Однако содержание гумуса в почве является самым важным показателем ее качества. Вид из космоса только подтверждает, что каждое черноземное поле уникально. Даже соседние поля значительно отличаются по цвету, а значит, и по содержанию гумуса.
Условия образования черноземов и географическое положение природных зон
Из всего многообразия почв чернозем считается самой плодородной. Он содержит много гумуса, который необходим для нормального роста сельскохозяйственных культур. Существует несколько естественных черноземных участков, которые активно используются в сельскохозяйственных целях. Все они имеют определенные особенности.
Чернозем обыкновенный — это богатый гумусом тип почвы темного цвета. Он формируется на глинистых суглинках или глинах. Он встречается в суббореальном и умеренно-континентальном климате в сочетании с периодически выщелачивающимся или невыщелачивающимся водным режимом. Этот тип почвы формируется под многолетними травами.
Эта почва идеально подходит для выращивания различных видов сельскохозяйственных культур. Полезность чернозема обусловлена высоким содержанием полезных элементов, гранулометрическими свойствами и реакцией, оптимальным соотношением тепла и влаги.
Чернозем характеризуется следующими особенностями:
- Это нейтральный грунт, который допустимо использовать для множества сельскохозяйственных культур.
- В составе почвы присутствует много гумуса – до 15 %. Это обусловлено разложением травянистых и лугово-степных растений. Гуминовые соединения обеспечивают регуляцию роста и развития культур.
- Грунт обладает зернистой или комковатой структурой. В нем присутствует много гумуса. Масса не слеживается под влиянием влаги и солнечных лучей. Благодаря этому удается добиться прекрасного газообмена и создать хорошие условия для формирования корней растений.
- В составе почвы присутствует много кальция – 70-90 %.
Классификация
В зависимости от содержания гумуса выделяют следующие разновидности черноземов:
- тучные грунты черного оттенка – включают примерно 9 % этого компонента;
- среднегумусные – содержание полезного вещества составляет 6-9 %;
- малогумусные с темно-серым окрасом – включают 4-6 % гумуса;
- слабогумусные – содержание питательного вещества не превышает 4 %;
- малогумусные со светло-серым окрасом – объем гумуса не превышает 2 %.
Кроме того, черноземы различаются по толщине слоя. По этому критерию можно выделить следующие виды черноземов:
- сверхмощные – имеют мощность 120 сантиметров;
- мощные – характеризуются параметрами 80-120 сантиметров;
- среднемощные – имеют показатель 40-80 сантиметров;
- маломощные – параметры не превышают 40 сантиметров.
В зависимости от степени засоленности различают следующие виды почв:
- обычные – являются карбонатными;
- солонцеватые – считаются солонцевато-солончаковыми.
Кроме того, существует следующая классификация черноземов:
- оподзоленные – часто встречаются в широколиственных лесах;
- выщелоченные – наблюдаются в лесостепи;
- типичные – формируются на подзолистых суглинках, в лесостепи с разнотравьем и злаковыми растениями;
- обыкновенные – преобладают на севере степей и формируются разнотравно-злаковыми растениями;
- южные – встречаются на юге степей и формируются благодаря разложению типчаково-ковыльных растений.
Черноземы характеризуются отличными водно-воздушными свойствами и содержат много питательных веществ. Их состав невозможно воспроизвести путем внесения в почву органических и неорганических удобрений.
Условия почвообразования
Такие почвы формируются в умеренном климатическом поясе, для которого характерно чередование высыхания и увлажнения и преобладание плюсовых градусов. Среднегодовая температура составляет +1-9 градусов Цельсия. При этом общее количество осадков достигает 250-1000 мм в год.
Для этих районов характерен холмисто-равнинный рельеф с редкими оврагами, лощинами и речными террасами. Здесь преобладает многолетняя травянистая растительность, которая оставляет в почве много ценных веществ.
При определенных гидротермальных условиях растительные остатки разлагаются, и этот процесс сопровождается образованием гуминовых соединений. Они накапливаются в верхних слоях почвы. Вместе с гумусом в почве связываются важные питательные вещества. К ним относятся фосфор, азот, железо, сера и другие вещества.
Особенности формирования
Природная зона Черноземья высоко ценится агрономами. Неудивительно: вряд ли найдется более плодородный тип почвы, особенно в умеренном климате. На таких почвах хорошо растут все растения — не только зерновые, но и овощи, фрукты, лекарственные, технические и декоративные растения и даже деревья. Но само образование чернозема длительное и трудное. Даже при самых благоприятных условиях этот процесс занимает от 6 до 8 тысяч лет.
Уже установлено, что на его ход влияют различные факторы. Это не только климатические условия, но и геологическая и биологическая среда. Очень важную роль играет массовое накопление растительных остатков. Они могут накапливаться достаточно активно и не потребляться новыми растениями, особенно в степях.
Если это условие не соблюдается, то гумус, который еще называют перегной и который «отвечает» как за блестящий темный цвет, так и за биологическую продуктивность почвы, значительно ослабевает.
Помимо гумуса, чернозем всегда богат и другими полезными минералами. Большую роль в его появлении играют грунтовые воды. Особый характер циркуляции этих вод позволяет улучшить свойства почвы и предотвратить вывод полезных компонентов. Стоит также отметить существенную роль корней растений, которые разделяют почву на агрегаты. Наконец, черноземы образуются благодаря уникальному действию микроорганизмов.
Большинство таких почв формируется в умеренно-континентальной зоне земного шара. Необходима постоянная температура +5 градусов и выше. Годовое количество осадков не должно превышать 600 мм, однако чрезмерная засуха также прерывает процесс сложения чернозема. Пространственно он связан с холмистыми и плоскими геоморфами, т.е:
- оврагам;
- отдельным впадинам;
- террасам рек.
Где распространены в России?
Даже такой авторитетный эксперт, как Докучаев, оценивал черноземы нашей страны гораздо выше, чем все минеральные ресурсы. В общей сложности они занимают около 10% территории России. Самые плодородные коренные почвы преобладают отнюдь не в чистых степях, а на юге лесостепи. Причина этого очевидна: там органический материал может беспрепятственно накапливаться и разлагаться, не подвергаясь выщелачиванию. Важно: Распространенное мнение о том, что до 50% мировых черноземов находится в России, попросту неверно.
По последним оценкам, наша страна располагает почти 156 млн га черноземов, что составляет 8,6% от их общей площади в мире. Примечательно и пространственное распределение этой земли. Если нарисовать карту черноземов, то хорошо видно, что они в основном сосредоточены в широкой зоне, начинающейся у границ Беларуси и Украины. На севере эта зона обычно разграничивается линией с такими узлами:
- Орел;
- низовья Камы;
- Новосибирск.
На юге области распространения простираются от Черноземья до:
- Дона;
- Кубани;
- верховий Терека.
Чернозем можно встретить даже у подножия Алтайских гор. Качество этих почв сильно варьируется в зависимости от их географического положения. Наиболее ценные почвы встречаются в окрестностях Воронежа, Курска и Тамбова. Однако следует также учитывать, что неконтролируемое интенсивное сельское хозяйство, а также нарушения технологии и недостаточное использование удобрений серьезно подорвали ценность даже этих богатых почв. Этот процесс стал особенно активным с конца 1980-х годов.
Как уже упоминалось ранее, большая часть черноземных почв России находится в Западной Сибири. Там они промерзают на значительную глубину. Под ними в основном находятся лишайники или лишайникоподобные породы. Сибирские черноземные почвы в основном встречаются в степях или лесостепях.
Изредка они встречаются и в подтаежной зоне.
Для каких природных зон характерны в мире?
Черноземы встречаются на площади более 240 миллионов гектаров. На материке Евразия они являются родными не только для юга России и Украины, как это часто предполагается. Их можно встретить даже в Центральной Европе:
- в Австрии;
- в бывших Чехословакии и Югославии;
- на территории Молдавии.
В Болгарии и Венгрии также есть такие районы, а плодородные почвы Румынии также состоят из чернозема. В других азиатских странах черноземы характерны для Монголии и Китая. На американском континенте они встречаются на западе США, юге Канады, в южных провинциях Аргентины и Чили. Существует несколько объяснений тому факту, что черноземные почвы характерны для лиственных лесов:
- образованием из растительных остатков;
- возникновением из отложений морского ила;
- появлением в болотистой и тундровой местности после потепления — также из остатков растений.
Факторы и процесс образования почвы
Основная причина нынешних проблем черноземья — экономическая. Фермерам нужна прибыль, а каким способом они ее получают — неважно. Цель современной цивилизации — процветание, но за это процветание люди платят очень высокую цену — один сантиметр плодородной земли в год.
Уникальные свойства чернозема делают его чрезвычайно чувствительным к любым воздействиям. Вопрос о том, как его сохранить, возник более ста лет назад. Чтобы ответить на него, Василий Докучаев сначала должен был понять, как формируется чернозем и для какой природной зоны характерны черноземные почвы.
Он сформулировал гипотезу о пяти факторах почвообразования, которую сегодня поддерживает большинство ученых.
Факторы почвообразования:
- климат;
- почвообразующие породы;
- живые и отмершие организмы;
- возраст;
- рельеф местности.
В современном почвоведении к перечисленным факторам добавляется хозяйственная деятельность человека и подземные воды. Например, для формирования метрового гумусового профиля требуется около 10-12 тысяч лет.
В то время ледник покинул южные регионы России, и голая глина постепенно поросла травой. Каждую осень эта трава, опавшие листья и другие растительные остатки разлагаются на поверхности почвы и образуют тонкий плодородный слой.
Процесс образования чернозема настолько сложен, а структура образовавшейся почвы настолько уникальна, что Докучаев решается на смелый шаг: к трем признанным в то время природным царствам — животному, растительному и минеральному — он добавляет четвертое — почву.
Сегодня никого не удивляет, что почва — это самостоятельный живой организм. Особенно если учесть, что 92 % всех растений, животных и микроорганизмов на Земле живут в почве и участвуют в ее формировании.
Роль гумуса и типы земель
Никогда, даже в древние времена, человек не обрабатывал одно и то же поле из года в год. Он знал, что почве нужен перерыв. Этот древний, надежный способ поддержания плодородия сегодня почти забыт людьми. Чернозем — это такая почва, которая требует смены плодородия. Зерновые, пропашные культуры, подсолнечник, репа и т.д. должны выращиваться в смешанных посевах.
Подсолнечник, например, потребляет огромное количество питательных веществ. Их колоссальные стебли подобны насосу, который высасывает жизненную силу из черной почвы. Загрязнение почвы этой культурой должно быть строго ограничено.
Однако современные фермеры должны покрывать свои расходы и поэтому рассматривают подсолнечник только как средство для выкачивания денег. Таким образом, человек может за несколько лет извлечь из почвы питательные вещества, которые накапливались в ней веками.
Гумус — загадочное вещество. Все слышали о нем, но даже ученые не могут до конца объяснить, что это такое. Единого ответа на этот вопрос не существует. Его сложная химическая формула до сих пор полностью не выяснена.
Однако содержание гумуса в почве является самым важным показателем ее качества. Вид из космоса только подтверждает, что каждое черноземное поле уникально. Даже соседние поля значительно отличаются по цвету, а значит, и по содержанию гумуса.
В зависимости от своего состава чернозем делится на подтипы:
- южные — обычно встречаются в южных степях, доля гумуса снижена в них до 7%, плодородный слой около 60 см;
- типичные — это земли, где черноземные процессы представлены максимально, на гумус может приходиться более 120 см;
- обыкновенные — они характерны для северной части степной зоны, они имеют черный или тёмно-серый цвет, на гумусовый слой приходится около 80 см;
- выщелоченные — отличаются от оподзоленного подтипа тем, что не имеют налета, выщелоченный горизонт окрашен в буроватый цвет;
- оподзоленные — их основной цвет — серый или тёмно-серый, процесс оподзоливания придает почве характерный белесый налет;
Малейшие изменения водного или воздушного баланса, солнечной радиации или деятельности человека приводят к неизбежным, а иногда и необратимым процессам.
Значение химических и органических удобрений
В советское время чернозем выжил благодаря плановой экономике, которая, по мнению современных экономистов, в конечном итоге привела к падению советской империи.
Однако план сыграл со страной злую шутку, поскольку конкуренция между партийными чиновниками привела не только к выполнению плана, но и к переплате за него, а средство переплаты было простым — удобрения. Их было особенно много в 1970-е годы.
Выщелачивание удобрений привело к быстрому росту травы в реках и на их берегах. В реках не было рыб, которые могли бы уничтожить эту растительность. Реки стали мелкими и грязными. Ландшафты, над которыми природа трудилась миллионы лет, были изменены человеком до неузнаваемости за несколько десятилетий.
Существует гораздо более простая и эффективная альтернатива химическим удобрениям: животноводство. Натуральные органические удобрения хорошо усваиваются почвой и помогают ей восстанавливаться без органического вещества. В советские времена животноводство было основным поставщиком удобрений для советского Черноземья.
Сегодня органические удобрения стали экзотикой, лишь изредка можно увидеть навоз на полях отдельных хозяйств. Нет животноводства и нет людей, которые бы им занимались. Проблема всего сельского хозяйства в России сегодня заключается в том, что работать на земле трудно и престижно. Цивилизация заставила слишком много людей покинуть землю.
Распространение черноземных почв
Черноземные почвы типичны для лиственных лесов. Из их остатков формируется богатый микроэлементами гумус. В континентальной Евразии он наиболее распространен в России и Украине. Черноземная зона частично распространяется на Австрию, Чехию, Молдову и страны бывшей Югославии. В странах Азии плодородные почвы встречаются в степях Монголии и Китая. В Америке серенгети находятся на границах США и южных провинций Канады. В Южной Америке небольшое количество чернозема есть на юге Аргентины и в предгорьях Чили.
Однако большая часть плодородных почв находится в лесостепной и степной зонах России — около 52 % от общей площади планеты. На втором месте Украина с 9 % чернозема.
Типы черноземных почв
На формирование чернозема влияют природные условия, содержание гумуса и химический состав в толще слоя. Все типы черноземов отличаются высокой урожайностью. Они различаются по характеру формирования и делятся на:
- Оподзоленные. Образовались от широколиственных растений.
- Обыкновенные. Поддерживаются отмиранием трав, распространены в степях.
- Выщелоченные. Образовались после разложения злаковых на полях, а также лесной листвы. Зона распространения – лесостепи.
- Южные. Возникли в каштановых почвах, в местах произрастания ковыля и типчака. Южные степные зоны.
- Типичные. Его развитие происходило в лесостепях и луговых зонах на суглинках.
Черноземы оподзоленные
Распространены на севере в лесостепной подзоне. Почвы формируются на рыхлых карбонатных отложениях под лиственными лесами, которые были давно вырублены. Лишь отдельные пятна зелени напоминают о бывших лиственных лесах. Водный баланс территории размыт. Рельеф местности варьируется между горными и низменными районами, что делает почвы сильно подверженными эрозии. Наиболее распространенные почвообразующие породы — тяжелые, глинистые глины.
Они сформировались в степях под прерийными травами. Рельеф состоит из расчлененных возвышенностей и низменностей. Гумусовый горизонт сероватый с коричневатым оттенком и имеет рыхлую, мало уплотненную структуру. При высыхании появляется беловатый порошок. Толщина верхнего слоя составляет 50-80 см. Зернисто-кремнистый переходный горизонт плавно переходит в карбонатный слой.
Растворимые соли и гипс в профиле не присутствуют. В гумусе присутствует больше гуминовых кислот, чем фульвокислот, а реакция среды почти нейтральная. Используется для выращивания зерновых культур, особенно озимой и яровой пшеницы. Как и подзолистый тип, его необходимо удобрять.
Особенности почв и растительность разных природных зон
Каждая природная зона характеризуется специфической флорой, фауной, климатическими особенностями и типом почвы.
Ниже приведен список природных кластеров с соответствующими географическими характеристиками, типами почвы и растительности:
- Арктические пустыни. Расположены на севере Евразии и Северной Америки. Растительность практически отсутствует, почва неплодородная.
- Тундра. Покрывает побережье Северного Ледовитого океана. Земля покрыта мхами, лишайниками, травами. На юге зоны начинают появляться кустарники и карликовые деревья. Почва маломощная, присутствует вечная мерзлота.
- Тайга. Самая большая экосистема по площади. Занимает большую часть лесов умеренного климата. Господствуют хвойные деревья: сосны, ели, пихты, лиственницы, кедры. Грунт кислый, холодный и малопригодный для большинства растений.
- Смешанные леса. Находятся южнее тайги. Лиственные и хвойные деревья. Земля более плодородная из-за большего количества растительных остатков.
- Широколиственные леса. Расположены в Европе, Русской равнине, Азии, местами в Южной Америке. Здесь растут дубы, ясени, липы, клены. Почва плодородная благодаря опавшим листьям и теплому климату.
- Степи и лесостепи. Российские степи занимают широкую полосу на юге страны. На других материках по климатическим и природным условиям со степями схожи африканские саванны, североамериканские прерии и южноамериканские пампасы. Травянистые равнины с примесью небольших лесов на севере. Самый плодородный грунт, состоящий из разновидностей чернозема.
- Полупустыни и пустыни. Находятся на юге Евразии, в Африке, в Австралии. Изредка встречаются растения — кустарники, кактусы, злаки и травы. Земля засолена, жаркий и сухой климат не дает расти большинству растений.
- Субтропики и тропики. Расположены на побережье Средиземноморского моря. Земля окрашена в красно-желтый цвет благодаря большому количеству железа. Субтропики отличаются неоднородностью: в субтропических лесах на юге России растут акации, каштаны, дубы, грабы, буки. В других областях зоны соседствуют одновременно сосны, дубы, папоротники, бамбук и пальмы. В тропических лесах растет огромное количество теплолюбивых растений.
Растительность и характеристики почвы связаны между собой: чем больше растений, тем теплее климат, тем богаче и насыщеннее почва.
Животные
В природных зонах обитают разнообразные животные, которые приспособились к условиям этих мест. Изучите состав фауны в различных экосистемах.
Арктика
В самой холодной зоне обитают животные и птицы, прекрасно приспособленные к экстремальным холодам: очень густой мех или перья, белый цвет, чтобы прятаться в заснеженных районах, и т.д. Общее число обитателей невелико, но все они обладают своей уникальностью и красотой: белые медведи, песцы, полярные зайцы, полярные совы, морские львы, тюлени.
Тундра
Здесь уже можно наблюдать большее разнообразие существ. Многие животные мигрируют зимой на юг в леса, но есть и те, которые живут в тундре круглый год. Самые главные обитатели тундры — северные олени, песцы, зайцы, волки, белые и бурые медведи, лемуры и полярные совы. Из-за высокой концентрации болот в тундре распространены комары и мошки.
Лесная зона
Леса умеренного пояса простираются в широкой зоне от северной лесотундры до южной лесостепи. Видовое разнообразие фауны также меняется с севера на юг. Так, видовой состав в тайге не так разнообразен, как в смешанных и лиственных лесах. Однако в целом состав животных в лесной зоне схож: бурые медведи, волки, лисы, рыси, косули, благородные олени, зайцы.
Степь
На больших и открытых участках степи нет укрытий для крупных животных, поэтому здесь обитают мелкие хищники и звери. В основном это степные волки, лисы, песцы, сайгаки, зайцы, сурки, сурки, пасюки, зяблики, зяблики, аисты.
Пустыня
Если Арктика — это чрезвычайно холодная пустыня, то тропический тип этой зоны очень жаркий и сухой. Здешние обитатели научились долгое время жить без воды и приспособились к невыносимой жаре: Верблюды, антилопы, лисы, бароны, скорпионы, змеи и ящерицы.
Тропики
В тропических лесах обитает самое большое разнообразие животных на планете. Эти леса многоярусные, и на каждом ярусе обитают тысячи различных животных. К основным обитателям относятся: Леопарды, тигры, слоны, антилопы, окапи, гориллы, шимпанзе, попугаи, туканы и большое количество бабочек и насекомых.
Самый богатый по растительности пояс
Считается, что экваториальные и субэкваториальные климатические зоны Земли имеют самую разнообразную и многочисленную флору и фауну. Тропические дождевые леса растут и процветают на ожелезненных, красновато-желтых почвах. Высокие стволы пальм, елей, шоколадных деревьев, бананов, железного дерева и кофейных деревьев увиты лианами и покрыты мхом, папоротниками и орхидеями.
Поскольку здесь не бывает морозов, температура даже в самые холодные дни никогда не опускается ниже +20 °C. Природа тропиков также характеризуется большим количеством осадков. Тропические дожди также являются важным источником осадков.
