Черноземы

В степной зоне созданы идеальные условия для формирования самых плодородных почв России, представляющих собой большую сельскохозяйственную ценность, — черноземов. Большая часть российских черноземных земель приходится на Северный Кавказ, Мордовию, Курскую и Орловскую губернии, Нижнее Поволжье и Кубань; кроме того, черноземные почвы характерны для Южного Урала и Алтая, южной части Сибири.

Черноземы формируются в относительно сухом континентальном климате степей, с жарким летом и продолжительной зимой с умеренными морозами. Большая часть осадков выпадает в виде сильных дождей в конце весны и первой половине лета, что способствует кратковременному накоплению влаги в почве. Однако сильное испарение приводит к ее дефициту, благодаря чему питательные элементы, образованные в процессе разложения травы, накапливаются в почве, а не вымываются из нее даже во время сильных и затяжных дождей.

Сильное насыщение почвы влагой в весенний период вызывает обильный рост травянистой растительности, однако высокие летние температуры приводят к почти полному ее выгоранию уже к июлю—августу.

Процессы гниения обильно содержащихся в степях травянистого опада и корневой системы растений, на которую приходится более половины их массы, высокое содержание в опаде азота и других минеральных веществ, почти в 10 раз превосходящее почвы, находящиеся под лесом, и отсутствие процессов вымывания их из почвы приводят к их концентрация в ее толще.

Накоплению полезных веществ способствует и отсутствие деревьев, поглощающих львиную долю полезных веществ почвы в лесной зоне, а также климатические условия, характерные для степной зоны. В конце лета и осенью большая часть травянистой растительности опадает в почву, весной обильное таяние снегов приводит к развитию аэробных микроорганизмов, которые запускают процессы гниения и переработки отмерших частей растений в гумус. При этом кальций, поступающий в ходе перегнивания в почву, взаимодействуя с гуминовыми кислотами, с одной стороны, и кальциевыми отложениями горной породы под почвой — с другой, приводит к формированию устойчивых гуматов кальция. При отсутствии вымывания эти нерастворимые в воде соединения накапливаются в верхних слоях почвы.

С наступлением жаркого лета процессы разложения становятся слабее, гумусные кислоты и образованные при перегнивании соединения гуматов из-за недостатка влаги конденсируются и в процессе дальнейшего окисления приобретают более устойчивую к растворению форму. Осенью начинается новый этап перегнивания растительных остатков, который прекращается с наступлением холодного времени года. Благодаря такой четкой последовательности процессов разложения остатки богатой степной растительности не проходят полный цикл минерализации гуматов, а образуют слой дерна и помогают формированию комковатой структуры верхнего слоя почвы.

Обильное весеннее увлажнение почвы способствует частичному переносу кальциевых соединений в более глубокие слои почвы, благодаря чему происходят постепенное насыщение всех пластов чернозема микроэлементами и одновременная нейтрализация вновь образующихся в процессе гниения новых остатков растений гумусовых кислот. В итоге сложных химических процессов осуществляется наращивание гумуса в верхних слоях почвы, благодаря чему увеличивается содержание азота и других микроэлементов.

Высокое содержание гумуса и придает чернозему характерный черный цвет, а его структура представляет собой последовательное расположение 5 слоев. Первый слой — травяной войлок — можно увидеть невооруженным глазом у основания растений. Затем следует темно-серый слой перегноя с комковато-зернистой структурой, взрыхленной дождевыми червями и пронизанной остатками корней растений. За ним идут буро-серый слой со светловатыми вкраплениями карбонатов кальция, в котором также можно наблюдать остатки корневых частей растений. Далее за этим слоем располагается более светлый слой с небольшими вкраплениями гумуса, следом за которым находится основная порода, чаще представляющая собой тот или иной вариант суглинка.

Толщина черноземного слоя в зависимости от характера местности и климатических условий может достигать 100—180 см, а содержание гумуса в перегнойном слое — составлять 12—16 %. Калий и натрий, также присутствующие в перегное, чаще находятся в водонерастворимых соединениях, поэтому имеют тенденцию к накоплению в почве. Соли кальция, образованные в результате распада органики, частично вымываются из верхних слоев и накапливаются на небольшой глубине. Благодаря комковато-зернистой структуре черноземы отлично пропускают воздух и впитывают воду.

В зависимости от характера материнской породы, местных условий и климата черноземы делятся на 5 основных подтипов — от оподзоленного до южного:

оподзоленный чернозем встречается в зоне лесостепей на землях, ранее занятых лесом. Этот подтип по составу наиболее близок к темно-серым лесным почвам, но с увеличенным содержанием гумусного слоя, который может доходить до 80 см. Содержание гумуса в аккумулятивном слое достигает 10 %, структура почвы зернистая, цвет почвы темно-серый, в нижней части гумусно-аккумулятивного слоя наблюдается характерная кремнеземная присыпка, придающая почве серый оттенок;

выщелоченный чернозем наблюдается на низменных лугах южной окраины лесостепной зоны, и для него характерна выщелоченность гумусного слоя от карбонатов извести. В перегнойно-аккумулятивном слое отсутствует кремнеземная присыпка, мощность гумуса достигает 10 %. Толщина верхнего слоя колеблется в зависимости от районов от 40 до 150 см;

типичный чернозем характерен для южной половины лесостепей и юга степей и отличается высокой плодородностью. Содержание гумуса в перегнойном слое может достигать 12 %, а глубина горизонта — 120 см. Структура чернозема данного подтипа — комковато-зернистая;

обыкновенный чернозем наиболее типичен для средней полосы черноземной зоны с засушливым климатом, и ему присуща меньшая толщина гумусного слоя по сравнению с другими типами как следствие слишком сухого климата и недостатка влаги в почве. В среднем толщина гумусного слоя колеблется в пределах 60—80 см, содержание гумуса понижено до 8 %, цвет почвы темно-серый, структура может быть как комковато-зернистой, так и порошистой;

южный чернозем формируется в самой засушливой части степной черноземной зоны с характерной типчаково-ковыльной растительностью. Еще меньшее по сравнению со средней полосой черноземной зоны количество осадков ослабляет процесс накопления гумуса в почве, а относительно невысокая глубина проникновения влаги в почву приводит к уменьшению длины корней растений и как результат — к сокращению и самого плодородного почвенного слоя.

Следствием недостаточной подвижности карбонатов становится появление в земле на глубине 1,5—2 м гипсовых прожилок. Толщина гумусного слоя колеблется в пределах 40—60 см, содержание гумуса сокращается до 4 %, для верхнего слоя почвы характерны серый цвет и комковато-пылевая структура. Кроме того, южным черноземам свойственна слабощелочная реакция.

Кроме этих 5 подтипов, в южных районах страны при близости грунтовых вод формируются плодородные лугово-черноземные почвы с повышенным содержанием гумуса.