Чернозёмы лесостепей и степей: условия образования, морфологический облик, свойства, классификация, с/х использование.
Чернозёмы занимают 260 млн га (1,7% суши), из них 23 млн га – горные чернозёмы. Более половины этой площади – территория СНГ, где на долю чернозёмов приходится 8,6% всех почв (191 млн га). Значительные площади чернозёмов имеются в Румынии, Болгарии, Венгрии, Чехии, Словакии, Германии, где они не образуют чётких зон. Чернозёмы – молодые почвы. По А.В.Виноградову, они образовались в послеледниковый период 10-12 тыс лет назад, при чём возраст верхних горизонтов составляет менее 1 тыс лет, а возраст глубоких горизонтов – не менее 7-8 тыс лет.
Относительно происхождения черноземов были высказаны разные гипотезы, которые можно свести в три группы:• теория о растительно-наземном происхождении;• гипотеза о морском происхождении;• теория о болотном происхождении.
Основоположником первой теории был М.В. Ломоносов, который в 1763 г.
писал, что чернозем «произошел от согнитияживотних и растительных тел со временем». Эту теорию развивали А. Болотов (1791) и Ф. Рупрехт (1866). Последний в труд «Геоботанические исследования о черноземе» писал: «Чернозем представляет вопрос ботанический». При этом он не допускал образования чернозема из лесной растительности. В теорию Ф. Рупрехта внесли свои дополнения А.П.
Карпинский (1873), Г.И. Танфильев (1894), увязавшие образование чернозема с лессом.
В окончательном виде эту теорию разработал В.В. Докучаев (1883), который писал, что чернозем есть результат совокупной деятельности климата, растительности, рельефа и материнской породы и что он образовался после разложения травянистой степной растительности.
|
|
|
Затем в 1886 г. П.А. Костычев выяснил, что при образовании чернозема имеют значение корни многолетних трав, и именно поэтому темная окраска почв прекращается на границе образования корней. Таким образом, корни являются основными структурообразователями черноземов.
Согласно морской гипотезе, чернозем представляет собой продукт отложения морского ила, оставшегося после отступления Черного и Каспийского морей (Даллас, 1799; Петцольд, 1851), или продукт размывания и переотложения ледниковым морем черной юрской сланцевой глины (Мурчисон, 1862). Эта гипотеза в настоящее время не имеет сторонников.
Родоначальником теории болотного происхождения был Э.И. Эйхвальд (1850). Он считал, что чернозем произошел из болот и тундр, на которых росли низкие кустарники, осоки, злаки, камыш и другие болотные растения. Остатки этих растений с потеплением климата и послужили материалом для образования чернозема.
По-новому эту теорию изложил В.Р. Вильяме, который считал, что этот процесс может идти только на кислой алюмосиликатной породе и черноземы образовались при обсыхании торфяных болот. Этот вариант болотной гипотезы оценивается как несостоятельный, но сама болотная гипотеза не отвергается полностью, а рассматривается как первый шаг к созданию гипотезы палеогидроморфного прошлого черноземов, сторонником которой является В.А. Ковда (1974).
|
|
|
По современным представлениям; в образовании черноземов ведущим процессом является гумусово-аккумулятивный в сочетании с миграцией гидрокарбоната кальция в профиле. Протекание этих процессов обусловливает формирование мощного гумусового горизонта, накопление в нем элементов питания и оструктуривание, так как в почву попадает растительная биомасса, богатая азотом (1зольными элементами (7-8%), причем в опад поступает 40-60% общей биомассы (100-200 ц/га), из опада 40-60% приходится на корни.
Гумус лучше всего образуется при разложении богатого опада при нейтральной или щелочной реакции, в аэробных условиях, при сочетании с благоприятным температурным и водным режимом. Такие условия в черноземной зоне создаются весной и ранним летом. Гумификация идет в условиях избытка Са(НСО3)2, что способствует накоплению гуматов кальция, а в составе гумуса преобладают гуминовые кислоты. В нем почти полностью отсутствуют свободные фульвокислоты, которые к тому же более сложны по составу по сравнению с подзолистыми почвами В период летнего иссушения гумификация ослабевает, при этом снижаются темпы минерализации гуминовых кислот и усиливаются процессы усложнения их молекулы. Разложение почвенных минералов из-за отсутствия свободных гуминовых кислот затруднено. Значительную долю в составе гумуса имеют органо-минеральные соединения, что способствует образованию агрономически ценной структуры.
|
|
|
В результате для черноземов характерно наличие мощного гумусового горизонта с высоким содержанием гумуса, постепенно убывающего с глубиной, и карбонатно-аккумулятивного горизонта под ним, хотя встречаются и бескарбонатные черноземы.
В общем виде профиль целинного чернозема имеет следующее строение:
А0 — степной войлок; А — гумусовый горизонт, темноокрашенный, с зернистой структурой; АВ — гумусовый горизонт, темноокрашенный, с некоторым побурением, с темно-бурыми затеками, пятнами, структура ореховатая или комковато-зернистая; В — переходный горизонт бурого цвета с затеками гумуса, в оподзоленных и выщелоченных черноземах разделяется наподгоризонты Вт в верхней части, Вk — в нижней, в других подтипах выделяется как Вca; С — материнская порода, обычно Сk.
|
|
|
Условия черноземообразования зависят от фациальных особенностей. Черноземы субконтинентальной или западной фации распространены на территории Германии, Польши, Венгрии, Молдавии, Южной Украины и Предкавказья, где развиваются в условиях короткой, теплой и влажной зимы, теплого лета и сухой осени. В результате образуется мощный гумусовый горизонт 100 -200 см в типичных и 70 -100 см в обыкновенных черноземах. В них содержится от 0,5% в верхней части до 4-6% карбонатов: на глубине в виде налетов, в виде паутинок в верхних горизонтах, мицеллярной формы – в нижних. Черноземы этой фации называют мицеллярно-карбонатными или миграционно-карбонатными. Черноземы континентальной фации образуют широкий пояс степных почв от Волги до предгорий Алтая. По сравнению с западной фацией они более гумусны, но имеют укороченный гумусовый горизонт. Для большинства этих почв характерны легкорастворимые соли и солонцеватость. Карбонаты выделяются сверху в виде пятен, книзу – в виде журавчиков в типичных черноземах, в форме мицелия и белоглазки – в обыкновенных.Черноземы резко континентальной фации (Восточная Сибирь и Центральная Азия) маломощные и малогумусные, засоление небольшое. Характерны надмерзлотноеоглеение и мучнистая форма карбонатов. По запасам гумуса они в 2,0-2,5 раза беднее черноземов континентальной фации (200-300 т/га). Широко распространены бескарбонатные и малокарбонатные виды. При распашке в черноземах сильно уменьшается содержание гумуса, ухудшается структура, что требует мероприятий по их охране от деградации.
На виды черноземы делятся:
- по мощности гумусового слоя — сверхмощные ( 120 см), мощные (120—80 см), среднемощные (80—40 см), маломощные (40—25 см), очень маломощные ( 25 см);
- по содержанию гумуса — тучные ( 9%), среднегумусовые (9—6%), малогумусовые (6—4%) и слабогумусированные ( 4%);
- по степени выраженности сопутствующего процесса (слабо-, средне-, сильновыщелоченные; слабо-, средне-, сильносолонцеватые и др.).
Черноземы лесостепи представлены оподзоленными, выщелоченными и типичными, соответственно расположенными в северной, центральной и южной частях зоны.
Профиль оподзоленных черноземов имеет следующее строение:
А (Ап ) – A1 – A1B – Вт – Вк– Ск. Главным отличительным признаком этого подтипа является белесая присыпка в гумусовом слое, цвет которого серый или темно-серый. Белесая присыпка имеется и в горизонте В, который залегает ниже 120—150 см и постепенно переходит в карбонатную породу Ск. Мощность гумусового слоя (A1+A1B) меняется от 30 до 70 см. Выщелоченные черноземы присыпки не имеют, мощность горизонта A1 30— 50 см, нижняя граница горизонта B1 — на глубине 70-60 см. Для этих черноземов характерно наличие выщелоченного от карбонатов горизонта Вг, который имеет буроватую окраску с затеками гумуса. Переход в горизонт ВС или С отчетливый, на границе – скопление карбонатов в виде прожилок, известковой плесени.
Типичные черноземы (A-AB1-B1к-B2к-(BC)-Cк) имеют гумусовый профиль мощностью 90—120 см и более, карбонаты появляются на глубине 60–70 см (в нижней части горизонта AB1 или В2 в виде журавчиков, мицелия, трубочек).
Черноземы степной зоны представлены обыкновенными и южными черноземами.
Черноземы обыкновенные имеют темно-серый или черный горизонт с отчетливой зернистой или комковато-зернистой структурой, мощностью 30–40 см. Он постепенно переходит буроватый горизонт B1 такой же мощности. Ниже залегает горизонт В2 с гумусовыми затеками, переходящий в горизонт Вк в котором карбонаты представлены в форме белоглазки. Последнее является диагностическим признаком для данного подтипа. Черноземы южные распространены в южной части степи и граничат с темнокаштановыми почвами. Имеют общую мощность гумусового слоя (A+B1) 45–60 см, в горизонте Вк– белоглазка, линия вскипания расположена на границе гумусового слоя. В нижних горизонтах на глубине 1,5—2,0 м содержат часто гипс, иногда – легкорастворимые соли. Возможна осолонцеватость при невысоком содержании обменного натрия в почвенном поглощающем комплексе. Часто вскипают с поверхности.
Состав и свойства.Несмотря на разнообразие черноземов по гранулометрическому составу, для них характерны и общие свойства.
1. Нет существенных изменений гранулометрического состава по профилю. В минералогическом составе преобладают первичные минералы, среди вторичных – монтмориллонит. В илистой фракции содержатся окристаллизованные полутораоксиды железа и алюминия, высокодисперсный кварц.
2. Однородность валового химического состава по профилю, иллювиальный характер распределения карбонатов.
3. Аккумуляция гумуса, азота, фосфора, серы, микроэлементов в гумусовом слое и их постоянная убыль с глубиной. В составе гумуса преобладают гуминовые кислоты (Сгк :СфК>1,5), связанные с кальцием. Максимальное содержание и запас гумуса имеют глинистые и тяжелосуглинистые черноземы.
4. Черноземы имеют благоприятные физико-химические свойства, так как характеризуются высокой емкостью поглощения (60–70 мэкв/100 г), насыщенностью основаниями до 96% и вьше, в составе которых на долю кальция приходится до 85%, на долю магния – до 15–25%. Доля натрия может составлять 3–15% ЕКО.
Гидролитическая кислотность варьирует до 5–7 мэкв, она более высокая в оподзоленных и выщелоченных подтипах.
5.От других почв черноземы отличаются благоприятными физическими и физико-механическими свойствами благодаря высокой гумусированности и оструктуренности. В результате они имеют рыхлое сложение, высокую влагоемкость и теплоемкость, хорошую водопроницаемость.
6. Зона распространения черноземов – зона недостаточного увлажнения. Для черноземов лесостепи характерен периодически промывной режим, для черноземов степи – непромывной. Поэтому все агротехнические мероприятия должны быть направлены на накопление и сохранение запасов влаги.
7. Черноземы отличаются от других почв высокой биологической активностью, особенно при содержании их в виде черного пара, что может сопровождаться потерями нитратов.
Среди черноземов встречаются пятна лугово-черноземных почв, образовавшихся в понижениях рельефа в условиях повышенного увлажнения. Их профиль близок к профилю черноземов (A1–(АВ)–B1–В2–С), они делятся на луговато-черноземные и лугово-черноземные. Последние отличаются более интенсивной (черной) окраской верхней части гумусового слоя. Эти почвы, за исключением солонцеватых и солончаковых, высокоплодородные, в них содержится 8–10% гумуса или 600–700 т/га запасов гумуса в слое 1 м. В составе гумуса преобладают гуминовые кислоты первой группы, они имеют отношение C:N, что обусловливает их более высокое плодородие по сравнению с черноземными почвами той же подзоны.
С/х использование.Черноземы земного шара — наиболее освоенные почвы. Эти почвы плодородны, на них базируется устойчивость земледелия. На этих почвах выращивают ценные зерновые культуры, в том числе твердые пшеницы, кукурузу, а также сахарную свеклу, подсолнечник, разбивают сады и виноградники. К сожалению, реализации потенциального плодородия этих почв препятствуют неустойчивый водный режим, частые засухи, эрозия. Поэтому главными мероприятиями являются методы регулирования водного режима созданием полезащитных полос, организацией территории, системой агротехнических приемов по накоплению и сохранению влаги, проведением снегозадержания и др. Для защиты от водной и ветровой эрозии необходимы почвозащитные севообороты, безотвальная и минимальная способы обработки почвы, кулисные посевы, террасирование склонов и др. Черноземы богаты питательными элементами, но и на этих почвах необходимо вносить минеральные, прежде всего фосфорные и азотные, а также органические удобрения, без которых невозможно удержать содержание гумуса на уровне исходных значений. На черноземах лесостепи эффективно известкование, на солонцеватых — гипсование. При сельскохозяйственном использовании черноземов необходимо знать о количественных значениях агрохимических, агрофизических и биологических показателей, определяющих уровень окультуривания.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 706; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!