Анализируя данные таблицы 6, получаем, что на целине максимальная концентрация нитратного азота приходится на гумусовый горизонт чернозема обыкновенного (6,9 мг/кг) и на горизонт В1 – 5,5 мг/кг. С глубиной содержание азота плавно снижается.

Содержание нитратного азота на целине выше, чем на пашне во всех исследуемых черноземах. Это также свидетельствует о деградации черноземных почв, снижении гумусово-аккумулятивного процесса в результате хозяйственной деятельности человека, в частности, распашки целинных почв.

Однако в слое 0–20 см величины показателей содержания азота на целинных и распаханных почвах варьируют незначительно: чернозем выщелоченный – 6,7 и 6,5 мг/кг; чернозем обыкновенный – 6,9 и 6,5 мг/кг; чернозем южный – 3,9 и 3,1 мг/кг. Относительное равенство лабильных фракций азота в почвах целины и пашни свидетельствует о больших потенциальных возможностях плодородия черноземных почв, которые по азоту находятся на высоком уровне даже после длительного сельскохозяйственного использования. По данным таблицы 6 также видно, что содержание нитратного азота несколько выше в черноземах обыкновенных, чем в других. Эта тенденция может быть объяснена лучшими гидротермическими условиями раннелетнего периода подзоны обыкновенных черноземов, чем подзон выщелоченных и южных черноземов.

Содержание фосфора в почве зависит от содержания его в почвообразующей породе и процессов биологической аккумуляции в биологически активных слоях почвы. В тех случаях, когда в породе содержится повышенное количество фосфорсодержащих минералов, почва имеет высокое содержание подвижного фосфора. Слабокислая среда чернозема выщелоченного создает условия для повышения подвижности фосфатов. Фонд почвенного фосфора в значительной степени зависит от гранулометрического состава материнской породы.

Содержание подвижного фосфора в черноземе выщелоченном на целине и пашне соответствует низкому (таблица 6). В горизонте А его количество составляет 65-63 мг/кг почвы. С глубиной содержание Р2О5 снижается постепенно.

Фонд подвижных форм фосфора черноземов обыкновенных и южных степи еще беднее (таблица 6). Сравнивая содержание подвижного фосфора на целине и пашне, видно, что при нарушении естественного покрова значительных изменений этого показателя не наблюдается.

Вероятнее всего, создание оптимальной плотности обработкой почвы способствует биологической аккумуляции фосфора, компенсирующей снижение элементов питания при эрозионных процессах. Особенно хорошо это проявляется в черноземе обыкновенном, где на пашне и целине содержится одинаковое количество подвижного фосфора (50 мг/кг).

Анализ данных таблицы 6 показывает также, что при повышении карбонатности у черноземов степи, обнаруженной при морфологическом описании, содержание подвижного фосфора в горизонтах А и, особенно, В2, В3 резко снижается. Это можно объяснить химической поглотительной способностью почвы, при которой в почве происходит химическая реакция между карбонатами кальция и соединениями фосфора с образованием трудно растворимых и поэтому труднодоступных соединений фосфатов кальция.

Что касается содержания подвижных форм калия, то все черноземы Челябинской области им хорошо обеспечены. Объясняется это большим содержанием элемента в литосфере и наличием в почвообразующих породах калийсодержащих минералов (Н.И. Горбунов, 1963). Распределение калия по профилю не имеет определенных закономерностей. Хотя максимальное количество его обнаруживается в верхних горизонтах как целинных, так и пахотных почв (таблица 6).

Физико-химические свойства почвы оцениваются по показателю кислотности почвы. Реакция среды характеризует состояние почвенного покрова, явлений и процессов, протекающих в почвах. Анализируя данные по показателю актуальной кислотности (таблица 6), можно сказать, что все черноземы Челябинской области имеют нейтральную или близкую к ней реакцию среды в горизонте А, что способствует активному развитию растительного покрова и связанного с ним – гумусово-аккумулятивного процесса. Вниз по профилю всех подтипов черноземов рН повышается. Это объясняется карбонатностью почвообразующих пород – лессовидных суглинков, карбонатных элювиально-деллювиальных отложений. Однако в черноземах южных в иллювиальном горизонте В1 показатель рН резко возрастает как на целине, так и на пашне (7,9-8,0), в то время как морфологически в этом горизонте не обнаружены скопления карбонатов кальция, дающие вскипание от НСl. Следовательно, повышение щелочности связано с повышением содержания обменного натрия в почвенно-поглощающем комплексе (ППК) этого горизонта. Наличие обменного натрия в поглощающем комплексе почв – показатель протекающего процесса осолонцевания. Степень его выраженности зависит от количества обменного натрия в ППК. Солонцовый процесс – результат естественного почвообразования, но он может усиливаться при высокой техногенной нагрузке.

В черноземах выщелоченных рН в горизонте А составляет 6,5-6,8. Это значит, что в почвах, их коллоидной части, имеются ионы водорода. Судя по значению pH, количество их невелико и не может вызвать разрушения почвы. При малом количестве ионов водорода, и слабокислой реакции среды, и достаточном увлажнении в черноземах выщелоченных возможен лишь процесс выщелачивания – вынос растворимых веществ вниз по профилю.

Отклонение реакции среды от нейтральной в сторону подкисления и подщелачивания играет огромную роль в плодородии черноземов на территории Челябинской области. При достаточно высоком увлажнении слабокислая реакция среды является положительным свойством почвы: улучшается растворимость фосфатов и других веществ; погибает патогенная микрофлора; культурные растения лучше переносят эти условия, они приспособились к ним в процессе эволюции. Такими свойствами и условиями обладает чернозем выщелоченный. Наоборот, при недостатке влаги в степях, в черноземе обыкновенном и, особенно, черноземе южном, в щелочной среде происходит постоянный обмен натрия между ППК и почвенным раствором с последующим образованием гидроксил-иона, обеспечивающего щелочную среду, Культурные растения плохо переносят подщелачивание. В понижениях при скоплении влаги в периоды увлажнения может протекать процесс разрушения (осолодение) в щелочной среде.

Таким образом, агрохимические показатели черноземов лесостепи и степи Челябинской области, исходя из данных агрохимических анализов, свидетельствуют об явно выраженных деградационных изменениях. Наиболее сильно они проявляются в содержании и запасах гумуса и содержании азота. При распашке черноземы потеряли 76,8-27,4 % гумуса от его исходного содержания. Анализ показал, что чем южнее расположены почвы, тем сильнее выражены деградационные процессы.

Выраженность деградационных изменений черноземов определяется не только антропогенным воздействием, в частности распашкой, но и наложением на гумусово-аккумулятивный процесс процессов выщелачивания, осолонцевания, которые связаны с неблагоприятными естественными факторами, такими как напряженность биоклиматической обстановки. Деградационные изменения черноземов как лесостепи, так и степи определяются направленностью и интенсивностью этих процессов почвобразования.