Свойства черноземов
В черноземах слабо развиты процессы разрушения, перемещения и превращения минералов тонких фракций. Оглинивание заметно проявляется только в черноземах теплых фаций, где оно приводит к накоплению ила в верхней и средней частях профиля. Элювиально-иллювиальная дифференциация почвенной толщи по гран. составу, минералогическому и химическому составу или не проявляется, или развита слабо.
Гранулометрический и минералогический состав. Особенность черноземов – отсутствие заметных изменений гран. состава в процессе почвообразования. Лишь в оподзоленных и частично выщелоченных черноземах наблюдается небольшое увеличение илистой фракции вниз по профилю. Некоторое обеднение илом верхней части профиля отмечается также в солонцеватых и осолоделых черноземах.
В минералогическом составе черноземов преобладают первичные минералы. Из вторичных (высокодисперсных) минералов встречаются минералы монтмориллонитовой и гидрослюдистой групп. Имеются черноземы, в илистой фракции которых превалируют минералы каолинитовой группы. В илистой фракции содержатся также окристаллизованные окислы (гетит, гиббсит), аморфные вещества и небольшое количество высокодисперсного кварца.
Химический состав. Важнейшие особенности – богатство гумусом, биогенная аккумуляция в гумусовом горизонте элементов питания растений (N, P, S, микроэлементов), относительная однородность валового состава минеральной части по профилю, иллювиальный характер распределения карбонатов и выщелоченность почв от легкорастворимых солей.
Валовое содержание кремнекислоты и полуторных оксидов равномерно по профилю, что свидетельствует об отсутствии разрушения почвенных минералов. Небольшое обеднение полуторными оксидами и обогащение кремнекислотой верхней части профиля отмечается в оподзоленных и в меньшей мере в выщелоченных черноземах, а также у солонцеватых и осолоделых родов обыкновенных и южных черноземов.
Иллювиальный характер распределения карбонатов кальция в черноземах обусловлен особенностями их водного и термического режимов, динамики углекислоты в почвенном воздухе и почвенном растворе. Весной, в период наибольшего развития нисходящих токов, происходит вымывание карбонатов. Однако оно не достигает глубины максимального промачивания, как это отмечается для легкорастворимых солей, а задерживается из-за очень слабой растворимости карбонатов кальция и низких концентраций углекислоты в почвенном воздухе и почвенном растворе, поскольку в это время в почве еще не протекают активные биологические процессы. Последующее повышение температуры усиливает дыхание корней и активизирует деятельность микроорганизмов, что приводит к увеличению конццентрации углекислоты в почвенном растворе и большему образованию бикарбоната кальция, который с восходящими токами начинает передвигаться вверх по профилю. Вследствие повышения температуры при движении растворов вверх по профилю и удаления углекислоты бикарбонат переходит в карбонат и выпадает из раствора. Выпадение карбонатов по мере их поднятия с восходящими токами также связано с расходом воды на испарение и потребление растениями.
Так складывается характерное для черноземов сезонное колебание верхней границы распространения карбонатов: она опускается весной и осенью и поднимается летом.
Гумус отличается преобладанием ГК над ФК (Сгк:Сфк более 1,5–2), высокой степенью конденсации их ядра, доминированием фракций, связанных с кальцием, сложностью группы ФК по сравнению с подзолистыми почвами и почти полным отсутствием свободных «активных» фракций. Гумус черноземов очень слабо растворим в воде (1/200–1/250 часть). Содержание гумуса достигает 10–12%. Запасы гумуса достигают 600–700 т/га. В соответствии с содержанием гумуса колеблется количество азота (0,2–0,5%).
Физико-химические свойства. Богатство черноземов гумусом, интенсивная миграция биогенного кальция определяют их благоприятные физико-химические свойства. Для них характерна:
высокая емкость поглощения (30–70 мг-экв/100 г почвы),
насыщенность поглощающего комплекса основаниями, главная роль принадлежит кальцию, магний составляет 15–20% от суммы. В оподзоленных и выщелоченных черноземах в ППК присутствует водород (V=80–90%) и гидролитическая кислотность может достигать 5–7 мг-экв/100 г почвы. В ППК обыкновенных и южных черноземов, солонцеватых почв находится небольшое количество натрия и возрастает доля магния
близкая к нейтральной реакция почвенного раствора верхних горизонтов, слабощелочная реакция в горизонтах, содержащих свободные карбонаты,
высокая буферность.
Физические и водно-физические свойства определяются высоким содержанием гумуса, мощностью гумусовых горизонтов и хорошей их структурностью. Поэтому физические и водно-физические свойства их благоприятны:
рыхлое сложение с гумусовом горизонте,
высокая влагоемкость
хорошая водопроницаемость
невысокая плотность (1–1,22 г/см3),
невысокая плотность твердой фазы в верхних горизонтах (2,4–2,5 г/см3), что обусловлено богатством гумусом. В подгумусовом горизонте эта величина возрастает до 2,55–2,65.
Хорошая структурность определяет высокую пористость в гумусовых горизонтах (50-60%), которая постепенно уменьшается с глубиной.