Черноземы

Они состоят главным образом  из кремния, алюминия, кислорода и  водорода, а также содержат небольшое  количество железа, кальция, магния, калия  и могут быть источником этих элементов  для растений. В твердой фазе почвы  всегда присутствуют в сравнительно небольшом количестве труднорастворимые  соли фосфорной кислоты (фосфаты  кальция, магния, железа и алюминия), а в отдельных почвах может  быть значительное количество малорастворимых  карбонатов кальция, магния и сульфата кальция. В почве постоянно протекают  процессы превращения труднорастворимых  соединений в легкорастворимые и, следовательно, более доступные растениям. Одновременно происходят и обратные процессы (В.П. Ковриго, 2000).

 

4. Физические свойства

 

В связи с более высоким  содержанием гумуса дерново-подзолистые  почвы имеют более низкую плотность  верхнего слоя, они лучше оструктурены по сравнению с подзолистыми, у них выше пористость. В целом естественное плодородие этих почв выше, чем у подзолистых и глее-подзолистых. Они являются преобладающими в пахотном фонде почв таежно-лесной зоны.

Для некоторых почв подзолистого типа большое значение имеет их тепловой режим.

В восточных районах, в  условиях континентального климата  и недостатка тепла, темные и богатые  гумусом дерново-подзолистые и  дерново-лесные почвы плохо нагреваются  и не обеспечивают корневую систему  растений необходимым количеством  тепла, что приводит к недозреванию некоторых посевных культур.

Таким образом, наиболее характерными свойствами, присущими почвам дерново-подзолистого типа, являются следующие. Почвы дерново-подзолистого тина не насыщены основаниями, т.е. они содержат в себе то или иное количество обменных ионов водорода и алюминия. В связи с ненасыщенностью основаниями эти почвы обладают кислыми свойствами. В результате процессов минерализации органического вещества и выщелачивания эти почвы обеднены гумусом и минеральными легко подвижными соединениями. Почвы дерново-подзолистого типа заключают в себе сравнительно небольшие количества необходимых для растений питательных веществ. Эти почвы в большинстве случаев обладают слабо выраженной, непрочной структурой, вследствие чего они способны легко распыляться, заплывать при увлажнении, образовывать корку при высыхании и уплотняться. Почвы дерново-подзолистого типа отличаются резко выраженной дифференциацией почвенного профиля на составляющие их генетические горизонты, причем гумусовый горизонт в большинстве случаен, имеет малую мощность.

В составе гумуса видное или первое место принадлежит  фульвокислотам, относительное количество которых тем больше, чем резче  выражен подзолистый процесс. При  нарастании дернового процесса увеличивается  количество гуминовых веществ. Хотя состав почвенных микроорганизмов изучен еще слабо, но все же можно сказать, что в подзолистых почвах ведущее место принадлежит грибам.

Из-за большого разнообразия условий почвообразования и дерново-подзолистой  зоне развитие почвообразовательного  процесса в почвах может протекать  и проявляться самым различным  образом, поэтому и отмеченные выше свойства сильно варьируют. Здесь можно встретить почвы и кислые, и с нейтральной реакцией, и сильно выщелоченные, и почвы с мощным перегнойным горизонтом, и богатые гумусом, в которых подзолообразонательный процесс совсем почти не выражен, и т.д.

В этом отношении почвенный  покров таежно-лесной зоны представляет собой сочетание множества почвенных  разновидностей, отличающихся между  собой как морфологическими и  биохимическими свойствами, так, следовательно, и своим природным плодородием.

При этом, чем сильнее  развит дерновый горизонт и чем богаче, следовательно, почва органическим веществом, тем лучше она по своим  производственным свойствам, тем выше ее природное плодородие (К.Т. Моисеев, 2007).

Таблица 5. Водно-физические свойства дерново-подзолистых почв Пермской области (Краснокамский район) (Дьяков В.П., 1989)

Горизонт, глубина образца, см	ОМ	УВ	% от объема почвы
	г/см3		Общая порозность	Наименьшая влагоемкость	Максимальная гигроскопичность	Влажность завядания растений	Диапазон активной влаги
Дерново-неглубокоподзолистая тяжелосуглинистая, разрез 1
Ап 0-23	1,11	2,63	57,8	49,1	4,9	7,4	41,7
А2 23-30	1,13	2,65	57,5	48,7	5,3	7,9	40,8
А2В1 30-37	1,22	2,60	53,1	45,1	4,9	7,5	37,6
В1 50-60	1,33	2,58	48,5	41,1	8,1	12,1	29,1
В2 75-85	1,35	2,62	48,5	41,1	8,3	12,4	28,7
В2С 100-110	1,45	2,64	45,1	32,3	8,9	13,4	24,9
С1 150-160	1,52	2,66	42,9	36,4	7,8	11,8	24,6
Дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая  среднесмытая, разрез 2
Ап 0-24	1,30	2,57	49,5	41,9	5,5	8,3	33,7
Продолжение таблицы 5
Горизонт, глубина образца, см	ОМ	УВ	% от объема почвы
	г/см3		Общая порозность	Наименьшая влагоемкость	Максимальная гигроскопичность	Влажность завядания растений	Диапазон активной влаги
В1 35-45	1,38	2,63	47,6	40,4	9,3	13,9	26,4
В2 60-70	1,59	2,61	39,1	33,2	8,6	12,8	20,4
В2С 100-110	1,60	2,64	39,4	33,5	9,8	14,8	18,7
С 110-120	1,65	2,66	38,0	32,3	8,4	12,6	19,6
Дерново-слабоподзолистая тяжелосуглинистая, разрез 3
Ап 0-32	1,31	2,60	49,7	42,1	7,2	10,7	31,5
В1 55-65	1,32	2,62	49,7	42,7	13,7	20,5	21,7
В2 75-85	1,34	2,59	48,3	41,0	14,5	21,7	19,3
В2С 110-120	1,36	2,65	48,7	41,04	13,3	19,9	21,5
С 140-150	1,47	2,65	44,6	37,8	14,1	21,1	16,7

Диапазон активной влаги  в пахотном слое равен от 31,5 до 41,7% и является удовлетворительным.

Плотность сложения дерново-подзолистых  почв различна, в пахотном слое она  составляет после вспашки 1,11 г/см³. Однако отмечены величины и 1,30-1,31 г/см³, что указывает на сильную уплотненность пашни. Подпахотные и иллювиальные горизонты так же имеют высокую плотность, типичную для почв данного типа.

Общая порозность в слое 0-37 см у дерново-неглубокоподзолистых тяжелосуглинистых почв хорошая и составляет 53,1-57,8%, другие виды дерново-подзолистых почв имеют неудовлетворительную порозность, вызванную, прежде всего, некачественной обработкой пашни.

Влажность завядания составляет от 7,4 до 10,7% в пахотном слое и достигает 12,1-21,7% в иллювиальных горизонтах дерново-подзолистых  почв, что связано с количественным распределением илистой фракции  по профилю.

 

 

 

5. Физико-химические свойства

 

Емкость катионного обмена в дерново-подзолистых  почвах выше, чем в подзолистых, в  связи с более высоким содержанием  гумуса. В гумусовом слое суглинистых  и глинистых почв она достигает 15-20 мг-экв на 100 г., в песчаных и  супесчаных - только 4-10 мг-экв. В составе  поглощенных катионов - Са^2+, Мg²⁺, Н⁺ и А1³⁺. Степень насыщенности основаниями - 40-70%. Обменные катионы водорода и алюминия обусловливают кислую реакцию среды (рН_кс1 обычно варьирует в пределах 3,3-5,5) (Н. Я. Коротаев, 1962).

Таблица 6. Физико-химические свойства дерново-подзолистых почв Пермской области (Дьяков В.П., 1989)

Горизонт, глубина образца, см	Гумус, %	Мг-экв. На 100г почвы			V, %	pH (KCl)	Мг/кг почвы
		S	Hг	Eко			P2O5	К2О
Юсьвинский района, колхоз «Совет», д. Н. Волпа Дерново-слабоподзолистая среднесуглинистая, разрез 1
Ап, 0-24	1,72	19,4	3,7	23,1	82	4,8	22	57
А2В1,24-35	0,34	11,2	3,4	14,6	77	4,9	57	57
В1, 35-64	0,39	19,9	3,7	23,6	84	4,6	36	90
В2, 64-94	0,38	27,9	2,8	30,6	90	5,0	123	100
С,130-165	0,28	47,9	0,4	48,3	99	7,2	-	42
То же, разрез 2
Ап, 0-23	1,56	19,7	3,4	23,1	80	5,2	88	100
В1,30-40	0,49	12,5	6,9	19,4	64	4,2	43	123
В2,55-65	0,36	22,8	4,3	27,1	84	4,6	81	102
В2С,100-110	0,32	27,6	2,3	29,9	92	5,1	167	87
С1, 120-130	0,35	27,9	1,4	29,3	95	5,5	250	87
Дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая, разрез 4
Ап, 0-22	1,55	13,6	5,4	19,0	72	4,7	81	102
А2, 22-32	1,12	13,1	5,3	18,4	71	4,6	38	72
В1, 32-54	0,41	19,4	4,6	24,0	81	4,6	123	60
В2, 54-85	0,40	25,3	3,0	28,3	89	5,0	250	108
В2С, 85-115	0,30	24,8	2,0	26,8	92	5,2	383	112
Продолжение таблицы 6
Горизонт, глубина образца, см	Гумус, %	Мг-экв. На 100г почвы			V, %	pH (KCl)	Мг/кг почвы
		S	Hг	Eко			P2O5	К2О
С, 115-140	0,26	24,2	1,6	25,6	94	5,4	445	87
Дерново-неглубокоподзолистая среднесуглинистая, разрез 3
А1, 2-13	2,43	10,8	6,8	17,6	61	5,0	61	64
А2, 13-29	0,44	8,2	6,2	14,4	56	4,6	85	45
В1, 29-64	0,43	18,5	5,0	23,5	79	4,5	64	100
В2, 64-95	0,36	20,7	4,6	25,3	82	4,6	117	108
В2С, 95-115	0,29	22,7	3,7	26,4	86	4,7	203	115
С, 115-130	0,23	23,5	2,8	26,3	89	4,9	375	112
Краснокамсий район, соахлз «северокамский», д. Стряпунята Дерново-слабоподзолистая тяжелосуглинистая, разрез 3
Ап, 0-32	1,66	16,4	3,8	20,2	81	5,0	61	96
В1, 55-65	0,66	20,4	7,5	27,9	73	3,8	73	50
В2, 75-85	0,54	22,5	10,3	32,8	69	3,7	46	30
В2С, 100-150	0,17	29,6	6,8	23,6	84	4,5	117	102
С1, 140-150	0,03	24,8	4,8	29,6	78	4,2	74	45
Дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая  среднесмытая, разрез 2
Ап, 0-24	2,58	21,2	1,8	23,0	92	6,0	42	20
В1, 35-45	1,21	14,2	4,6	18,0	46	4,2	48	102
В2, 60-70	0,80	18,2	4,7	22,9	80	4,3	60	111
В2С, 100-110	0,60	19,8	3,8	23,6	84	4,5	117	102
С, 110-120	6,50	15,2	2,7	17,6	85	4,6	45	86
Дерново-неглубокоподзолистая тяжелосуглинистая, разрез 1
Ап, 0-28	2,27	16,8	6,4	23,2	74	4,1	73	103
А2, 23-30	1,11	10,1	8,3	18,4	55	5,4	60	55
А2В, 30-37	0,72	12,4	7,1	19,5	68	3,8	102	55
В1, 50-60	0,77	13,7	7,4	21,1	65	3,7	119	60
В2, 75-85	0,33	17,2	5,9	23,1	74	3,8	97	90
В2С, 100-110	0,29	17,0	4,9	21,9	78	3,9	106	135
С, 150-160	0,18	19,8	3,9	23,7	83	4,4	102	93
То же, разрез 6
Ап, 0-25	2,19	15,2	7,5	22,7	67	3,9	71	20
А2, 25-35	0,58	10,3	7,9	18,2	56	3,7	77	21
Продолжение таблицы 6
Горизонт, глубина образца, см	Гумус, %	Мг-экв. На 100г почвы			V, %	pH (KCl)	Мг/кг почвы
		S	Hг	Eко			P2O5	К2О
В1, 48-58	0,36	12,7	5,9	18,7	68	3,8	55	42
В2, 85-95	0,38	18,7	4,6	23,3	80	4,1	80	60
С1, 140-150	0,21	16,6	3,3	19,9	83	4,1	75	57

Все дерново-подзолистые почвы  относятся к почвам с низким и  очень низким содержанием органического  вещества. В пахотном слое гумуса от 1,55 до 2,58%. Распределение гумуса по профилю  – резко убывающее, что является генетической особенностью этих почв. Наименьшая величина кислотности характерна для дерново-мелкоподзолистых почв; в глубь профиля особой закономерности в её распределении не наблюдается: отмечается как увеличение, так и уменьшение этого показателя, который коррелирует с величиной рН и степенью насыщенности почв основаниями. Высокие значения этого показателя отмечены на произвесткованных участках (разрез 2).

Сумма обменных катионов пахотного  слоя составляет 15,2-21,2мг-экв на 100г  почвы, её величина существенно уменьшается  в подпахотном горизонте и  увеличивается в иллювиальном, что  в целом является закономерным для  дерново-подзолистых почв. В такой  же последовательности изменяется и  емкость катионного обмена.

У всех видом дерново-подзолистых  почв Юсьвинского района гидролитическая  кислотность пахотного слоя меньше – 3,7-6,8 мг-экв на 100г почвы, почвы  кислые и слабокислые, сумма обменных катионов, емкость катионного обмена, степень насыщенности почв основаниями  возрастают от дерново-неглубокоподзолистых к дерново-мелко и слабоподзолистым. Разница этих показателей из-за механического  состава существенна лишь для  самой верхней части профиля, в нижней – значения этих показателей выравниваются, что указывает и на однородность почвообразующих пород.

Обеспеченность подвижными формами  питательных веществ колеблется от низкой до средней степени как  по Р₂О₅, так и по К₂О, различие в их количестве объясняется неодинаковой удобренностью пахотных участков и содержанием ила.

 

6. Агрохимические свойства

 

Агрохимические свойства дерново-подзолистых почв сильно варьируют в зависимости от их механического состава и степени окультуренности. В суглинистых почвах содержится от 2 до 3—4 % гумуса, 0,1—0,2% азота, 0,07—0,12% фосфора и 15— 2,5 % калия. Валовой запас гумуса (в слое 0—20 см) составляет 60—80 т, азота 3—6 т, фосфора 2—3,5 т и калия 45—75 т на 1 га. Песчаные и супесчаные почвы беднее гумусом, N, Р, К, Са, Мg и микроэлементами, чем суглинистые. Содержание гумуса в легких почвах не превышает 0,5—1,0 %, азота 0,03—0,08 %, фосфора 0,03—0,6 % и калия 0,5—1,0 %, валовой запас их составляет: гумуса 15—30 т, азота 0,9—2,4 т, фосфора 0,9—1,8 т и калия 15—30 т на 1 га. Содержание микроэлементов в дерново-подзолистых почвах колеблется в широких пределах, возможен как недостаток некоторых из них, так и избыток. Большинство дерново-подзолистых почв характеризуется сравнительно низким содержанием усвояемых (минеральных форм азота, подвижного фосфора, а песчаные и супесчаные почвы — также и калия. Размер кислотности и содержание подвижных форм питательных веществ в почвах в сильной степени зависят от их окультуренности. С повышением степени окультуренности этих почв (при систематическом применении органических и минеральных удобрений, известковании и т. д.) снижается кислотность, увеличивается содержание гумуса и общего азота, подвижного фосфора и обменного калия, повышается их плодородие. Вследствие того что дерново-подзолистые почвы обычно бедны элементами питания, но достаточно увлажнены, применение органических и минеральных удобрений дает высокий эффект. Из минеральных удобрений наиболее эффективны, и их в первую очередь необходимо вносить, азотные, а на слабоокультуренных почвах также фосфорные удобрения. (Агрохимическая характеристика основных …)

 

2.4 Режимы дерново-подзолистых почв

 

 2.4.1 Водный режим

 

Водный режим дерново-подзолистых  почв определяется в основном погодными  условиями. Зоной активного в  сельскохозяйственном отношении влагооборота является верхний 50-сантиметровый слой почвы. Наибольшая активность влагооборота наблюдается в пахотном горизонте, где сосредоточена основная масса  корней растений (70 - 90%). Режим влажности  дерново-подзолистых освоенных почв существенно отличается от режима влажности  дерново-подзолистых целинных почв. Пахотный слой промерзает в большинстве  случаев в переувлажненном состоянии, становясь водонепроницаемым. Полное оттаивание почв полевых участков происходит сверху после схода снега. Поэтому  те 100 - 150 мм воды, которые содержатся ежегодно в снеговом покрове, как  правило, стекают с поверхности  почвы. В резко засушливые периоды, при недостатке влаги, почвы иссушаются до глубины 50 - 60 см. В слое 60 - 100 см при  этом имеется 60 - 80мм продуктивной влаги, но эта влага не используется растениями, т.к основная масса корней размещается  в пахотном слое. Высокая плотность  сложения нижележащих горизонтов мешает более глубокому проникновению  корней. С высокой плотностью сложения связаны и крайне низкие скорости водопроницаемости и водоподъемной  способность почв (Дерново-подзолистые почвы…).

 

2.4.2 Тепловой режим

 

Оценивая тепловой режим дерново-подзолистых  почв в целом, можно сказать, что  теплообеспеченность сельскохозяйственных культур почвенным теплом достаточна для возделывания нетеплолюбивых культур. В частности, достаточна для возделывания картофеля. В отдельные годы могут  успешно выращиваться в открытом грунте и теплолюбивые культуры. Максимальная среднемесячная температура верхнего 10-сантиметрового слоя, как и максимальная температура воздуха, наблюдается  в июле, а в отдельные годы она  распространяется на весь летний период. Повышение температуры верхнего слоя почвы до 150 происходит в начале мая. Иногда срок наступления этой температуры  может отодвинуться на начало третьей  декады мая, что может быть вызвано  обильно выпавшими осадками. Нагревание почвы до 150 наблюдается на глубине  почвы от 80 до 115 см. Такая температура  на указанной глубине отмечается в середине или конце августа. Температура на поверхности почвы  выше 150 сохраняется в течение 3 – 4 месяцев. Период активных температур выше 100 наступает в начале апреля и заканчивается в конце августа - начале октября. Максимальная глубина их проникновения в сентябре около 2,5 м. Следует отметить, что температуропроводность в пахотном слое ниже, чем в других почвенных горизонтах, что связано с меньшей его плотностью. Период температур от 5 до 100 наступает в конце марта и заканчивается в октябре. Период охлаждения всей почвенной толщи имеет одинаковую продолжительность в верхней и нижней части. Он составляет около 5 месяцев и характеризуется температурой ниже 50. Отрицательные температуры наблюдаются на поверхности почвы с ноября по март. Глубина их проникновения от 38 до 60 см в зависимости от температуры зимой, мощности и плотности снежного покрова (Дерново-подзолистые почвы …).