Физические свойства черноземных почв в значительной мере определяется высоким содержанием в них гумуса, мощностью гумусовых горизонтов и хорошей структурированностью. Поэтому черноземы характеризуются благоприятными физическими свойствами: рыхлым сложением в гумусовом слое, высокой влагоемкостью и хорошей влагопроницаемостью.
Лучше всего оструктурены выщелоченные, типичные и обыкновенные черноземы тяжелосуглинистые и глинистые. Оподзоленные и южные черноземы отличаются пониженным содержанием водопрочных агрегатов. При распашке черноземов и длительном их сельскохозяйственном использовании количество водопрочных агрегатов в пахотном горизонте снижается, однако в типичных и обыкновенных черноземах оно сохраняется еще на довольно высоком уровне.
Благодаря хорошей оструктуренности плотность черноземов в гумусовых горизонтах невысокая и колеблется в пределах 1-1,22 г/см3 и лишь в подгумусовых возрастает до 1,4-1,5 г/см3. Плотность может заметно увеличиваться в выщелоченных иллювиальных горизонтах обыкновенных и южных черноземов. Солонцеватые черноземы отличаются повышенной плотностью в горизонте В1.
Плотность твердой фазы в черноземов в верхних горизонтах невысокая (2,4-2,5 г/см3), что обусловлено богатством верхних частей профиля гумусом. В подгумусовых горизонтах и в породе ее величина возрастает до 2,55-2,65. Хорошая структурированность черноземов определяет их высокую пористость в гумусовых горизонтах (50-60%), которая постепенно уменьшается с глубиной. Для черноземных почв характерно благоприятное содержание капиллярной и некапиллярной пористости.
Некапиллярная пористость может составлять 1/3 общей пористости, что обеспечивает хорошую воздухо- и водопроницаемость черноземов.
Наибольшая водопроницаемость у пахотных горизонтов А и верхней части горизонта В1, где хорошо выражена водопрочная комковатая и зернистая структура. Пахотная часть горизонта А впитывает влагу в 1,5-2,5 раза медленнее, чем подпахотная, что обусловлено распылением структуры и уплотнением горизонта. Глубокая обработка черноземных почв и поддержание их поверхности в рыхлом состоянии способствует наилучшему поглощению осадков. Мощный гумусовый слой определяет высокую влагоемкость черноземов.
4. Хозяйственное использование черноземных почв
Черноземная зона – важнейший земледельческий район страны. Здесь выращивают зерновые, технические и масличные культуры: озимую и яровую пшеницы, кукурузу, подсолнечник, сахарную свеклу, лен-кудряш и многие другие. Это районы широко развитого животноводства и плодоводства.
Важнейшая задача сельскохозяйственного производства на черноземных почвах – правильное использование их высокого потенциального плодородия, предохранение гумусового слоя от разрушения. Основные пути решения этой задачи – рациональные приемы обработки, накопления и правильного использования влаги, внесение удобрений, улучшение структуры посевных площадей, введение высокоурожайных культур и сортов, борьба с эрозией.
В пределах каждого подтипа черноземных почв их агрономическая оценка определяется следующими генетическими особенностями: мощностью гумусовых горизонтов и общим запасом гумуса, механическим составом, степенью эродированности, свойствами и мощностью почвообразующих пород, а также уровнем окультуривания почв. Чем больше мощность гумусового горизонта, тем богаче черноземы общими запасами элементов питания. На черноземах с большой мощностью гумусовых горизонтов благоприятнее складывается водный режим. Поэтому в черноземах наблюдается прямая корреляция между урожаем сельскохозяйственных культур и мощностью гумусового слоя и запасами гумуса.
Процессы плоскостной эрозии, вызывающие смыв верхнего наиболее плодородного слоя, резко снижают плодородие черноземов, ухудшая их водный, питательный и микробиологический режимы и физико-химические и физико-механические свойства.
Снижаются агрономические достоинства черноземов, развитых на элювии сланцев, известняков и других горных пород, подстилаемых песчаниками и другими плотными породами.
В пределах отдельных подтипов на агрономическую оценку черноземов также влияют их подтиповые и родовые особенности. Так, для выщелоченных черноземов эти различия связаны со степенью выщелоченности их профиля.
Плохими агрофизическими свойствами характеризуются слитые черноземы. В подзонах обыкновенных и южных черноземов ухудшаются агрономические свойства черноземов карбонатных и солонцеватых. Карбонатные черноземы податливы ветровой эрозии, вносимые в них фосфорные удобрения быстрее переходят в труднодоступные для растений формы.
Солонцеватые черноземы имеют неблагоприятные вводно-физические и вводно-механические свойства, и поэтому чем выше степень солонцеватости, тем хуже агрономические свойства черноземов и ниже урожай сельскохозяйственных культур. Относительное повышение участия солонцов в комплексах с черноземами ухудшает оценку земельного массива.
Для повышения плодородия черноземных почв очень важно накопление влаги и рациональное ее использование, особенно в подзонах распространения обыкновенных и южных черноземов. Поэтому на первое место среди агротехнических приемов должны быть поставлены мероприятия, обеспечивающие сжатые сроки проведения весенних полевых работ и создание наилучшего водного режима.
К таким мероприятиям относятся: введение чистых паров, ранняя глубокая зябь, прикатывание и своевременное боронование почвы, обработка поперек склонов, осеннее бороздование и щелевание полей для поглощения талых вод и предотвращения эрозии.
Самой сложной проблемой является орошение черноземов. Наиболее эффективно оно на средних и легких, не склонных к слитообразованию почвах, на участках с хорошим естественным дренажем. При этом орошение должно быть дополнительным к естественному увлажнению для поддержания влажности почвы не ниже 70-75% ППВ в период вегетации.
Поливы должны осуществляться водой с общей концентрацией солей меньше 1 г/л и дождеванием невысокой интенсивности.
При неумеренных поливах, использовании минерализованных вод, а также на участках с плохим дренажем и тяжелыми почвами развиваются отрицательные явления, приводящие к ухудшению черноземов – заболачиванию, вторичному засолению, осолнцеванию, слитообразованию и др.
Исключительное значение, особенно для обыкновенных и южных черноземов, имеет снегозадержание (посев кулис, защитные полосы и др.).
На легких черноземных почвах, подверженных ветровой эрозии, хорошие результаты дает безотвальная и плоскостная осенняя обработка, при которой сохраняющаяся стерня способствует накопление снега и предохраняет почвы от выдувания.
Особое внимание в комплексе агротехнических мероприятий по накоплению влаги среди обыкновенных и южных черноземов требуют солонцеватые и карбонатные почвы, которые имеют неблагоприятные агрофизические свойства и обладают пониженной водоотдачей.
Черноземные почвы, несмотря на их высокое потенциальное плодородие, хорошо отзываются на удобрения, особенно черноземы лесостепи, так как здесь наиболее благоприятно складываются условия увлажнения. На обыкновенных и южных черноземах максимальный эффект от удобрений достигается при проведении увлажнительных мероприятий.
Положительное действие от азотных удобрений повышается от глинистых и тяжелосуглинистых почв к легкосуглинистым и супесчаным. Это объясняется сильнее выраженной нитрификационной способностью черноземных почв тяжелого механического состава из-за их большого богатства гумусом и лучшей агрегатности.
В черноземах преобладают малоподвижные формы фосфатов, поэтому эти почвы хорошо отзываются на фосфорнокислые удобрения. На оподзоленных и выщелоченных черноземах с высокой гидролитической кислотностью эффективна фосфоритная мука.
Навоз оказывает значительное положительное действие на всех черноземных почвах, но особенно на черноземах легкого механического состава. Прежде всего, его вносят под зерновые, сахарную свеклу и картофель.
Эффективность навоза снижается от черноземов лесостепи к южным черноземам из-за ухудшения условий увлажнения. Поэтому в районах с явно выраженным дефицитом влаги большое значение имеют применение хорошо разложившегося навоза, глубокая его заделка и проведение увлажнительных мероприятий.
Мобилизация и рациональное использование потенциального плодородия черноземных почв требует активизации микробиологических процессов правильными приемами обработки в сочетании с мероприятиями по улучшению водного режима.
Систематическое применение физиологически кислых удобрений, постоянное отчуждение кальция с урожаем сельскохозяйственных культур приводит к дефициту кальция и подкислению черноземных почв. Имеющиеся данные свидетельствуют о положительном влиянии известкования на урожай растений и его качество.
Большую роль в черноземной зоне играют защитные лесные полосы – комплексное средство улучшения микроклимата, водного режима, а для ряда районов и как средство борьбы с эрозией.
При проведении работ по полезащитному лесонасаждению необходимо учитывать особенности лесорастительных свойств различных черноземных почв. Черноземы лесостепи – оподзоленные, выщелоченные и типичные, пригодны к посадке дуба и других лесных культур без специальных мелиоративных мероприятий.
Черноземы обыкновенные и южные требуют агротехнических мероприятий по снегонакоплению, поглощению талых вод и правильному расходу влаги, а также допускают более ограниченный набор культур. Для солонцеватых черноземов обыкновенных и южных, а также черноземов осолоделых необходимо помимо высокой агротехники и увлажнительных мероприятий, специальные типы лесных культур.