с чем связано высокое плодородие черноземов, распространенных в зоне степей?

Чернозёмы, тип почв, формирующихся под степной и лесостепной растительностью суббореального пояса. Образуются в основном на карбонатных материнских породах — лёссах, лёссовидных глинах и суглинках, иногда на более древних известняках, песчаниках, мергелистых глинах в условиях непромывного или периодически промывного водного режима. Для Чернозёмы характерны накопление органических веществ в гумусово-аккумулятивном горизонте, высокое содержание в нём гумуса, хорошо выраженная комковато-зернистая структура, высокое потенциальное плодородие.
Первые научные положения о происхождении Чернозёмы имеются в трудах М. В. Ломоносова (середина 18 в.) , который считал, что эти почвы сформировались в результате разложения растительных и животных организмов. В конце 18 — начале 19 вв. П. Паллас и др. выдвинули гипотезу морского происхождения Чернозёмы и рассматривали их как морской ил, оставшийся после отступления Каспийского и Чёрного морей. Эта гипотеза имеет только историческое значение; она отражает существовавшее в то время представление о почве как о геологическом образовании. Несостоятельной оказалась и гипотеза болотного происхождения Чернозёмы Сторонники её (Э. И. Эйхвальд и др. , середина 19 в. ) считали, что в прошлом зона чернозёмных почв представляла собой тундровые сильно заболоченные пространства; разложение болотной растительности в условиях установившегося впоследствии тёплого климата и обусловило формирование Чернозёмы Теория растительно-наземного происхождения Чернозёмы (Ф. И. Рупрехт, В. В. Докучаев и др. ) связывает их образование с поселением и развитием лугово-степной и степной травянистой растительности. Наиболее полно эта теория изложена в работе В. В. Докучаева «Русский чернозём» (1883), в которой доказано, что Чернозёмы сформировались в результате тесного взаимодействия травянистой растительности, климата, рельефа местности, материнской породы и др. факторов почвообразования; следствие этого процесса — накопление гумуса.
Травянистая растительность ежегодно оставляет в почве большое количество опада — растительных остатков, 70—80% которых составляют корни. Гидротермические условия степной и лесостепной зон благоприятствуют процессу гумификации, в результате которого образуются сложные гумусовые соединения (в основном гуминовые кислоты) , придающие почвенному профилю тёмную окраску. Наилучшие условия для процесса гумификации создаются весной и в начале лета. В это время в почве достаточный запас влаги от осенне-зимних осадков и снеготаяния, благоприятный температурный режим. В период летнего иссушения микробиологические процессы заметно ослабевают, что предохраняет гумусовые вещества от быстрой минерализации. При разложении растительных остатков, богатых зольными элементами и азотом, образуются основания (особенно много кальция) , которыми насыщаются гумусовые вещества. Это способствует закреплению их в почве в виде гуматов и сохранению в верхних горизонтах Чернозёмы нейтральной или близкой к ней реакции. Вместе с гумусом в почве закрепляются элементы питания растений (азот, фосфор, сера, железо и др. ) в форме сложных органо-минеральных соединений, образующихся в результате взаимодействия гумусовых кислот с зольными элементами растительных остатков и минеральной частью почвы.
Чернозёмообразование наиболее интенсивно протекает в лесостепной зоне, где лучшее увлажнение способствует более мощному развитию травянистой растительности, активной гумификации её остатков. В степной зоне недостаточное увлажнение определяет меньшую глубину проникновения корней, снижение количества поступающего в почву опада и более полное его разложение.