Черноземы текстурно-карбонатные (южные).

Черноземы текстурно-карбонатные -AU-CAT-Cca(черноземы южные) распространены южнее ареала сегрегационных и миграционно-сегрегационных черноземов (черноземов обыкновенных). Наблюдается нарастание сухости климата, что сказывается на растительном покрове и приводит к некоторым изменениям почвообразовательного процесса.

Годовая сумма осадков составляет 350‑420 мм при высокой испаряемости, количество осадков теплого полугодия в 1,5 раза больше, чем холодного. Это обусловливает быстрое их испарение и неглубокое промачивание почвы. Осадки имеют преимущественно ливневый характер. Снежный покров держится 1,5‑2,5 месяца, в отдельные годы он неустойчив. Почва замерзает, средняя глубина промерзания – 25 см.

Зима короткая и относительно мягкая, бесснежная и малоснежная, часты оттепели. Весна средней продолжительности, полузасушливая. Лето теплое, засушливое в первой и сухое во второй половине. Часты суховеи. Продолжительность вегетационного периода – 200-215 дней. Такие климатические условия создают непромывной тип водного режима. В связи с тем, что мощность слоя, промачиваемого весной, невелика (около 1 м), из почвенного профиля не выносятся не только карбонаты кальция и магния, но и более растворимые соли, в частности гипс.

В естественном растительном покрове засушливых дерновинно-злаковых степей господствуют типчак и ковыли. Из разнотравья присутствуют резак, люцерна, лапчатка, молочай и др. В благоприятные годы сухая надземная биомасса трав достигает 20‑25 ц/га при запасе корней в слое 0‑50 см до 200 ц/га.

В настоящее время почти вся территория распространения южных (текстурно-карбонатных) черноземов распахана. Вследствие слабой расчлененности рельефа и сухости климата на территории распространения южных (текстурно-карбонатных) черноземов практически отсутствует водная, но значительно развита ветровая эрозия.

Вследствие меньшей общей продуктивности засушливых дерновинно-злаковых степей (снижение биомассы опада) и высокой биологической активности в короткие периоды увлажнения наблюдается интенсивная минерализация растительных остатков. В текстурно-карбонатных (южных) черноземах, по сравнению с сегрегационными (обыкновенными), сокращается мощность гумусового горизонта, уменьшается содержание гумуса до3-6% (обычно около 4%), снижается емкость поглощения. В составе гумуса, не изменяющегося в пределах гумусового слоя, преобладают гуминовые кислоты, связанные с кальцием. Реакция среды в текстурно-карбонатных черноземах по всему профилю нейтральная или слабощелочная. Повышенная минерализация почвенного раствора, связанная с усилением аридизации климата, наличием засоленных почвообразующих пород или близким залеганием минерализованных грунтовых вод, как правило, приводит к развитию признаков солонцеватости в почвах. Появление натрия в почвенном поглощающем комплексе обусловливает перемещение (иллювиирование) илистых частиц в профиле, которые осаждаются на некоторой глубине при взаимодействии с карбонатами, формируя текстурно-карбонатный горизонт.

Текстурно-карбонатные (южные) черноземы характеризуются следующими морфологическими признаками:

AU (темно-гумусовый) – темно-серый, буровато-темно-серый, тяжелосуглинистый, крупнокомковатый, рыхлый. Вскипает с поверхности от действия 10 % HCl. Встречаются червороины, копролиты, корни. Мощность 40-50см.

CAT (текстурно-карбонатный) – общий фон окраски – желтовато-палевый с темно-серыми субвертикальными заклинками (полосками), выполненные гумусовым материалом из вышележащей прогумусированной толщи. Тяжелосуглинистый, ореховато-призматический, очень плотный. В средней и нижней частях горизонта – новообразования карбонатов в виде белоглазки. Бурно вскипает от действия 10 % HCl. По вертикальным граням педов заметны очень тонкие буроватые гумусово-глинистые кутаны. Переход постепенный, граница ровная. Мощность 30-40 см.

Ccа (почвообразующая порода) – палевый, тяжелосуглинистый, плитчатый, пористый, очень плотный. Наблюдается присутствие новообразований карбонатов в виде белоглазки, но в заметно меньшем количестве, чем в горизонте САТ. Бурно вскипает от действия 10 % HCl. Отмечаются выделения гипса в виде тонких прожилок на глубине около 2 метров.

Профиль южных (текстурно-карбонатных) черноземов характеризуется ясной цветовой и структурной дифференциацией на генетические горизонты с резкой границей между ними. Он состоит из темногумусового (AU) и особого текстурно-карбонатного (САТ) горизонтов.

Гумусовый горизонт небольшой мощности (40-50см) со структурой, близкой к ореховатой, и часто языковатой нижней границей. Подгумусовая часть профиля приобретает рыжевато-коричневые тона окраски, имеет узкие вертикальные трещины, заполненные темным гумусированным материалом, компактную мелко-ореховатую структуру и вскипает от HCl.

Текстурно-карбонатный горизонт ясно локализован, сочетает свойства аккумулятивно-карбонатного и глинисто-иллювиального горизонтов, характеризуется повышенной плотностью, ореховато-призматической структурой, наличием тонких гумусово-глинистых кутан по граням структурных отдельностей и узких гумусированных языков по трещинам, имеющих «шнуровидное» продолжение до глубины 100-150 см. Карбонатные новообразования представлены белоглазкой, которая располагается вдоль трещин. Верхняя граница карбонатного горизонта находится в пределах гумусового профиля, граница ровная, устойчивая в пространстве и времени. Содержание ила в текстурно-карбонатном горизонте выше на 3-5%, по сравнению с вышележащим горизонтом. Почвы отличаются слабой биогенной проработкой.

Среди черноземов сегрегационных (обыкновенных) и текстурно-карбонатных (южных) встречаются их полугидроморфные аналоги – гидрометаморфизованные черноземы – AU-BCAq-Cca,q (лугово-черноземные почвы).

Эти почвы формируются в условиях дополнительного увлажнения почвенно-грунтовыми водами (постоянными или в виде регулярной верховодки), располагающимися на глубине 2,5-5,0 м, а также за счет дополнительного периодического поверхностного увлажнения при аккумуляции вод поверхностного стока. Почвы приурочены к не дренированным равнинам, в том числе к надпойменным террасам, отрицательным элементам рельефа, а также вогнутым частям склонов.

Профиль гидрометаморфизованных черноземов (лугово-черноземных почв)морфологически в основных чертах близок к профилю черноземов. Однако особые гидрологические условия придают ему ряд специфических признаков: в гумусовом горизонте возможны более крупная структура и темная окраска, часто со стальным оттенком. Мощность гумусового горизонта несколько увеличивается (в среднем на 10-15 см), возрастает и содержание гумуса (на 1-2%). Они диагностируются по присутствию в аккумулятивно-карбонатном горизонте слабых оливковых тонов окраски, потечности гумуса, карбонатов в виде крупных конкреций и пропиточных форм. Почвы характеризуются длительным увлажнением подгумусовой части профиля, которое в условиях нейтральной или щелочной реакции среды не приводит к появлению признаков оглеения. Присутствуют мелкие Mn-Fe конкреции, свидетельствующие о периодах преобладания окислительных условий.

Каштановые почвы

Каштановые почвы формируются в зоне сухих степей в сухом континентальном климате с теплым засушливым продолжительным летом (Табл. 13). На Евроазиатском континенте каштановые почвы встречаются наюго-востоке Европейской части России и располагаются узкой полосой по побережью Черного и Азовского морей. Исключительно широко распространены эти почвы на территории Казахстана. В Центральной и Восточной Сибири каштановые почвы встречаются изолированными участками. Самый восточный район их распространения – степи Юго-Восточного Забайкалья. Из Казахстана сплошная полоса каштановых почв уходит в Монголию, а затем в Восточный Китай. В Западной Европе каштановые почвы встречаются в Румынии и в Испании.

Таблица № 13

Корреляция почвенных классификаций 1977 и 2004 годов

В Северной Америке каштановые почвы находят себе место в центральных районах к западу от черноземной зоны.

Зонатемно-каштановых(черноземов текстурно-карбонатных)икаштановых (AJ-BMK-CAT-Cca)почвсухих степей характеризуется умеренно-теплым континентальным засушливым климатом (среднегодовая температура +9°С, средняя температура января -3,6°С, июля +23,4°С. Годичная амплитуда температур воздуха превышает 70°С (при абсолютном минимуме -34°С и максимуме +38°С). Суточная амплитуда температур тоже очень велика и на поверхности почвы в ясные дни может превышать +40°С. Продолжительность периода со среднесуточными температурами воздуха выше 0°С ‑ 280 дней, выше 5° С‑ 225 дней и выше 10°С ‑ 180 дней. Количество осадков за год составляет в среднем около 360 мм, но этот показатель во влажные и сухие годы имеет резкие колебания (600-200 мм). Более трети годовой нормы осадков выпадает в виде ливней в летние месяцы. Ливневые дожди перемежаются засухами. Весна и осень засушливые, зимой выпадает около, четверти всех осадков. Снежный покров неустойчив; его мощность незначительна, что способствует промерзанию почвы. Коэффициент увлажнения составляет в годичном цикле 0,3 -0,4, в летние месяцы ‑ 0,14-0,18.

Засушливость климата усугубляется почти постоянно дующими ветрами, скорость которых в среднем составляет около 5 м/с, а в отдельные дни – до 25 м/с. Нередки пыльные бури, выносящие массы мелкозема с распаханных полей.

Для территории характерен равнинный и равнинно-слабоволнистый рельеф с отчетливо выраженным микрорельефом. Широко распространены различные по конфигурации, размерам и углублению депрессии (западины, большие впадины и лиманы, поды‑ обширные блюдцеобразные понижения, незаметные глазу, так как перепад высот в несколько метров происходит на протяжении нескольких километров).

Каштановые почвы развиты преимущественно на лёссовидных суглинках и, реже, на лёссах, тяжелых по гранулометрическому составу, содержащих гипс и легкорастворимые соли; грунтовые воды в этих отложениях также засолены.

Растительный покров южных вариантов степей сильно отличается от луговых: видовым составом, возрастанием доли ризомассы, меньшим видовым разнообразием, меньшей степенью сомкнутости травостоя, меньшими общими размерами фитомассы, усилением пятнистости, связанной с микрорельефом и степенью солонцеватости почв, а также химическим составом(табл. 14).

Таблица 14

Показатели видового и химического состава растительности сухих и луговых степей.

Сухие степи относятся к типчаково-ковыльным с преобладанием дерновинных злаков: перистых ковылей, тырсы, типчака. Разнотравье представлено видами с колючими или жесткими стеблями (резак, синеголовник, молочай, зопник), с мощными стержневыми корнями (жабрица равнинная, люцерна) или сильноопушенными (шалфей, грудница, полынь и др.), отсутствуют мезофильные виды. Между дернинами многолетников видны открытые участки почвы, занятые весной эфемерами (крупка, ясколка) и эфемероидами (тюльпан, ирис).

Индикаторами солонцеватых почв служат прутняк, грудница, ромашник, кермек. На пятнах солонцов они образуют ассоциации с полным отсутствием злаков.

В подах, испытывающих дополнительное увлажнение пресными водами поверхностного стока, развиваются мезофиты: пырей подовый, осока ранняя, девясил, лисохвост и гигрофиты, например, сусак зонтичный и др.

Профиль каштановых почв имеет следующее морфологическое строение:

АО ‑ степной войлок - светло-желтый с буроватым оттенком, сухой, представлен отмершими и неразложившимися остатками травянистой степной растительности. Мощность горизонта 0,5-1 см.

AJ – светлогумусовый, серый, темно-серый с буроватым оттенком, тяжелосуглинистый, мелкокомковато-зернистый, уплотненный. Червороины, копролиты, обилие корней степной растительности. Отмечается слабое вскипание от действия 10 % HCl. Мощность горизонта 15-20 см.

BMK – ксерометаморфический, каштановый с буроватым или сероватым оттенком, тяжелосуглинистый, ореховато-мелкопризматической или мелкопризматически-плитчатой структуры, распадается на тонкие плитки, плотный. Вскипает от действия 10 % HCl, но карбонаты не оформлены в виде новообразований. Наблюдается присутствие корней. Переход в следующий горизонт резкий. Мощность горизонта 20-30 см.

CAT – текстурно-метаморфический, буровато-палевый, тяжелосуглинистый, с отчетливо выраженной призматически-плитчатой структурой, пористый, очень плотный. Вертикальные грани призм покрыты светло-бурыми и буровато-серыми глинисто-гумусовыми кутанами. В нижней части горизонта – сегрегационные новообразования карбонатов в виде белоглазки. Трещины могут быть выполнены темно-серым прогумусированным материалом из гумусово-аккумулятивного горизонта, в связи с чем, горизонт имеет неоднородную окраску. Мощность горизонта до 70-100 см.

Cca,s – почвообразующая порода, темно-бурый со светло-оливковым оттенком, тяжелосуглинистый, плитчатый, пористый. Редкие новообразования гипса в виде отдельных кристаллов и друз. Обнаруживаются легкорастворимые соли на глубине13-150см и глубже.

Каштановые почвы диагностируются по наличию светлогумусового, ксерометаморфического и текстурно-карбонатного горизонтов.

Особенности природных условий, в частности более изреженный растительный покров и, как следствие, меньшее поступление органических остатков и менее благоприятные условия их гумификации, определяют ослабленное развитие процесса биогенной аккумуляции (дернового) в каштановых почвах, по сравнению с черноземами. Степень выраженности этого процесса, определяемая по содержанию гумуса, мощности гумусового горизонта, оструктуренности, тесно связана с условиями увлажнения, а также с конкретными особенностями рельефа.

Соотношение процессов поступления органических остатков, их гумификации и минерализации складывается таким образом, что гумуса накапливается немного (2,5‑4,5%), уменьшается и относительное содержание гуминовых кислот. Поэтому верхние горизонты имеют не черный, а коричневатый (каштановый) цвет, обусловленный, отчасти, окраской почвообразующей породы и, отчасти, составом гумуса. Соотношение Сгк/Сфк близко к единице. В ксерометаморфическом горизонте количество гумуса снижается до 1,5-1,8% (при колебаниях 1,3-2,0%). Значительная часть углерода органических остатков окисляется до углекислоты, способствуя интенсивному накоплению углесолей и формированию карбонатных горизонтов, которые располагаются ближе к поверхности (30‑40 см), чем в черноземах. Легкорастворимые соли появляются уже на глубине 130 – 150см.

Профиль каштановых почв резко дифференцирован по плотности сложения: в гумусовом горизонте она составляет 1,0-1,2 г/см³, в ксерометаморфическом – 1,35-1,45 г/см³, в текстурно-карбонатном возрастает до 1,5-1,6 г/см³ и резко уменьшается при появлении гипса и легкорастворимых солей. Почвы не дифференцированы по гранулометрическому и химическому составам, хотя возможно некоторое перераспределение ила с аккумуляцией его в средней части профиля в количестве 5-7%.

Сумма обменных оснований колеблется в зависимости от гранулометрического состава в пределах 25-40м-экв/100 г с максимумом в ксерометаморфическом горизонте. Обменного кальция содержится в 3-5 раз больше, чем обменного магния. Реакция среды нейтральная или слабощелочная, в нижней части профиля – щелочная.

Отличия каштановых почв от текстурно-карбонатных (южных) черноземов связаны с количеством и составом гумуса, с глубиной залегания солевых горизонтов, с наличием солонцеватости. Морфологически солонцеватость проявляется в уплотнении почвы и появлении «лакировки» (темных гумусовых пленок по граням столбчатых или призматических отдельностей) в ксерометаморфическом и текстурно-карбонатном горизонтах. Наличие гумусовой лакировки свидетельствует о некоторой потечности гуминовых веществ (подвижные гуматы натрия). Солонцеватость каштановых почв обусловлена заметным присутствием обменного натрия в почвенном поглощающем комплексе (около 5% от суммы обменных оснований). Солонцеватость проявляется также в некоторой дифференциации почвенного профиля по содержанию ила (вынос его из верхнего горизонта и аккумуляция в переходных), оксидов железа и алюминия.

Среди каштановых почв распространены подтипы: каштановые солонцеватые (AJ-BMKsn-CAT-Cca),каштановые засоленные(AJs-BMKs-CATs-Cca,s) и каштановыe гидрометаморфизованные (AJ-BMK-CATg-Cca,g).

Каштановые солонцеватые почвы развиваются в нижней трети склонов. Большое влияние оказывает степень засоления и карбонатность почвообразующих пород. На сильнозасоленных породах формируются почвы с ясно выраженными признаками солонцеватости (темно-коричневый цвет, крупная призматическая структура и глянцевитая поверхность педов). Содержание обменного натрия составляет 5-10% от суммы обменных оснований. Легкорастворимые соли залегают глубже 100 см. На породах высококарбонатных солонцеватость проявляется слабее.