Биологические особенности

2.4      Биологические особенности

Щелочная реакция, обогащенность СаСО₃, хорошая аэрация, повышенная сухость Ч^к и другие свойства существенно влияют на развитие в них микроорганизмов и мезофауны. Численность последней, в том числе и червей, в карбонатном черноземе ниже, чем в любом другом представителе типа. По средним данным, полученным в Молдавии, на 1 м² приходится 38 представителей мезофауны, из них 14 червей (в обыкновенных – 44 и 23, типичных – 61 и 30).

По материалам, собранным в Башкирии, карбонатные черноземы значительно уступают выщелоченным по численности микронаселения и содержат в среднем аэробных микроорганизмов 65,4, анаэробных – 31,5 и споровых – 21,5 млн./1г почвы. Споровых м/о в Ч^к в два раза больше, чем в выщелоченных. Это свидетельствует о том, что для микроорганизмов в Ч^к складываются жесткие условия обитания (Почвы Башкирии, 1973).

Экспериментально показано, что наличие СаСО₃ в почве положительно сказывается на развитии азотобактера и, следовательно, на фиксации азота (Сабельникова, 1960). Действительно, по интенсивности развития этого микроба карбонатные чернозёмы Молдавии вдвое превосходят обыкновенные и втрое – типичные (Черноземы СССР, 1974).

3.   Свойства почв

 

3.1      Карбонатность

При исследовании СаС0₃ в разных подтипах черноземов выявлена следующая картина (Клещ, 1964; Крупеников, 1967; Мокану, 1973; Синкевич, 1973). Дополним это данными по влиянию гранулометрического состава в разрезе пяти его градаций (рис.1). Из рисунка видна однотипность в средних величинах по различным глубинам почвенного профиля. Однако связь с гранулометрией все же прослеживается. До глубины 50 см различия между разновидностями невелики, но ниже заметно, что более тяжелые содержат больше карбонатов: первое место занимают тяжелосуглинистые, последнее - легкосуглинистые; для них характерен вибрирующий ход профильного распределения карбонатов, что, вероятно, объясняется изначальной неоднородностью почвообразующего субстрата.

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 Ч^к. 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; Ч^к 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 С_г:С_ф 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).

Таблица 3.

Содержание гумуса в карбонатных черноземах разного гранулометрического состава

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

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, %