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).

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).

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).

3.4               Гранулометрический состав

Сведения о гранулометрическом составе и физических свойствах ЧК Молдавии опубликованы в двух опубликованных работах (Агрофизическая характеристика, 1977; Атаманюк и др., 1977) Данные, полученные по профильному распределению ила для четырёхметровой толщи черноземов карбонатных суглинистых, приведены в таблице 5.

Таблица 5. Статистические характеристики содержания фракции <0,001 мм в черноземе карбонатном суглинистом, %

Первый метр равномерно насыщен илом (23-25%), глубже его содержание начинает падать (140-150 см – 20%, 350-400 см – 15%), т.е. наблюдается вторичное оглинивание гумусированной части почвенного профиля (Черноземы СССР, 1974).

Микроагрегированность Чк Молдавии высокая: выход свободного ила по отдельным разрезам не превышает 2% (Крупенников, 1967), по многочисленным данным, в слое 0-20 см он составил 1,48%, до 150 см – 0,62-1,17% (Атаманюк, и др., 1977). Отмечена слабая тенденция возрастания плотности в слое 0-20 см, которая в среднем для ряда гранулометрических групп составляет 1,20; соответственно общая порозность равна 54,6%.

Различия в физических свойствах в сравнении с другими представителями типа при том же гранулометрическом составе незначительны, однако Чк имеют худшие физические свойства. Вероятно, здесь оказывает влияние карбонатности с поверхности.

 Рис.4. Вещественный состав карбонатных черноземов:

1 - гумус, %;

2 – СО2, %;

3 - Са2++Mg2+, мг*экв/100 г почвы;

4 - ил, %;

5 - рН

3.5         Строение чернозёмов

Все чернозёмы имеют общее генетическое строение профиля, а именно:

Ад – гумусовый горизонт.

А – гумусовый переходный горизонт.

В1 – деструктивно-карбонатный иллювиальный горизонт.

В2 – иллювиальный горизонт гипса и легкорастворимых солей.

ВС – переходный горизонт.

С – почвообразующая порода.

Рис. 5. Строение чернозема карбонатного

Чернозем карбонатный (целинный)

Ад Серо-коричневый, темный; зернисто-порошистый; обилие корней; слабоуплотненный; суглинистый.

А Темно-бурый; зернистый; в ниж­ней части профиля карбонатная пле­сень; переход постепенный, слабоуп­лотненный; суглинистый.

В1 Бурый, комковатый; карбонатная плесень и мицелий; переход постепенный; уплотненный; по всему профилю червоточины, копро­литы, кротовины, суглинистый.

В2 Буровато-серый (белесоватый от карбонатной плесени), комковатый; обилие карбонатных новообразова­ний; кротовины; переход постепен­ный; слабоуплотненный; суглинистый.

ВС Грязно-желтый, бесструктур­ный; обилие карбонатных новооб­разований; слабоуплотненный; суглинистый.

С Желто-бурый, карбонатные мице­лий и плесень; суглинистый

Чернозем карбонатный (пахотный)

Апах   Темно-бурый; комковато-порошистый; корни, корешки; переход постепенный; слабоуплотненный; пылевато-суглинистый.

А Коричневато-бурый; комковато-зернистый; карбонатная плесень; пе­реход постепенный; уплотненный; суглинистый.

В 1 Бурый; крупно-комковатый, с примесью зернистости; копролиты, кротовины, карбонатная плесень; пе­реход постепенный; уплотненный; суглинистый.

В2 Бурый со светло-палевым оттен­ком; комковатый; обилие карбонатной плесени; переход постепенный; уплотненный; суглинистый.

ВС Палевый; бесструктурный; кро­товины, отдельные затеки гумуса; карбонатная плесень, конкреции; уп­лотненный, суглинистый.

С1 Светло-палевый; карбонатные конкреции; уплотненный; суглинистый.

С2 Палево-желтый; лёссовидный суг­линок.

3.6               Почвенный раствор

Ещё в 1906 году С.А.Захаров показал, что важней характеристикой чернозёмов служит состав почвенного раствора. Карбонатность почв контролируется наличием в них растворенных бикарбонатов кальция и магния. Данные опытов приведены в таблице 6. В растворе почвы количество кремния и алюминия ничтожно. Железа в верхнем слое очень мало, но с глубиной их количество увеличивается. Это связано с тем, что карбонат блокируют железо, что является одной из причин хлороза растений, проявляющегося на почвах с высоким содержанием СаСО3. Почвенный раствор изучали на контрольных делянках без удобрений, поэтому высокое содержание в Чк азота в виде нитратов следует объяснять более энергичным ходом нитрификации в этих почвах по сравнению, например, с карбонатами обыкновенными.

Таблица 6. Состав почвенного раствора, выделенного спиртовым методом, мг/л (1968г.)

Также если сравнить количество Са в карбонатных и обыкновенных чернозёмах, то можно увидеть существенную разницу: количество кальция в Чк в 1,7-2,1 раза выше, чем в обыкновенном. Различие в пользу первого наблюдается даже в тех слоях, где обыкновенные чернозёмы уже содержат СаСО3. Количество кальция в почвенных растворах из черноземов динамично по глубинам, месяцам и годам (рис.6). Однако и при учете этого обстоятельства приоритет Чк выглядит абсолютно бесспорным. Таким образом, установлена ещё одна кардинальная генетическая особенность карбонатных чернозёмов.

Рисунок 6. Содержание кальция в почвенном растворе карбонатного чернозёма

3.7                                             Микроэлементы

Для характеристики микроэлементного состава карбонатных черноземов приводятся результаты спектрографического анализа в таблице 7. Видна биоаккумуляция в верхней части профиля бора, свинца, никеля, меди и особенно молибдена, содержание последнего в слое 0-25 см втрое превышает нормативное для курского чернозема, принятого за эталон. Подвижность микроэлементов в карбонатных черноземах мало изучена.

Таблица 7. Среднее содержание микроэлементов в карбонатных чернозёмах Молдавии, мг/кг (анализы Н.И.Данилова)

4.           Сельскохозяйственное использование

Карбонатные черноземы Дунайско-Понтийского региона являются ценным и испытанным плацдармом для выращивания винограда. В меньшей степени они подходят для большинства плодовых культур. Последние угнетаются под влиянием избытка СаС03 в почве, поражаются хлорозом, который ведет к уменьшению плодоношения, а иног­да и к гибели деревьев. По исследованиям А.А.Ципко, хлороз плодовых деревьев, и в частности яблони, на карбонатных черноземах вызывается не столько самими карбонатами, сколько обусловленными их присутствием низким содержанием железа, фосфора, марганца и относительным преобладанием в почве нитратной формы азо­та (Ципко, 1966).

Накопленные в Молдавии материалы по бонитировке почв под плодовыми показывают, что они также отрицательно реагируют на карбонатность почв, как и полевые культуры, причем снижение бонитета по урожайности под влиянием этого  фактора  идет  более  резко  (табл. 8).  3а  100  баллов

 Таблица 8. Сравнительная шкала оценки чернозёмов Молдавии под плодовыми породами и кукурузой

принят выщелоченный чернозем, оказавшийся лучшей почвой для плодовых культур. Под влиянием карбонатности яблоня, груша, слива, вишня и черешня  сильнее снижают свою урожайность, чем кукуруза. Только абрикос (81 балл) слабее реагирует на этот фактор (Рябинина, 1978). Интересно, что разные сорта деревьев неодинаково реагируют на карбонатность черноземов (табл.9). Из сортов яблони меньше всего снижает урожайность на этих почвах Шафран (76 баллов) и Ренет Симиренко (72 балла), тогда как Папировка в данном случае вдвое менее производительна, чем на выщелоченном черноземе (Рябинина, 1978). Подобным же образом ведет себя слива. В среднем для четырех ее сортов урожайный бонитет на карбонатных черноземах составляет 58 баллов, для сорта Венгерка обыкновенная - 72 и сорта Ренклод Альтана - 52 балла.

Таблица 9. Фрагмент оценочной шкалы черноземов Молдавии под сортами яблони

Рассмотренные данные показывают, что не следует рекомендовать закладку садов, особенно промышленного типа, на карбонатных черноземах. Если же это в силу местных условий, то можно маневрировать сортами, выбирая те, которые меньше всего снижают урожай под влиянием карбонатности. Полагаем, что эти выводы применимы для районов Северного Кавказа и Придунайских стран, хотя нужной информации в литературе найдено не было.

В силу экологических особенностей виноградной лозы она диаметрально противоположно относится к карбонатности почв, разумеется, в известных пределах ее проявления. В Молдавии лучшими для технических сортов винограда (по материалам почти 2500 участков за 1965—1974 гг.) оказались черноземы карбонатные как по урожаю, так по его качеству. Поэтому они и были приняты за эталон при бонитировке почв виноградников (табл. 10). Лишь немногие сорта (Фетяска белая, Рислинг итальянский) дают более высокую урожайность на других почвах. Сорта из группы Пино одинаково урожайны на карбонатных и выщелоченных черноземах.

Таблица 10. Оценочная шкала под техническими сортами винограда

Аналогичны результаты и по бонитировке почв под столовыми сортами, но для некоторых из них (Жемчуг Саба, Королева виноградников, Мускат гамбургский) лучшими почвами оказались выщелоченные и типичные черноземы. Однако если учесть качество ягод, то карбонатный чернозем и для этих сортов выходит на первое место (Лунева, Мартин, 1976).

Виноградники, как известно, должны размещаться преимущественно на эродированных почвах склонов. Это будет мало влиять на продуктивность насаждений. Урожай на слабосмытых черноземах практически такой же, как и на полнопрофильных. Даже на среднесмытых почвах урожай ягод снижается на 8-15%, тогда как для яблони на слабосмытых почвах снижение составляет 12-28, на среднесмытых – 25-40%.

В районах юга, юго-востока и отчасти центра Молдавии крупные массивы виноградников с успехом могут закладываться на карбонатных и эродированных черноземах, которые там занимают большие площади и для всех других культур являются почвами наиболее низкой производительности. Это положение легло в основу создания крупного (10 тыс. га) межколхозного виноградника-гиганта в Вулканештском районе, где главная площадь приходится на карбонатные черноземы, а явления эрозии развиты очень сильно.

Установлено, что на карбонатных чернозёмах, а также и на эродированных, большинство сортов винограда дают продукцию наивысшего качества. Знаменитые молдавские красные марочные вина Негру де Пуркарь и Рошу де Пуркарь получаются из винограда, выращенного на карбонатных эродированных черноземах.  Во Франции считается, что на Чк получаются высококачественные «жёлто-зеленоватые вина со специфическим для сортов ароматом» (Katona, 1977).

5.           Заключение

Карбонатные черноземы представляют собой оригинальную группу почв в рамках единого черноземного типа почвообразования. Генетически они разнородны, но материнские породы, на которых эти почвы формируются, всегда в той или иной, обычно значительной, мере изначально обогащены карбонатами.

Наиболее территориально распространенными и хорошо изученными являются карбонатные черноземы мицелярного профиля на лёссовидных и близких к ним по гранулометрии породах, занимающие в Европе обширные пространства от Вены и Братиславы на западе до Орджоникидзе на востоке. В этих черноземах произошла трансформация карбонатных минералов, и в верхних горизонтах накопился вторичный игольчатый кальцит - люблинит. Этот процесс - адекватный результат воздействия на почву господствующих современных аэрогидротермических условий. В этих почвах сочетаются реликтовые (обилие изначальных карбонатов в нижней части профиля) и рецентные (люблинитовые аккумуляции в горизонтах А и В1) признаки.

Черноземы остаточно-карбонатные на плотных коренных породах встречаются значительно меньше и нуждаются в новых исследованиях с применением современных методов. Вторично-карбонатные черноземы эрозионного и техногенного происхождения встречаются нередко и во многих районах.

Все карбонатные черноземы характеризуются рядом общих черт, по преимуществу негативных в агрономическом отношении: щелочной реакцией с поверхности, избытком карбонатов, повышенным известковым потенциалом, слабой подвижностью фосфорных соединений и ряда микроэлементов, излишней рыхлостью сложения и порозностью аэрации, жестким водным режимом. Эти свойства в их сочетании обусловливают хлороз сельскохозяйственных растений и снижение балла бонитета карбонатных черноземов в сравнении с другими представителями генетического типа. Замечательной экологической особенностью этих почв является их высокая пригодность для выращивания многих технических и столовых сортов винограда.

Радикальное повышение эффективного плодородия карбонатных чернозёмов с одновременным сдвигом в лучшую сторону их потенциального плодородия достигается путём применения органических и минеральных удобрений и орошения. Открываются перспективы «противокарбонатных» мелиораций этих почв посредством применения кислых отходов промышленных производств. Данный вопрос требует организации специальных исследований с использованием химических, минералогических и других экспериментальных методов.

6.  Список литературы

1.     И.А.Крупеников

«Карбонатные чернозёмы»

Кишинёв «Штиинца» 1979

2.   Государственный агропромышленный комитет Молдавской ССР

«Атлас Почв Молдавии».

Отв. ред. И.А.Крупеников Кишинёв «Штиинца» 1988

Страницы: 1, 2