Почвы

Плодородие

Плодородие  – это способность грунта снабжать растения необходимыми для их нормального  роста и развития питательными веществами, а также водой, теплом и воздухом. Такое его качество напрямую связано  с характером процесса почвообразования.

Показатели  плодородия почвы обусловлены рядом  природных и социально-экономических  факторов. Действительно, урожайность  зависит не только от условий естественной среды, но также от проводимых мелиоративных  и агротехнических мероприятий. Известно, например, что разницу  в показателях урожайности на плодородных и неплодородных  почвах можно сделать минимальной, если регулярно вносить в бедные грунты органические и минеральные  удобрения. Однако следует заметить, что результат возрастает не только вследствие повышения уровня плодородия почвы за счет подкормки. Дело в том, что плодородие можно соотнести  со сложной системой, состоящей из нескольких компонентов. В данном случае таковыми являются структура и состав грунта, его физические, химические и биологические качества. Степень  плодородия обусловлена также мероприятиями, которые регулируют содержание в  почве микроэлементов, азотистых  и зольных веществ, а также  позволяют оптимизировать воздушный, температурный и водный режимы.

Ученые  утверждают, что все почвы являются потенциально плодородными. К факторам, оказывающим влияние на уровень  скрытого плодородия, относятся наличие  в грунте тех или иных питательных  веществ, их количество и сформировавшиеся в данный период времени водные, воздушные, химические, физические и  биологические условия. Для повышения  урожайности культур и уровня плодородия необходимо учитывать и  улучшать параметры всех указанных  выше характеристик почвы.

Величина  потенциального плодородия грунта формируется  в процессе почвообразования и является выражением его состояния в конкретный момент времени. Однако нужно отметить, что не во всех случаях качество плодородия повышается одновременно с  процессами природного и искусственного окультуривания. Для достижения ожидаемого результата при проведении агротехнических  мероприятий следует обязательно  учитывать, анализировать и прогнозировать динамику роста показателей потенциального плодородия. Это позволит активизировать скрытые возможности почвы при  освоении.

Плодородие  грунта относится к числу непостоянных величин, которые изменяются вместе с трансформацией условий. Его показатели зависят от методов использования  почвенного горизонта, воздушного, водного  и температурного режимов, характеристик  культивируемых растений, состава используемых для обогащения удобрений и т. д.

Более того, плодородие – это характеристика почвы, которая не относится к  категории неисчерпаемых ресурсов. При неправильном использовании  грунт быстро истощается. Чтобы предотвратить  это, важно своевременно проводить  специальные мероприятия по его  обогащению.

Строение почвы

Строением грунта принято называть общий его  вид с хорошо просматриваемыми почвенными горизонтами. Исследовать его лучше  всего на срезе достаточной площади. Так можно выявить упомянутые выше почвенные горизонты (слои), которые  располагаются один над другим и  различаются по составу, структуре, окраске, физическим и химическим свойствам.

Несколько последовательно сменяющих друг друга горизонтов составляют генетический профиль поч вы, по характеру которого можно определить вид и тип грунта, что важно для его окультуривания.

В настоящее  время ученые выделяют следующие  типы почвенных горизонтов:

– органогенный, который представлен такими разновидностями, как торфяной горизонт, подстилка, дернина, перегнойный горизонт и гумусовый горизонт. Для него характерно скопление значительного количества веществ органического происхождения;

– элювиальный, имеющий следующие виды – осолоделый, подзолистый, сегрегированный и лессированный. Для него свойственен вынос минеральных или органических компонентов;

– иллювиальный, отличительным свойством которого является скопление переданного элювиальным горизонтом минеральных и органических элементов;

– метаморфический, который формируется из изменившейся минеральной составляющей грунта;

– гидрогенно-аккумулятивный, основу для формирования которого составляют участки с максимальным скоплением переданных с потоком грунтовых вод тех или иных веществ (оксиды железа, легкорастворимые соли, карбонаты, гипс и пр.);

– коровый, образовавшийся из различных веществ (гипса, аморфного кремнезема, карбонатов и пр.);

– глеевый, в процессе формирования этого горизонта преобладающими являются восстановительные условия;

– подпочвенный, который также называют материнским. Он является основой для вышележащих почвенных горизонтов, а также прикрывает располагающуюся под ним подстилающую породу, отличающуюся составом.

Для обозначения  почвенных горизонтов используются буквенные символы с цифровыми  индексами. Одна из наиболее распространенных в России система маркирования грунтов  различных видов представлена в  табл. 1.

Таблица 1. Система обозначения почвенных  горизонтов  

Окраска

Окраска грунта является одним из его главных  морфологических характеристик. Данный параметр обусловлен рядом факторов, среди которых следует особенно отметить химический состав почвы, особенности  процесса почвообразования и уровень  влажности.

Кроме того, цвет почвы определяют те или иные вещества-пигменты, которые входят в ее состав. Так, верхние слои обычно имеют темные оттенки коричневого  и серого вследствие присутствия  в них значительного количества гумуса.

В том  случае, если в состав грунта входят марганец или железо, частицы приобретают  красноватый, коричневый либо охристый оттенок. Почвы становятся белесыми, как правило, при активизации процесса оподзоливания, то есть вымывания минеральных компонентов. Кроме того, подобную окраску грунт получает также вследствие засоления, осолодения и окорбоначивания, а также при увеличении содержания каолина, магния, кремнезема, гипса и углекислого кальция.

Почвы в  горизонтах в большинстве случаев  не имеют чистой окраски. Цвет того или иного слоя грунта достаточно сложен для точного определения. Чаще всего ученые при описании используют составные прилагательные (например, красновато-коричневая, сизо-бурая, белесовато-сизая  и т. п.). При этом доминирующий оттенок обычно занимает последнюю позицию.

Состав

Постоянно происходящие на нашей планете процессы выветривания приводят к тому, что  твердые, обладающие плотной структурой горные горизонты с течением времени  трансформируются, приобретая вид рыхлой массы, компонентами которой являются частицы разной величины. Их принято  называть механическими элементами. Те из них, которые имеют приблизительно одинаковый размер, постепенно соединяются, образуя фракции. По характеру совокупностей  последних можно судить о механическом составе грунта на данном участке.

Для определения  механических элементов в почвоведении принято применять классификацию, разработанную профессором Н.А. Качинским (табл. 2).

Таблица 2. Классификация механических элементов  грунта с учетом величины механических элементов

В зависимости  от количества механических элементов  той или иной величины все почвы  делятся на несколько разновидностей. Для описания и установки типа грунта используется классификация  Н.А. Качинского, представленная в табл. 3. Основу разделения почв на подвиды составляют данные о содержании в них физической глины, или компонентов, величина которых не достигает 0,01 мм.

Механический  состав грунта следует считать важнейшим  параметром для определения почвенного подтипа. Кроме того, такую характеристику нужно учитывать не только при  изучении почвы и ее классификации, но и при выборе методов обработки и мероприятий для ее окультуривания и повышения уровня плодородия.Таблица 3. Классификация почв с учетом их механического состава

Данное  качество почвы обусловливает и  другие ее характеристики. К ним  относятся, например, уровень влажности, влагоемкость, температура, порозность и т. д. Для его определения применяется особый способ, который не требует использования специального оборудования. Сначала нужно немного увлажнить небольшой комок грунта и раскатать его в шнур средней толщины. Результат этих действий позволит определить тип почвы (табл. 4).

Таблица 4. Определение типа почвы с использованием мокрого  способа

 

Засоление почв. Естественное засоление почв характерно для территорий с аридным климатом. Оно происходит в результате подтягивания солей к поверхностным слоям почвы из грунтовых вод и коренных отложений при восходящем движении влаги. Влага по мере вертикально восходящего движения испаряется, а содержащаяся в ней соль откладывается на стенках порового пространства почв. Высоким природным засолением обладают почвы пустынь и полупустынь. Больше засолены почвы, образующиеся на коренных породах с высоким природным засолением и при неглубоком (менее 3 м от поверхности земли) залегании грунтовых засоленных вод.

В естественных условиях процесс  идет медленно, но он существенно усиливается (вторичное засоление) и становится настоящим бедствием при орошаемом  земледелии. По оценкам ФАО-ЮНЕСКО, более 50% всех орошаемых земель мира подвержено вторичному засолению и  осолонцеванию. Как показал многолетний опыт орошения земель Средней Азии, Заволжья и Нижнего Дона, орошаемое земледелие вызывает целый комплекс «болезней» почв: выщелачивание, разрушение структуры, засоление, осолонцевание, заболачивание и в итоге полнейшую деградацию и уничтожение.

Засоление почв происходит на той стадии орошения, когда соленые  грунтовые воды поднимаются на глубину 1–3 м от поверхности земли и  транспирация растительностью и  испарение приближается к величине испарения с открытой поверхности  воды (в аридных районах оно  достигает 1000- 1500 мм в год). При минерализации  таких вод 2-3 г/дм³ в верхний слой почвы за лето привносится около 20 т/га солей.

Подъем уровня грунтовых  вод (подтопление) на орошаемых землях неизбежен при любых щадящих  режимах полива. Подтопленные территории становятся непригодными для орошения еще и по причине непроходимости таких земель для обрабатывающей техники.

Важнейшие профилактические меры предупреждения вторичного засоления  – применение дождевальных установок  с дозированной подачей воды (в  зависимости от вида почв, состояния  приземного воздуха, вида культуры и  др.) и подпочвенного орошения. Хороший  эффект дают планировка поверхности, ликвидация оросительных каналов, подача воды по лоткам, строго дозированный расход воды. Если применение дренажных систем необходимо, то целесообразно использовать вертикальный дренаж.

Загрязнение почв. Большой ущерб почвам наносит их загрязнение чужеродными химическими веществами. Для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений и сорняками широко применяют разнообразные ядохимикаты: пестициды, инсектициды, гербициды, дефолианты. Установлено, что устойчивые пестициды, широко применяемые для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков и сохраняющие до 1/3 урожая, отрицательно влияют на численность и активность почвенной фауны и микроорганизмов. Пестициды и продукты их естественных превращений вредны для личинок полезных животных: насекомых-опылителей и энтомофагов, насекомоядных, хищных, промысловых птиц и млекопитающих. Остатки пестицидов вместе с собранным урожаем и водой могут попадать в пищу и причинять вред здоровью человека. Решение проблемы применения пестицидов в сельском хозяйстве заключается в строгой дозировке и умелом их использовании. Важно создавать препараты с малым периодом жизни, которые сравнительно быстро разрушаются; продукты их естественной переработки должны быть неядовитыми. В последние годы для борьбы с сельскохозяйственными вредителями стали применять новые быстро разлагающиеся препараты, однако проблема получения безопасных для полезных животных и человека ядохимикатов требует дальнейших разработок.

Заболачивание почв. В естественных природных условиях довольно много заболоченных земель. Основными причинами заболачивания являются климатические условия, понижения в рельефе поверхности земли, разгрузка подземных вод, водный баланс территории. Наиболее распространены заболоченные территории в гумидных зонах 

Существует большое количество естественных, низинных и верховых, болот, общая площадь которых  вместе с заболоченными землями  в странах СНГ составляет около 180 млн га. Заболоченные земли широко распространены в Белоруссии, Прибалтийских республиках, на севере Украины, в Нечерноземной зоне РФ и в Западной Сибири.

Заболачиваются обычно пониженные участки суши, долины и поймы рек. Заболачивание происходит в местах выхода и разгрузки подземных  вод при превышении инфильтрационного  питания над испарением. Благоприятные  условия для заболачивания складываются в лесной зоне умеренного климата, где  невысокие летние температуры сочетаются с большим количеством осадков  и слабым испарением. В условиях низинной тундры, с близким залеганием вечной мерзлоты, огромные территории заболочены. В первую очередь заболачиваются низменности и слабо всхолмленные территории. Огромные болотистые территории, например Васюганские болота в Западной Сибири, трудно проходимы и хозяйственно не освоены.

В условиях хозяйственной  деятельности человека заболачивание  происходит весьма активно, особенно на орошаемых землях. В значительной степени ему подвержены участки, прилежащие к водохранилищам. Здесь  резко повышается уровень грунтовых  вод, и заболачивание охватывает значительные площади равнинных  и пониженных территорий. Оно может  развиваться также в результате и сплошной рубки леса (особенно деревьев с высокой транспирационной способностью) в районах с избыточным увлажнением. Заболачивание земель при техногенном подтоплении происходит на урбанизированных территориях.

Важнейшей профилактической мерой предупреждения антропогенного заболачивания является мелиорация избыточно увлажненных земель с  целью регулирования их водного  режима. Когда процесс заболачивания  приносит ущерб или становится опасным  для проживания людей, прибегают  к строительству дренажных систем.

 

 

Система мероприятий  по защите земель от эрозии

Среди многих систем по рациональному  использованию земель и почв важнейшее  значение имеет их охрана и рациональное, бережное использование, и, прежде всего  защита от эрозии.

Разработка мер защиты почв имеет длительную историю. К  настоящему времени в России сложилось  научно-практическое направление защиты земель от почвенной эрозии, занимающееся разработкой мер по предотвращению ее причин. При этом необходимо планомерное  воздействие на весь природный комплекс (ландшафт), а не только на отдельные  его компоненты.