Рис. I. Профильное распределение содержания СаС03 в черноземе карбонатном:
I - пылевато-тяжелосуглинистые; 2 - тяжелосуглинистые; 3 - пылевато-суглинистые; 4 - суглинистые; 5 - легкосуглинистые; 6 – супесчаные
В пахотном слое содержится в среднем 2,9% СаСО3. Количество СаСО3 резко повышается на глубине 60-90 см, глубже оно выравнивается и колеблется в пределах 12-14%. Среди описываемых черноземов практически нет резко обогащенных СаСО3 с самой поверхности. Однако на глубине 50-60 см более 40% разрезов содержат больше
|
Глубина, см |
[CaCO3] |
|
0-20 30-40 40-50 50-60 70-80 90-100 110-120 140-150 190-200 |
2,9 5,5 6,7 8,2 12,1 13,1 12,5 11,2 11,6 |
10% карбонатов. В более глубоких слоях наблюдается сравнительно выровненная картина. Следует сделать вывод, что карбонатность этих черноземов носит в пределах разновидности однотипный, компактный характер.
Таблица 1. Содержание CaCO3 в черноземе карбонатном суглинистом, %
По массовым определениям объемного веса и карбонатов исчислены их запасы (в т/га) в отдельных слоях ряда подтипов чернозёмов (рис.2). Из зональных подтипов они занимают первое место по запасам карбонатов в слоях 0,5, 1 и 1,5 м; лишь черноземы солонцеватые (переходный подтип) перекрывают их. Сопоставим по послойным запасам СаС03 черноземы карбонатные и обыкновенные, стоящие в эволюционном ряду на следующем месте. В слое 0,5 м отмечено подтиповое диагностическое различие обеих почв, которое сохраняется в метровой и даже полутораметровой толще. Из этого следует, что проходит или происходило в прошлом не только перераспределение карбонатов в ее пределах, но и частичный их вынос в более глубокие слои.
Влияние гранулометрического состава на запасы СаС03 в почве видно из рис.2 (правая сторона). В легкосуглинистых разновидностях их меньше, а в остальных запасы близки между собой. Для черноземов обыкновенных установлена аналогичная закономерность, но по всем категориям гранулометрического состава запасы заметно ниже.
Рис.2. Запасы СаСО3 в чернозёмах Молдавии, т/га
I - подтипы чернозёмов:
1 – карбонатные,
2 – обыкновенные,
3 – ксерофитно-лесные,
4 – типичные,
5 – выщелоченные,
6 – оподзоленные,
7 – слитые;
II – карбонатные,
III – обыкновенные
а - легкосуглинистые,
б – суглинистые,
в – пылевато-тяжелосуглинистые,
д – тяжелосуглинистые
Для агрономической оценки почвы важное значение имеют связанные с её карбонатностью показатели активности ионов кальция и известкового потенциала. В.Г.Унгурян и М.Ф.Сафронова в 1973, используя соответствующую методику (Крупский и др., 1967), провели сравнительное изучение этих показателей по профилю ряда почв Молдавии: карбонатные чернозёмы, в сравнении с другими их подтипами, имеют наивысшую активность ионов кальция даже в нижних горизонтах, где все являются карбонатными (рис.3). Что же касается величины известкового потенциала, то она выражается близкими значениями для разных чернозёмов, а именно: рН – ½, рСа – 5-7 (Унгурян, Сафронова, 1973). В литературе имеются также сведения о содержании в карбонатных чернозёмах так называемых «активных карбонатов» (Мокану, 1973).
Под влиянием СаСО3 среднее значение рН в слое 0-40 см карбонатных чернозёмов составляет 7,48 при максимуме 8,7 (Чернозёмы СССР, 1974).
Рис.3. Профильное распределение активности ионов кальция (мг*экв/л почвенного раствора) в плантажированных черноземах:
1 – выщелоченные;
2 - обыкновенные;
3 – карбонатные.
Карбонатность является главной диагностической особенностью Чк. Но важнейшей их генетической и одновременно агрономической характеристикой служит содержание гумуса.
3.2 Органическое вещество
|
Глубина, см |
[гумус] |
|
0-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 90-100 110-120 120-130 140-150 190-200 |
3,47 3,38 2,97 2,63 2,25 1,94 1,72 1,25 1,15 0,77 0,59 0,53 |
Известно, что средняя многолетняя урожайность большинства культур тесно коррелирует c количеством гумуса в почве, его запасами и мощностью гумусового горизонта; Чк не составляет в этом смысле исключения (Гаврилюк, 1974; Лунева, Рябинина, 1976). Содержание и профильное распределение гумуса приведены в таблице 2.
Таблица 2. Содержание гумуса в черноземе карбонатном пылевато-тяжелосуглинистом, %
Несколько пониженное содержание гумуса, в карбонатных черноземах является следствием присутствия СаС03 с поверхности. Тем не менее, их гумусовый профиль не специфичен, является типично черноземным и отражает особенности современной биоклиматической обстановки, что хорошо показано В.Р.Волобуевым (1973).
Сведения по качественному составу гумуса карбонатных черноземов немногочисленны. По единичным данным он более фульватный, чем в других подтипах, и Сг:Сф равно 1,5:2,0 (Крупеников, 1967). С глубиной доля фульвокислот нарастает, и кривая их профильного хода пересекается с кривой гуминовых кислот, образуя так называемые "ножницы" В.В.Пономаревой (1974). В карбонатных черноземах точка пересечения расположена выше всего (Круденаков, Ганенко, 1970; Черноземы СССР, 1974), что свидетельствует о стадийной их молодости.
Содержание гумуса с глубиной падает очень плавно: в пахотном слое его 3,47%, на глубине 40-50 см – 2,63, на метровой глубине – 1,25%. Следовательно, почва относится к категории мощных.
Таковы же более тяжёлые и более лёгкие разновидности (табл.3.). Суглинистые карбонатные черноземы принадлежат уже не к малогумусным, а к слабогумусированным (2,8% гумуса в слое 0-20 см).
|
Механический состав |
Глубина, см |
|||
|
0-20 |
40-50 |
90-100 |
140-I50 |
|
|
Тяжелосуглинистый |
4,05 |
2,74 |
1,26 |
0,46 |
|
Пылевато-тяжелосуглинистый |
3,47 |
2,63 |
1,25 |
0,59 |
|
Суглинистый |
2,80 |
2,19 |
1,12 |
0,39 |
Таблица 3.
Содержание гумуса в карбонатных черноземах разного гранулометрического состава
В плантажированных карбонатных черноземах происходит искусственная инверсия в профильном распределении гумуса, но в целом его запасы уменьшаются мало (табл.4). Сопоставляя их с пашенными черноземами (см. табл.2), видим, что слой 0-20 см обедняется гумусом примерно на 0,5%. Начиная с 30-40 см его содержание в обоих случаях, примерно, одинаковое. Правилен вывод, что плантажная вспашка, применяемая перед посадкой винограда, выравнивает количество гумуса в слое 0,5 м (Унгурян, 1973).
|
Глубина, см |
[гумус] |
|
0-20 30-40 40-50 60-70 90-100 |
2,88 2,81 2,67 1,82 1,13 |
Таблица 4. Профильное распределение гумуса в черноземах карбонатных плантажированных, %
3.3 Химический и минералогический состав
Валовой химический состав карбонатных черноземов по полной схеме изучен для многих разрезов во всех рассмотренных географических областях. Отмечается достаточно строгая стабильность в профильном распределении основных окислов и величин отношений SiO2:R2O3; SiO2:Аl2О3 и SiO2:Fe2O3. Выявляется вторичная аккумуляция ряда биологически важных элементов в верхних горизонтах.
Минералогический состав карбонатных черноземов изучен в Молдавии Алексеевым в 1971. Эти исследования показали, что по сравнению с другими подтипами чернозема карбонатный характеризуется наименьшей преобразованностью своей минеральной части, наиболее высоким содержанием полевых шпатов в составе частиц крупнее 0,001 мм (особенно плагиоклазов) и слюд. Так, в горизонте А Чк содержится 9,8% мусковита (Алексеев, 1971).
Эти данные наводят на мысль о первичности карбонатных черноземов в эволюционном ряду их подтипов. Она подтверждается и количественными сопоставлениями состава глинистых минералов в разных черноземах. Карбонатный чернозем характеризуется аккумулятивным типом глинистого профиля, поскольку здесь глинообразование превалирует над разрушением глинистых минералов. Содержание глинистых минералов увеличивается вверх по профилю и обусловлено накоплением смектита и илпита.
Глинообразование в этих почвах осуществляется в условиях высокого нагрева поверхностных горизонтов и периодического их увлажнения, непромывного водного режима, щелочной реакцией и высокими концентрациями растворов. Повышение температуры и периодическое увлажнение сопровождается гидролитическим выветриванием. Происходит слабое выщелачивание оснований (Nа, К, Са, Mg, Fе). Слоистые силикаты претерпевают трансформацию. Накопление глины обусловлено дегидратацией слюд, в первую очередь серицита и триоктаэдрической слюды. Неустойчивый иллит-смектит переходит в смектит, чем обусловлено снижение его содержания в верхних горизонтах. Продукты гидролиза – Al2O3 и SiO2 – осаждаются основаниями также с образованием смектитовой фазы (Алексеев,1971; Алещенко, 1973).
