Черноземные почвы лесостепной и степной зон

Размещено на http://www.allbest.ru/

Черноземные почвы лесостепной и степной зон

ЛПХ-1 рус.гр

Ст. Мишенина А.П.

Лек.Жамангараева А.Н.

2012

Понятие о черноземах

Чернозёмы - тип почв, формирующихся под растительностью лесостепной и степной зон. Основные почвообразующие породы - лёссы и лёссовые суглинки различного механического состава(от легких до тяжелых суглинков). Для черноземов характерно накопление органических веществ в гумусово-аккумулятивном горизонте, высокое содержание в нём гумуса, хорошо выраженная комковато-зернистая структура, высокое потенциальное плодородие.

Чернозёмные почвы весьма разнообразны по механическому составу (от супесчаных до глинистых разновидностей), что определяется составом почвообразующих пород.

Общая особенность почв черноземного типа - отсутствие заметных изменений механического состава в процессе почвообразования. Лишь в подзольных черноземах и частично 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(высокодисперсных) минералов в большинстве черноземных почв встречаются минералы монтмориллонитовой и гидрослюдистой групп. Высокодисперсные минералы распределены по профилю равномерно. Различие в минералогическом составе черноземов связано с особенностями пород и условиями выветривания первичных минералов.

Черноземные почвы простираются от Молдавии до Забайкалья.

На территории Казахстана выделяют: чернозем южный, малогумусный и чернозем обыкновенный. Черноземные почвы распространены в самой северной части республики. Эта зона охватывает всю Северо-Казахстанскую область, большую часть Костанайской, северне части Акмолинской, Павлодарской, Актюбинской и Западно-Казахстанской областей и занимает 25,5 млн га, или 9,5% территории республики.

Происхождение черноземных почв

Первые научные положения о происхождении чернозема имеются в трудах М. В. Ломоносова (1763), который писал: ”Итак, нет сомнения, что чернозем не первообразная и не первозданная материя, но произошел от согнития животных и растущих тел со временем”.

По вопросу образования черноземов были высказаны различные точки зрения, которые можно объединить в 3 группы: 1) гипотезы о морском происхождении черноземов; 2) теории болотного происхождения черноземов; 3) теория растительно-наземного происхождения черноземов.

Гипотезы о морском происхождении черноземов были высказаны первыми исследователя этих почв, рассматривавшими черноземы как морской ил, оставшийся после отступления Каспийского и Черного морей(Паллас, 1799; Петцольд, 1851), или как продукт размыва ледниковыми водами черной юрской сланцевой глины(Мурчисон,1842). Эти гипотезы отражали собой господствовавшее в то время представление о почве как геологическом образовании, и в настоящее время имеют лишь исторический интерес.

Сторонники теорий болотного образования черноземов считали, что в прошлом черноземная зона представляла собой тундровые сильно заболоченные пространства. При следующем постепенном дренировании территории в условиях теплого климата шел процесс энергичного разложения болотной и тундровой растительности(Э. И. Эйхвальд, 1850) и болотного или и поселения наземной растительности(Н. Д. Борисяк, 1852), что и обусловило формирование черноземных почв.

Теории растительно-наземного происхождения черноземов связывают их образование с поселением и развитием лугово-степной и степной растительности. Первая наиболее обстоятельная работа в этом направлении - «Геоботаническое исследование о черноземе» Ф. Рупрехта(1866), который рассматривал возникновение черноземов как результат поселения травянистых растений и накопления перегноя при их разложении.

Наиболее полное и завершающее развитие теория растительно-наземного образования черноземов получила в работе В.В. Докучаева «Русский чернозем». В образовании черноземов В. В. Докучаев подчеркивал разностороннюю роль климата, который определяет не только тип растительности(степная форма), но и темп ее развития (годовой прирост), скорость и направление процессов разложения.

Ежегодно степная растительность дает 100-200 ц/га опада, при этом около 40-60% опада составляют корни.

Опад травянистых растений чрезвычайно богат азотом и зольными элементами. С спадом хвойных лесов в почву поступает 40-300 кг/га азота и зольных элементов, в сухих степях -- 200-250, а в луговых и разнотравно-злаковых черноземных степях -- 600-1400 кг/га. Разложение богатого зольными элементами и азотом растительного опада степей происходит в оптимальных условиях увлажнения при нейтральной или слабощелочной реакции среды, при отсутствии выноса освобождающихся оснований. В этих условиях формируется гумус, в составе которого преобладают сложные гуминовые кислоты, связанные преимущественно с кальцием и прочно закрепляющиеся на месте. Образующиеся фульвокислоты также имеют более сложное строение, чем фульвокислоты подзолистых почв; кроме того, все они нейтрализуются теми основаниями, которые высвобождаются при разложении растительного опада.

Периоды летнего иссушения и зимнего промерзания способствуют усложнению и закреплению гумусовых веществ. Степная травянистая растительность имеет мощную, глубоко проникающую корневую систему. Накопление гумуса в черноземах происходит не столько за счет наземного растительного опада, сколько за счет разложения отмерших корней, поэтому органическое вещество в этих почвах распространяется на значительную глубину. Развитие мощных корневых систем способствует также и оструктуриванию почвы.

Следовательно, важнейшая особенность биологического круговорота веществ при черноземообразовании - ежегодное поступление в почву с опадом больших количеств азота и зольных элементов. Особенностью биологического круговорота под травянистыми сообществами черноземов заключается также в том, что гидротермические условия зоны благоприятствуют разложению богатого основаниями и азотом опада по типу гумификации с возникновением сложных высокоонденсированных перегнойных соединений типа гуминовых кислот, закреплению которых в почве способствует непрерывное в среде биогенного кальция и формирование карбонатного иллювиального горизонта.

Существенное влияние на формирование черноземов, их признаки и свойства(мощьность гумусового слоя, содержание гумуса, форма выделения карбонатов, глубина промачивания, водный и тепловой режимы) оказывают фациальные особенности почвообразования.

Классификация черноземов

Первая классификация черноземов была дана В.В. Докучаевым, который выделил их как самостоятельный тип и разделил по топографическим условиям на горовые черноземы водоразделов, черноземы склонов и долинные черноземы речных террас. Кроме того, В.В. Докучаев подразделил все черноземы по содержанию гумуса на 4 группы. Значительное внимание классификации черноземов уделил Н. М. Сибирцев. В его классификациях черноземный тип почв был разделен на подтипы - северный, тучный, обыкновенный и южный. В дальнейшем подтип северных черноземов стали называть, по С.И. Коржинскому, деградированными, а затем он был разделен на 2 самостоятельных подтипа - оподзоленные и выщелоченные черноземы.

На основании обобщения обширных материалов по изучению черноземов было принято следующее разделение на подтипы и роды. Ниже приведены описания основных родов черноземов.

Обычные - выделяются во всех подтипах; признаки и свойства соответствуют основным характеристикам подтипа. В полном наименовании чернозема термин этого рода опускается.

Слабодифференцированные - развиты на супесчаных и песчаных породах, типичные признаки черноземов выражены слабо.

Бескарбонатные - развиты на породах бедных силикатным кальцием, вскипание и выделение карбонатов отсутствует; встречаются преимущественно среди типичных выщелоченных и оподзоленных подтипах черноземов.

Карбонатные - характеризуются наличием свободных карбонатов(вскипанием) по всему профилю. Среди выщелоченных и оподзоленных черноземов не выделяются.

Солонцеватые - в пределах гумусового слоя имеют уплотненный солонцеватый горизонт с содержанием обменного Na более 5% от емкости; выделяются среди обыкновенных и южных черноземов.

Осолоделые - характеризуются наличием белой присыпки в гумусовом слое, потечностью гумусовой окраски, лакировкой и примазками по граням структуры в нижних горизонтах, иногда наличием обменного Na; распространены среди типичных, южных и обыкновенных черноземов.

Глубинно-глееватые - развиты на двучленных и слоистых породах, а также в условиях сохранности глубинной зимней мерзлоты(Средняя и Восточная Сибирь)

Слитые - развиты на иловато-глинистых породах в теплых фациях, характеризуется высокой плотностью горизонта В. Выделяется среди горизонтов лесостепи.

Неполноразвитые - имеют слаборазвитый(неполный) профиль в связи с их молодостью и формированием на сильно скелетных или хрящевато-щебнистых породах.

На виды все черноземы делятся по следующим признакам:

По мощности гумусового слоя - сверхмощные(>120см), мощные(120-80 см), среднемощные(80-40см), маломощные(40-25см) и очень маломощные(<25см);

По содержанию гумуса - тучные(<9%), среднегумусные(9-6%), малогумусные(6-4%) и слабогумусные(<4%)

Черноземные почвы лесостепи

Черноземные почвы в лесостепной зоне представлены оподзоленными, выщелоченными и типичными черноземами.

Черноземы оподзоленные. В гумусовом слое имеют остаточные признаки воздействия подзолистого процесса в виде белесой присыпки - главного отличительного морфологического признака этого подтипа. Гумусовый профиль оподзоленных черноземов серой, реже тмного-коричневой окраски в горизонте А и заметно светлее в горизонте В. Белесая присыпка при обильном ее содержании придает профилю чернозема седовато-пепельный оттенок. Карбонаты залегают значительно ниже границы гумусового слоя(обычно на глубине 1.3-1.5 м).

При классификации оподзоленных черноземов на виды, помимо деления по мощности и гумусированности, они подразделяются по степени оподзоленности на слабооподзоленные и среднеоподзоленные.

Черноземы выщелоченные. В отличие от оподзоленных не имеют в своем гумусовом слое кремнеземистой присыпки. Горизонт А темно-серой или черной окраски, с отчетливо выраженной зернистой или комковато-зернистой структурой, рыхлого сложения. Мощность колеблется от 30 до 50 см. Характерная особенность выщелоченных черноземов - наличие под горизонтом В1 выщелоченного от карбонатов горизонта В2. Этот горизонт имеет ясно выраженную бурую окраску, гумусовые затеки и примазки. Распределение выщелоченных черноземов по конкретной территории связано с условиями рельефаи механическим составом пород. Черноземы сильновыщелоченные обычно приурочены к различного рода понижениям участкам рельефа - нижние части пологих склонов и их шлейфы. Чем легче механический состав черноземов, тем сильнее они выщелачиваются.

Черноземы типичные обычно имеют глубокий гумусовый профиль(>80 см, обычно 90-120 см и даже больше) и содержат карбонаты в гумусовом слое в виде мицелия или известковых трубочек. Карбонаты чаще появляются с глубины 60-70 см.

Черноземы степной зоны

Черноземы обыкновенные. Горизонт А темно-серой или черной окраски, с отчетливо зернистой или комковато зернистой структурой, мощностью 30-40 см. постепенно переходит в горизонт В1 - темно серый с ясно-буроватым оттенком, с комковатой или комковато-призматический структурой. Чаще всего мощность гумусового слоя у обыкновенных черноземов составляет 65-80см. Ниже горизонта В1 залегает горизонт В2, который часто совпадает с карбонатным иллювиальным горизонтом или очень быстро переходит в него.

Черноземы южные. Занимают южную часть степной зоны и непосредственно с темно-каштановыми почвами. Горизонт А мощностью 25-40см имеет темно-серую или темно-бурую окраску часто с небольшим коричневым оттенком, комковатой структуры. Горизонт В1 характеризуется ясной коричнево-бурой окраской, комковато-призматической структурой. Обща мощность гумусового слоя 45-60см. В иллювиальном карбонатном горизонте обычно отчетливо выражена белоглазка. Линия вскипания расположена в нижней части горизонта В1 или на границе гумусового слоя.

Тепловой, водный и питательный режимы

черноземный почва гумус питательный

Тепловой режим. Черноземные почвы благодаря темной окраске хорошо поглощают лучистую энергию солнца и длительное время сохраняют тепло, но в отдельных подзонах и фациях они заметно отличаются по тепловому режиму.

Водный режим. Урожай сельскохозяйственных культур в черноземной зоне определяется прежде всего содержанием в почве доступной растениям влаги. Эта зона недостаточного увлажнения. Даже в лесостепи вероятность засушливых и полузасушливых лет составляет около 40%. Поэтому на всем протяжении истории изучения черноземов особое внимание уделялось исследованию их водного режима. Изучением водного режима черноземов занимались А.А. Измаильский, Г. Н. Высоцкий, С.И. Долгов и др.

Водный режим черноземов лесостепи от такового черноземов степной зоны. Для черноземов оподзоленных, выщелоченных и типичных характерен периодически промывной водный режим.

На пахотных черноземных почвах по сравнению с целинными возможна значительная потеря воды из-за сноса снега и поверхностного стока талых вод. Сдувание снега приводит к более глубокому промерзанию почв, поэтому они позднее размерзают. Резкое снижение водопроницаемости неоттаявших слоев почвы сопровождается большими потерями влаги от поверхностного стока.

Питательный режим. Как уже отмечалось, в черноземных почвах валовое содержание питательных веществ очень высокое, что тесно связано с общими запасами гумуса и распределением его по профилю. Особенно много в этих почвах азота.

Питательный режим черноземов тесно связан с условиями их увлажнения. Содержание подвижных форм питательных веществ и их динамика сильно зависят от климата. Вида культур и приемов агротехники. Больше элементов питания во всех подтипах содержат хорошо окультуренные черноземы. Как правило больше подвижных форм питательных веществ содержится в пахотном слое.

Черноземные почвы отличаются высокой нитрификационной способность и могут никапливать значительные количества нитратов, особенно на чистых парах. Поздней осенью и ранней весной в черноземах происходит вымывание накопленных нитратов, поэтому весной озимые и ранне яровые культуры могут испытывать недостаток в азоте. Это явление сильнее выраженно на оподзоленных и выщелоченных черноземах, слабее - на южных. Черноземы типичные и обыкновенные занимают промежуточное положение.

Размещено на Allbest.ru