Русский чернозем, как отмечал основоположник генетического почвоведения Василий Васильевич Докучаев, представляет собой природный феномен, и его уникальность обусловлена, прежде всего, гумусовым профилем, которого нет ни у какой другой почвы. Интенсивно темная, почти черная окраска, огромная мощность гумусового горизонта, достигающая двух метров, придают данному типу особое значение.
Черноземы издавна являются объектом пристального внимания многих почвоведов, но до настоящего времени остается масса нерешенных проблем их генезиса, состава и свойств. Как никогда актуальными являются исследования, направленные на познания процессов естественной и агрогенной трансформации, разработку технологий рационального использования и охраны черноземов.
В настоящее время черноземные территории занимают около 7 % всей площади России. Они исторически сформировались как традиционные районы сельскохозяйственного землепользования и крупнейшая продовольственная база России. Сельскохозяйственные угодья занимают 90 млн. гектар, из которых 67 млн. приходится на пашню. В почвенном покрове сельскохозяйственной зоны Тюменской области черноземы в совокупности с лугово-черноземными почвами составляют 567 тыс. гектар. В настоящее время практически все они распаханы и используются в пашне с очень высокой интенсивностью.
По сравнению с другими типами почв, черноземы характеризуются идеальной сбалансированностью всех факторов почвообразования и являются почвенным эталоном. Однако, несмотря на природное совершенство, черноземы неизбежно эволюционируют, под воздействием естественных и антропогенных факторов. Интенсивная эксплуатация природного плодородия черноземов в течение нескольких веков без соответствующих компенсационных мер привела их к сильной антропогенной деградации.
По данным Л. Н. Каретина наиболее распространенными в Тюменской области являются черноземы глинистого и тяжелосуглинистого гранулометрического состава [1]. Как полагали ранее, данный показатель считается консервативным. Однако современные исследования показали, что при длительном использовании этих почв в пашне происходит внутрипрофильное распределение фракций гранулометрического состава [2]. Пахотные черноземы характеризуются меньшим содержанием илистой фракции в верхних слоях гумусового горизонта по сравнению с целинными аналогами. Как было установлено, фракции средней и мелкой пыли аккумулируются непосредственно под пахотным слоем, активно участвуя в формировании плужной подошвы. Илистые частицы проникают в более глубокие слои — 60–90 см, существенно изменяя водно-физические и физико-механические свойства пахотных черноземов [3].
В структурно-агрегатном составе целинных черноземов преобладают мелкокомковатые и зернистые формы, которые характеризуются высокой водопрочностью. Использование черноземов в сельскохозяйственном производстве приводит к однонаправленному изменению структуры в сторону увеличения доли агрегатов более 10 мм, наблюдается снижение их водоустойчивости.
Типовые особенности и генетическое своеобразие черноземов во многом определяется характером их гидротермического режима. Многочисленными исследованиями установлено, что наибольшее количество влаги в целинных черноземах, как правило, бывает весной после снеготаяния. В течение вегетационного периода потребление влаги целинной растительностью осуществляется, главным образом из верхнего метрового слоя, где и наблюдаются наибольшие сезонные изменения влажности. Летние осадки увлажняют, как правило, самый верхний слой почвы до глубины 20–30 см [4].
В пахотных черноземах в первой половине вегетации изменение влажности довольно близко к целинным аналогам. Различия наблюдаются во второй половине лета. В этот период на целине продолжает вегетировать и, следовательно, расходовать влагу, в то время как на пашне десуктивный расход влаги практически прекращается и она теряется из почвы лишь в результате физического испарения. Ежегодное остаточное накопление неизрасходованной влаги приводит к увеличению глубины промачивания и более частому, чем на целине, сквозному промачиванию почвенного профиля. Немаловажным фактором является высокая межагрегатная порозность пахотного горизонта, которая формируется в результате ежегодных механических обработок [5]. Она способствует быстрому движению воды вниз, но препятствует ее последующему подъему из-за отсутствия хорошо выраженной капиллярной сети и сильной дифференциации профиля по плотности сложения.
Другими словами, водный режим выщелоченных черноземов хотя и остается периодически промывным, но по количественным показателям он сдвигается в более гумидную сторону, характерную для оподзоленных черноземов.
Увеличение глубины промачивания приводит к изменению карбонатного профиля пахотных черноземов, который является одним из основных генетических признаков почв черноземного ряда. В свою очередь, изменение карбонатно-кальциевого режима, а это основа черноземообразовательного процесса, может служить одной из главных причин трансформации свойств данных почв. Распашка черноземов приводит к усилению подвижности и снижению количества карбонатов в почвенном профиле. Увеличение глубины промачивания надкарбонатной толщи обуславливает однонаправленное усиление выноса карбонатов вглубь профиля, и как следствие, подкисление почвенной среды.
Распашка целинных черноземов, как известно, сопровождается значительным сокращением поступления растительных остатков в почву, гумидизацией водного режима и усилением аэрации гумусового слоя. Это приводит к существенному снижению содержания гумуса по всему профилю пахотных черноземов, при этом наблюдаются признаки иллювиирования (перемещения) гумуса вглубь почвенного профиля. Также происходит трансформация качественного состава гумуса. Обычный для целинных черноземов фульватно-гуматный тип сменяется на гуматно-фульватный, тем самым способствуя подкислению пахотных черноземов.
Заключение.
Суммируя данные многолетних исследований кафедры почвоведения и агрохимии нашего университета, охватывающий полувековой период времени можно констатировать, что в результате современного сельскохозяйственного использования в черноземах наблюдаются следующие изменения:
- Преобразование гумусового профиля, проявляющееся в изменении окраски, мощности, содержания и качества гумуса;
- Изменение структурной организации гумусовой толщи профиля, проявляющееся в деформации форм, размеров и плотности почвенных агрегатов. Это повлияло на сложение почвенной массы не только в пахотном, но и в подпахотных слоях чернозема.
- Формирование горизонта антропогенного происхождения (плужная подошва), уплотненного в нижней части гумусового слоя.
- Появление пылевато-гумусных или глинистых пленочных образований на гранях структурных отдельностей в подпахотных горизонтах, образовавшихся в результате перемещения элементарных почвенных частиц и гумуса вглубь почв.
- Трансформация карбонатного профиля, выражающаяся в его мощности и глубины залегания.
Литература:
- Каретин Л. Н. Почвы Тюменской области. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1990. 285 с.
- Еремин Д. И. Агрогенное изменение гранулометрического состава при распашке чернозема выщелоченного в лесостепной зоне Зауралья / Д. И. Еремин // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. № 8. 2014. С. 34–36.
- Рзаева В. В. Изменение агрофизических свойств чернозема выщелоченного при длительном использовании различных систем основной обработки и минеральных удобрений в Северном Зауралье / В. В. Рзаева, Д. И. Еремин // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2010. № 3. С. 60–66.
- Ерёмин Д. И. Динамика влажности чернозема выщелоченного при различных системах обработки под яровую пшеницу в условиях Северного Зауралья / Д. И. Еремин, О. А. Шахова // Аграрный Вестник Урала. 2010. № 1. С. 38–40.
- Еремин Д. И. Роль севооборотов в структурной организации пахотного слоя чернозема выщелоченного в условиях лесостепной зоны Зауралья / Д. И. Еремин, А. Н. Моисеев // Достижения науки и техники АПК. № 12. 2012. С. 21–23.
