Черноземы

С - почвообразующая порода. Таким образом, общая мощность чернозема как типа почвообразования определяется горизонтами A+AB+B+B_Ca+C_Sa или А+АВ+В+В_Са. Она простирается до материнской породы С и составляет у разных подтипов от 150 до 450 см. Самые мощные в мире черноземы наблюдаются в районе Краснодара. Это выщелоченные и типичные подтипы. Кроме общей мощности всего профиля, обозначают отдельно мощность гумусовых горизонтов, А+АВ, нижняя граница которых совпадает с содержанием гумуса около 1,0%. В быту мощность чернозема ассоциируется с мощностью гумусовых горизонтов. В классификации принято видовое разделение на маломощные, среднемощные, мощные и сверхмощные черноземы именно по мощности А+АВ.

Типовое строение чернозема характерно для рода обычные.  Другие черноземы имеют те или иные отклонения (И.Д. Щеглов, 2009).

 

1.3. Свойства черноземов 

 

Чернозёмы обладают хорошими водно-воздушными свойствами, отличаются комковатой или  зернистой структурой, содержанием  в почвенном поглощающем комплексе  от 70 до 90 % кальция, нейтральной или  почти нейтральной реакцией, повышенным естественным плодородием, интенсивной  гумификацией и высоким, порядка 15 %, содержанием в верхних слоях  гумуса.

Чернозем в своем составе  имеет самое большое количество гумуса, что и определяет его высокие  плодородные свойства. Так же чернозем содержит большое количество других полезных веществ, необходимых растениям: азот, сера, фосфор, железо. Чернозем имеет  плотную комковатую структуру, самый  плодородный южный чернозем даже называют "жирным".

Из-за плодородности, чернозем всегда очень ценился во всем мире. И  сейчас чернозем - лучший вид грунта для выращивания овощей, фруктов, ягод. Для некоторых растений в чернозем следует примешивать торф, песок или компост, для разрыхления почвы, так как сам по себе чернозем не отличается высокой рыхлостью (География природы. Черноземы…).

 

1.3.1 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) (В.И. Кирюшин, 2010).

 

1.3.2 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) 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%.

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.

В целом черноземы типичные 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 (Классификация чернозема…).

 

 

 

 

Таблица 1. Агрегатный состав черноземов (Вологжанина Т.В., 1974)

№№ разрезов	Горизонт и глубина,см	Размеры фракций мм, %
		10-5	5-3	3-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	<0.25	0.25-10.0
4	Ап 0-20	1,3	5,0	13,0	32,3	16,2	6,9	25,3	74,7
7	Ап 0-29	0,0	1,1	5,2	25,6	10,4	5,4	52,3	47,7
17	Ап 0-24	0,6	1,7	2,5	8,4	16,7	6,1	64,0	36,0
29	Ап 0-20	15,5	4,7	7,0	7,3	15,2	16,3	34,0	66,0
80	Ап 0-23	0,0	0,9	1,3	4,2	16,6	20,0	57,0	43,0
96	Ап 0-25	0,6	4,7	12,7	33,0	17,8	7,9	23,3	76,7
42М	Ап1 4-38	2,0	2,5	4,5	14,1	31,4	10,7	34,8	65,2

Данные агрегатного анализа (табл.1) указывают, что дерновый горизонт черноземов довольно хорошо оструктурен. В то же время почвы находящиеся под  пашней, в большинстве случаев  от длительной распашки слабо оструктурены или бесструктурны. В черноземах значительное количество водопрочных  агрегатов. Обращает на себя внимание так же высокая агрегатированность черноземов находящихся под многолетними травами, хотя в некоторых случиях пахотный слой может быть значительно распылен.

 

1.3.3. Химический и минеральный  состав чернозема

 

Гумус иногда составляет до 15% черноземов, причем на глубине, где корней растений меньше, его концентрация понижается. В гумусе содержатся гуминовые кислоты, связанные с кальцием, что обуславливает  водопрочность структуры чернозема. Благодаря им, внутри не подвергшегося  воздействию человека чернозема  создается водно-воздушный режим, на пашнях же верхний слой чернозема  разбит, а его структура разрушена. Реакция перегнойно-аккумулятивных горизонтов черноземов близка к нейтральной (pH 6,5-7,5), иллювиальных карбонатных горизонтов — слабощелочная (pH 7,5-8,5).

Чернозем имеет большую емкость  обмена: у разных его подтипов с  различным механическим составом  она составляет 35-55 мг-экв на 100 г почвы. Чем глубже, тем емкость обмена становится меньше. Основные  минералы среди обменных оснований – кальций, составляющий от 75 до 80% емкости и магний, емкость которого достигает 15-20%.

Нередко на юге чернозем в числе  своих обменных оснований содержит незначительное количество натрия, а  на севере – поглощенный водород.

Необычайное плодородие чернозема общеизвестно. Нередко после непрерывной обработки в течение десятков лет он все-таки дает прекрасные урожаи, достигающие 20см. Такое плодородие и неистощимость обуславливаются богатством его питательными веществами и гумусом, который создает благоприятные физические условия. Содержание гумуса колеблется между 4-16%; чаще оно равно 8— 9%. В Европейской России содержание перегноя убывает в направлении с востока на запад и от центра черноземной полосы, так называемой оси, к северной и южной периферии. Природа гуминовых веществ еще не вполне изучена; известно только, что в Черноземах содержатся соли темноцветной гуминовой кислоты нейтральные, слаборастворимые и, вообще, стойкие. Содержание азота в перегоне равно, в среднем, 5%, тогда как во всей почве его около 0,5%. Минеральная часть чернозема ниже, чем в каких-либо других почвах, и колеблется между 80 и 90%, причем на долю песка приходится обыкновенно 40-50%. Количество глины может достигать 40%. Содержание карбонатов извести в верхних горизонтах обыкновенно незначительно — всего около 1-2%, но иногда, при условии залегания на известковых породах, достигает 10% и более. Количество веществ более подвижных (так называемых цеолитных), извлекаемых 10% горячей соляной кислотой, колеблется между 15 и 35%. Общий валовой состав чернозема, в среднем, таков: кали — около 2-3%; извести — 1-2%; фосфорной кислоты — 0,1-0,3%; окиси железа — 4%; глинозема — 12-15%; кремнезема — 6 0-65%. По сравнению с другими типами почв, последние два элемента в черноземах обладают большей растворимостью в кислотах соляной и серной. В связи с благоприятным химическим составом находится и поглотительная способность чернозема, равная, в среднем, 30-40% (З.М. Азизов, 2011)

 

1.3.4. Физические свойства 

 

По своему механическому составу  чернозем, большей частью, относится  к почвам глинистым и суглинистым: отношение глины к песку варьирует  в нем между 1:1,5 и 1:4. При нетронутой зернистой структуре такое значительное количество мелких глинистых веществ  не создает неблагоприятных условий  для растений, но при распашке и  при известных климатических  условиях оно нередко ведет к  неурожаю. Некоторой компенсацией служит богатство чернозема гумусом, который, вообще говоря, улучшает физические свойства почвы, в особенности отношение  ее к теплу и влаге. Влагоемкость чернозема  колеблется между 30% (для  песчаных разновидностей) и 65%. Водопроницаемость  же и проветриваемость  для щелеватых  черноземов невысока. Таким образом, распахиваемый чернозем чрезвычайно  отзывчив на всякие климатические изменения  и вот почему нередко почвы  более бедные, песчанистые в известные  года дают урожаи большие, чем он (Г.И. Уваров, 1989).

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2. Водно-физические свойства черноземов (Вологжанина Т.В., 1974)

Горизонт и глубина, см	Гумус, %	Частиц <0,001мм, %	Объемный вес	Удельный вес	Пористость, %			Капил. Пористость в % от общей	Полн. Влагоемкость, % (ПВ)	Капил. Влагоемкость, % (КВ)	Макс. Гигр., % (МГ)	Влажн. Завядания, % (ВЗ)	Диапазон активной влаги, %
			г/см3		общая	капиллярная	Некапиллярная
Ап 0-10	12,7	16,4	0,81	2,44	66,8	36,4	30,4	54,5	82,5	62,7	10,8	16,2	46,5
Ап 10-20	12,7	16,4	0,83	2,45	66,1	33,1	30,0	50,1	79,7	60,4	10,8	16,2	44,2
А1 20-30	8,3	17,0	0,86	2,51	65,8	36,6	29,2	55,6	76,5	56,4	10,8	16,2	40,2
В1 40-50	1,4	25,7	1,01	2,65	61,9	35,7	26,2	57,7	61,3	35,3	9,4	14,1	21,2
В2 80-90	0,9	32,6	1,26	2,68	53,0	33,9	19,1	64,0	42,1	35,8	9,2	13,8	22,0
В2С 124-134	0,7	31,7	1,32	2,77	52,4	32,8	19,6	62,6	39,7	38,1	8,8	13,2	24,9

Данные таблицы 2 указывают на высокую  максимальную гигроскопичность чернозема (МГ), что свидетельствует о значительном содержании в нем физиологически усвояемой влаги. Высокую адсорбционную способность данных почв Н. А. Качинский связывает с минералогическим составом и особой формной гумуса (сырой гумус). Влажность завядания, на основании проведенных им исследований, в среднем равняется полуторной величине максимальной гигроскопичности почвы. В соответствии с этим черноземы характеризуются высокими показателями «мертвого» запаса воды. Так же они обладают высокой водопроницаемостью. Наименьшая величина объемного и удельного веса твердой фазы почвы наблюдается в верхнем горизонте и постепенно возрастая при движении к материнской породе. Это обусловлено распределением гумуса по вертикальному профилю, структурным состоянием, механическим и минералогическим составом, а так же степенью выраженности иллювиального процесса. Объемный вес пахотного слоя и дернового горизонта изменяется от 0,81-0,86: такие показатели присущи почвам с богатым органическим веществом.

 

1.3.5. Физико-химические свойства

 

Емкость обмена зависит от степени  гумусированности и содержания глинистыx 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 легкосуглинистые среднемощные

41-43 мг-экв*100г  почвы

Среднегумусные  мощные и тяжелосуглинистые среднемощные

37-39 мг-экв*100г  почвы

Малогумусные  и среднегумусные среднесуглинистые

33-35 мг-экв*100г  почвы

Малогумусные  и среднегумусные среднесуглинистые

25-29 мг-экв*100г  почвы

        С глубиной суммы 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.