Суббореальный пояс. Лесостепной зоны

Суббореальный пояс занимает 1,5 млрд га, что составляет 14,9% общей площади суши. Большая часть пояса расположена в Северном, меньшая – в Южном полушарии. Зональные типы почв этого пояса: черноземы лесостепи и степи, каштановые сухих степей, бурые полупустынные, серо-бурые пустынные. Среди них встречаются лугово-черноземные, лугово-каштановые почвы, солонцы, со лончаки, солоди, в отдельных провинциях – серые и бурые лесные.

Черноземы занимают 1,7% суши (260 млн га), в том числе млн га — горные черноземы. Более половины этой площади расположено в СНГ, где на долючерноземов приходится 8,6% всех почв (191 млн.га). Значительные площади черноземов имеются Румынии, Болгарии, Венгрии, Чехословакии, Германии, где они не образуют четких зон. На их долю приходится 2,59% площади Североамериканского континента.

Черноземы – молодые почвы. По А.П. Виноградову (1969) они образовались в последниковый период, 10—12 тыс. лет назад, причем возраст гумуса верхних горизонтов составляет не менее 1 тыс. лет, а возраст глубоких горизонтов – не менее 7-8 тыс. лет.

На территории СНГ черноземные почвы распространены в виде широкого пояса от низовий Дуная до Алтая и далее на восток отдельными массивами до Хингана. Такая широтная и особенно меридиональная протяженность определили неоднородность природных условий, которые обусловили выделение трех главных фаций почв. Они отличаются по степени выраженности главных процессов, строению профиля, на что оказало влияние изменение гидротермического коэффициента при движении с запада на восток. Это фации: западная — субконтинентальная; центральная — континентальная; восточная — крайне континентальная. По мере передвижения с запада на восток увеличивается сухость климата и его континентальность, так как зимние температуры понижаются, а летние остаются на одном уровне. Более мягкий климат в лесостепи: средняя температура июля < 23-25 °С на западе до 19-21 °С на востоке, января — от -4 до —25—27 °С.

Продолжительность периода с температурой выше 10 °С на западе лесостепи 150—180, на востоке — 90—120 дней а в степной зоне соответственно 140—180 и 97—140 дней. Сумма активных температур в лесостепи от запада к востоку изменяется с 2400-3200 до 1400-1600, а в степной зоне - от 2300-: до 1500-2300 °С.

Осадков выпадает больше в Предкавказье -500-600, в Поволжье — 300-400, Северном Казахстане 300-350 мм.

Коэффициент увлажнения на севере лесостепи около 1, в степной зоне – 0,5-0,6, т.е. полупромывной тип водного режима в лесостепи меняется на непромывной в степи.

Рельеф в европейских провинциях меняется от равнинного к равнинноувалистому и увалистому, в предгорных областях Алтая и Восточной Сибири

равнинно-волнистый и увалистый.

Преобладающими почвообразующими породами являются лессы, лессовидные и карбонатные суглинки. Гранулометрический состав преимущественно суглинистый. В Западно-Сибирской, Среднерусской и Казахстанской провинциях встречаются засоленные породы.

По характеру растительности в черноземной зоне СНГ выделяют лесостепь с луговой степью и остепненными лугами, разнотравно-дерновинно-злаковую и дерновинно-злаковую степь. Важнейшим признаком зоны является отсутствие леса и преобладание в составе растительного покрова многолетних, преимущественно плотнодерновинных злаков (ковыли, типчак, житняк и др.).

По водоразделам и речным террасам в Западной Сибири и Казахстане встречаются березовые колки, в европейской части – дубы. В настоящее время природная растительность сохранилась на небольших участках, так как основные массивы черноземных почв давно распаханы.

Большую роль в формировании черноземов играет мезофауна, особенно дождевые черви и землерои (суслики, сурки, полевки), число которых на пашне резко сокращается, но при этом возрастает численность микрофлоры.

Генезис черноземов. 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 что чернозем «произошел от согнития животних 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 образо вались 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 которойявляется 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 (1-1,5%), зольными элементами (7-8%), причем в опад поступает 40-60% общейбиомассы (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 снижа ются темпы минерализации гуминовых кислот и усиливаются процессы усложне-

ния 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: О — степной войлок; А — гумусовый горизонт темноокрашенный с зерни-

стой 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 t подгоризонты Вт в верхней части, Вса — в нижней, в других подтипах выделяется как Вca; С — материнская порода, обычно Сса.

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 надмерзлотное оглеение 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.

Классификация черноземов. Современное разделение черноземов на подтипы и роды приведено в табл. 18.2.

Обычные роды развиты во всех подтипах; слабодифференцированные — на супесчаных и песчаных породах, где типичные признаки черноземов выражены слабо; глубоковскипающие вскипаютглубже обычных черноземов; бескарбонатные развиты на породах, бедных силикатным кальцием; карбонатные имеют карбонаты по всему профилю; солонцеватые в пределах гумусового слоя имеют уплотненный горизонт, содержащий 5% и более обменного натрия; осолоделые имеют белесую присыпку в гумусовом слое; глубинно-глееватые развиты на двухчленных слоистых породах в условиях глубинной вечной мерзлоты; слитые на иловато-глинистых породах в теплых фациях, имеют слитость в горизонте В; неполноразвитые — слаборазвитый профиль из-молодости либо из-за формиро- вания на сильноскелетных и хрящевато-щебнистых почвах.

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 южнойчастях зоны.

Профиль оподзоленных черноземов имеет следующее строение:

А (Апах) – 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-B1Ca-B2ca-(BC)-CK) 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 южнойчасти 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.

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 гумино вые 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.

Сельскохозяйственное 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, терра-

сирование 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 невозможноудержать 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. По степени окультуренности они разделены на три вида на уровне подтипов.Низшие уровни (род, вид, разновидность) учтены при характеристике степени окультуренности.