Для серых лесных почв провинции характерны: высокое содержание гумуса, под лесом 6-9; реакция среды слабокислая; четкая дифференциация профиля по гранулометрическому составу по элювиально-иллювиальному типу, по валовому составу дифференциация очень слабая; четкая дифференциация по илу, высокое содержание аморфной кремнекислоты; наличие слабоминерализованных грунтовых вод с периодически изменяющимся уровнем залегания, что вызывает современное осолодение; интенсивная аккумуляция гумуса.

Провинициальной особенностью черноземов является небольшая мощность их гумусового горизонта. Также особенностью черноземов Западной Сибири является слабо выраженная макроструктура. Они имеют рыхлокомковатую структуру даже в целинном состоянии и легко разрушаются при распашке.

6. Генетическая и агроэкологическая оценка почв

Чернозем оподзоленный

Черноземы являются самым плодородными почвами. Формируется под пологом сильно изреженных березовых лесов с хорошо развитым луговым разнотравьем (тимофеевка, кострец, ковыль, шалфей).

Отличительная черта описываемого подтипа черноземов - выраженность признаков оподзоливания, отмечающихся как в строении профиля, так и в особенностях химического состава.

Существенной особенностью черноземных почв является наличие в их профиле на некоторой глубине карбонатно-иллювиального горизонта. Основной влагооборот совершается в толще небольшой мощности, поэтому и корневая система растении сосредотачивается в поверхностных горизонтах. В связи с чем максимум накопления гумуса находится в верхних горизонтах, мощность которых редко превышает 30-35 см.

Еще одним характерным признаком черноземов является их языковатость т.е. неравномерность окраски в горизонте "АВ" это объясняется глубоким промерзанием почвы зимой и сильным высыханием в летние месяцы, что вызывает растрескивание почвы и неодинаковое проникновение вглубь органической массы.

И последний признак черноземов близкое залегание карбонатного горизонта б0-70 см, объясняется это так же малым количеством осадков, не обеспечивающих глубокого промывания карбонатов.

Особенности почвообразования черноземов:

глубокое и периодически сквозное промачивание;

отсутствие накопления легкорастворимых солей в почвенном профиле в автоморфных условиях;

интенсивная аккумуляция гумуса с образованием мощных гумусовых горизонтов;

наложение комплекса процессов, оподзоливающих профиль.

Морфологическое строение черноземов следующее:

Ао-А-АВ (В1) - В2-Вса (Вк) - Сса (Ск),

Ао - степной войлок, представлен высохшими остатками травянистой растительности;

А - гумусово-аккумулятивный (гумусовый), однородно темноокрашенный горизонт с зернистой, комковато - зернистой структурой;

АВ (В1) - гумусовый переходный, темноокрашенный с некоторым побурением, которое усиливается книзу;

В2 - горизонт гумусовых затеков;

Вса (Вк) - карбонатно-иллювиальный, скопления карбонатов, бурно вскипает, постепенный переход;

Сса (Ск) - почвообразующая карбонатная порода.

Гранулометрический состав: во фракции > 1 мкм преобладают кварц и полевые шпаты. В составе ила преобладают гидрослюды и каолинит.

Физические и физико-механические свойства: хорошая плотность (1-1,25), хорошая пористость (50-60%).

По механическому составу черноземы в общем довольно однообразны и относятся к среднесуглинистым или тяжелосуглинистым пылевато-иловатым разновидностям.

Физико-химические свойства: Реакция среды слабокислая (рН 5,5 - 6,5), повышена гидрологическая кислотность (до 5-7 мг-экв/100 г. почвы). ППК более чем на 90% насыщен основаниями, в его составе преобладает Са, содержание Mg в 5-8 раз меньше. В соответствии с обогащенностью гумусом оподзоленных черноземов содержание в них общего азота в верхней половине гумусового профиля очень большое - около 0,4%, в нижней его части резко убывающее - до 0,1%. Соотношения углерода к азоту довольно широкие - порядка 13,5, книзу - более узкие (12-11).

Содержание и запасы гумуса: Содержание гумуса в верхних горизонтах колеблется в широких пределах - 5-12%. В составе гумуса преобладают гуминовые кислоты, связанные с кальцием. Соотношение Сг. к: Сф. к=1,5-2,5. Гумус отличается высокой степенью конденсации, полимеризации и прочностью связи с глиной.

Водные свойства: водный режим относится к непромывному типу, водопроницаемость - 200мм/ч и более, влагоемкость метровой толщи - около 50%.

Запас продуктивной влаги:

W=0,1* (W-ВЗ) *dv*h

W=0,1* (8,3-9,5) *0,98*10=-1,18

W=0,1* (8,4-8,6) *1,05*10=-0,21

W=0,1* (8,9-8,1) *1,15*10=0,92

W=0,1* (10,5-7,0) *1, 20*10=4,2

W=0,1* (11,0-6,8) *1,29*10=5,42

W=0,1* (13,0-7,3) *1,38*10=7,87

W=0,1* (14,5-8,9) *1,45*10=8,12

W=0,1* (14,7-9,5) *1,49*10=7,75

W=0,1* (13,8-10,0) *1,55*10=5,89

W=0,1* (14,5-8,6) *1,65*10=9,73

Для слоя 0-100 см запас продуктивной влаги равен:

1,18+ (-0,21) +0,92+4,2+5,42+7,87+8,12+7,75+5,89+9,73=86,3мм=863 м³

Влаги недостаточно.

Почва является неотъемлемой частью любого наземного биогеоценоза и биосферы в целом. При этом она выполняет ряд экологических функций, в том числе глобальных биосферных, обеспечивающих стабильность биосферы и саму возможность существования жизни на Земле. Кроме того, по отношению непосредственно к человеку почва осуществляет ещё одну функцию - сельскохозяйственную. В основе и экологических, и сельскохозяйственных функций лежит её важнейшее свойство - плодородие.

Экологические функции почвы можно разделить на две большие группы: экосистемные (биогеоценотические) функции почвы и глобальные (биосферные) функции почвенного покрова.

Биогеоценотические функции почвы:

1. Функции почвы, обусловленные физическими свойствами: жизненное пространство; жилище и убежище; механическая опора; депо семян и других зачатков.

В рассматриваемом аспекте наиболее важным являются такие физические свойства почвы, как структура, плотность, влагоемкость, водопроницаемость, температура, теплопроводность и пр. при деградации почвы физические свойства почв в большинстве случаев изменяются в последнюю очередь.

Многочисленные данные свидетельствуют, что при различного рода деградационных процессах ухудшается структура почвы, увеличивается плотность, снижается водопроницаемость, ухудшается вводно-воздушные свойства почв. В результате девегетации усиливаются процессы эрозии и дефляции. В последнем случае наблюдается разрушение почвы, которое делает невозможным выполнение ею не только группы функций, связанной с физическими свойствами, но и любых других её функций.

2. Функции почвы, связанные с её химическим, физико-химическим и биохимическим свойствами: источник элементов питания; депо влаги, элементов питания и энергии; сорбция веществ, поступающих из атмосферы и с грунтовыми водами; сорбция микроорганизмов; стимулятор и ингибитор биохимических и других процессов.

Выполнение перечисленных функций зависит от таких свойств почвы, как содержание и запасы гумуса и элементов минерального питания, влагоемкость, щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные условия, активность ферментов и т.д. изменение указанных свойств происходит уже при менее значительном антропогенном воздействии на почву.

Большинство деградационных процессов ведёт к снижению содержания и запасов гумуса в почве. Возможны и изменения его качественного состава. Как правило, тормозятся процессы азотфиксации, аммонификации, нитрификации и минерализации. Это приводит к снижению содержания в почве доступных растениям форм азота, фосфора и других элементов питания растений. Происходит ухудшение питательного режима почвы. Очень часто меняется реакция среды (pH). В одних случаях увеличивается кислотность, например при вторичном подкислении, в других - происходит подщелачивание, к примеру при осолонцевании. Изменение окислительно-восстановительного потенциала почвы в основном зависит от степени изменения щелочно-кислотных условий. Деградация почв практически всегда ведёт к снижению её ферментативной активности.

3. Информационная группа функций почвы: сигнал для ряда сезонных и других биологических процессов; регуляция численности, состава и структуры биогеоценозов; пусковой механизм некоторых сукцессий; "память" биогеоценоза.

По имеющимся данным, любое антропогенное воздействие может оказать значительное влияние на общую численность, видовой состав и активность почвенной микробиоты. В зависимости от характера воздействия численность почвенных микроорганизмов может снижаться, не изменяться и даже увеличиваться. Более однозначными являются изменения состава и структуры комплекса почвенных микроорганизмов. В большинстве случаев наблюдается снижение видового разнообразия.

Учитывая глобальный характер деградации почв; сужение видового разнообразия антропогенноизменённых экосистем представляет собой очень опасную тенденцию, тем более что проявляется она уже при незначительной степени воздействия.

4. Целостные биоценотические функции почвы: аккумуляция и трансформация веществ и энергии, находящихся в биогеоценозе или поступающих в него; санитарная функция; буферный и защитный биоценотический экран; условия существования и эволюции организмов.

Выполнение почвой этой группы функций зависит от всех её свойств. На примере данной группы функций наиболее отчетливо прослеживаются обратные связи между влиянием антропогенного фактора и способностью почвы выполнять свои экологические функции.

С одной стороны, именно указанные функции призваны предотвращать негативные последствия, например загрязнение почв, с другой стороны, когда свойства почвы, определяющие эти функции, не выдерживают антропогенного процесса и происходит срыв в их работе, тогда и возникают нарушения в функционировании почвы и всей экосистемы.

Именно под устойчивостью данных функций должна пониматься устойчивость почвы к деградационным процессам.

Ухудшение целостных функций почвы, как правило, происходит одновременно с ухудшением группы химических, физико-химических и биохимических функций почвы.

Об антропогенном влиянии на группу целостных биоценотических свойств почвы можно судить по показателям фитотоксичности почв, урожайности и качеству урожая.

Деградирующим почвам свойственно усиление фитотоксических свойств, снижение урожайности и качества сельскохозяйственной продукции.

Глобальные (биосферные) функции почвенного покрова

Почвенный покров, является неотъемлемым компонентом биосферы, выполняет ряд биосферных функций:

1. Среда обитания, аккумулятор и источник вещества и энергии для организмов суши.

Деградировавшая по различного рода причинам почва малопригодна для обитания большинства живых организмов. Даже если почва не становится безжизненной, то формирующиеся на ней биоценозы отличаются малым объемом биомассы, низкой скоростью биологических процессов, узким видовым составом (биоразнообразием), слабой устойчивостью и т.д.

2. Сопряжение большого геологического и малого биологического круговоротов веществ на земной поверхности.

Следствием снижения интенсивности биологических процессов является ослабление биологического круговорота веществ и усиление геологического. Это выражается в развитии эрозии почв, усилении процессов денудации суши, приводит к удалению с поверхности суши биофильных элементов.

3. Регулирование химического состава атмосферы и гидросферы.

В деградирующей почве происходит изменение биогеохимических и геохимических процессов, что отражается на направленности трансформации и миграции веществ между почвой, атмосферой и гидросферой. Например, ослабление интенсивности почвенного "дыхания" снижает поглощение почвой кислорода и выделения в атмосферу углекислого газа.

4. Защитный барьер биосферы.

Почва в большей степени, чем другие компоненты биосферы, закрепляет в себе ("хоронит", нейтрализует) значительную часть загрязняющих биосферу веществ, тем самым предотвращая их поступление в живое вещество. При загрязнении буферные (защитные) свойства почвы снижаются.

8. Обеспечение существования жизни на Земле