Агропочвоведение - контрольная работа

49

Содержание

1. Состав и свойства гумусовых веществ и их взаимодействие с минеральной частью почвы?

2. Физическая поглотительная способность почвы. Ее значение в плодородии почв и применении удобрений?

3. Аэробные анаэробные процессы в почве. Их роль в плодородии и жизни растений?

4. Охарактеризуйте основные водные свойства почвы?

5. Плодородие почв. Охарактеризуйте основные элементы и условия плодородия. Виды плодородия?

6. Агрономические особенности подзолистых почв и их окультуривание?

7. Природное условия и почвы лесостепи (серые лесные)?

8. Строение, свойства, классификация черноземов лесостепи?

9. Лугово-каштановые почвы зоны сухих степей. Их образование, свойства, сельскохозяйственное использование?

10. Строение, свойства и агрономическая оценка солонцов. Приемы их окультуривания?

11. Использование болот и торфа в сельском хозяйстве

12. Использование материалов почвенных исследований при разработке приемов обработки почв и мелиоративных мероприятий

Используемая литература

1. Состав и свойства гумусовых веществ и их взаимодействие с минеральной частью почвы?

Гумусовые вещества представляют собой наиболее характерную и специфическую часть органического вещества почвы. Обычно они составляют от 80 до 90% общего количества содержащихся в почве органических веществ.

Среди гумусовых веществ различают три главные группы соединений: гуминовые кислоты, фульвокислоты, гумин и ульмин (гумусовые угли). Каждая группа соединяет близкие по составу, строению и свойствам соединения. Все гумусовые вещества являются высокомолекулярными соединениями циклического строения, содержащими азот, и имеют кислотную природу.

ГУМИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. Их элементный состав и структура непостоянны. Содержание углерода 52 - 58%, водорода 3,3 - 4,8%, азота 3,6 - 4,1% и кислорода 34 - 39%. Постоянным компонентом гуминовых кислот является азот. Часть его представлена аминокислотами, находящимися в непрочной связи с ядром гуминовой кислоты. Другая часть связана прочно. Наличие в составе гуминовых кислот прочно связанного азота свидетельствует о том, что эти кислоты является продуктами конденсации полифенов, источником которых служат дубильные вещества и лигнин с аминокислотами.

В группе гуминовых кислот выделяют бурые гуминовые кислоты, находящиеся в почве преимущественно в свободном состоянии, и черные, которые образуют соли с кальцием и магнием. Бурые гуминовые кислоты называют еще ульминовыми. Они имеют менее конденсированное ядро и более подвижны.

По химическому строению гуминовые кислоты представляют собой настоящие органические кислоты, то есть соединения, в состав которых входят карбоксильные группы (СООН). Таких групп в молекуле гуминовых кислот четыре, то есть эти кислоты являются четырехвалентными. Молекулярная масса их около 1400. Кроме карбоксильных гуминовые кислоты имеют три - шесть фенольных групп (ОН), первичные и вторичные спиртовые группы (ОН), а также метоксильные (ОСН₃) и карбонильные (СО) группы. В состав ядра молекул гуминовых кислот входят бензольные кольца.

Гуминовые кислоты в свободном виде представляют собой черный блестящий порошок игольчатого или зернистого строения. При обработке водой они дают слабые коллоидные растворы бурого цвета. Со щелочными катионами - натрием, калием, аммонием, литием гуминовые кислоты дают соли, малорастворимые в воде с образованием молекулярных растворов. Такие растворы в тонком слое прозрачны, бурого цвета, а в толстом слое непрозрачны и черного цвета. С двухвалентными катионами кальция, бария, магния и другими, а также с трехвалентными катионами железа и алюминия гуминовые кислоты дают соли, нерастворимые в воде.

ФУЛЬВОКИСЛОТЫ. По данным Н.И.Тюрина и В.В.Пономаревой, они представляют собой настоящие органические кислоты, относящиеся к группе оксикарбоновых кислот, содержат азот. Элементный состав фульвокислот подзолистой почвы, по данным В.В.Пономаревой, следующий: углерода 45,3%, водорода 5%, кислорода 47,3%, азота 2,4%. Таким образом содержание углерода и азота в фульвокислотах значительно ниже, а кислорода значительно выше, чем в гуминовых кислотах. Они имеют те же функциональные группы (карбоксильные, фенольные и другие), что и гуминовые к4ислоты, но ядро фульвокислот отличается менее выраженным ароматическим строением, а боковых радикалов у них больше, чем у гуминовых кислот. Они менее конденсированы и имеют более простое строение.

Фульвокислоты способны разрушать минералы, образовывать комплексные и внутрикомплексные соединения с гидроксидами и играют существенную роль в подзолообразовании. Эквивалентная масса фульвокислот равна 160, то есть вдвое ниже, чем у гуминовых кислот. Соли фульвокислот со щелочными и щелочноземельными металлами растворимы в воде. С алюминием и железом фульвокислоты дают соединения, нерастворимые в воде при нейтральной реакции, но растворяющиеся при кислой или щелочной реакции раствора. В почве фульвокислоты, видимо, связаны с гуминовыми кислотами, образуя с ними соединен6ия типа сложных эфиров. В гумусово-иллювиальных горизонтах некоторых подзолистых почв фульвокислота закреплена в форме соединений с железом и особенно с алюминием.

ГУМИН И УЛЬМИН. Они являются самой инертной частью почвенного гумуса, не переходящего в раствор при обычных методах воздействия (слабые растворы углекислых или едких щелочей). Гумин представляет собой сложный комплекс, в состав которого входят гуминовые и фульвокислоты кислоты, соединенные по типу сложных эфиров. Значительная инертность гумина и ульмина объясняется их прочной связью с минеральной частью почвы, особенно с частицами глинных минералов, а также, возможно, высокой степенью уплотнения (конденсации). Кроме того, в эту же фракцию органического вещества могут входить некоторые наиболее стойкие соединения исходных растительных остатков, например суберин, кутины, спорополенины.

В состав почвенного гумуса могут входить бутимы. Они представляют собой совокупность жировых кислот, восков и смол. Бутимы растворимы в спирте, бензоле и других органических растворителях. Содержание их в почвенном гумусе 2 - 4% общего количества гумуса и только в заболоченных почвах повышается до10 - 20%. В состав органического вещества почвы входят некоторые другие соединения растительного, животного и микробного происхождения.

Из этих соединений значение имеют лигнины, гемицеллюлозы, азотные вещества - белки. В весьма малом количестве могут содержаться низкомолекулярные продукты распада: сахара, жирные кислоты, аминокислоты и другие. Однако суммарное содержание всех соединений обычно не превышает 20% общего содержания гумуса. Итак, образование гумуса представляет собой совокупность ряда биологических процессов - распада исходных органических соединений и синтеза новых, высокомолекулярных гумусовых соединений. Оба эти процесса идут непрерывно, в непосредственном взаимодействии друг с другом и в тесной зависимости от окружающих условий.

Важнейшее качество гумуса - его колоидность. Коллоидные, поверхностно-активные вещества обладают комплексными (анионно-катионными) мицеллами с явным преобладанием анионных ацидоидных свойств. Именно колоидность объясняется важная роль гумуса в почвоведении и земледелии. Коллоидные поверхностно-активные вещества гумуса проявляют высокую активность даже при предельно малой толщине адсорбционных слоев. Небольшие добавки гумусовых веществ к почвообразующей породе делает ее отличающейся от чистой породы рядом новых свойств, в том числе плодородием.

Коллоидные поверхностно-активные вещества способны растворить органические соединения, нерастворимые и малорастворимые в воде. При этом растворение неполярных углеводородов происходит полностью во внутренней части мицелл, а полярные вещества типа октана, длинноцепочечных аминов и фенолов располагаются внутри мицеллы так, что их углеводородные цепи направлены в ядро мицеллы, а полярные группы - в водную фразу.

Некоторые растворимые полярные вещества, такие, как глицерин, сахара и другие нерастворимые в углеводородах соединения склонны к адсорбции на внешней поверхности мицелл.

Все это приводит к образованию чрезвычайно сложных по химическому составу мицелл гумусовых веществ, на поверхности которых располагается больше количество ионогенных (функциональных)групп. Среди них преобладают карбоксильные, фенолгидроксильные и аминогруппы, которые и обуславливают известные свойства гумусовых веществ почв.

2. Физическая поглотительная способность почвы. Ее значение в плодородии почв и применении удобрений?

Физическая (аполярная) поглотительная способность - это способность почвы поглощать целые молекулы поверхностью дисперсных, преимущественно коллоидных частиц, то есть поглощение поверхностью - адсорбция. Чем больше в почве коллоидных частиц и чем они дисперснее, тем выше физическая поглотительная способность. Физически поглощаются водяной пар, молекулы газа, а также твердые вещества, целые бактерии. Энергия поглощения газов и паров снижается в следующей последовательности: водяной пар, NH_3, СО_2, О_2, N_2.

Физическая поглотительная способность основана на свойстве почвы изменять концентрацию молекул различных веществ на поверхности тонкодисперсных частиц. Молекулярная сорбция бывает положительной и отрицательной. Молекулы, притягивающиеся к поверхности высокодисперсных частиц, испытывают положительную физическую адсорбцию. Это в основном органические кислоты, алкалоиды, высокомолекулярные органические соединения. Молекулы, не увеличивающие свою концентрацию на поверхности высокодисперсных частиц, испытывают отрицательную физическую адсорбцию. Это многие минеральные соли, кислоты, щелочи, например нитраты, хлориды. Отрицательная физическая адсорбция приводит к тому, что почва их не поглощает, а сорбированной воды они перемещаются в несорбированную, свободную воду, увеличивая в ней свою концентрацию. Физическая поглотительная способность имеет большое экологическое значение, так, как положительно сорбирует не только молекулы воды, но и молекулы газов и органических соединений, в том числе различных пестицидов, способствуя их закреплению и дальнейшему разложению.

3. Аэробные анаэробные процессы в почве. Их роль в плодородии и жизни растений?

Почва служит средой обитания для большого числа различных животных - от простейших до млекопитающих. И деятельность эти организмов - одни из важнейших факторов разложения и превращения органических остатков в почве. По отношению к кислороду их разделяют на два вида: аэробные, требующие для своего существования свободный кислород, и анаэробные, не требующие его.

Поэтому, в зависимости от водно-воздушного режима разложение протекает в аэробных или анаэробных условиях.

В аэробных условиях, т. е. при достаточном количестве влаги (60-80 % полной влагоемкости) и кислорода, а также при благоприятной температуре (25-30 ОС) процесс разложения органических остатков развивается усиленно. В этих же условиях интенсивно идет минерализация как промежуточных продуктов разложения, так и гумусовых веществ. В почве накапливается относительно мало гумуса, но много элементов зольного и азотного питания растений.

При постоянном и резком недостатке влаги в почве запасается мало растительных остатков, процессы разложения и гумификации замедляются, и гумуса накапливается немного.

В анаэробных условиях, т. е. при постоянном избытке влаги и недостатке кислорода, а также при низких температурах процесс гумусообразования замедляется.

Наиболее благоприятны для накопления гумуса сочетание в почве оптимального гидротермического и водно-воздушного режимов и периодически повторяющиеся иссушения. В таких условиях происходят постоянное разложение органических остатков, достаточно энергичное гумусирование их и закрепление образующихся гумусовых веществ минеральной частью почвы. Такой режим характерен для черноземов.

Наибольший запас гумуса отмечается в мощных тучных черноземах, где количество корневых остатков очень велико, а период быстрого разложения ограничивается весной. По мере продвижения от полосы мощных черноземов к югу и северу запасы гумуса в почве снижаются, что объясняется главным образом изменением климатических условий и характера растительности.

В торфяниках также наблюдаются значительные запасы органического вещества и его консервация как результат постоянного избыточного увлажнения.

Основные факторы эффективного гумусообразования в пахотных почвах: отвальная обработка (вспашка), которая обеспечивает анаэробные условия для разложения растительных остатков, их гумификации, а также преимущественное возделывание луговой растительной формации (многолетних трав). Эти положения многие десятилетия являлись теоретической основой обработки почвы и управления гумусообразованием.

Однако исследования показали, что корневая система однолетних растений подвергается процесс у полного аэробного разложения, если после их уборки почва в условиях недостатка влаги длительное время не обрабатывается. Если же на поверхности почвы сразу после уборки однолетних растений создать мульчирующий слой, то процессы полного разложения не происходят. Следовательно, процесс гумусообразования в пахотных почвах определяется в значительной степени способом обработки почвы.

Процесс гумусообразования активно происходит и в аэробных условиях в самых верхних (0-5 см) слоях почвы под действием почвенных беспозвоночных животных. Условия для этого создает мелкая мульчирующая обработка почвы.

4. Охарактеризуйте основные водные свойства почвы?

ВОДНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Термин «водные свойства» означает совокупность свойств почвы, обусловливающих накопление, сохранение и передвижение воды в почвенной толще. К водным свойствам почвы относятся водоудерживающая способность, влагоёмкость, водопроницаемость, водоподъемная способность, потенциал почвенной воды, сосущая сила почвы.

Свойство почвы поглощать и удерживать воду в своем про филе, противодействуя стеканию ее под действием силы тяжести, называется водоудерживающей способностью.

Основными удерживающими воду в почве силами являются сорбционные и капиллярные. Количественно водоудерживающая способность представляет влагоемкость.

Влагоемкость почвы - это максимальное количество той или иной формы (категории) почвенной воды, удерживаемое соответствующими силами в почве. В зависимости от форм воды в почве различают: максимальную влагоемкость (МАВ), максимальную молекулярную влагоемкость (ММВ), капиллярную влагоемкость (КВ), наименьшую (НВ) и полную влагоемкость (ПВ).

Водопроницаемость почвы - это свойство почвы впитывать и пропускать через свой профиль поступающую с поверхности воду. При этом различают поглощение, впитывание воды почвой, когда вода заполняет поры и пустоты сухой почвы, передвигаясь от генетического горизонта к горизонту (первая стадия), и фильтрацию, когда свободная вода проходит сквозь толщу насыщенной влагой почвы под воздействием силы тяжести и градиента напора (вторая стадия). Водопроницаемость взаимосвязана с гранулометрическим составом и оструктуренностью почв. Например, песчаные и оструктуренные (с водопрочной зернисто-комковатой структурой) почвы тяжелого гранулометрического состава обладают высокой водопроницаемостью, в то время как слабооструктуренные (солонцеватые) суглинистые и глинистые почвы - низкой.

Таблица 1 Виды водопроницаемости

Почвы, обладающие высокой водопроницаемостью, не способны создать хороший запас влаги в корнеобитаемом слое, а характеризующиеся низкой водопроницаемостью переувлажняются, обусловливают стекание воды по поверхности почвы и развитие эрозии или застаивание воды на поверхности и вымокание посевов.

Свойство почвы обеспечивать восходящее передвижение содержащейся в ней воды под воздействием капиллярных сил называется водоподъемной способностью. Высота и скорость подъема зависят от гранулометрического состава, структуры и порозности почвы. Подъем воды по капиллярам наиболее интенсивен при диаметре пор 0,1-0,003 мм. Высота подъема воды по капиллярам колеблется от 0,5-0,8 м (в песчаных почвах) до 3-6 м (в суглинистых и глинистых).

Таблица 2 Высота подъема воды в зависимости от гранулометрического состава почвы

В песчаных почвах вода поднимается невысоко, но достаточно быстро, в глинистых - медленно. При разрывах в капиллярах, что характерно для структурных почв, передвижение капиллярной влаги затруднено. Боронование влажной почвы направлено на сохранение влаги в результате разрыва капилляров в поверхностном слое и снижения (или прекращения) испарения содержащейся в почвенном профиле воды.

Вода в почве подвергается одновременному воздействию сил различной природы (адсорбционных, осмотических, капиллярных, гравитационных), которые изменяют движение молекул воды и ее энергетическое состояние. Для того чтобы выразить суммарное влияние этих сил на энергетическое состояние воды в почве, используют понятие термодинамический (полный) потенциал почвенной воды.

Потенциал почвенной воды - мера потенциальной энергии воды в почве. Он выражает удельную потенциальную энергию воды в почве относительно энергии воды в исходном состоянии, т. е. это величина, выражающая способность воды в почве производить большую или меньшую работу по сравнению с чистой свободной водой. В почвоведении вместо понятия «потенциал почвенной воды» обычно используют понятие «давление почвенной воды», измеряемое в паскалях (Па). Эмпирически установлены зависимости между водопотреблением растений и давлением почвенной воды.

Давление почвенной воды при насыщении почвы влагой и отсутствии солей равно нулю. По мере высыхания почвы давление почвенной воды приобретает все большие (по абсолютной величине) отрицательные значения, а сама почва проявляет все большую способность поглощать воду при соприкосновении с ней. Эта способность поглощать воду получила название сосущей силы, а величина, характеризующая ее, - всасывающего давления почвы.

Всасывающее давление (сосущая сила) почвы - величина положительная, численно равная давлению почвенной воды. Оно может быть выражено в паскалях, атмосферах, барах или сантиметрах водяного столба. Всасывающее давление почвы выражают в pF, т. е. логарифмом числа сантиметров водяного столба.

Установлена четкая взаимосвязь между значениями pF, водно-физическими характеристиками и формами почвенной воды. А именно: максимально насыщенной водой почве (мокрой) соответствует значение pF, равное 0, сухой почве - 7, при влажности, равной максимальной гигроскопичности, pF равно 4,5; влажности завядания - 4,2; наименьшей влагоемкости - 2,7-3,0 (для почв тяжелого гранулометрического состава) и 2,3 - 2,0 (для почв легкого гранулометрического состава).

Следует подчеркнуть, что оценка физического состояния воды по потенциалу или по всасывающему давлению более точна, чем по абсолютному содержанию воды. Характеризующиеся одинаковыми pF почвы являются эквивалентно влажными, т. е. практически одинаковыми по содержанию определенных форм почвенной воды, их доступности растениям, несмотря на возможное различие в содержании количества воды в этих почвах.

5. Плодородие почв. Охарактеризуйте основные элементы и условия плодородия. Виды плодородия?

Плодородие - это способность почв обеспечивать рост и развитие растений. Оно является главным функциональным свойством почвы, которое обусловливается составом, свойствами и режимами почв. Измеряется плодородие почв продуктивностью фитоценозов и урожайностью сельскохозяйственных культур. Однако, продуктивность и урожайность зависят не только от почвенного плодородия, но и от других факторов жизни растений, которые можно разделить на космические (свет и тепло), атмосферные (количество и режим атмосферных осадков, перераспределение тепла, влажность воздуха, состав почвенного воздуха), литосферные (рельеф, грунтовые воды, почвообразующие породы), биосферные (фитоценоз, взаимоотношения в биоценозах) и антропогенные. Все перечисленные факторы влияют на растение непосредственно (интенсивность фотосинтеза, участие в питании, обеспечении влагой и др.) и через свойства почв и их плодородие, которое формируется под воздействием этих факторов. Продуктивность фитоценозов и урожайность культур могут быть низкими и высокими, соответственно и плодородие может быть низким и высоким, но прямой зависимости между ними нет в связи с действием других факторов на растение. Например, на очень плодородных почвах - черноземах в засушливые годы может быть очень низкий урожай. В этом случае проявляется действие погодного фактора. При анализе урожайности и продуктивности необходим комплексный подход с учетом всех факторов жизни растения.

Виды плодородия: естественное (природное), искусственное, потенциальное, эффективное и экономическое.

Естественное (природное) плодородие - это плодородие, которым обладает почва (ландшафт) в естественном состоянии. От характеризуется продуктивностью естественных фитоценозов.

Искусственное плодородие (естественно-антропогенное, по В.Д.Мухе) - плодородие, которым обладает почва (агроландшафт в результате хозяйственной деятельности человека. По многим показателям оно наследует естественное. В чистом виде - характерно для тепличных грунтов, некультивированных (насыпных) почв.

Потенциальное плодородие - способность почв (ландшафтов и агроландшафтов) обеспечивать определенный урожай или продуктивность естественных ценозов. Эта способность не всегда реализуется, что может быть связано с погодными условиями, хозяйственной деятельностью. Характеризуется потенциальное плодородие составом, свойствами и режимами почв. Например, высоким потенциальным плодородием обладают черноземные почвы, низким подзолистые, однако в засушливые годы урожайность культур на черноземах может быть ниже, чем на подзолистых почвах.

Эффективное плодородие - часть потенциального, реализуемая в урожае сельскохозяйственных культур при определенных климатических (погодных) и агротехнологических условиях. Эффективное плодородие измеряется урожаем и зависит как от свойств почв, ландшафта, так и от хозяйственной деятельности человека, вида и сорта выращиваемых культур.

Экономическое плодородие - это эффективное плодородие, измеряемое в экономических показателях, учитывающих стоимость урожая и затраты на его получении.

6. Агрономические особенности подзолистых почв и их окультуривание?

В процессе сельскохозяйственного использования таежные почвы лесной зоны коренным образом преобразуются. Изменения происходят не только на агрохимическом, агрофизическом, физико-химическом и микробиологическом уровнях, но и на морфологическом. В классификации эти почвы выделяют в самостоятельные типы - дерново-подзолистые культурные почвы и подзолистые культурные.

Генетический профиль подзолистых почв, используемых в земледелии, значительно отличается от целинного. Смена растительности, регулярная вспашка, изменение водно-воздушного режима усиливают процесс гумусонакопления. Влияние материнской породы на агрономические свойства подзолистых почв значительно.

Дерново-подзолистые почвы. Их разделяют на две группы: дерново-подзолистые почвы с преимущественным накоплением в иллювиальном горизонте ила; развиваются на глинистых и суглинистых материнских породах; дерново-подзолистые почвы с преимущественным накоплением в иллювиальном горизонте железа, алюминия и гумуса, развиваются на песчаных и супесчаных породах.

Каждая из групп дерново-подзолистых почв, в свою очередь, подразделяется на подтипы: дерново-подзолистые освоенные и дерново-подзолистые окультуренные почвы. Аналогичное подразделение имеют глеево-подзолистые и подзолистые почвы.

В почвах, сформированных на глинистых и суглинистых породах, четко выражена дифференциация профиля по илу, содержанию полутораоксидов, обменных оснований и емкости поглощения. При облегчении гранулометрического состава дифференциация профиля сглаживается.

Рассматриваемые почвы характеризуются кислой реакцией среды, при облегчении гранулометрического состава отмечается снижение РН_кCl до 3,9. Легкий гранулометрический состав почвообразующей породы, обеднение почвенного профиля илистым материалом обусловливают снижение насыщенности основаниями, гумусом верхних слоев почвы первой группы по сравнению с почвами второй группы.

Дерново-подзолистые освоенные почвы. Типичный профиль дерново-подзолистых освоенных почв имеет следующее строение:

А_пах - антропогенно-гумусовый, мощностью от 15-20 до 25 см, светло-серый, буроватый, структура непрочнокомковатая, комковато-порошистая, в почвах, сформированных на легких породах, бесструктурный, переход резкий на глубине обработки. Часто в обработку вовлекается подзолистый или иллювиальный горизонт, из-за чего поверхность поля при обретает пятнистую окраску; А2 - элювиальный, подзолистый, мощностью ОТ 3 до 30 см, в почвах второй группы горизонт более растянут, белесый, структура слоистая, плитчатая, в почвах, сформированных на легких материнских породах, бесструктурный или неяснослоистый, обеднен илом, полутораоксидами, переход растянут, неясный, возможно выделение переходного элювиально-иллювиального горизонта мощностью до 15 см; В - иллювиалъный,

Ниже залегающие горизонты полностью сохраняют все свойства горизонтов целинных подзолистых почв.

Регулярное внесение органических и минеральных удобрений, посевы сидеральных культур, известкование формируют дерновоподзолистые окультуренные почвы. В этих почвах по сравнению с освоенными усиливается процесс гумусонакопления, но сохраняется дифференциация профиля по содержанию обменных оснований, емкости поглощения. Однако поверхность пашни в отличие от освоенных почв имеет слабовыраженную пятнистость.

Дерново-подзолистые окультуренные почвы.

Профиль дерново-подзолистых окультуренных почв имеет следующее строение:

А_пах - антропогенно-гумусовый, мощностью 20-25 см, буровато-серый, структура мелкокомковатая или комковатая, в почвах легкого гранулометрического состава бесструктурный, непрочнокомковатый, переход резкий на глубине обработки; A_jA₂ - подпахотный элювиально-гумусовый, мощностью 5-10 см, в легких почвах до 15 см, сероватый, структура комковатая, комковато-ореховатая или неясно выражена в песчаных и супесчаных почвах; А2 - элювиальный, подзолистый, нередко отсутствует или изменен по сравнению с однотипным горизонтом освоенных почв, мощностью не более 10-15 см, в легких почвах слой, примыкающий к пахотному, окрашен гумусом, встречаются вкрапления органического вещества; В - иллювиальный, мощностью 70-100 см, сохраняет свойства и облик, присущие целинным почвам. Однако при контакте с пахотным слоем претерпевает изменения. Отмечается потемнение подгоризонта B₁, встречаются гумусированные вкрапления, червороины. Структура становится мелкокомковатой или ореховатой. В подгоризонте В₂ морфологические изменения не наблюдаются.

Подзолистые культурные почвы. Сформировались в результате длительного и интенсивного окультуривания: ежегодное внесение органических удобрений (торф, навоз, сидераты, органоминеральные компосты, сапропели и др.), систематическое известкование, посев трав. Подзолистые почвы в этом случае утрачивают первоначальный морфологический облик и приобретают новые агрономические свойства. В дерново-подзолистых почвах возможно сохранение сильно измененного элювиального горизонта.

Подзолистые культурные почвы разделяют на три подтипа: глеево-подзолистые культурные, подзолистые культурные и дерновоподзолистые культурные.

Типичный профиль дерново-подзолистых культурных почв имеет следующее строение:

А_пах - антропогенно-гумусовый, темно-серый, структура мелкокомковатая или зернистая, переход постепенный; А₁А₂ - элювиально-гумусовый, в большинстве случаев отсутствует, белесоватый, неравномерно окрашен гумусом, испещрен гумусовыми вкраплениями, структура неясноплитчатая; В, ВС - иллювиальный, в верхней части окрашен гумусом, структура мелкоореховатая.

Нижележащие слои не несут следов воздействия окультуривания.

Для почв лесной зоны следует выделить две главные причины, снижающие продуктивность сельскохозяйственных угодий и затрудняющие эффективное их использование: избыточное увлажнение и легкий гранулометрический состав.

Избыточное увлажнение проявляется морфологически в профиле почв и диагностируется как оглеение. На избыточно влажных почвах (болотно-подзолистые, глеево-подзолистые, дерново-глеевые) не всегда удается своевременно провести необходимые агротехнические работы, во влажные годы наблюдаются вымокание и гибель озимых культур, затруднена уборка урожая. Создание восстановительных условий в толще почвенного профиля отрицательно сказывается на обеспеченности растений доступными формами азота. и фосфора. В почвах накапливаются фитотоксичные формы закисного железа и алюминия. Причины, обусловливающие пере увлажнение почв лесной зоны: неровности микрорельефа, условия залегания земель по рельефу (нижняя часть склона, западина и др.), наличие плотных, тяжелого гранулометрического состава подстилающих пород, низкая водопроницаемость почв.

Для повышения продуктивности таких почв необходимо изменить неблагоприятный водно-воздушный режим при помощи агротехнических приемов или мелиорации (осушения).

Легкий гранулометрический состав почв обусловливает низкую емкость поглощения и бедность почвы питательными веществами, низкую влагоемкость и высокую водопроницаемость, неблагоприятный водный режим в течение всего вегетационного периода, интенсивный вынос минеральных и органических соединений за пределы почвенного профиля, высокую степень аэрации и интенсивную минерализацию поступающего органического вещества, отсутствие агрономически ценной структуры, уплотнение почвогрунта.

Своеобразие таких почв определяло специфику их сельскохозяйственного использования, которое должно быть направлено на обогащение пахотного слоя питательными веществами и создание условий для аккумуляции, закрепления вносимых питательных элементов и органического вещества.

Изменения, которые происходят в различных почвах лесной зоны в процессе их сельскохозяйственного освоения и окультуривания, имеют много сходных признаков: увеличение гумусового горизонта, содержания гумуса; изменение реакции почвенного раствора, состава гумусовых кислот; накопление кальция в коллоидном комплексе, питательных веществ.

Дерново-карбонатные почвы - высокоплодородны. И требуют сохранения первоначального уровня почвенного плодородия, а болотно-подзолистые - рационального использования.

По степени окультуренности почвы разделены на три группы.

Первая группа - освоенные, или слабоокультуренные, почвы. Характеризуются низкими плодородием, продуктивностью и агрономическими характеристиками, близкими к целинным почвам. В современных экономических условиях такие почвы переводят в залежь.

Вторая группа - окультуренные, или среднеплодородные, почвы. Характеризуются значительными изменениями важнейших агрономических характеристик. Прежде всего возрастает количество гумуса, питательных веществ в почве, уменьшается кислотность почв. Продуктивность превышает средний уровень, характерный для подзолистых почв лесной зоны.

Третья группа - культурные, или высокоплодородные (высокоокультуренные), почвы. Их агрономическая характеристика качественно отлична от исходных - целинных. Эти почвы, во многом созданные человеком, обладают высокой продуктивностью.

Окультуривание подзолистых и дерново-подзолистых почв - сложный элювиально-аккумулятивный процесс, аккумулятивная часть которого все время должна поддерживаться производственной деятельностью человека. В противном случае происходят усиление развития подзолистого процесса, быстрая утрата почвой агрономических показателей, определяющих высокий уровень окультуренности, иными словами, деградация почв. Если деградационные процессы масштабны, то территорию, где они протекают, относят к зоне экологического бедствия.

Приемы окультуривания и рационального использования почв лесной зоны имеют ряд особенностей:

происходит глубокое и всеобъемлющее изменение почвенных характеристик;

характеристики и уровни показателей, определяющих степень окультуренности различных типов почв лесной зоны, являются однотипными, схожими;

агрономические показатели, характеризующие уровень окультуренности почв, не стабильны: при уменьшении доз вносимых органических, минеральных удобрений, мелиорантов или нерегулярном их применении происходит деградация почвенного плодородия;

окультуривание подзолистых почв не может полностью устранить перемещение из пахотного горизонта в иллювиальный коллоидных органоминеральных соединений;

эффективен только комплекс приемов, приводящих к изменению водно-физических, агрохимических, микробиологических и других показателей.

Растения лесной зоны предъявляют различные требования к агрономическим показателям, используемым в земледелии почв. Это связано с возделыванием традиционных культур для зоны (рожь, лен, картофель, овес) и новых интенсивных культур (озимая пшеница, ячмень). Поэтому в лесной зоне окультуриванию почв должно предшествовать выделение агропедоценозов, в которых выращивают однотипные по требованиям к почвенному плодородию сельскохозяйственные культуры. Именно набор однотипных культур определяет особенности создания высокоокультуренных почв лесной зоны, а также рациональность и стабильность использования их плодородия.

Глuнованuе - представляет собой внесение в почву минеральных соединении, содержащих илистые частицы или обладающих повышенной сорбционной способностью. Дозы глины зависят от качества исходного материала, его дисперсности и колеблются от 100 до 5-10 т/га. Действие сорбирующих веществ типа цеолитов клиноптиолитов, перлита, сланцевой золы на почву аналогично глинованию.

Внесение сорбирующих материалов приводит к увеличению влагоемкости, емкости поглощения, содержания питательных веществ в почве, к изменению состава обменно-поглощенных катионов. Однако положительное влияние глинования может наблюдаться только впоследствии, так как сорбирующие материалы обладая высокой поглотительной способностью, снижают в первые годы количество доступных растениям питательных элементов в почве.

На почвах тяжелого гранулометрического состава, обладающих неблагоприятными водно-воздушными свойствами, трудоемких в обработке, используют пескование.

Пескование - внесение в пахотный слой почвы песка (частицы ~0,01 мм). Дозы песка в зависимости от мелиорируемой почвы и качества вносимой породы составляют до 500 т/га. На формирование водно-воздушного режима почв, ее плодородие большое влияние оказывает гранулометрический состав материнской и подстилающей породы. Наличие на глубине 0,5-1,5 м слоя с более высокой емкостью поглощения, низкой фильтрационной способностью препятствует вымыванию за пределы корнеобитаемого слоя питательных веществ, органических соединений, иссушению почвы.

Создание прослоек в толще почвогрунта - один из приемов окультуривания песчаных почв лесной зоны. Прослойки целесообразно создавать в специализированных севооборотах при глубоком уровне залегания грунтовых вод. Прослойки на глубине 40 - 50 см позволяют во всем надпрослоечном слое изменить условия произрастания культурных растений.

Увеличение мощности пахотного слоя осуществляют за счет припахивания нижележащих горизонтов. Используют также ярусную вспашку, в результате которой перемешиваются или меняют расположение элювиальный и часть иллювиального горизонта без выноса их на поверхность. В любом случае углубление пахотного слоя должно сопровождаться внесением органических минеральных удобрений, периодическим известкованием. Хорошо окультуренный пахотный слой почвы должен составлять 25-30 см, быть равномерно гумусированным, иметь слабокислую реакцию почвенного раствора.

Водно-воздушный режим большинства подзолистых почв характеризуется избыточным увлажнением весной и осенью и недостатком влаги летом, поэтому влагообеспеченность зерновых культур бывает недостаточной. Агротехнические приемы должны быть направлены на предотвращение негативного влияния избыточного увлажнения (при помощи узкозагонной вспашки, бороздования, рыхления подпахотного слоя, про филирования поверхности, посева на гребнях и т. д.), а также на предотвращение иссушения пахотного слоя в критические периоды развития растений.

Внесение органических удобрений - также обязательный прием окультуривания почв. На почвах легкого гранулометрического состава вносят повышенные дозы (до 500 т/га) органических удобрений. Органический фон при окультуривании должен создаваться при использовании трех основных видов органических удобрении: навоза, торфа и сидератов, поскольку каждое из них имеет свое назначение.

Кроме трех основных видов органических удобрений целесообразно использование торфоминеральных удобрений, характеризующихся высокой степенью гумификации и наличием физиологически активных веществ. Вносимые органические удобрения повышают содержание питательных веществ, гумуса, влагоемкость пахотного слоя почв (прежде всего торфа). Однако в почвах лесной зоны отмечаются быстрая минерализация вносимых органических веществ, закрепленного в почве гумуса.

Для сохранения в почве гумуса на уровне 3 % потребуется вдвое больше органических удобрений, чем при уровне 2 %, так как микробиологические процессы протекают значительно интенсивнее при повышении гумусированности почв. Один из способов замедления минерализации и усиления гумификации вносимого органического вещества - глубокое его запахивание.

В качестве закрепителей гумуса в почве широко используют кальцийсодержащие соединения. Известкование почв лесной зоны должно не только оптимизировать реакцию почвенного раствора, но и закрепить гумус, оструктурить почву. Внесение кальцийсодержащих соединений сопряжено со значительными потерями почвой кальция, особенно в результате применения физиологически кислых минеральных удобрений. Нередко использование известковых материалов недостаточно для закрепления органических веществ в почве, особенно легкого гранулометрического состава. Поэтому для закрепления гумуса применяют гипс, оксиды железа, алюминия.

Окультуривание сопряжено с накоплением в пахотном слое почвы питательных веществ. Наибольшую потребность возделываемые на подзолистых почвах растения испытывают в азотных и фосфорных удобрениях, меньшую - в калийных. В почвах легкого гранулометрического состава наблюдается недостаток калия, магния, микроэлементов.

Использование азотных удобрений сопряжено с потерями азота в процесс е вымывания (NОз) на легких почвах, денитрификацией на переувлажненных, плохо дренированных землях. Внесение азотных удобрений должно быть дробным перед посевом и в период вегетации. Малая доступность фосфора в лесных почвах обусловлена кислой реакцией почвенного раствора, наличием полутораоксидов, что приводит к переходу фосфора в труднорастворимые соединения. На кислых почвах эффективно внесение фосфоритной муки, которая под влиянием потенциальной кислотности переходит в доступные для растений формы.

Окультуривание почв лесной зоны способствует значительному повышению продуктивности пахотных земель.

7. Природные условия и почвы лесостепи (серые лесные)?

Лесостепь - переходная полоса между зонами, что нашло свое отражение в характере почвообразования и особенностях почвенного покрова.

Главная отличительная особенность лесостепной зоны - неустойчивый характер увлажнения: переходный от влажного к засушливому.

Климат. Широтно-зональная особенность климата для лесостепной зоны наиболее значима и определяется распределением радиационного баланса. В лесостепной зоне радиационный баланс обеспечивает сумму биологически активных температур (> 10°С) в пределах 2400-3200°С и безморозный период продолжительностью 93-188 дней.

Данные климатические показатели определяют характер сельскохозяйственного использования земель. Среди сельскохозяйственных угодий преобладает пашня. Хозяйства специализируются на возделывании озимой и яровой пшеницы, ржи, кукурузы, сахарной свеклы, овощей, плодово-ягодных и кормовых культур. В лесостепной зоне земледелие сочетается с мясомолочным животноводством, свиноводством.

Главная причина земледельческого риска - неустойчивость увлажнения, периодичность суховеев и заморозков. В этой зоне необходимо проводить специальные агротехнические мероприятия, направленные на сохранение и накопление влаги в почве, создавать систему полезащитных лесных полос. Кроме того, в связи с ярко выраженным мезо- и микрорельефом необходимо учитывать воздействие поздневесенних заморозков, которые наиболее вероятны в понижениях и на нижних частях склонов.

По мере продвижения с запада на восток возрастают континентальность климата, амплитуда годовых и суточных температур, уменьшаются количество осадков, продолжительность вегетационного периода.</ ...........