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 темно-серой окраски в горизонте А и заметно светлее в горизонте В. Белесая присыпка при обильном ее содержании придает профилю чернозема седовато-пепельный оттенок. Обычно она в виде белесоватого налета как бы припудривает структурные отдельности в горизонте В1, но при сильной оподзоленности белесый оттенок бывает и в горизонте А.
Карбонаты залегают значительно ниже границы гумусового слоя (обычно на глубине 1,3-1,5 м). Поэтому в оподзоленных черноземах под гумусовым слоем выделяется буроватый или красновато-бурый выщелоченный от карбонатов иллювиальный горизонт ореховатой или призматической структуры с отчетливой лакировкой, гумусовыми примазками и белесой присыпкой на гранях. Постепенно эти признаки ослабевают, и горизонт переходит в породу, содержащую на некоторой глубине карбонаты в виде известковых трубочек, журавчиков. Разделяются на роды – обычные, слабодифференцированные, слитые, бескарбонатные.
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 черноземов не имеют кремнеземистой присыпки в гумусовом слое.
Горизонт А темно-серой или черной окраски, с отчетливо выраженной зернистой или зернисто-комковатой структурой, рыхлого сложения. Мощность его колеблется от 30-35 до 40-50 см. Нижняя граница горизонта В1 залегает в среднем на глубине 70-80 см, но иногда может проходить и ниже. Характерная морфологическая особенность выщелоченных черноземов – наличие под горизонтом В1 выщелоченного от карбонатов горизонты В2. Этот горизонт имеет ясно выраженную буроватую окраску, гумусовые затеки и примазки, ореховато-призматическую или призматическую структуру. Переход в следующий горизонт – ВС или С – обычно отчетливый, и граница выделяется по скоплению карбонатов в виде известковой плесни, прожилок.
Основные роды – обычные, слабодифференцированные, бескарбонатные, глубинно-глеевые, слитые.
Черноземы типичные. Обычно имеют глубокий гумусовый профиль (90-120 см и даже больше) и содержат карбонаты в гумусовом слое в виде мицелия или известковых трубочек. Карбонаты появляются чаще с глубины 60-70 см. Для более детальной морфологической характеристики гумусового слоя выделяется ниже горизонта А два переходных по гумусовой окраске горизонта – АВ1 и В1.
Горизонт АВ1 темно-серый со слабым, буроватым оттенком книзу, а В1 уже отличается отчетливым бурым оттенком. В нижней части горизонта АВ1 или чаще всего в горизонте В1 видны выцветы карбонатов.
Горизонт В2 (ВС) и порода содержат карбонаты в форме мицелия, известковых трубочек и журавчиков.
Разделяются на следующие роды: Обычные, бескарбонатные, глубоковскипающие, карбонатные осолоделые.
Черноземы степной зоны
Черноземы в степной зоне представлены обыкновенными и южными черноземами.
Черноземы обыкновенные. Горизонт А темно-серый или черный, с отчетливой зернистой или комковато-зернистой структурой., мощностью 30-40 см. Постепенно переходит в горизонт В1 – темно-серый с ясным буроватым оттенком, с комковатой или комковато-призматической структурой. Чаще всего мощность гумусового слоя у обыкновенных черноземов составляет 65-80 см.
Ниже горизонта В1 залегает горизонт гумусовых затеков В2, который часто совпадает с карбонатным иллювиальным горизонтом или очень быстро переходит в него. Карбонаты здесь в форме белоглазки. Этот признак отличает обыкновенные черноземы от ранее рассмотренных подтипов.
Подтип обыкновенные черноземы делится на роды: обычные, карбонатные, солонцеватые, глубоковскипающие, слабодифференцированные и осолоделые.
Черноземы южные занимают южную часть степной зоны и непосредственно граничат с темно-каштановыми почвами.
Горизонт А мощность 25-40 см имеет темно-серую или темно-бурую окраску часто с небольшим коричневым оттенком, комковатой структуры. Горизонт В1 характеризуется ясной коричнево-бурой окраской, комковато-призматической структурой. Общая мощность гумусового слоя (А+В1) 45-60 см.
В иллювиальном карбонатном горизонте обычно отчетливо выражена белоглазка. Линия вскипания расположена в нижней части горизонта В1 или на границе гумусового слоя.
Южные черноземы подразделяются на следующие роды: обычные, солонцеватые, карбонатные, глубоковскипающие, слабодифференцированные и осолоделые.
3. Состав и свойства черноземных почв
3.1 Механический и минералогический состав
Черноземные почвы весьма разнообразны по механическому составу, что определяется составом почвообразующих пород.
Общая особенность почв черноземного типа – отсутствие заметных изменений механического состава в процессе почвообразования. Лишь в оподзоленных черноземах и частично в 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 минералов в большинстве черноземных почв встречаются минералы монтмориллонитовой и гидрослюдистой групп, в которых доминирует монтмориллонит.
В илистой фракции черноземов содержатся также окристаллизованные полуторные окислы, аморфные вещества и небольшое количество высокодисперсного кварца.
Высокодисперсные минералы распределены по профилю равномерно. Различие в минералогическом составе черноземов связано с особенностями пород и условиями выветривания первичных минералов.
3.2 Физико-химические свойства черноземных почв
Химический состав.
Важнейшие его особенности – богатство черноземов гумусом, биогенная аккумуляция в гумусовом профиле элементов питания растений. Относительная однородность валового состава минеральной части по профилю, иллювиальный характер распределения карбонатов и выщелоченность почв от легкорастворимых солей.
В распределении гумуса наблюдается постепенное уменьшение его содержания с глубиной, что подчеркивает теснейшую связь гумусообразования с распределением корневых систем травянистой растительности. Гумус черноземов в воде растворим мало.
Содержание гумуса сильно зависит от условий почвообразования и механического состава материнских пород. Максимальные запасы гумуса имеют глинистые и тяжелосуглинистые типичные, обыкновенные и выщелоченные черноземы центральной фации.
В соответствии с содержанием гумуса колеблется и количество азота (0,2-0,5%). Валовое содержание кремнекислоты и полутораокисей равномерно по профилю, что свидетельствует об отсутствии процессов разрушения почвенных минералов. Небольшое обеднение R2O3 и обогащение кремнекислотой верхней части профиля отмечаются в оподзоленных и в меньшей мере в выщелоченных черноземах, а также у солонцеватых и осолоделых обыкновенных и южных черноземов, что связано с особенностями их генезиса.
Иллювиальный характер распределения карбонатов кальция в черноземах обусловлен особенностями их водного и термического режимов, динамики СО2 в почвенном воздухе и почвенном растворе. Весной, в период наибольшего развития нисходящих токов, происходит вымывание карбонатов. Однако если оно не достигает глубины максимального промачивания, как это отмечается для легкорастворимых солей, а задерживается из-за очень слабой растворимости карбонатов кальция и низких концентраций углекислоты в почвенном воздухе и почвенном растворе, поскольку в это время в почве еще не протекают активные биологические процессы. Последующее повышение температуры активизирует дыхание корней и активизирует деятельность микроорганизмов, что приводит к увеличению концентрации СО2 в почвенном растворе и, как следствие, к большему образованию бикарбоната кальция, который с восходящими токами начинает подниматься вверх по профилю. Вследствие повышения температуры при движении растворов вверх по профилю и удалению углекислоты бикарбонат переходит в карбонат и выпадает из раствора. Выпадение карбонатов по мере их поднятия с восходящими токами также связано с расходом воды на испарение и потребление растениями.
Так складывается характерное для черноземов сезонное колебание верхней границы распространения карбонатов: она опускается весной и осенью и опускается летом. Масштабы этих колебаний зависят от зональных и фациальных условий почвообразования, а также от механического состава почв.
Богатство черноземов гумусом, интенсивная миграция биогенного кальция определяют их благоприятные физико-химические свойства: черноземы характеризуются высокой емкостью поглощения, насыщенностью поглощающего комплекса основаниями, близкой к нейтральной реакцией верхних горизонтов и высокой буферностью. В составе обменных катионов главная роль принадлежит кальцию. Магний составляет 15-20% от суммы. В оподзоленных и выщелоченных черноземах в поглощающем комплексе присутствует водород и гидролитическая кислотность может достигать заметной величины. В обыкновенных и южных черноземах в составе поглощенных катионов находится небольшое количество Na+ и несколько возрастает доля Mg2+ по сравнению с другими подтипами черноземов. В черноземах солонцеватых отмечается большое количество поглощенного иона натрия. Горизонты, содержащие свободные карбонаты, имеют слабощелочную реакцию.