опад широколиственных лесов. С опадом ежегодно поступает в почву около 700 кг/га азота и зольных элементов. В общем балансе химических веществ в северных степях преобладают кальций и азот при значительном участии кремнезема. Скорость разложения растительных остатков отстает от их поступления, в результате на поверхности почвы образуется степной войлок в количестве 80—100 ц/га.

Водный режим лесостепных черноземов периодически промывной. Сквозное промачивание до грунтовых вод наблюдается в среднем раз в 10 лет. Обилие органических остатков, богатых кальцием, калием, азотом и другими элементами, и отсутствие глубокого промачивания почв в период их разложения приводит к обогащению верхних горизонтов почвы минеральными веществами. Чередование периодов увлажнения и иссушения, регулирующих активность деятельности мезои микроорганизмов, препятствует минерализации растительных остатков и способствует образованию сложных, в значительной степени усредненных продуктов гумификации и устойчивых органо-минеральных соединений. Накоплению гумусовых соединений способствует также их термическая денатурация в морозный период. Основным процессом в формировании черноземов является гумусово-аккумулятивный, в результате которого образуется темноокрашенный гумусовый горизонт зернистой или комковато-зернистой структуры, с более или менее высоким содержанием гумуса гуматно-кальциевого состава, нейтральной или близкой к ней реакцией, большой емкостью поглощения, практически полностью насыщенный основаниями, в составе которых преобладает кальций. В наибольшей мере эти черты проявляются в подтипе типичных черноземов, которые характеризуются «максимальным напряжением черноземного процесса».

Диагностические показатели выделяемых в настоящее время подтипов черноземных почв были разработаны для суглинистых и глинистых разновидностей черноземов Восточной Европы, что объясняется прежде всего историей исследования черноземной зоны.

Черноземы типичные имеют следующее строение почвенного профиля: темная, почти черная окраска с поверхности, мощный почвенный профиль — 120−150 см, глубокий гумусовый горизонт — 60−80 см, хорошую оструктуренность почвенной массы, слабоуплотненное тонкопористое сложение, высокое содержание карбонатных солей — вскипание с соляной кислотой происходит в гумусовом горизонте, заметны видимые формы карбонатных солей — плесень и псевдомицелий, частая перерытость землероями — кротовинность. Почвенный профиль хорошо гумусирован, а горизонты по окраске, структуре и сложению очень постепенно переходят один в другой. Валовой химический состав черноземов типичных по всему почвенному профилю (до 150 см) практически однообразен, отклонения незначительные, в %: SiO2 = 70,84−71,40, R2O3 = 20,50−20,96, CaO = 2,21−2,48, P2O5 = 0,18−0,26, SO3 = 0,10−0,13. В карбонатных горизонтах заметно увеличивается содержание оксида кальция, а верхние горизонты обогащены фосфором и серой.

Среди черноземов типичных малои среднегумусных преобладают тяжелосуглинистые и легкоглинистые разновидности. Содержание гумуса с глубиной снижается очень постепенно с 4,5% у малогумусных и с 6,9% у среднегумусных в верхнем слое и до 2,0−2,3% на глубине 50−80 см. Запас гумуса в перегнойно-аккумулятивном горизонте составляет 470−530 т/га. Реакция среды нейтральная или близка к нейтральной, рНсол=6,4−7,4. Гидролитическая кислотность низкая и колеблется в пределах 1,0−2,4 ммоль на 100 г почвы, сумма поглощенных оснований (35,4−42,1 ммоль/100 г), степень насыщенности основаниями высокая. Имеют повышенное и высокое обеспечение обменным калием и подвижным фосфором, благоприятные физические и водно-физические свойства (плотность сложения, объемная масса, пористость, структурноагрегатный состав, коэффициент структурности, водопроницаемость, влагоемкость).

Выщелоченные черноземы. Основной ареал которых располагается к северу от типичных, отличаются от последних более отчетливой дифференциацией состава гумуса (увеличение содержания гуматов кальция) в пределах гумусового горизонта. Уровень залегания углекислых солей в выщелоченных черноземах понижен, так что между нижней границей гумусового и верхней границей карбонатного горизонта обнаруживается устойчивый бескарбонатный горизонт мощностью не менее 30—40 см. В этом горизонте возможно некоторое подкисление реакции среды. Карбонатный горизонт, как и в типичных черноземах, характеризуется в основном миграционными формами выделения карбонатов. В выщелоченных черноземах, формирующихся на бескарбонатных отложениях, он может отсутствовать. Минеральная масса в профиле выщелоченных черноземов не вполне стабильна: имеются признаки перемещения по профилю полуторных оксидов и илистой фракции, обусловленные, по-видимому, процессом лессиважа. почвообразование грунт эрозия гумусовой Оподзоленные черноземы представляют следующее звено между черноземами и серыми лесными почвами. Их профиль по морфологическим и аналитическим данным дифференцирован значительно более четко, чем профиль выщелоченных черноземов. В гумусовом горизонте оподзоленных черноземов ясно заметна белесая присыпка, представляющая отмытые зерна кварца и полевых шпатов. Наибольшее количество присыпки наблюдается в горизонте АВ. Горизонт В приобретает отчетливые черты иллювиального горизонта: темные аккумулятивные пленки на гранях структурных отдельностей. Хотя в составе гумуса по-прежнему преобладают гуминовые кислоты, связанные с кальцием, он отличается многокомпонентностью, а дифференциация состава гумуса в пределах гумусового горизонта выражена вполне отчетливо. Гранулометрический и валовой химический состав обнаруживают ясную, хотя и слабую элювиально-иллювиальную дифференциацию по профилю. Валовой состав илистой фракции в пределах профиля не изменяется. Нижней части гумусового и верхней части переходного горизонта свойственна слабокислая реакция (рН 5,5—6,0) и слабая ненасыщенность поглощающего комплекса (до 2—7% емкости). По содержанию гумуса, его распределению по профилю, вероятности присутствия и глубине залегания карбонатов черноземы оподзоленные и выщелоченные достоверно не различаются. Главным критерием, на основании которого разделяются эти подтипы, является степень дифференциации профиля по морфологическим и аналитическим показателям.

Таблица 2 Систематический список почв лесостепной зоны.

Вывод: Наиболее распространены в лесостепной зоне черноземы (типичный, оподзоленный, выщелоченный) с тяжелосуглинистым и глинистым гранулометрическим составом, а также серые лесные почвы. Исходя из этого, можно сделать вывод, что в целом почвы зоны позволяют получать при правильном разработанном севообороте и обработке средние и высокие урожаи сельскохозяйственных культур.

Таблица 3 Гранулометрический состав почв лесостепной зоны

Вывод: От гранулометрического состава почв и почвообразующих пород в значительной степени зависит интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением органических и минеральных соединений в почве. В результате одних и тех же природных условиях на породах разного гранулометрического состава формируются почвы с неодинаковыми свойствами. Преобладающими почвами являются черноземы с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом, а также серые лесные с легкосуглинистым составом. Такие почвы обладают благоприятной структурой и способны создавать хороший запас влаги. Также тяжелосуглинистые черноземы отличаются более высокой связностью, лучше обеспечены питательными веществами, богаче гумусом.

Таблица 4 Водно-физические свойства почв.

Вывод: Плотность почвы повышается с глубиной. Почвы обладают высокими запасами влаги, что благоприятно для развития растительности. Черноземы на территории лесостепи обладают благоприятными водно-физическими свойствами: рыхлым сложением в гумусовом слое, высокой влагоемкостью и хорошей водопроницаемостью. Плотность твердой фазы у черноземов также невысокая, что обусловлено богатством верхней части профиля гумусом. Хорошая структурность черноземов определяет их высокую пористость в гумусовых горизонтах, которая постепенно уменьшается с глубиной. Для черноземных почв характерно благоприятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости. Наибольшая водопроницаемость у подпахотных горизонтов, где хорошо выражена водопрочная комковатая и зернистая структура. Глубокая обработка черноземных почв и поддержание их поверхности в рыхлом состоянии способствуют наилучшему поглощению осадков. Мощный гумусовый слой определяет высокую влагоемкость черноземов.