Только на севере, в Кокчетавской провинции Центрального Казахстана, распространены черноземы обыкновенные, основной же фон почвенного покрова подзоны образуют преимущественно карбонатные южные черноземы, формирующиеся под разнотравно-типчаково-ковыльными сообществами. Они содержат от 4 до 7% гумуса и характеризуются отсутствием засоленности и солонцеватости, что делает их вполне пригодными для земледельческого освоения. На этих почвах развиты типчаково-ковыльные степи с преобладанием ковылка, ковыля Коржинского, тырсы, типчака и ксерофитного разнотравья.
Среди южных карбонатных черноземов пятнами встречаются южные черноземы некарбонатные под разнотравно-ковыльно-типчаковой степью, где доминируют ковыль красный и тырса, богаче разнотравье.
На речных террасах и в межсопочных понижениях на засоленных карбонатных глинах развиты солонцеватые южные черноземы в комплексе с солонцами. В растительном покрове господствуют разреженные и обедненные по видовому составу полынно-типчаково-ковыльные сообщества.
В западинах и блюдцах развиты лугово-черноземные почвы с повышенным содержанием гумуса и глубокой солонцеватостью, со следами осолодения. Обычно здесь распространены луговые или остепненно-луговые сообщества с господством вейника наземного, пырея ползучего и др. На щебнистых и супесчаных почвах встречаются участки кустарниковой степи со спиреей и чилигой.
В горных массивах Казахского мелкосопочника проявляется высотная зональность. Много скал и осыпей. Почвенный покров хорошо развивается только на выположенных участках и представлен маломощными горными черноземами с большим содержанием гумуса. Такие участки заняты степной растительностью с преобладанием ковыля красного, тырсы, типчака и полыни холодной. На каменистых участках растет листовой суккулент – горноколосник. По скалам, на выходах кристаллических пород, встречаются сосновые леса со стланиковой арчой, такие леса широко распространены в горах Кокчетау, причем сосна обычно имеет искривленный ствол и флаговую форму кроны. По понижениям к сосне примешиваются осина, береза, черемуха, калина, боярышник, малина.
В связи с нарастанием испарения и уменьшением количества осадков к югу подзона разнотравно-злаковых черноземных степей переходит в подзону злаковых степей на темно-каштановых почвах, которую называют также подзоной сухих степей.
По сравнению с подзоной разнотравно-злаковых степей гидротермический режим сухих степей менее благоприятен. Максимум осадков приходится на май. Затем происходит быстрое нарастание температур, сопровождающееся интенсивным испарением. Поэтому уже в середине лета растительность начинает выгорать.
Основной фон почвенного покрова этой подзоны образуют темно-каштановые почвы. Содержание гумуса в них около 4%. Почвы не засолены и пригодны для земледелия. В западной части подзоны, где почвообразующими породами служат карбонатные глины, распространены темно-каштановые карбонатные почвы. Карбонатные разновидности имеют менее благоприятный водно-воздушный режим, хотя и они пригодны для земледелия. Освоение темно-каштановых почв затрудняется тем, что они обычно встречаются в комплексе с темно-каштановыми солонцеватыми почвами и солонцами.
В типчаково-ковыльных степях на темно-каштановых почвах преобладают ковылок, тырса и типчак. На востоке появляется горный киргизский ковыль. Местами значительную роль играет более ксерофитный ковыль тырсик. Довольно обильны тонконог и овсец. Обедненное разнотравье представлено ксерофитами. Весной развиваются эфемеры и эфемероиды, главным образом мятлик луковичный и тюльпаны. По западинам и балкам встречаются заросли степных кустарников – чилиги и спиреи. По склонам сопок распространены темно-каштановые маломощны почвы, на которых растут типчак, полыни, тырса. Участки с такими почвами малопригодны для земледелия и используются в качестве пастбищ и сенокосов.
Для подзоны характерна комплексность почвенно-растительного покрова, связанная с распространением в пониженных элементах рельефа засоленных почвообразующих пород, на которых развиваются темно-каштановые солонцеватые почвы, степные, корковые и солончаковатые солонцы. Изредка встречаются пятна солончаков. На темно-каштановых солонцеватых почвах развиваются своеобразные полынно-типчаковые сообщества с белой полынью. На степных солонцах обычно растут типчак, прутняк, белая полынь, ромашник, на корковых и солончаковатых солонцах – черная полынь.
По западинам, где отсутствует засоление, формируются лугово-каштановые почвы с лугами из вейника наземного, костра, пырея ползучего. Эти луга используются в качестве сенокосов.
В пределах подзоны сухих степей в Казахском мелкосопочнике также наблюдается явление высотной зональности. По скалистым вершинам низкогорий растут сосняки с травяным покровом из степных видов. Близ выходов грунтовых вод встречаются осиново-березовые рощи. Пологие склоны заняты разнотравно-злаковыми степями на горных черноземах, с преобладанием ковыля красного.
В составе фауны степной зоны много грызунов: большой суслик, большой тушканчик, земляной зайчик, емуранчик, слепушонка, различные полевки и др. Из хищников встречаются волк, лисица, барсук, ласка, горностай и такие типично степные виды, как степной хорек и корсак. Из птиц особенно характерна дрофа. На территории Казахского мелкосопочника благодаря наличию низкогорных массивов с сосновыми лесами, по которым лесная фауна проникает на юг, происходит смешение степных и лесных форм. Из лесных видов характерны заяц-беляк, красная полевка. Встречаются таежные птицы – снегирь, чиж, желна, гаичка черноголовая. Прежде здесь был глухарь, а из зверей – бурый медведь.
В пределах степной зоны Центрального Казахстана громадные пространства заняты почвами, которые пахотнопригодны без предварительной мелиорации. Это южные черноземы карбонатные и некарбонатные, а также темно-каштановые почвы. Долгое время крупные массивы пахотнопригодных земель Казахстана в земледелии не использовались. В 1954 г. в связи с постановлением партии и правительства об освоении целинных и залежных земель здесь были распаханы большие площади, которые теперь заняты посевами зерновых культур, прежде всего яровой пшеницей.
Вследствие общей сухости климата ведение зернового хозяйства в пределах степной зоны Центрального Казахстана требует применения агротехнических мероприятий, направленных на накопление и сохранение влаги в почве. Одно из них – снегозадержание на полях зимой. Почвы, легкие по механическому составу, в особенности темно-каштановые супесчаные, подвержены дефляции, для борьбы с которой должны применяться специальные меры.
Трудности освоения степной зоны связаны также с комплексностью и пестротой почвенного покрова, которые обусловлены распространением солонцеватых почв, солонцов и отчасти солончаков, а в Казахском мелкосопочнике также и наличием щебнистых почв и многочисленных выходов на поверхность коренных пород. Солонцеватые почвы и солонцы могут быть использованы в земледелии только после проведения коренных дорогостоящих мелиорации. Поэтому территории с преобладанием солонцов выгоднее использовать в качестве пастбищ.
Полупустынная зона занимает южную, более расчлененную часть Тургайского плато и широкую полосу Казахского мелкосопочника в ее южной части, за исключением самых южных окраин. На севере по Тургайской ложбине полупустынная зона вклинивается в степную вследствие распространения здесь засоленных палеогеновых отложений.
По сравнению со степной полупустынная зона получает большее количество солнечной радиации и значительно меньше осадков. Повышаются температуры, в особенности летние, увеличивается испаряемость, резко возрастает недостаток влаги. Еще более усиливается континентальность климата. Зима здесь суровая, лето жаркое. Годовое количество осадков составляет всего 200–225 мм, лишь в отдельных районах достигая 250–275 мм. Максимум осадков приходится на май. Лето жаркое и сухое. Это усиливает процессы физического выветривания и оказывает решающее влияние на развитие почвенного покрова и растительности.
Из-за малого количества зимних осадков толщина снежного покрова здесь еще меньше, чем в степной зоне; почва зимой промерзает.
Полупустынная зона располагается в основном к югу от оси отрога зимнего азиатского антициклона, поэтому зимой в ней господствуют не юго-западные ветры, как в степной зоне, а северо-восточные. Они достигают большой силы, вызывая перераспределение снежного покрова. Снег сдувается в понижения рельефа, в лощины, долины, откуда весной влага выносится в реки. Таким образом, накопившиеся за зиму осадки теряются для почвы и растений, что усиливает общий недостаток влаги. Сильные ветры дуют и в теплое время года.
Полупустынная зона в основном относится к среднеазиатской области внутреннего стока. Наиболее значительные реки – Тургай, Сарысу, Баканас, Аягуз. Режим рек в общем такой же, как в степной зоне, но они маловоднее, у них в еще большей степени выражены неравномерность стока и процессы летнего пересыхания и засолонения. Озера в зоне полупустынь имеют обычно сильно минерализованную воду. Особенно много озер на Тургайском плато.