Содержание гумуса в черноземах составляет

Чернозём (от рус. чёрная земля ) — богатый гумусом, тёмноокрашенный тип почвы, сформировавшийся на лёссовидных суглинках или глинах в условиях суббореального и умеренно континентального климата при периодически промывном или непромывном водном режиме под многолетней травянистой растительностью.

Содержание

Условия почвообразования [ править | править код ]

Климатический пояс умеренный, сектор — умеренно континентальный, характерно чередование увлажнения и иссушения, а также господство положительных температур. Среднегодовая температура — +1…+9 °C; годовая сумма осадков — 250—1000 мм, совокупная среднегодовая температура летнего периода

30 °C и средняя за теплый период — +15…+25 °C.

Рельеф волнисто-равнинный (периодически изрезан западинами, балками, оврагами, речными террасами).

Растительность многолетняя травянистая лугово-степной и степной подзоны, ежегодно оставляющей в почве значительное количество растительных остатков. В соответствующих гидротермических условиях идёт их разложение с образованием гумусовых соединений (гумификация), накапливаемых в верхних слоях почвы. Вместе с гумусом в почве в виде сложных органо-минеральных соединений закрепляются такие элементы питания растений, как азот, фосфор, сера, железо и т. д.

Почвообразующие породы — лёссы, лёссовидные суглинки, известняк и другие.

Строение почвенного профиля типичных чернозёмов:

Свойства [ править | править код ]

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.

Разновидности чернозёмов [ править | править код ]

Разделяют на 2 градации:

1) По мощности гумусового слоя (A+AB):

• а) сверхмощные (мощность более 120 см)
• б) мощные (120—80 см)
• в) среднемощные (80—40 см)
• г) маломощные (менее 40 см)

2) По содержанию гумуса % в Ап:

• а) тучные (>9 %) (окраска чёрная)
• б) среднегумусные (9—6 %) (чёрная)
• в) малогумусные (6—4 %) (тёмно-серая)
• г) слабогумусные ( Подтипы [ править | править код ]

• оподзоленные чернозёмы
• выщелоченные чернозёмы
• типичные чернозёмы
• обыкновенные чернозёмы
• южные чернозёмы

Чернозёмные зоны [ править | править код ]

Ведущее место в мире среди стран, на территории которых распространены чернозёмы, занимает Россия. Площади российских чернозёмов составляют 52 % от мировой площади черноземов [1] . По составу почвенного покрова и другим природным и хозяйственным условиям чернозёмная зона России подразделена на несколько природно-хозяйственных областей: Волго-Донская степная, Заволжско-Сибирская, Сибирско-Алтайская, Средне-Сибирская [2] .

Чернозёмы Украины занимают площадь 27,8 млн га , что составляет 8,7 % от мировых площадей [3] .

В Северной Америке к зоне чернозёмов относятся западная часть США и юг Канады. В Южной Америке чернозёмы наблюдаются на юге Аргентины и в южных предгорных районах Чили.

История изучения чернозёмов [ править | править код ]

М. В. Ломоносов в геологическом сочинении «О слоях земных» (1763) рассматривал почвы как верхний слой Земли. Ввёл в науку народный термин «чернозём», применял его не только для окультуренной, но и для степной земли. Он отрицал его первозданность, показал его происхождение и накопление от разложения растительных и животных тел. М. В. Ломоносов применял название «чернозём» для обозначения чернозёмных почв и для обозначения перегноя [4] .

Профессор Московского университета М. И. Афонин в 1771 году впервые предлагал собирать и изучать чернозёмы в музеях [5] :

Я за полезное нахожу предложить, дабы не только различных видов называемый чернозем, но и прочих родов земли собираемы и располагаемы были так, как минералоги поступают в собирании и расположении Минеральных кабинетов. То есть расположить их на свои роды и виды и хранить оные не только с запискою их свойств, названия, и того уезду и деревни, но и самого поля, с которого такая земля будет взята и каким образом или способом в пашне она употребляется.

Академик В.M. Севергин в его «Подробном словаре минералогическом» (1807) дал подробное описание чернозёма [6] .

Петер Паллас выдвигал гипотезу происхождения чернозёмов на месте бывших приморских тростниковых болот.

Родерик Мэрчисон обосновывал морскую гипотезу происхождения чернозёмов от размывания чёрных юрских глин [7] .

В 1876 году Вольное экономическое общество наметило программу изучения чернозёмов. В. В. Докучаев изучил весь накопленный до него опыт и провёл изучение всей черноземной зоны (1876—1882). Картографическими методами удалось определить точные границы зоны, дать дробную классификацию чернозёмов с помощью изогумусных линии. В труде «Русский чернозём» (1883) он создал научную концепцию растительно-наземного происхождения чернозёмов [8] .

Монолит чернозёма, в качестве особого экспоната, был показан в 1889 году на Всемирной выставке в Париже.

Важнейшим элементом технологии, влияющей на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур, является система основной обработки почвы, имеющая широкий диапазон – от традиционной вспашки до прямого посева с множеством вариантов безотвальных комбинаций и разных условий минимализации. Меняя способы основной обработки почвы, можно коренным образом изменить ее профиль и тем самым повысить плодородие [1, 2].

Гумусное состояние служит важным показателем плодородия почв и их устойчивости как компонента биосферы. Содержание гумуса относится к группе показателей, которая более динамична по сравнению с гранулометрическим и минералогическим составом и менее – по сравнению с физико-химическими свойствами почв и содержанием основных элементов питания [3, 4]. Гумусное состояние почв определяется двумя противоположно направленными процессами – гумификацией и минерализацией остатков биоценоза. В природных условиях баланс между этими процессами стабильно равновесный. Органические остатки растительного и животного происхождения, поступившие в почву, минерализуются в течение двух лет на 70–80 %. Оставшиеся 20–30 % подвергаются гумификации. Собственно, гумус также минерализуется, но значительно медленней (1,5–2,0 % исходных годовых запасов) [5]. Являясь одним из самых стабильных показателей, количество гумуса отражает уровень антропогенного воздействия [3].

Использование высокозатратной традиционной технологии с плужной обработкой почвы показало свои негативные последействия в плане нарушения природного плодородия почвы и ее деградации [6]. Обыкновенные черноземы содержат уже как минимум наполовину меньше гумуса в своем профиле [7]. Основной причиной дегумификации являются эрозионные процессы. Водной эрозии в южной зоне Ростовской области подвержено 25,0 % от общей территории, дефлированных почв – 23,0 %. Согласно «Зональным системам земледелия Ростовской области на 2013–2020 годы», доля плоскорезной и безотвальной обработки в южных районах области, где периодически появляются пыльные бури, должна составлять 61,0 % площади пашни [8]. По данным В.С. Полоуса [1] минимальная обработка почв при сохранении стерни повышает ветроустойчивость почвы до 82–95 %, полностью устраняет развитие процессов ветровой эрозии при скорости ветра 16–25 м/с. Кроме того, уменьшение содержания гумуса связано с отсутствием поступления свежего органического опада, усилением минерализации органического вещества в результате интенсивной обработки, повышением степени аэрации почв, усилением жизнедеятельности живой фазы почв. Недостаточное внесение органических и минеральных удобрений также является существенной причиной дегумификации почв. По данным Е.В. Агафонова [9], в Ростовской области с 1990 до 2014 гг. среднее суммарное количество минеральных удобрений (NPK) составило 55,5 кг/га, а органических – 1,66 т/га, что недостаточно для поддержания оптимального уровня плодородия. В концепции развития агропромышленного комплекса Ростовской области указано, что для покрытия дефицита гумуса необходимо вносить в почву при сложившейся структуре посевных площадей ежегодно 28 млн тонн органических удобрений и увеличить количество минеральных удобрений до 80 кг/га [10]. Однако исследования В.А. Романенко [11] показали, что в южном регионе России традиционные агротехнологии приводят к устойчивым потерям органического углерода почвы, и изменения систем удобрения, севооборотов, сроков сева не позволяют поддерживать заданные запасы органического вещества почвы. Поэтому перспективным является внедрение прогрессивных ресурсосберегающих технологий на основе минимальной обработки почвы и прямого посева.

Цель исследования – изучить влияние различных систем основной обработки на содержание и запас гумуса в черноземе обыкновенном южной зоны Ростовской области.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования послужил чернозем обыкновенный карбонатный мощный тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке ЗАО им. С.М. Кирова Песчанокопского района Ростовской области. На территории хозяйства минимальная обработка почв используется с 2000 г, прямой посев – с 2008 г. В течение четырех лет (2013–2016 гг.), нами проведены экспедиционные исследования с целью определения влияния современных технологий возделывания сельскохозяйственных культур на состояние плодородия почв Нижнего Дона. В производственных посевах озимой пшеницы было заложено четырнадцать полнопрофильных разрезов: 6 – при использовании прямого посева (Semeato TDNG-420 производства Бразилия); 5 – минимальная обработка на глубину 10–12 см (БДТ-3); 3 – отвальная обработка (вспашка на глубину 25–27 см, ПЛН-4-35). Для сравнения отобраны образцы почвы из четырех полнопрофильных разрезов на целинном участке. Пробы почвы отбирали по почвенным горизонтам с последующим выделением среднего образца. Содержание гумуса определяли методом И.В. Тюрина в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26213-91. Анализы почвенных образцов выполнены в лаборатории кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов ЮФУ в трехкратной повторности, за конечный результат принималось среднее между тремя показателями. Дисперсионный анализ полученных результатов проводили в программе STATISTICA 10.

Результаты исследования и их обсуждение

Согласно проведенным исследованиям, в черноземе обыкновенном южной зоны Ростовской области наблюдается накопление гумуса в верхних горизонтах (Ад и Апах). Вниз по профилю происходит закономерное снижение содержания гумуса, что характерно для данного типа почв. В соответствии с оценкой почв по содержанию гумуса в гумусовом горизонте черноземы обыкновенные исследуемой территории являются в основном малогумусными [12].

В среднем за 4 года исследования максимальное содержание гумуса в верхнем горизонте было выявлено в почве целинного участка (5,3 %), что соответствует повышенной степени гумусированности [13]. Применение вспашки на территории хозяйства в течение 59 лет привело к снижению содержания гумуса на 1,3 %, что повлияло и на степень гумусированности, она характеризуется как средняя (рис. 1). Это означает, что почвы утратили трансформируемое органическое вещество по отношению к его содержанию на целине в результате биологической минерализации.

Рис. 1. Профильное распределение гумуса в черноземе обыкновенном карбонатном в среднем за годы исследования, %

Изменение содержание гумуса от сильногумусированных до среднегумусированных может быть признано допустимым, так как в этих пределах предполагается потеря органического вещества, которая может быть восполнена внесением органических удобрений [13]. Кроме того, при вспашке наблюдается более резкий характер изменения этого показателя вниз по профилю, нежели при использовании минимальной обработки.

Результаты исследований показали, что многолетнее использование ресурсосберегающих технологий способствует постепенной стабилизации гумусного состояния чернозема обыкновенного карбонатного южной сельскохозяйственной зоны Ростовской области (рис. 1). Применение прямого посева увеличивает содержание гумуса по сравнению с вспашкой на 0,72 %, минимальной обработки – на 0,9 %; степень гумусированности повысилась практически до уровня почвы целинного участка. Содержание гумуса в пахотном горизонте чернозема обыкновенного при использовании прямого посева и минимальной обработки варьирует в пределах 4,2–5,0 %, что соответствует оптимальному содержанию согласно нормативам основных показателей плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения Ростовской области [14]. Таким образом, содержание гумуса в черноземе обыкновенном карбонатном зависит от способа основной обработки, что подтверждается результатами дисперсионного анализа (рис. 2).

Рис. 2. Влияние способа основной обработки на содержание гумуса в черноземе обыкновенном (в среднем для горизонтов А + АВ)

Рис. 3. Запас гумуса при различных способах основной обработки чернозема обыкновенного в среднем за годы исследования, т/га: а) в слое 0–20см, б) в слое 0–100 см

Результаты исследования согласуются с данными В.С. Полоуса [1], полученными на черноземе обыкновенном в зернопропашном севообороте. Автором было показано, что применение энерго- и ресурсосберегающих приемов основной обработки почвы положительно сказалось на пищевом режиме почвы, повысило микробиологическую активность, создало оптимальные условия для сохранения и некоторого увеличения гумуса в слое почвы 0–30 см.

Расчеты запаса гумуса подтверждают выявленные закономерности. Запас гумуса в почве целинного участка (слои 0–20 см и 0–100 см) характеризовался как средний (105,03 т/га) и высокий – 525,15 т/га соответственно (рис. 3). Отвальная обработка значительно интенсифицировала минерализацию органического вещества чернозема обыкновенного карбонатного, проявление эрозионных процессов в исследуемом регионе, что привело к существенному снижению запаса гумуса. В слое 0–20 см уровень этого показателя гумусного состояния почвы характеризуется как низкий (69,76 т/га), в слое 0–100 см – средний (348,78 т/га).

Систематическое поступление растительных остатков, применение рациональных доз минеральных удобрений, благоприятные экологические условия (влажность, температура) способствовали восполнению органического вещества над его минерализацией при использовании ресурсосберегающих технологий. Многолетнее применение минимальной обработки (16 лет) и прямого посева (8 лет) позволяет повысить уровень запаса гумуса (в метровой толще 554,83 т/га и 476,66 т/га соответственно) после длительной вспашки, что подтверждается результатами дисперсионного анализа (рис. 4).

Рис. 4. Влияние способа основной обработки на запас гумуса в черноземе обыкновенном карбонатном в среднем за годы исследования: а) в слое 0–20см, б) в слое 0–100 см

Заключение

С точки зрения оптимизации гумусного состояния чернозема обыкновенного карбонатного в зоне неустойчивого увлажнения наиболее эффективны ресурсосберегающие способы основной обработки, в том числе и прямой посев.

Исследование выполнено при государственной поддержке ведущей научной школы Российской Федерации (НШ-9072.2016.11).

Чернозем по праву считается самым плодородным видом почвы. Формируется он естественным путем в определенных климатических условиях. Это земля, насыщенная гумусом (продукт гниения остатков растений). Имеет зернисто-комковатый тип структуры и черный цвет.

Благодаря своим качествам чернозем очень ценится фермерами, земледельцами и садоводами. Он прекрасно подходит для выращивания плодовых культур, злаков, цветов. На нем хорошо растут деревья и кусты. В России больше всего черноземных видов почвы встречается в Западной Сибири, на Северном Кавказе, в Поволжье.

1 Как формируется чернозем?

Почему из всех видов почвы самые плодородные – черноземы? Секрет их превосходства кроется в особенностях формирования грунта. Можно выделить три основных фактора, влияющих на созревание «черного золота»:

• климатический;
• биологический;
• геологический.

Черноземы имеют наивысшие показатели плодородности

Русский чернозем формируется в степных и лесостепных климатических зонах. Помимо климата, большая роль в формировании этого вида грунта принадлежит растительности. В процессе ее гниения образуется перегной – гумус – который и считается основным критерием плодородности.

Еще одним немаловажным фактором образования чернозема являются подземные воды. Из подземных вод корни растений вбирают в себя полезные микроэлементы и минералы. Получив необходимые вещества, корневая система пронизывает грунт, что способствует разрыхлению земли. Рыхлый грунт облегчает прохождение воздушных масс.

В почве живут разные виды микроорганизмов, которые также играют положительную роль в формировании «черного золота»: они способствуют разрыхлению земли и участвуют в переработке остатков растительности. Однако для посадки цветов и других растений со слабо развитой корневой системой чернозем являет собой плотный грунт, поэтому его нужно разбавлять торфом.
к меню ↑

1.1 Классификация черноземов

В зависимости от условий образования тип почв черноземных можно разделить на несколько подтипов:

Оподзоленные черноземы развиваются под широколиственными лесами лесостепной зоны. Из-за влажности климата здесь в большой мере проявляются такие процессы как выщелачивание (растворение и вымывание водой солей, находящихся в грунте) и оподзоливание (вынос из верхних частей почвы глинистых частиц, окислов алюминия и железа и.др., что приводит к снижению плодородия). Оподзоленная почва широко используется в сельском хозяйстве для выращивания зерновых, овощных и плодовых культур.

Выщелоченные черноземы формируются под разнотравно-злаковой растительностью. По своим свойствам этот вид аналогичен виду оподзоленных черноземов за исключением некоторых характеристик.

Профиль черноземов оподзоленных и выщелоченных

Черноземы типичные обладают наилучшими качествами, присущими данному виду почв. Они формируются под разнотравно-злаковой растительностью в южной подзоне лесостепной зоны. Содержание гумуса в почве этого подтипа высокое и иногда достигает 15%.

Черноземы обыкновенные распространены в некоторых частях степной зоны. Они сформировались под разнотравно-типчаково-ковыльной растительностью. Имеют меньший слой гумуса по сравнению с типичными черноземами.

Южный подтип черноземов сформировался под типчаково-ковыльной растительностью в южной части степной зоны. Содержание гумуса достигает 4-7%. Под гумусовым слоем наблюдается карбонатный слой в виде белоглазки.

По мощности и содержанию гумуса выделяют 4 группы черноземов, наличие которых характерно для определенных территорий.

Южно-европейская группа черноземных почв распространена на территории Молдавии, Южной Украины и Предкавказья. Для них характерна большая мощность гумусового слоя при невысоком содержании гумуса, обильная карбонатность в виде паутинок, жилок и т.д.

Восточно-европейская группа включает черноземные почвы европейской территории России. Более холодный и сухой климат стал причиной образования менее мощного гумусового горизонта с большим содержанием гумуса.

Группа западно- и среднесибирских черноземов находится на территории Западной и Средней Сибири, а также Казахстана. Эта группа характеризуется глубокими потеками гумуса по трещинам, которые образуются в земле из-за замерзания почвы, а также большой концентрацией гумуса с резким его уменьшением с глубиной.

Профили региональных особенностей черноземов

Восточно-сибирская группа занимает территорию забайкальских степей. Из-за низких температур биологический кругооборот здесь находится на незначительном уровне. Это стало причиной образования небольшого гумусового слоя. Содержание гумуса в нем также невелико.
к меню ↑

2 Покупка чернозема

Чернозем — самая плодородная почва в мире. На это влияет состав земли и количество органических веществ в ней. Однако, приобретая такой грунт, нужно иметь в виду, что в неестественной для себя среде он со временем теряет те качества, за которые так ценится. Но если вы решили повысить уровень и качество плодородности, улучшить характеристики почвы на своем участке – черноземная почва отлично подойдет для этой цели.

Итак, как выбрать этот товар? И чем руководствоваться в своем выборе? Советуем обратить внимание на несколько факторов.
к меню ↑

2.1 Территория образования грунта

От этого фактора зависит состав и характеристика чернозема. Поэтому перед покупкой необходимо поинтересоваться, откуда его привезли. Разница в составе почвы напрямую зависит от территории ее образования. Поэтому, учитывание этой детали поможет вам сделать более правильный выбор.
к меню ↑

2.2 Состав почвы

Черноземная почва должна быть насыщена всеми необходимыми микроэлементами. Конечно, лучше всего выявить их наличие с помощью агрохимического анализа в лаборатории. Но кое-что можно узнать и без помощи специальных приборов. Есть некоторые подсказки, которые научат вас правильно выбирать этот тип почвы.

Чернозем в большой степени насыщенный калием. Бедные калием супесчаные и песчаные почвы, где на глубине 20-30 см. под черноземом находится песок. Поэтому, если вы заметили наличие в грунте песка, то эта почва будет невысокого качества.

Можете слегка разгрести землю. Сверху она должна быть сухой, но на глубине около 20 см. она будет влажной и рассыпчатой. Это хороший признак. Также можете намочить комок почвы и сделать из него кружок. Если он будет рассыпаться, это свидетельствует о низком содержании гумуса.
к меню ↑

2.3 Как определить чернозем (видео)

к меню ↑

2.4 Сколько весит чернозем?

Перед покупкой следует выяснить, сколько килограмм весит 1 куб черноземной почвы. Вопрос достаточно сложный, поскольку вес зависит от его состояния и влажности. В среднем вес 1 кубического метра чернозема колеблется от 1000 до 1200кг.
к меню ↑

2.5 Цена

Конечно же, очень важный вопрос — сколько стоит русский чернозем. При покупке почвы следует обратить внимание, какие факторы влияют на ее стоимость. Сюда можно отнести место образования грунта, а также месторасположение заказчика.

Кроме этого, цена будет зависеть от поставщика. Например, цена такой почвы за куб по Москве и Московской области может стоять в пределах 1110—1500 рублей за метр кубический. Цена за кубометр зависит от набора качеств грунта. Если вы хотите приобрести чернозем в мешках, его стоимость будет составлять от 350 рублей за мешок. Чернозем в мешках является очень удобным для транспортировки и хранения.

Для получения более подробной информации вам лучше обратиться к квалифицированным специалистам. В России многие фирмы занимаются доставкой этого вида почвы. Поэтому вам будет нетрудно найти поставщика на наиболее выгодных для вас условиях.