Количество просмотров публикации Структурное состояние почвы и ее значение в земледелии - 69
В результате почвообразовательного процесса механические элементы почвы могут склеиваться в различного рода комочки, образуя так называемые структурные агрегаты, или отдельности. Способность почвы распадаться на отдельности, или агрегаты, принято называть структурностью, а эти отдельности — структурой почвы. Различают макроструктуру и микроструктуру. Под макроструктурой подразумевают те почвенные комочки, диаметр которых колеблется от 0,25 до 10 мм; к микроструктуре относятся комочки мельче 0,25 мм. Агрегаты крупнее 10 мм называются глыбистой структурой.
Агрономически ценная структура, факторы ее образования и разрушения, производственное значение. Среди большого разнообразия форм почвенной структуры наиболее часто встречаются: зернистая, комковатая, листоватая, плитчатая, столбчатая и призматическая. В агрономическом отношении наиболее ценна мелкокомковатая и зернистая структура с агрегатами от 0,25 до 10 мм.
Главнейшее качество почвенной структуры — водопрочность, т. е. способность комочков противостоять размыванию водой.
В природе встречаются почвы как с хорошо выраженной прочной комковатой, так и со слабой, легко распадающейся структурой. Немало почв, вовсе не имеющих структуры. К таким бесструктурным или раздельночастичным почвам в большинстве случаев относятся пески и супеси, обедненные глинистыми частицами и гумусом. По этой причине понятия ʼʼструктураʼʼ и ʼʼструктурностьʼʼ почвы применяются главным образом к суглинистым и глинистым, т. е. связным почвам.
Чем богаче почва минеральными и органическими коллоидами, тем шире возможности для се агрегации. Процесс образования структуры протекает под влиянием коагуляции коллоидов, склеивания механических элементов коллоидными пленками, а также под воздействием корней растений, гиф грибов, оплетающих почвенные комки и зерна и проникающих внутрь них.
Особенно большое значение для образования структуры почвы имеет гумус. Как коллоидное вещество, он под влиянием катионов кальция и магния способен переходить в необратимую форму и давать прочный и нерастворимый в воде гель. Этот гель, играющий роль клея, и придает структурным агрегатам водопрочность.
Многолетняя травянистая растительность как фактор структурообразования играет двоякую роль. В первую очередь, в результате развития корневой системы почва распадается на комки. Во-вторых, образующийся при разложении травянистых растительных остатков гумус пропитывает почвенные комочки и прочно их скрепляет. Наряду с травами любая полевая культура оказывает определенное влияние на структурообразование, при этом тем большее, чем выше урожай.
Образованию агрономически ценной почвенной структуры, особенно в нечерноземной зоне, способствуют навоз, компосты и другие виды органических удобрений при условии правильного внесения их в почву.
В образовании структуры почвы принимают участие и дождевые черви, которые, пропуская через кишечный тракт частицы почвы, выбрасывают их в виде небольших водопрочных комочков — копролитов, которые содержат доступные для растений питательные вещества.
Периодическое увлажнение и высушивание почвы также способствует образованию структуры. При увлажнении почва набухает, увеличивается в объёме, а при высыхании объём ее уменьшается, появляются трещины, по которым она распадается на отдельности.
Промерзание и оттаивание почв также влияют на образование агрегатов. Οʜᴎ лучше формируются при промерзании почв с влажностью 60—90% полной влагоемкости. При этом эти агрегаты неводопрочны.
Большое значение в структурообразовании почвы имеют микроорганизмы, хотя механизм их действия в данном отношении еще недостаточно изучен.
В природе наблюдается и разрушение структурных комочков. Оно может вызываться деятельностью атмосферных осадков, преимущественно в самых поверхностных слоях почвы. Неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ разрушение агрегатов происходит в результате механической обработки почв и особенно многократного дискования и боронования пересохших почв. Частично разрушаются почвенные агрегаты при передвижении по полю различных сельскохозяйственных орудий, животных и т. д. Заметно портится структура и при пахоте очень влажной почвы, когда она мажется, залипает, а также при вспашке пересохшей почвы.
Чтобы не разрушать структуру, почву крайне важно обрабатывать в состоянии физической спелости, т. е., при наименьшей связности, когда она хорошо рыхлится, не залипает и не дает глыб.
Распыление почвы вызывается и биологическими факторами. Под влиянием микроорганизмов в почвах происходит разложение органического вещества, особенно интенсивное при развитии аэробных процессов. Минерализации подвергается и гумус — основное цементирующее вещество в образовании почвенной структуры. Как следствие, при разложении органического вещества почва обедняется гумусом и постепенно прочность структурных агрегатов утрачивается.
При обработке структурных почв меньше требуется тяговых усилий. При высоком уровне агротехники на любых почвах можно получать большие урожаи сельскохозяйственных растений. Сущность вопроса состоит по сути в том, что агротехнические мероприятия, применяемые на структурных почвах, более эффективны.
referatwork.ru
Оглавление
Введение
Почва и ее структура
Гумус почв и его свойства
Происхождение и состав плодородного слоя почвы
Химический состав почв
Физические свойства почв
Почвенные коллоиды
Заключение
Список литературы
Введение
Почва — это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействий, живых микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой.
Важнейшим свойством почвы является плодородие почвы, т. е. способность обеспечить рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе и поддерживает газовый состав атмосферы.
Почва и ее структура
Почва — это слой вещества, лежащий поверх горных пород земной коры, особое природное образование, играющее очень важную роль в наземных экосистемах. Почва является связующим звеном между биотическим и абиотическим факторами биогеоценоза.
В состав почвы входят четыре важнейших компонента:
— минеральная основа (50−60% от общего объёма)
— органическое вещество (до 10%)
— воздух (15−25%)
— вода (25−35%)
Почвы состоят из частиц различного размера, начиная от крупных валунов и заканчивая мелким грунтом (частицы мельче 2 мм в диаметре) и коллоидными частицами (< 1 мкм). Обычно частицы, составляющие почву, делят на глину (мельче 0,002 мм в диаметре), ил (0,002−0,02 мм), песок (0,02−2,0 мм) и гравий (больше 2 мм). Механическая структура почвы имеет очень важное значение для сельского хозяйства, определяет усилия, требуемые для обработки почвы, необходимое количество поливов и т. п. Хорошие почвы содержат примерно одинаковое количество песка и глины; они называются суглинками. Преобладание песка делает почву более рассыпчатой и лёгкой для обработки; с другой стороны, в ней хуже удерживается вода и питательные вещества. Глинистые почвы плохо дренируются, являются сырыми и клейкими, но зато содержат много питательных веществ и не выщелачиваются. Каменистость почвы (наличие крупных частиц) влияет на износ сельскохозяйственных орудий.
В состав почвы входят песок и алеврит (формы кварца (кремнезёма) SiO2 с добавками силикатов (Al4(SiO4)3, Fe4(SiO4)3, Fe2SiO4) и глинистых минералов (кристаллические соединения силикатов и гидроксида алюминия).
Органические вещества в почве образуются из остатков растений и животных. Важную роль в процессе разложения играют сапрофиты. В результате образуется аморфная масса — гумус — тёмно-коричневого или чёрного цвета. Химический состав гумуса — фенольные соединения, карбоновые кислоты, эфиры жирных кислот. В почве частицы гумуса прилипают к глине, образуя единый комплекс. Гумус улучшает свойства почвы, повышая ее способность удерживать влагу и растворённые минеральные вещества. В болотистых почвах образование гумуса идёт очень медленно. Органические остатки спрессовываются здесь в торф.
Некоторые химические элементы (азот, фосфор, сера) в процессе разложения переходят из органических соединений в неорганические. Происходит так называемый процесс минерализации вещества.
Воздух и вода удерживаются в почве в промежутках между её частицами. Часть воды просачивается сквозь почву, образуя грунтовые воды; остальная вода остаётся в почве благодаря силам поверхностного натяжения либо адсорбируется на поверхностях кристаллов кварца или глины.
Почва образуется из горной породы в результате выветривания и деятельности живых организмов. Суточные температурные колебания приводят к расширению и сжатию горных пород. Неравномерное расширение ведёт к их постепенному разрушению. Вода, просачиваясь в трещины, при замерзании создаёт огромное давление, что также способствует разрушению породы. Перемещаемые водой и ветром частицы вызывают эрозию. Наконец, выветривание вызывается вымыванием из горной породы различных химических веществ водой. Важным фактором, определяющим образование почвы, является рельеф местности.
Единая международная классификация почв пока ещё не разработана. Почвы одного типа обычно образуют широтные зоны, вытянутые вдоль областей с одинаковым увлажнением и среднегодовой температурой. В горах чётко прослеживается высотная зональность почв.
Почва образуется вследствие продолжительных процессов изменения материнской породы и содержит как продукты выветривания этих пород, так и продукты разложения живых организмов. Такое сочетание продуктов выветривания и продуктов разложения образует сложнейший химический состав и большое многообразие химических элементов, которые содержатся в почве. В состав почвы входят практически все известные химические элементы, но особый интерес представляют те из них, которые необходимы для питания растений.
Гумус почв и его свойства
В естественных условиях гумификация растительных остатков в почве осуществляется не только микробами и дождевыми червями, но и многими другими фитосапрофагами. Они создают мелкоземистость и рыхлость, влияют на физические свойства и структуру, на химическиепроцессы, приводят к смешению химических элементов, их аккумуляции и стабилизации в форме гумусовых веществ, определяющих почвенное плодородие. Чем больше гумуса в почве, тем лучше водный, воздушный и тепловой режимы плодородного слоя, тем лучше питание растений, тем активнее идет образование нитратов и углекислоты, необходимых для фотосинтеза и фиксации атмосферного азота свободноживущими в корнеобитаемом горизонте микроорганизмами. Физико-химическое взаимодействие новообразованных гумусовых кислот с минералами предохраняет их от быстрого вовлечения в биохимический кругооборот и способствует закреплению гумуса в почве.
Органические вещества растительных остатков с помощью бактерий и червей превращаются в гумусные кислоты и фульвокислоты. В растительных остатках содержатся и так называемые зольные элементы — различные металлы, кремний и т. д. Гумусные кислоты и фульвокислоты взаимодействуют с металлами и образуют соли — гуматы и фульваты. Гуматы лития, калия, натрия растворимы, легко вымываются водой. Они же представляют наиболее ценную часть гумуса, легко доступную растениям. Гуматы кальция, магния, кремния и тяжелых металлов нерастворимы и составляют ту часть гумуса, которую можно назвать консервами почвенного плодородия. Они накапливались в черноземах весь послеледниковый период. Эти гуматы способны растворяться под влиянием ферментов корневой системы растений, но в количествах, удовлетворяющих только их потребность. Они не подвержены гидролизу, но оказывают большое влияние на создание агрономически ценной, связной, водопрочной и пористой структуры, не подверженной влиянию эрозийных воздействий.
Особо следует подчеркнуть, что гуматы тяжелых металлов еще более устойчивы к гидролизу ферментами корневой системы растений и практически не усваиваются ими. Это есть главное экологическое свойство гумуса — связывание тяжелых металлов в почве и предохранение всего живого на Земле от их токсического воздействия, в том числе от тяжелых радионуклидов! Это защитное свойство столь же важно для всего живого, как и защитное свойство озонового слоя вокруг Земли. Чем больше гумуса в почве, тем ярче выражено такое буферное свой-ство почв: пищевая и кормовая продукция, выращенная на высокогумусных почвах, является экологически чистой.
Буферное свойство гумусных почв можно проиллюстрировать следующими данными. По расчетам академика В. А. Ягодина (1990), при ежегодном сжигании в мире 33 млрд т угля вместе с золой рассеивается до 220 тыс. т урана и 280 тыс. т мышьяка (для сравнения: мировое производство этих двух металлов составляет соответственно 30 и 40 тыс. т в год). Кроме того, металлургические предприятия ежегодно выбрасы-вают на поверхность земли (с дымами) более 150 тыс. т меди, 120 тыс. т цинка, 90 тыс. т свинца, 30 т ртути, массу других металлов и многие миллионы тонн серной, соляной, азотной, фосфорной и других кислот. С выхлопными газами на поверхность почвы попадает более 250 тыс. т свинца. В процесс техногенного загрязнения окружающей среды вносит свой «вклад» и промышленность, производящая минеральные удобрения, в частности фосфорные (Р. Е. Елсшев, А. Л. Иванов, М. Шахаджахан, 1991). В почву попадают при этом все остальные элементы таблицы Д. И. Менделеева, включая кадмий, стронций, селен, фтор и т. д.и т. п. Трудно себе представить массу этих и других элементов, попавших в почву хотя бы за послевоенный период. Но вселенской катастрофы и гибели живого не произошло, отмечались лишь локальные болезни лесов, озер, и только в северных регионах Канады, Скандинавии, Сибири, где в почвах мало гумуса. Регионы с большим содержанием гумуса в почве пострадали меньше, а в странах, где производство гу-мусных удобрений освоено достаточно широко, быстро произошло оздоровление почвы, животных и людей (США, Канада, Западная Европа, Япония, страны Южной Азии и другие).
Гумус — это «хлеб для растений». В нем сосредоточено 98% запасов почвенного азота, 60% фосфора, 80% калия и содержатся все другие минеральные элементы питания растений в сбалансированном состоянии по природной технологии. В инертном гумусе пахотного слоя заключено до 87,5% энергии.
Наиболее богаты гумусом черноземы, где богатая травянистая растительность и активная деятельность микроорганизмов и дождевых червей способствуют обильному образованию гумусовых веществ, а высокое содержание глинистых минералов обеспечивает их закрепление в почве. Так формировался гумусовый фонд почвы — итоговый результат длительных (десятилетия и столетия) и разнообразных процессов разложения и консервации веществ растительного и микробного происхождения.
Запасы гумуса в почвенном покрове земли распределены неравномерно: больше всего его в черноземах луговых степей — от 400 до 700 т/га, меньше — в почвах тундр и пустынь — всего 0,6… 0,7 т/га.
Гумус не только участвует в снабжении растений азотом, фосфором, калием и другими важными макро- и микроэлементами питания, неоспорима его роль и в других важнейших процессах почвообразования и обеспечения плодородия почв, таких, как предохранение почв от выветривания, создание их гранулярной структуры, снабжение растений необходимой для фотосинтеза углекислотой, биологически активными ростовыми веществами. Поэтому сохранение и преумножение запасов гумуса — одна из первоочередных задач земледельцев.
Агрономическая ценность гумуса в значительной степени определяется соотношением содержащихся в нем гуминовых кислот и фульвокислот. При преимущественном синтезе гуминовых кислот в почвах формируется четко выраженный гумусовый горизонт, обладающий высоким плодородием. Такие почвы характеризуются водопрочной, водоемкой структурой и гидрофильностью, богаты органическими формами азота, фосфора и других элементов питания растений.
При интенсивном образовании фульватного гумуса почвы легко обедняются щелочными катионами и другими элементами, приобретают кислую реакцию среды, обеструктуриваются. Повышение плодородия этих почв связано с длительным окультуриванием и внесением больших доз биогумуса (до 100 т/га).
В гумусе сосредоточено огромное количество энергии. При расчете ее теплотворная способность гумуса для всех типов почв условно принимается равной 4000 калорий на 1 г. Из изученных почв по энергетике гумуса резко выделяется чернозем — 20 000 калорий в призме сечением 1 см² и мощностью до 300 см. Гумус других типов почв характеризуется значительно меньшими запасами энергии — 4000… 8000 калорий в том же объеме почвы. Если сравнить содержание энергии на 1 га земли, имеющем запас энергии в призме 4000 малых калорий, то общий ее запас сопоставим с 50 000 л бензина, а на черноземах — 250 000 л.
Огромные запасы аккумулированной в гумусе энергии играют чрезвычайно важную роль в самых разнообразных почвенных процессах;
Гумус — основной источник энергии для процессов превращения в почве минеральных соединений, биосинтетических реакций, жизнедеятельности микроорганизмов, роста и формирования растений и т. д. Черноземы, как было отмечено, характеризуются преобладающей аккумуляцией энергии в гумусе (88% суммы энергии в гумусе и растительном веществе), что хорошо согласуется с выдающимся и устойчивым плодородием черноземов.
Плодородие полей и огородов напрямую связано с количеством и качеством гумуса в почвах. Наиболее богаты им черноземы. В знаменитых черноземах Центрального и Северокавказского регионов содержалось 10… 14% гумуса, а мощность слоя чернозема — до 1 м.
Хорошо изучена важная роль гумусовых веществ как физиологически активных соединений для растений. Высокогумусированные почвы отличаются более высоким содержанием физиологически активных веществ. Гумус активизирует биохимические и физиологические процессы, Повышает обмен веществ и общий энергетический уровень процессов в растительном организме, способствует усиленному поступлению в него элементов питания, что сопровождается повышением урожая и улучшением его качества.
В литературе накоплен огромный экспериментальный материал, показывающий тесную зависимость урожая от уровня гумусированности почв. Коэффициент корреляции содержания гумуса в почве и урожая составляет 0,7… 0,8 (данные ВНИПТИОУ, 1989). Так, в исследованиях Белорусского научно-исследовательского института почвоведения и агрохимии (БелНИИПА) увеличение количества гумуса в дерново-подзолистых почвах на 1% (в пределах его изменения от 1,5 до 2,5… 3%) повышает урожайность зерна озимой ржи и ячменя на 10… 15 ц/га. В колхозах и совхозах Владимирской области при содержании гумуса в почве до 1% урожай зерновых в период 1976—1980 гг. не превышал 10 ц/га, при 1,6… 2% составлял 15 ц/га, 3,5… 4% - 35 ц/га. В Кировской области прирост гумуса на 1% окупается получением дополнительно 3…6 ц зерна, в Воронежской — 2 ц, в Краснодарском крае — 3…4 ц/га.
Еще более существенна роль гумуса в увеличении отдачи при умелом применении химических удобрений, эффективность его при этом увеличивается в 1,5…2 раза. Однако необходимо помнить, что химические удобрения, внесенные в почву, вызывают усиленное разложение гумуса, что приводит к снижению его содержания.
Практика современного сельскохозяйственного производства показывает, что повышение содержания гумуса в почвах является одним из основных показателей их окультурирования. При низком уровне гумусовых запасов внесение одних минеральных удобрений не приводит к стабильному повышению плодородия почв. Более того, применение высоких доз минеральных удобрений на бедных органическим веществом почвах часто сопровождается неблагоприятным действием их на почвенную микро- и макрофлору, накоплением в растениях нитра-тов и других вредных соединений, а во многих случаях и снижением урожая сельскохозяйственных культур.
Происхождение и состав плодородного слоя почвы
К органической части почвы относятся неразложившиеся и полуразложившиеся остатки растений, почвенных животных и гумус. Остатки растительных и животных организмов, постепенно разлагаясь, восстанавливают и пополняют в почве запасы гумуса. Процесс происходит при активном участии микроорганизмов и животных (дождевых червей, личинок насекомых). Этот сложный биохимический процесс распада и синтеза идет одновременно.
Во время разложения органического вещества вследствие действия ферментов, которые выделяют грибы и бактерии, происходят процессы повторного синтеза, полимеризации и конденсации с образованием новых высокомолекулярных соединений коллоидного характера. Образуется сложное органическое вещество, получившее название гумус (почвенный перегной). Почвы сильно отличаются по содержанию, составу и свойствам гумуса.
В состав гумуса входят гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины.
Гуминовые кислоты -- это группа веществ темного цвета, которые выделяются из почвы щелочами и осаждаются кислотами. Они характеризуются высоким содержанием углерода (50--62%), аморфным состоянием, полидисперсностью (различной величиной частиц) и гетерогенностью.
При взаимодействии с катионами гуминовые кислоты образуют соли -- гуматы. Гуматы одновалентных катионов К+, Na+, N+ образуют в почве коллоидные растворы -- золи, которые легко растворяются и вымываются из почвы. Гуматы двух- и трехвалентных катионов (Са2+, Mg2+, Al3+, Fe3+) находятся в почве в виде нерастворимых гелей, не вымываются, накапливаются в местах образования, больше всего их в верхних слоях почвы.
Гуминовые кислоты -- наиболее ценная часть гумуса, они имеют большую собирательную поверхность, играют важную роль в образовании агрономически ценной структуры почвы и основного фонда питательных веществ (прежде всего азот для растений).
Фульвокислоты -- это гуминовые вещества желтого или красного цвета, которые остаются в растворе после выпадения в осадок гуминовых кислот. Фульвокислоты отличаются от гуминовых меньшим содержанием азота, более высокой кислотностью, высокой растворимостью в воде их соединений с минеральной частью почвы. Благодаря высокой кислотности фульвокислоты разрушают почвенные минералы и способствуют перемещению продуктов разложения в нижние слои почвы.
Гумины представляют собой комплекс гуминовых веществ с меньшим содержанием углерода и состоят из тех же гуминовых и фульвокислот, высоко полимеризованных, уплотненных и более тесно связанных между собой.
Состав перегноя и соотношение гуминовых и фульвокислот в разных почвах неодинаковы. Состав перегноя в значительной мере определяется составом высших растений, остатки которых составляют основу его образования, а также соотношением групп микроорганизмов, особенностями увлажнения и распада органического вещества, а в обрабатываемых почвах -- способами обработки и удобрением почвы, севооборотами.
Гумус играет важную роль в процессах, происходящих в почвах. Он улучшает его химические, физико-химические и биологические свойства. Свежий почвенный перегной насыщает комочки почвы, склеивает их, а кальций и магний цементирует, способствуя образованию прочной, агрономически ценной структуры. Медленно разлагаясь, гумус является источником зольных элементов и азота для растений, а вбирая растворимые элементы питания (калий, фосфор), предотвращает их вымывание.
Факторы почвообразования, внешние условия в значительной мере влияют на накопление, особенности образования органических остатков и состав гумуса. Решающую роль в этом имеют растительность и соответствующая ей микрофлора почвы, которая разлагает остатки этой растительности. Например, древесный опад хвойных лесов медленно разлагается преимущественно грибной микрофлорой почвы, вследствие чего образуется гумус с содержанием большого количества фульвокислот. Они растворяют минеральные вещества верхнего слоя почвы, и почвообразующий процесс идет по типу подзолообразования. Этому содействуют повышенная кислотность материнской породы (морена, моренные отложения), достаточное количество осадков.
В почвах, покрытых травянистой растительностью, особенности и химический состав отмерших остатков другие, разлагаются они преимущественно бактериями, вследствие чего образуется больше малорастворимых гуминовых кислот, которые вступают в соединения с кальцием, магнием и другими катионами почвы, закрепляя в гумусе питательные вещества. Это способствует образованию хорошей структуры и других благоприятных физических свойств почвы.
Незначительное проникновение осадков в глубокие слои почвы, содержание в материнской породе карбонатов кальция и магния способствуют накоплению в ней значительных количеств гумуса. В таких условиях образовались черноземы и лугово-черноземные почвы, содержание гумуса в которых составляет 5--6%, а в отдельных случаях-- 10--12%.
От содержания и качества почвенного перегноя в значительной мере зависит плодородие почвы.
Разные типы почв содержат неодинаковое количество гумуса. Бедные на гумус подзолистые и дерново-подзолистые почвы полесья содержат его от 0,5 до 2%, серые лесные почвы лесостепи -- 1,5--3,0%. В черноземах лесостепной и степной зон Украины от 3 до 6% гумуса, а в черноземах Сибири его накапливается до 10--12%. Торфяные почвы, в которых остатки водной и болотной растительности разлагаются без доступа воздуха, содержат 80--90% органического вещества.
Гумус почвы необходимо не только сохранять, но и заботиться об увеличении его содержания и повышении качества. С этой целью вносят в почву перегной, торф, компосты, высевают многолетние травы, люпин и т. д. Внесение достаточного количества минеральных удобрений и окультуривание способствуют развитию в почве микрофлоры, что, в свою очередь, усиливает процессы образования гумуса с преобладанием в нем гуминовых кислот. Противоэрозионная безотвальная обработка предотвращает разложение и способствует накоплению гумуса.
Химический состав почв
В основном в состав почв входят следующие элементы (в % к валовому количеству):
ь кислород (содержится преимущественно в органическом веществе) — 55;
ь кремний (значительная часть в кварце) — 20;
ь углерод (в гумусе, органических остатках) — 2;
ь водород (больше в гумусе) — 5;
ь азот (в основном в гумусе) -0,1;
ь фосфор (в гумусе, в минеральной части) — 0,08;
ь сера (в гумусе) — 0,04;
ь железо — 2;
ь кальций — 2;
ь магний — 0,6;
ь калий — 1;
ь натрий — 1.
В пределах нашей страны выделяют пять основных почвенно-климатических зон, в которых развиваются следующие типы почв: подзолистые и дерново-подзолистые, черноземы, каштановые, сероземы, почвы влажных субтропиков (красноземы и желтоземы). Кроме того, выделяются разнообразные болотные почвы, почвы речных долин, горные почвы.
Все эти почвы далеко не равноценны по плодородию, и агрохимический состав их различен. Например, общее содержание основных элементов азота, фосфора и калия в пахотном слое дерново-подзолистых почв в среднем составляет (в процентах):
ь азота — 0,04 — 0,13;
ь фосфора (в окислах) -0,02−0,15;
ь калия (в окислах) -0,5−2,5.
В низинных торфах с травяной растительностью количество азота в десятки раз, фосфора в 2−5 раз больше, а калия в несколько раз меньше. Резко отличается содержание азота, фосфора и калия в почвах с разным механическим составом: например, в глинистых почвах, как правило, больше азота, чем в легкосуглинистых, а последние богаче песчаных. Это различие усиливается под влиянием естественной растительности.
Под хвойным лесом почвы бедны азотом, а в лиственных лесах, наоборот, содержание последнего выше, особенно если в них растет ольха, на корнях которой обитают клубеньковые бактерии, фиксирующие азот. Почвы смешанных лесов имеют более высокий общий запас азота в слое 30 и 50 см. В почвах болотного типа с низинным торфом количество азота, как это указывалось раньше, во много раз больше, чем в минеральных почвах.
Плодородный слой почвы — верхняя гумусированная часть почвенного покрова, обладающая благоприятными для роста растений химическими, физическими и биологическими свойствами.
Гумус — это сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении органических остатков. Содержание гумуса в почвах определяется условиями и характером почвообразовательного процесса; оно колеблется в верхних горизонтах от 1 — 2 до 12 — 15%, резко или постепенно уменьшаясь с глубиной.
В составе почвенного гумуса выделяют специфическую часть (85 — 90% всего гумуса), представленную гумусовыми веществами, и неспецифическую часть (10 — 15%), представленную негумифицированными органическими веществами. Последние по своему составу могут, быть весьма разнообразны и включать: азотистые соединения (белки, ферменты, аминокислоты), углеводы (моносахариды, олигосахариды, полисахариды), липиды (жиры, воски, фосфолипиды), дубильные вещества (таннины, галловая кислота, флобафены и другие полифенолы), органические кислоты; кроме того, лигнины, смолы, спирты, альдегиды.
Гумусовые вещества почвы представлены гуминовыми и фульвокислотами, а также гуминами.
Гуминовые кислоты — это высокомолекулярные азотсодержащие (до 3 — 6%) органические кислоты, имеющие циклическое строение, не растворимые в воде и минеральных кислотах, но растворимые в слабых щелочах и некоторых органических растворителях.
Гуминовые кислоты состоят из углерода (50 — 62%), водорода (3 — 7%), кислорода (31 — 40%) и азота (2 — 6%). Их элементный состав зависит от типа почвы, химического состава разлагающихся остатков, условий гумификации. Так, гуминовые кислоты в подзолистых почвах в отличие от черноземов и каштановых почв содержат меньшее углерода, но больше водорода.
В составе гуминовых кислот может содержаться от 1 до 10% зольных элементов, однако они не являются постоянными компонентами молекулы, а присоединяются в результате химических реакций.
Молекулы гуминовых кислот неодинаковы по размерам и химическому составу. Молекулярная масса их колеблется от 4000 до 100 000, поэтому они легко разделяются на фракции. Гуминовые кислоты в почвах находятся преимущественно в виде гелей, которые под действием минеральных кислот слабо гидролизуются, а под действием щелочей переходят в раствор.
Взаимодействуя с минеральной частью почвы, гуминовые кислоты образуют соли — гуматы, сложные органо — минеральные комплексы, которые могут устойчиво и прочно адсорбироваться поверхностью глинистых минералов.
Гуматы щелочей (натрия, калия, аммония) хорошо растворимы в воде, образуют истинные и коллоидные растворы, могут вымываться из верхних горизонтов почв, а при соответствующих условиях — иллювироваться в глубину почвенного профиля и там осаждаться и накапливаться. Это хорошо выражено в осолоделых солонцах и солонцеватых почвах.
Гуматы кальция и магния нерастворимы в воде и закрепляются в почве в виде гелей. Они способны склеивать и цементировать механические элементы в агрегаты и способствуют образованию водопрочной структуры. Это наблюдается в черноземных, лугово — черноземных и дерново — карбонатных почвах.
При взаимодействии гуминовых кислот с несиликатными соединениями образуются сложные органо — минеральные комплексы. Железо с гуминовыми кислотами связывается прочно и в последующем в реакциях обмена не участвует. В комплексах с алюминием часть алюминия проявляет способность к обмену. Образование комплексных соединений гуминовой кислоты способствует ее прочному закреплению в почве.
Основная часть гуминовых кислот в любой почве (рН более 5) находится в форме нерастворимых в воде органо — минеральных соединений, а в почвах с кислой реакцией (рН менее 5) — в форме дегидратированных гелей и частично растворяется при действии щелочных растворов, образуя молекулярные и коллоидные растворы.
Фульвокислоты, как и гуминовые кислоты, представляют собой высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты. Они растворяются в воде, кислотах, слабых растворах щелочей, пирофосфата натрия и водном растворе аммиака, образуя водорастворимые соли — фульваты. Кроме того, они растворяются во многих органических растворителях. Их растворы в зависимости от концентрации имеют окраску от соломенно — желтой до оранжевой. Водные растворы их обладают сильнокислой реакцией (рН 2,2 — 2,8). Фульвокислоты состоят из углерода, водорода, кислорода и азота, но меньше, чем гуминовые кислоты, содержат углерода и больше кислорода. В среднем в фульвокислотах содержится углерода 40 — 52%, водорода 4 — 6%, кислорода 40 — 48% и азота 2 — 6%
Фульвокислоты благодаря сильнокислой реакции и хорошей растворимости в воде энергично разрушают минеральную часть почвы.
Фульватные соли (фульваты) щелочных и щелочно — земельных металлов хорошо растворимы. Комплексные соединения фульвокислот с железом и алюминием также частично растворимы, причем фульватно — железистые сильнее, чем комплексы с алюминием. Степень подвижности таких комплексных соединений зависит от насыщенности их металлом. При высокой насыщенности комплекс становится нерастворимым и выпадает в осадок.
Гумины представляют ту часть гумуса, которая не извлекается из декальцинированной почвы щелочами. Они почти полностью извлекаются при попеременном воздействии на остаток почвы с гуминами различных кислот и щелочей. Исследования показали, что в большинстве случаев гумины состоят из тех же групп гуминовых и фульвокислот, что и извлекаемые щелочью из гумуса. Эти кислоты в гуминах находятся в сложных и проч ных связях как между собой, так и с минеральной частью почвы.
В группу гуминов входят также инертные карбонизированные углистые частицы и неполностью гумифицированные органические остатки. Содержание гуминов в гумусе составляет 15 — 20%, а в некоторых почвах даже 40 — 48%.
Физические свойства почв
Огромное разнообразие почв существует благодаря разнообразию растительного мира, которое зависит от климата, а также разнообразия поверхностных геологических пород, форм рельефа. Есть почвы глинистые, которые обладают большим количеством органического вещества, есть супесчаные или песчаные, то есть в них совсем отсутствует органика, есть суглинистые, то есть со средним увлажнением, и т. д. Предположим, торфяные почвы невозможно использовать для сельского хозяйства, если предварительно их не осушили и не окультурили. Минеральные почвы получили свое название из-за физического смысла. Существует крупнозем, а также мелкозем. К крупнозему относятся частицы геологических пород, размер которых превышает 1 мм. У них нет липкости, либо пластичности, отсутствуют химические реакции. Они представляют собой неактивный скелет почвы.
Мелкоземом же считаются частицы менее 1 мм. Он делится на «физический песок», когда частицы от 0,05 до 1,0 мм, крупную пыль (0,05 — 0,01мм) и «физическую глину» (менее 0,01 мм). От доли «физической глины» будут зависеть физические свойства почвы, а также название, связанное с механическим составом. В случае песчаных почв доля «физической глины» не должна быть больше 10%, у супесчаных — не более 20%, в легкосуглинистых — 30%, в среднесуглинистых — 40%, а в тяжелосуглинистых — 45%. Если в почве содержание «физической глины» превышает 45%, то она будет считаться глинистой. Для земледелия почвы подразделяются на легкие и тяжелые. К первым относятся песчаные и супесчаные почвы, а ко вторым — суглинистые вместе с глинистыми.
Самыми активными считаются минимальные частицы почвенной массы, обычно их диаметр составляет тысячную долю миллиметра. Такая почва способна активно взаимодействовать с водными растворами солей, кислот, а также с корнями растений. Наиболее «тяжелые» почвы имеют около 90% таких частиц, размер которых не превышает 0,001 мм. Вот только данные почвы не всегда подходят для сельскохозяйственного использования. Помимо этого размеры частиц вместе с химическим составом зависят от плотности сложения почвы. Самая сухая почва создается при помощи удаления из нее всей влаги, исключая ту воду, которая связана в кристаллических решетках минералов.
У «тяжелых» и кислых почв наиболее высокая плотность, чаще всего она превышает 1,5 г/ см куб. Растения не могут укорениться в настолько плотной почве. А если помимо этого такая почва будет обработана гусеничной, либо колесной техникой, то плотность достигнет 1,8 — 1,9 г/см куб. В теории же плотность не может быть выше 2,0 г/см куб. Естественно, что данная почва абсолютно не подходит для растений.
У любой части почвенной толщи есть определенный объем в естественном состоянии. Если предположить, что из почвы можно вырезать кубик, имеющий стороны 10 см, то в сухом состоянии он будет содержать в себе исключительно почвенные частицы и воздух. По соотношению химических элементов и их плотности определяется масса почвенных частиц, в большинстве случаев она не больше 2,5 — 2,75 г/см куб. То есть кубический дециметр сухой почвы должен весить 2,5 — 2,75 кг, но в реальности он весит примерно 1,3 — 1,6 кг, ведь любые частицы не могут занять весь объем. Эту разницу в массе занимает воздух, который находится в поровом пространстве.
Самой важной агрофозической характеристикой почвы является объем пор, либо пористость. Данная характеристика будет зависеть от влажности почвы и механического состава. Количество влаги, находящееся в почве, зависит от структуры порового пространства. В случае крупных пор вода будет стекать свободно, оказываясь под давлением собственной тяжести. Если поры мельче, то влагу они удерживают гораздо лучше. Если взять сухой песок в пригоршню, то он рассыплется при разжимании ладони. Если же добавить влагу, то из песка можно слепить комок, вот только когда влага будет исчезать, комок также распадется. Глина же, напротив, твердая как камень, если даже пористость достаточно велика. Раскрошить ее можно только молотком, но изменения плотности не произойдет. Если глину смочить, то она станет очень мягкой и пластичной, при сжатии произойдет изменение пористости влажной минеральной массы. Произойдет слипание крупных пор, и они исчезнут. А в мелких порах происходит удержание воды с такой силой, что растениям невозможно взять ее из почвы.
Если выбирать почву по агрофизическим и водно-физическим свойствам, то наиболее оптимальной считается легкий, либо средний суглинок с плотностью 1,1 — 1,3 г/см куб. У такой почвы пористость будет примерно 45−55%.
Количество влаги, которое может удержать почва, называется наименьшей влагоемкостью почв. Вот только не стоит путать влагоемкость почвы и запасы воды в почве. У почвенной влаги есть несколько категорий:
— доступная,
— несвязанная,
— плёночная,
— рыхлосвязанная,
— гигроскопическая (прочносвязанная),
— кристаллизационная (абсолютно прочносвязанная).
Если в почве есть только гигроскопическая вода, то для ладони такая почва будет казаться совсем сухой. В данном состоянии почва имеет свойство пылить. Идентична по ощущениям почва, у которой на стенках пор остается пленка воды после того, как растения высосали доступную влагу.
У наиболее мелких пор, сила поверхностного давления на воду чаще всего гораздо выше, чем давление сосущей силы корней, в связи с чем вода остается недоступной. В случае суглинистых почв общий объем всех форм воды составляет примерно 30 -50% от наименьшей влагоемкости. Вся же остальная вода является запасом, который используется растениями и микроорганизмами. Возможно увеличение водоудерживающей способности почвы, в случае улучшения внутренней структуры порового пространства. Для этого добавляется глина в песчаные почвы и, наоборот, песок в глинистые. Во только заранее лучше просчитать, насколько целесообразно и выгодно такое мероприятие на вашем дачном участке.
почва гумус растительный плодородный
Почвенные коллоиды
Почва, как уже отмечалось, является сложной многофазовой системой, включающей твердую, жидкую и газообразную фазы. Кроме того, почва -- полидисперсная система, т. е. содержит разные дисперсные системы: грубодисперсные, тонкодисперсные (коллоидные) и гомогенные (растворы). В коллоидных системах отдельные частицы имеют размеры 1 -- 100 нм. Высокодисперсные системы, отдельные частицы которых имеют диаметр меньше 1 нм, относят к категории молекулярных или истинных растворов. Системы с частицами больше 100 нм называют суспензиями или эмульсиями.
Коллоидные системы состоят из дисперсионной фазы (массы коллоидных частиц) и дисперсной среды (почвенный раствор), в которой распределяются коллоидные частицы.
Почвенные коллоиды образуются в результате раздробления крупных частиц при выветривании или путем конденсации молекул или ионов. По своему происхождению и составу все почвенные коллоиды можно разделить на три группы: минеральные, органические и органо-минеральные. Минеральные коллоиды образуются в результате выветривания горных пород и минералов. Они представлены преимущественно глинистыми минералами, гидроокисями кремния SiО2*nh3О, железаFe (OH)3*nh3O, алюминия А1(0Н)3*nh3О, марганцаMn2O3*nh3O, а также некоторыми первичными минералами, раздробленными до коллоидного состояния (кварц).
Органические коллоиды образуются в процессе разложения и гумификации органических остатков. Они представлены в основном гумусовыми кислотами и их солями (гуматами, фульватами, алюможелезо-гумусовыми соединениями), а также белковой плазмой микроорганизмов, величина которых находится в интервале фракций коллоидной системы. При взаимодействии гумусовых веществ с высокодисперсными минеральными частицами образуются комплексные соединения более сложного состава -- органо-минеральные коллоиды. Чем тяжелее почва по механическому составу и чем больше в ней гумуса, тем больше в ней коллоидов. Почвы глинистые и суглинистые, содержащие значительное количество гумуса, содержат больше коллоидов, чем песчаные и супесчаные, бедные органическим веществом. Количество коллоидов в почве колеблется от 1−2 до 30−40% от массы почвы. В большинстве почв преобладают минеральные коллоиды, составляющие 85−90% их общей массы.
Заключение
Почва — колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных — кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством — плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества. Так, что охрана почв и их рациональное использование, является одной из важнейших задач всего человечества.
Список литературы
1. Ю. В. Новиков «экология, окружающая среда и человек»; м., 1999 г.
2. Л. Дотто «Планета Земля в опасности»; м., 1988 г.
3. Г. Иванов «В судьбе природы — наша судьба»; м., 1990 г.
4. А. П. Ошмарин «экология»; Ярославль, 1998 г.
5. Т. В. Афанасьева «Почвы СССР» Москва, 1979 г.
6. http: //nedvi-jimosti. ru
7. http: //www. narzem. ru/
Показать Свернутьreferat.bookap.info
Содержание
Влияние механического, минералогического и химического состава почвообразующих пород на агрохимические свойства формирующийся почвы
Черноземы лесостепной и степной зоны, их характеристика, использования. Мероприятия по повышению и сохранения плодородия
Сущность предупредительных мероприятий. Уничтожение сорняков в посевах отдельных полевых культур
Кормовые севообороты и их значение в земледелие
Значение и особенности обработки почвы под озимые культуры
Список литературы
1. Влияние механического, минералогического и химического состава почвообразующих пород на агрохимические свойства формирующейся почвы
Образовавшиеся в результате выветривания и видоизменения процессами денудации и аккумуляции различные продукты разрушения горных пород служат субстратом, на котором впоследствии формируются почвы. Эти рыхлые поверхностные слои горных пород и называются почвообразующими, или материнскими, породами. В зависимости от происхождения и состава на территории нашей страны выделяют следующие основные группы почвообразующих пород: Моренные (гляциальные), водно-ледниковые (флювиногляциальные), озерно-ледниковые.
Роль породы в почвообразовании выражается в ее влиянии на химический состав, физические свойства почвы, а также на биохимические процессы, протекающие в ней.
Материнские породы, богаты карбонатами калия и магния, препятствуют развитию подзолообразовательного процесса, нейтрализуют почвенную кислотность, усиливают микробиологическую деятельность и способствуют формированию почв с благоприятными для растений физико-химическими свойствами. При наличии в породе большого количества водорастворимых минералов на ней в условиях засушливого климата образуются засоленные почвы.
Физические свойства породы влияют на проницаемость воды и воздуха в почву, на способность ее удерживать влагу и снабжать ею растения. Почвы, сформировавшиеся на песчаной породе, хорошо пропускают воду и воздух, но плохо удерживают влагу, вместе с которой практически полностью вымываются из корнеобитаемого слоя все подвижные соединения питательных веществ. Поэтому такие почвы обладают низким плодородием. Образовавшиеся на глинистых породах почвы лучше удерживают влагу, больше содержат гумуса и органических остатков, на них может формироваться водопрочная структура, и они характеризуются рядом других агрономические ценных свойств. Подстилающие почву слои материнской породы также оказывают определенное влияние, в частности, на переувлажненные почвы, уровень грунтовых вод и т. п.
Лучшими почвообразующими породами являются лессы, лессовидные суглинки и глины, карбонатные покровные суглинки, а худшими – пески флювиогляциального и эолового происхождения.
Климат оказывает на почвообразовательный процесс разнообразное влияние. В условиях длительного теплого периода растения больше создают органического вещества, но при обилии тепла и влаги идет интенсивное разложение органических остатков. В тундре, характеризующейся коротким теплым периодом, этот процесс весьма замедлен, что приводит к накоплению растительных остатков в виде слоев торфа.
Рельеф (совокупность поверхностных очертаний земной коры) – важнейший фактор почвообразования. Различают макро-, мезо-, и микрорельеф.
Макрорельеф характеризует поверхностные очертания суши на протяжении в несколько десятков или сотен километров. Сюда относят горные хребты, плато, равнины.
Микрорельеф небольшие впадинки и возвышения диаметром несколько десятков метров; разность высот не более метра. Представлен в виде промоин, западин, степных блюдец, бугорков.
Наряду с природными факторами большое влияние на почвообразование оказывает человек в процессе производственной деятельности. Сведение лесов, пастьба скота, распашка целинных степей, сооружение искусственных водоемов, осушение болот, орошение засушливых земель, посадка полезащитных лесополос, обработка почвы, внесение удобрений представляют далеко не полный перечень косвенного или непосредственного воздействия человека на почву.
2. Черноземы лесостепной и степной зоны, их характеристика, использования. Мероприятия по повышению и сохранения плодородия
Черноземные почвы расположены южнее серых лесных почв и простираются широкой полосой по линии Саратов – Куйбышев – Кустанай – Барнаул и далее отдельными пятнами уходят в Забайкалье.
В почвенном профиле черноземов выделяют следующие горизонты:
А0 – степной войлок мощностью до 3 – 5 см, на плахотных отсутствует.
А – гумусовый, структура зернистая или мелкокомковая, мощность 30 – 60 см.
АВ – переходный гумусовый, в нижней части горизонта наблюдается вскипание от HCI, что показывает на содержание карбонатов. Оканчивается горизонт на глубине 80 – 120 см.
В – переходный к материнской породе, или горизонт гумусовых затеков.
Ск – материнская порода, палевой или сетло-бурой окраски, бурно вскипает от HCI. На глубине 1,5 – 2 м иногда наблюдается скопление кристаллов гипса.
Таким образом, черноземы характеризуются большой мощностью почвенного профиля, глубоко растянутым гумусовым слоем, водопрочной зернистой или мелкокомковатой структурой.
Классификация черноземов:
Оподзоленные и выщелоченные – сформировались в лесостепной зоне под луговой степной растительностью.
Типичные черноземы – сформировались под богатой разнотравно-злаковой растительностью.
Обыкновенные черноземы – развиваются в умеренно засушливых степях.
Южные черноземы – формируются в условиях ксероморфного климата под типчакого-ковыльной растительностью засушливой степи.
Повышение природного плодородие почв достигается осуществлением комплекса агротехнических мероприятий, при выполнение которых должны учитываться как природные, так естественные свойства чернозема. Отличаясь высоким потенциальным плодородием, черноземы мало содержат легко доступных для растений питательных веществ. Поэтому на этих почвах необходимо применять удобрения. Из минеральных удобрений первостепенное значение имеют фосфорные. Для улучшения агрофизических свойств черноземов следует восстановить утраченную и сохранить природную их структуру. Достигается это освоением севооборотов, посевом многолетних трав. Борьбу с водной и ветровой эрозией проводят путем специальной обработки почвы (применением безотвальных орудий с оставлением стерни на поверхности, полосное размещение культур), освоения противоэрозийных севооборотов, посадка полезащитных лесополос, облесения вершин оврагов и балок, рационального устройства хозяйственной территории. Особое значение противоэрозионные мероприятия имеют для южных черноземов, наиболее подверженных дефляции (ветровой эрозии).
3. Сущность предупредительных мероприятий. Уничтожение сорняков в посевах отдельных полевых культур
Агротехнические меры борьбы с сорняками условно делят на предупредительные, направленные на предотвращение заноса семян сорняков на поля, и истребительные, имеющие целью очистить почву и посевы от сорняков и органов их размножения.
К предупредительным мерам борьбы с сорняками относятся:
1. Тщательная очистка посевного материала от семян сорняков.
2. Очистка мешков, транспортных тележек, машин, в которых перевозят зерно, а также соблюдение чистоты во всех зерноскладах.
3. Соблюдение оптимальных сроков посева, норм высева и способов посева.
4. Своевременная уборка урожая и оборудования зерноуборочных машин приспособлением для улавливания семян сорняков.
5. Скармливание животным отходов токов только в запаренном и размолотом виде.
6. Обкашивание обочин дорог, полезащитных насаждений, усадеб до созревания семян сорняков устраняется опасность переноса их на поля.
7. Правильное приготовление навоза и торфо-навозных компостов, при котором они самонагреваются на короткое время до 60 – 700С.
8. Выбор сортов сельскохозяйственных культур в зависимости от почвенно-климатических условий.
--PAGE_BREAK--9. Очистка поливных вод от семян сорняков при орошении.
10. Соблюдение противосорнякового карантина.
4. Кормовые севообороты и их значение в земледелие
Все севообороты делят на три типа: полевые, кормовые, специальные. В полевых более половины площади отводят под зерновые, картофель и технические культуры.
В кормовых севооборотах более 50% площади отводят для кормовых культур. Эти севообороты подразделяют на прифермские и сенокосно-пастбищные. Первые располагают вблизи животноводческих ферм для производства сочных, силосных и зеленых кормов.
В сенокосно-пастбищных севооборотах в основном возделывают многолетние и однолетние травы на сено, а также отводят под пастбища. Их отводят с целью повышения продуктивности кормовых угодий.
5. Значение и особенности обработки почвы под озимые культуры
Озимые культуры сеют в конце лета или первую половину осени. В связи с этим основной целью обработки почвы является накопление и сбережение необходимого для первого периода жизни растений количества продуктивной влаги, а также накопления питательных веществ в доступных формах. Обработкой почвы создается благоприятное для прорастания семян и дальнейшего развития растений физическое состояние почвы (плотность, агрегатность и др.), а также ровная поверхность.
По этим признакам можно выделить следующие группы: чистые пары; занятые пары; непаровые предшественники.
Чистым паром, называется поле, свободное от возделываемых культур в течение негативного периода. Обработку черного пара подразделяют на летнее-осеннюю и весеннее-летнюю. При вспашке часто углубляют пахотный слой. Весной и летом следующего года черный пар обрабатывают послойно для очищения от семенных и вегетативных зачатков сорняков.
После весеннее-летних обработок на глубину, превышающую заделку семян, почву полезно прикатать, это уменьшит потери влаги, снизит диффузию, усиливает прорастание. При недостаточной влажности посевного влажности посевного слоя почвы ее прикатывают и после посева.
В районах, подверженных ветровой эрозии, чистые пары обрабатывают специальной почвозащитной техникой, вместо лущения проводят пожнивное рыхление.
Занятыми называются пары, засеянные растениями, рано освобождающими поле для обработки почвы и создающими как предшественник благоприятные условия для последующих культур. В зависимости от способов посева парозанимающей культуры и послепосевной обработки занятые пары подразделяются на сплошные и пропашные.
Обработку занятых паров можно разделить на два периода: от уборки предшествующей до посева парозанимающей культуры; после уборки ее до посева озимых.
Основную и предпосевную обработку почвы под парозанимающие культуры проводят так же, как и в других полях под одноименные растения. Весной в занятых парах необходимо выполнять все работы в первую очередь, чтобы раньше посеять и создать предпосылки для более ранней уборки парозанимающей культуры.
Проведенные в разных зонах страны опыты показали, что такая обработка паров, занятых пропашными культурами, по сравнению со вспашкой на20 – 22 см дает прибавку урожая зерна озимых 1,5 – 3 ц на1 га. В пахотном слое повышалось содержание влаги и нитратов.
К непаровым предшественникам относятся культуры после уборки которых возможна подготовка почвы и посев озимых в агротехнические сроки. В нечерноземной зоне в качестве предшественников озимых культур используют многолетние травы, главным образом для обработки от степени увлажнения пахотного слоя. Срок уборки и технология возделывания предшествующей культуры позволяют выделить предшественники сплошного и широкорядного посева. К первым относятся колосовые, лен горох, многолетние травы, ко вторым – кукуруза, подсолнечник и др. после колосовых культур проводят полупаровую обработку почвы, после уборки пашут. По мере появления всходов сорняков 2 – 3 раза культивируют. Если почва пересохла проводят лущение. В лесостепной и лесолуговой зонах значительная часть посевов озимых размещается после многолетних трав второго года использования.
На полях, засеянных озимыми зерновыми культурами, послепосевная обработка проводится осенью и весной. К приемам осенней обработки относятся прикатывание, бороздование, уплотнение снега.
Самый распространенный прием весеннего ухода за посевами озимых – борование, которое улучшает аэрацию верхнего слоя почвы и активирует в нем деятельность микроорганизмов.
Список литературы
Земледелие с основами почвоведения и агрохимии/Под ред. С.А. Воробьева – 2-е изд., перераб – М. 1981. – 431 с.
www.ronl.ru
Оглавление
Введение
Почва и ее структура
Гумус почв и его свойства
Происхождение и состав плодородного слоя почвы
Химический состав почв
Физические свойства почв
Почвенные коллоиды
Заключение
Список литературы
Введение
Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействий, живых микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой.
Важнейшим свойством почвы является плодородие почвы, т.е. способность обеспечить рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе и поддерживает газовый состав атмосферы.
Почва и ее структура
Почва - это слой вещества, лежащий поверх горных пород земной коры, особое природное образование, играющее очень важную роль в наземных экосистемах. Почва является связующим звеном между биотическим и абиотическим факторами биогеоценоза.
В состав почвы входят четыре важнейших компонента:
минеральная основа (50-60 % от общего объёма)
органическое вещество (до 10 %)
воздух (15-25 %)
вода (25-35 %)
Почвы состоят из частиц различного размера, начиная от крупных валунов и заканчивая мелким грунтом (частицы мельче 2 мм в диаметре) и коллоидными частицами (< 1 мкм). Обычно частицы, составляющие почву, делят на глину (мельче 0,002 мм в диаметре), ил (0,002-0,02 мм), песок (0,02-2,0 мм) и гравий (больше 2 мм). Механическая структура почвы имеет очень важное значение для сельского хозяйства, определяет усилия, требуемые для обработки почвы, необходимое количество поливов и т. п. Хорошие почвы содержат примерно одинаковое количество песка и глины; они называются суглинками. Преобладание песка делает почву более рассыпчатой и лёгкой для обработки; с другой стороны, в ней хуже удерживается вода и питательные вещества. Глинистые почвы плохо дренируются, являются сырыми и клейкими, но зато содержат много питательных веществ и не выщелачиваются. Каменистость почвы (наличие крупных частиц) влияет на износ сельскохозяйственных орудий.
В состав почвы входят песок и алеврит (формы кварца (кремнезёма) SiO2 с добавками силикатов (Al4(SiO4)3, Fe4(SiO4)3, Fe2SiO4) и глинистых минералов (кристаллические соединения силикатов и гидроксида алюминия).
Органические вещества в почве образуются из остатков растений и животных. Важную роль в процессе разложения играют сапрофиты. В результате образуется аморфная масса - гумус - тёмно-коричневого или чёрного цвета. Химический состав гумуса - фенольные соединения, карбоновые кислоты, эфиры жирных кислот. В почве частицы гумуса прилипают к глине <#"justify">Некоторые химические элементы (азот, фосфор, сера) в процессе разложения переходят из органических соединений в неорганические. Происходит так называемый процесс минерализации вещества.
Воздух и вода удерживаются в почве в промежутках между её частицами. Часть воды просачивается сквозь почву, образуя грунтовые воды; остальная вода остаётся в почве благодаря силам поверхностного натяжения либо адсорбируется на поверхностях кристаллов кварца или глины.
Почва образуется из горной породы в результате выветривания и деятельности живых организмов. Суточные температурные колебания приводят к расширению и сжатию горных пород. Неравномерное расширение ведёт к их постепенному разрушению. Вода, просачиваясь в трещины, при замерзании создаёт огромное давление, что также способствует разрушению породы. Перемещаемые водой и ветром частицы вызывают эрозию. Наконец, выветривание вызывается вымыванием из горной породы различных химических веществ водой. Важным фактором, определяющим образование почвы, является рельеф местности.
Единая международная классификация почв пока ещё не разработана. Почвы одного типа обычно образуют широтные зоны, вытянутые вдоль областей с одинаковым увлажнением и среднегодовой температурой. В горах чётко прослеживается высотная зональность почв.
Почва образуется вследствие продолжительных процессов изменения материнской породы и содержит как продукты выветривания этих пород, так и продукты разложения живых организмов. Такое сочетание продуктов выветривания и продуктов разложения образует сложнейший химический состав и большое многообразие химических элементов, которые содержатся в почве. В состав почвы входят практически все известные химические элементы, но особый интерес представляют те из них, которые необходимы для питания растений.
Гумус почв и его свойства
В естественных условиях гумификация растительных остатков в почве осуществляется не только микробами и дождевыми червями, но и многими другими фитосапрофагами. Они создают мелкоземистость и рыхлость, влияют на физические свойства и структуру, на химическиепроцессы, приводят к смешению химических элементов, их аккумуляции и стабилизации в форме гумусовых веществ, определяющих почвенное плодородие. Чем больше гумуса в почве, тем лучше водный, воздушный и тепловой режимы плодородного слоя, тем лучше питание растений, тем активнее идет образование нитратов и углекислоты, необходимых для фотосинтеза и фиксации атмосферного азота свободноживущими в корнеобитаемом горизонте микроорганизмами. Физико-химическое взаимодействие новообразованных гумусовых кислот с минералами предохраняет их от быстрого вовлечения в биохимический кругооборот и способствует закреплению гумуса в почве.
Органические вещества растительных остатков с помощью бактерий и червей превращаются в гумусные кислоты и фульвокислоты. В растительных остатках содержатся и так называемые зольные элементы - различные металлы, кремний и т.д. Гумусные кислоты и фульвокислоты взаимодействуют с металлами и образуют соли - гуматы и фульваты. Гуматы лития, калия, натрия растворимы, легко вымываются водой. Они же представляют наиболее ценную часть гумуса, легко доступную растениям. Гуматы кальция, магния, кремния и тяжелых металлов нерастворимы и составляют ту часть гумуса, которую можно назвать консервами почвенного плодородия. Они накапливались в черноземах весь послеледниковый период. Эти гуматы способны растворяться под влиянием ферментов корневой системы растений, но в количествах, удовлетворяющих только их потребность. Они не подвержены гидролизу, но оказывают большое влияние на создание агрономически ценной, связной, водопрочной и пористой структуры, не подверженной влиянию эрозийных воздействий.
Особо следует подчеркнуть, что гуматы тяжелых металлов еще более устойчивы к гидролизу ферментами корневой системы растений и практически не усваиваются ими. Это есть главное экологическое свойство гумуса - связывание тяжелых металлов в почве и предохранение всего живого на Земле от их токсического воздействия, в том числе от тяжелых радионуклидов! Это защитное свойство столь же важно для всего живого, как и защитное свойство озонового слоя вокруг Земли. Чем больше гумуса в почве, тем ярче выражено такое буферное свой-ство почв: пищевая и кормовая продукция, выращенная на высокогумусных почвах, является экологически чистой.
Буферное свойство гумусных почв можно проиллюстрировать следующими данными. По расчетам академика В. А. Ягодина (1990), при ежегодном сжигании в мире 33 млрд т угля вместе с золой рассеивается до 220 тыс. т урана и 280 тыс. т мышьяка (для сравнения: мировое производство этих двух металлов составляет соответственно 30 и 40 тыс. т в год). Кроме того, металлургические предприятия ежегодно выбрасы-вают на поверхность земли (с дымами) более 150 тыс. т меди, 120 тыс. т цинка, 90 тыс. т свинца, 30 т ртути, массу других металлов и многие миллионы тонн серной, соляной, азотной, фосфорной и других кислот. С выхлопными газами на поверхность почвы попадает более 250 тыс. т свинца. В процесс техногенного загрязнения окружающей среды вносит свой "вклад" и промышленность, производящая минеральные удобрения, в частности фосфорные (Р. Е. Елсшев, А. Л. Иванов, М. Шахаджахан, 1991). В почву попадают при этом все остальные элементы таблицы Д. И. Менделеева, включая кадмий, стронций, селен, фтор и т.д. и т.п. Трудно себе представить массу этих и других элементов, попавших в почву хотя бы за послевоенный период. Но вселенской катастрофы и гибели живого не произошло, отмечались лишь локальные болезни лесов, озер, и только в северных регионах Канады, Скандинавии, Сибири, где в почвах мало гумуса. Регионы с большим содержанием гумуса в почве пострадали меньше, а в странах, где производство гу-мусных удобрений освоено достаточно широко, быстро произошло оздоровление почвы, животных и людей (США, Канада, Западная Европа, Япония, страны Южной Азии и другие).
Гумус - это "хлеб для растений". В нем сосредоточено 98% запасов почвенного азота, 60% фосфора, 80% калия и содержатся все другие минеральные элементы питания растений в сбалансированном состоянии по природной технологии. В инертном гумусе пахотного слоя заключено до 87,5% энергии.
Наиболее богаты гумусом черноземы, где богатая травянистая растительность и активная деятельность микроорганизмов и дождевых червей способствуют обильному образованию гумусовых веществ, а высокое содержание глинистых минералов обеспечивает их закрепление в почве. Так формировался гумусовый фонд почвы - итоговый результат длительных (десятилетия и столетия) и разнообразных процессов разложения и консервации веществ растительного и микробного происхождения.
Запасы гумуса в почвенном покрове земли распределены неравномерно: больше всего его в черноземах луговых степей - от 400 до 700 т/га, меньше - в почвах тундр и пустынь - всего 0,6...0,7 т/га.
Гумус не только участвует в снабжении растений азотом, фосфором, калием и другими важными макро- и микроэлементами питания, неоспорима его роль и в других важнейших процессах почвообразования и обеспечения плодородия почв, таких, как предохранение почв от выветривания, создание их гранулярной структуры, снабжение растений необходимой для фотосинтеза углекислотой, биологически активными ростовыми веществами. Поэтому сохранение и преумножение запасов гумуса - одна из первоочередных задач земледельцев.
Агрономическая ценность гумуса в значительной степени определяется соотношением содержащихся в нем гуминовых кислот и фульвокислот. При преимущественном синтезе гуминовых кислот в почвах формируется четко выраженный гумусовый горизонт, обладающий высоким плодородием. Такие почвы характеризуются водопрочной, водоемкой структурой и гидрофильностью, богаты органическими формами азота, фосфора и других элементов питания растений.
При интенсивном образовании фульватного гумуса почвы легко обедняются щелочными катионами и другими элементами, приобретают кислую реакцию среды, обеструктуриваются. Повышение плодородия этих почв связано с длительным окультуриванием и внесением больших доз биогумуса (до 100 т/га).
В гумусе сосредоточено огромное количество энергии. При расчете ее теплотворная способность гумуса для всех типов почв условно принимается равной 4000 калорий на 1 г. Из изученных почв по энергетике гумуса резко выделяется чернозем - 20000 калорий в призме сечением 1 см2 и мощностью до 300 см. Гумус других типов почв характеризуется значительно меньшими запасами энергии - 4000...8000 калорий в том же объеме почвы. Если сравнить содержание энергии на 1 га земли, имеющем запас энергии в призме 4000 малых калорий, то общий ее запас сопоставим с 50000 л бензина, а на черноземах - 250000 л.
Огромные запасы аккумулированной в гумусе энергии играют чрезвычайно важную роль в самых разнообразных почвенных процессах;
Гумус - основной источник энергии для процессов превращения в почве минеральных соединений, биосинтетических реакций, жизнедеятельности микроорганизмов, роста и формирования растений и т.д. Черноземы, как было отмечено, характеризуются преобладающей аккумуляцией энергии в гумусе (88% суммы энергии в гумусе и растительном веществе), что хорошо согласуется с выдающимся и устойчивым плодо¬родием черноземов.
Плодородие полей и огородов напрямую связано с количеством и качеством гумуса в почвах. Наиболее богаты им черноземы. В знаменитых черноземах Центрального и Северокавказского регионов содержалось 10...14% гумуса, а мощность слоя чернозема - до 1 м.
Хорошо изучена важная роль гумусовых веществ как физиологически активных соединений для растений. Высокогумусированные почвы отличаются более высоким содержанием физиологически активных веществ. Гумус активизирует биохимические и физиологические процессы, Повышает обмен веществ и общий энергетический уровень процессов в растительном организме, способствует усиленному поступлению в него элементов питания, что сопровождается повышением урожая и улучшением его качества.
В литературе накоплен огромный экспериментальный материал, показывающий тесную зависимость урожая от уровня гумусированности почв. Коэффициент корреляции содержания гумуса в почве и урожая составляет 0,7...0,8 (данные ВНИПТИОУ, 1989). Так, в исследованиях Белорусского научно-исследовательского института почвоведения и агрохимии (БелНИИПА) увеличение количества гумуса в дерново-подзолистых почвах на 1% (в пределах его изменения от 1,5 до 2,5...3%) повышает урожайность зерна озимой ржи и ячменя на 10...15 ц/га. В колхозах и совхозах Владимирской области при содержании гумуса в почве до 1% урожай зерновых в период 1976-1980 гг. не превышал 10 ц/га, при 1,6...2% составлял 15 ц/га, 3,5...4% - 35 ц/га. В Кировской области прирост гумуса на 1% окупается получением дополнительно 3...6 ц зерна, в Воронежской - 2 ц, в Краснодарском крае - 3...4 ц/га.
Еще более существенна роль гумуса в увеличении отдачи при умелом применении химических удобрений, эффективность его при этом увеличивается в 1,5...2 раза. Однако необходимо помнить, что химические удобрения, внесенные в почву, вызывают усиленное разложение гумуса, что приводит к снижению его содержания.
Практика современного сельскохозяйственного производства показывает, что повышение содержания гумуса в почвах является одним из основных показателей их окультурирования. При низком уровне гумусовых запасов внесение одних минеральных удобрений не приводит к стабильному повышению плодородия почв. Более того, применение высоких доз минеральных удобрений на бедных органическим ве¬ществом почвах часто сопровождается неблагоприятным действием их на почвенную микро- и макрофлору, накоплением в растениях нитра-тов и других вредных соединений, а во многих случаях и снижением урожая сельскохозяйственных культур.
Происхождение и состав плодородного слоя почвы
К органической части почвы относятся неразложившиеся и полуразложившиеся остатки растений, почвенных животных и гумус. Остатки растительных и животных организмов, постепенно разлагаясь, восстанавливают и пополняют в почве запасы гумуса. Процесс происходит при активном участии микроорганизмов и животных (дождевых червей, личинок насекомых). Этот сложный биохимический процесс распада и синтеза идет одновременно.
Во время разложения органического вещества вследствие действия ферментов, которые выделяют грибы и бактерии, происходят процессы повторного синтеза, полимеризации и конденсации с образованием новых высокомолекулярных соединений коллоидного характера. Образуется сложное органическое вещество, получившее название гумус (почвенный перегной). Почвы сильно отличаются по содержанию, составу и свойствам гумуса.
В состав гумуса входят гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины.
Гуминовые кислоты - это группа веществ темного цвета, которые выделяются из почвы щелочами и осаждаются кислотами. Они характеризуются высоким содержанием углерода (50-62 %), аморфным состоянием, полидисперсностью (различной величиной частиц) и гетерогенностью.
При взаимодействии с катионами гуминовые кислоты образуют соли - гуматы. Гуматы одновалентных катионов К+, Na+, N+ образуют в почве коллоидные растворы - золи, которые легко растворяются и вымываются из почвы. Гуматы двух- и трехвалентных катионов (Са2+, Mg2+, Al3+, Fe3+) находятся в почве в виде нерастворимых гелей, не вымываются, накапливаются в местах образования, больше всего их в верхних слоях почвы.
Гуминовые кислоты - наиболее ценная часть гумуса, они имеют большую собирательную поверхность, играют важную роль в образовании агрономически ценной структуры почвы и основного фонда питательных веществ (прежде всего азот для растений).
Фульвокислоты - это гуминовые вещества желтого или красного цвета, которые остаются в растворе после выпадения в осадок гуминовых кислот. Фульвокислоты отличаются от гуминовых меньшим содержанием азота, более высокой кислотностью, высокой растворимостью в воде их соединений с минеральной частью почвы. Благодаря высокой кислотности фульвокислоты разрушают почвенные минералы и способствуют перемещению продуктов разложения в нижние слои почвы.
Гумины представляют собой комплекс гуминовых веществ с меньшим содержанием углерода и состоят из тех же гуминовых и фульвокислот, высоко полимеризованных, уплотненных и более тесно связанных между собой.
Состав перегноя и соотношение гуминовых и фульвокислот в разных почвах неодинаковы. Состав перегноя в значительной мере определяется составом высших растений, остатки которых составляют основу его образования, а также соотношением групп микроорганизмов, особенностями увлажнения и распада органического вещества, а в обрабатываемых почвах - способами обработки и удобрением почвы, севооборотами.
Гумус играет важную роль в процессах, происходящих в почвах. Он улучшает его химические, физико-химические и биологические свойства. Свежий почвенный перегной насыщает комочки почвы, склеивает их, а кальций и магний цементирует, способствуя образованию прочной, агрономически ценной структуры. Медленно разлагаясь, гумус является источником зольных элементов и азота для растений, а вбирая растворимые элементы питания (калий, фосфор), предотвращает их вымывание.
Факторы почвообразования, внешние условия в значительной мере влияют на накопление, особенности образования органических остатков и состав гумуса. Решающую роль в этом имеют растительность и соответствующая ей микрофлора почвы, которая разлагает остатки этой растительности. Например, древесный опад хвойных лесов медленно разлагается преимущественно грибной микрофлорой почвы, вследствие чего образуется гумус с содержанием большого количества фульвокислот. Они растворяют минеральные вещества верхнего слоя почвы, и почвообразующий процесс идет по типу подзолообразования. Этому содействуют повышенная кислотность материнской породы (морена, моренные отложения), достаточное количество осадков.
В почвах, покрытых травянистой растительностью, особенности и химический состав отмерших остатков другие, разлагаются они преимущественно бактериями, вследствие чего образуется больше малорастворимых гуминовых кислот, которые вступают в соединения с кальцием, магнием и другими катионами почвы, закрепляя в гумусе питательные вещества. Это способствует образованию хорошей структуры и других благоприятных физических свойств почвы.
Незначительное проникновение осадков в глубокие слои почвы, содержание в материнской породе карбонатов кальция и магния способствуют накоплению в ней значительных количеств гумуса. В таких условиях образовались черноземы и лугово-черноземные почвы, содержание гумуса в которых составляет 5-6 %, а в отдельных случаях- 10-12 %.
От содержания и качества почвенного перегноя в значительной мере зависит плодородие почвы.
Разные типы почв содержат неодинаковое количество гумуса. Бедные на гумус подзолистые и дерново-подзолистые почвы полесья содержат его от 0,5 до 2 %, серые лесные почвы лесостепи - 1,5-3,0%. В черноземах лесостепной и степной зон Украины от 3 до 6 % гумуса, а в черноземах Сибири его накапливается до 10-12 %. Торфяные почвы, в которых остатки водной и болотной растительности разлагаются без доступа воздуха, содержат 80-90 % органического вещества.
Гумус почвы необходимо не только сохранять, но и заботиться об увеличении его содержания и повышении качества. С этой целью вносят в почву перегной, торф, компосты, высевают многолетние травы, люпин и т. д. Внесение достаточного количества минеральных удобрений и окультуривание способствуют развитию в почве микрофлоры, что, в свою очередь, усиливает процессы образования гумуса с преобладанием в нем гуминовых кислот. Противоэрозионная безотвальная обработка предотвращает разложение и способствует накоплению гумуса.
Химический состав почв
В основном в состав почв входят следующие элементы (в % к валовому количеству):
üкислород (содержится преимущественно в органическом веществе) - 55;
üкремний (значительная часть в кварце) - 20;
üуглерод (в гумусе, органических остатках) - 2;
üводород (больше в гумусе) - 5;
üазот (в основном в гумусе) -0,1;
üфосфор (в гумусе, в минеральной части) - 0,08;
üсера (в гумусе) - 0,04;
üжелезо - 2;
üкальций - 2;
üмагний - 0,6;
üкалий - 1;
üнатрий - 1.
В пределах нашей страны выделяют пять основных почвенно-климатических зон, в которых развиваются следующие типы почв: подзолистые и дерново-подзолистые, черноземы, каштановые, сероземы, почвы влажных субтропиков (красноземы и желтоземы). Кроме того, выделяются разнообразные болотные почвы, почвы речных долин, горные почвы.
Все эти почвы далеко не равноценны по плодородию, и агрохимический состав их различен. Например, общее содержание основных элементов азота, фосфора и калия в пахотном слое дерново-подзолистых почв в среднем составляет (в процентах):
üазота - 0,04 - 0,13;
üфосфора (в окислах) -0,02-0,15;
üкалия (в окислах) -0,5-2,5.
В низинных торфах с травяной растительностью количество азота в десятки раз, фосфора в 2-5 раз больше, а калия в несколько раз меньше. Резко отличается содержание азота, фосфора и калия в почвах с разным механическим составом: например, в глинистых почвах, как правило, больше азота, чем в легкосуглинистых, а последние богаче песчаных. Это различие усиливается под влиянием естественной растительности.
Под хвойным лесом почвы бедны азотом, а в лиственных лесах, наоборот, содержание последнего выше, особенно если в них растет ольха, на корнях которой обитают клубеньковые бактерии, фиксирующие азот. Почвы смешанных лесов имеют более высокий общий запас азота в слое 30 и 50 см. В почвах болотного типа с низинным торфом количество азота, как это указывалось раньше, во много раз больше, чем в минеральных почвах.
Плодородный слой почвы - верхняя гумусированная часть почвенного покрова, обладающая благоприятными для роста растений химическими, физическими и биологическими свойствами.
Гумус - это сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении органических остатков. Содержание гумуса в почвах определяется условиями и характером почвообразовательного процесса; оно колеблется в верхних горизонтах от 1 - 2 до 12 - 15%, резко или постепенно уменьшаясь с глубиной.
В составе почвенного гумуса выделяют специфическую часть (85 - 90 % всего гумуса), представленную гумусовыми веществами, и неспецифическую часть (10 - 15%), представленную негумифицированными органическими веществами. Последние по своему составу могут, быть весьма разнообразны и включать: азотистые соединения (белки, ферменты, аминокислоты), углеводы (моносахариды, олигосахариды, полисахариды), липиды (жиры, воски, фосфолипиды), дубильные вещества (таннины, галловая кислота, флобафены и другие полифенолы), органические кислоты; кроме того, лигнины, смолы, спирты, альдегиды.
Гумусовые вещества почвы представлены гуминовыми и фульвокислотами, а также гуминами.
Гуминовые кислоты - это высокомолекулярные азотсодержащие (до 3 - 6%) органические кислоты, имеющие циклическое строение, не растворимые в воде и минеральных кислотах, но растворимые в слабых щелочах и некоторых органических растворителях.
Гуминовые кислоты состоят из углерода (50 - 62%), водорода (3 - 7%), кислорода (31 - 40%) и азота (2 - 6%). Их элементный состав зависит от типа почвы, химического состава разлагающихся остатков, условий гумификации. Так, гуминовые кислоты в подзолистых почвах в отличие от черноземов и каштановых почв содержат меньшее углерода, но больше водорода.
В составе гуминовых кислот может содержаться от 1 до 10 % зольных элементов, однако они не являются постоянными компонентами молекулы, а присоединяются в результате химических реакций.
Молекулы гуминовых кислот неодинаковы по размерам и химическому составу. Молекулярная масса их колеблется от 4000 до 100 000, поэтому они легко разделяются на фракции. Гуминовые кислоты в почвах находятся преимущественно в виде гелей, которые под действием минеральных кислот слабо гидролизуются, а под действием щелочей переходят в раствор.
Взаимодействуя с минеральной частью почвы, гуминовые кислоты образуют соли - гуматы, сложные органо - минеральные комплексы, которые могут устойчиво и прочно адсорбироваться поверхностью глинистых минералов.
Гуматы щелочей (натрия, калия, аммония) хорошо растворимы в воде, образуют истинные и коллоидные растворы, могут вымываться из верхних горизонтов почв, а при соответствующих условиях - иллювироваться в глубину почвенного профиля и там осаждаться и накапливаться. Это хорошо выражено в осолоделых солонцах и солонцеватых почвах.
Гуматы кальция и магния нерастворимы в воде и закрепляются в почве в виде гелей. Они способны склеивать и цементировать механические элементы в агрегаты и способствуют образованию водопрочной структуры. Это наблюдается в черноземных, лугово - черноземных и дерново - карбонатных почвах.
При взаимодействии гуминовых кислот с несиликатными соединениями образуются сложные органо - минеральные комплексы. Железо с гуминовыми кислотами связывается прочно и в последующем в реакциях обмена не участвует. В комплексах с алюминием часть алюминия проявляет способность к обмену. Образование комплексных соединений гуминовой кислоты способствует ее прочному закреплению в почве.
Основная часть гуминовых кислот в любой почве (рН более 5) находится в форме нерастворимых в воде органо - минеральных соединений, а в почвах с кислой реакцией (рН менее 5) - в форме дегидратированных гелей и частично растворяется при действии щелочных растворов, образуя молекулярные и коллоидные растворы.
Фульвокислоты, как и гуминовые кислоты, представляют собой высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты. Они растворяются в воде, кислотах, слабых растворах щелочей, пирофосфата натрия и водном растворе аммиака, образуя водорастворимые соли - фульваты. Кроме того, они растворяются во многих органических растворителях. Их растворы в зависимости от концентрации имеют окраску от соломенно - желтой до оранжевой. Водные растворы их обладают сильнокислой реакцией (рН 2,2 - 2,8). Фульвокислоты состоят из углерода, водорода, кислорода и азота, но меньше, чем гуминовые кислоты, содержат углерода и больше кислорода. В среднем в фульвокислотах содержится углерода 40 - 52 %, водорода 4 - 6 %, кислорода 40 - 48 % и азота 2 - 6 %
Фульвокислоты благодаря сильнокислой реакции и хорошей растворимости в воде энергично разрушают минеральную часть почвы.
Фульватные соли (фульваты) щелочных и щелочно - земельных металлов хорошо растворимы. Комплексные соединения фульвокислот с железом и алюминием также частично растворимы, причем фульватно - железистые сильнее, чем комплексы с алюминием. Степень подвижности таких комплексных соединений зависит от насыщенности их металлом. При высокой насыщенности комплекс становится нерастворимым и выпадает в осадок.
Гумины представляют ту часть гумуса, которая не извлекается из декальцинированной почвы щелочами. Они почти полностью извлекаются при попеременном воздействии на остаток почвы с гуминами различных кислот и щелочей. Исследования показали, что в большинстве случаев гумины состоят из тех же групп гуминовых и фульвокислот, что и извлекаемые щелочью из гумуса. Эти кислоты в гуминах находятся в сложных и проч ных связях как между собой, так и с минеральной частью почвы.
В группу гуминов входят также инертные карбонизированные углистые частицы и неполностью гумифицированные органические остатки. Содержание гуминов в гумусе составляет 15 - 20%, а в некоторых почвах даже 40 - 48 %.
Физические свойства почв
Огромное разнообразие почв существует благодаря разнообразию растительного мира, которое зависит от климата, а также разнообразия поверхностных геологических пород, форм рельефа. Есть почвы глинистые, которые обладают большим количеством органического вещества, есть супесчаные или песчаные, то есть в них совсем отсутствует органика, есть суглинистые, то есть со средним увлажнением, и т.д. Предположим, торфяные почвы невозможно использовать для сельского хозяйства, если предварительно их не осушили и не окультурили. Минеральные почвы получили свое название из-за физического смысла. Существует крупнозем, а также мелкозем. К крупнозему относятся частицы геологических пород, размер которых превышает 1 мм. У них нет липкости, либо пластичности, отсутствуют химические реакции. Они представляют собой неактивный скелет почвы.
Мелкоземом же считаются частицы менее 1 мм. Он делится на "физический песок", когда частицы от 0,05 до 1,0 мм, крупную пыль (0,05 - 0,01мм) и "физическую глину" (менее 0,01 мм). От доли "физической глины" будут зависеть физические свойства почвы, а также название, связанное с механическим составом. В случае песчаных почв доля "физической глины" не должна быть больше 10%, у супесчаных - не более 20%, в легкосуглинистых - 30%, в среднесуглинистых - 40%, а в тяжелосуглинистых - 45%. Если в почве содержание "физической глины" превышает 45%, то она будет считаться глинистой. Для земледелия почвы подразделяются на легкие и тяжелые. К первым относятся песчаные и супесчаные почвы, а ко вторым - суглинистые вместе с глинистыми.
Самыми активными считаются минимальные частицы почвенной массы, обычно их диаметр составляет тысячную долю миллиметра. Такая почва способна активно взаимодействовать с водными растворами солей, кислот, а также с корнями растений. Наиболее "тяжелые" почвы имеют около 90% таких частиц, размер которых не превышает 0,001 мм. Вот только данные почвы не всегда подходят для сельскохозяйственного использования. Помимо этого размеры частиц вместе с химическим составом зависят от плотности сложения почвы. Самая сухая почва создается при помощи удаления из нее всей влаги, исключая ту воду, которая связана в кристаллических решетках минералов.
У "тяжелых" и кислых почв наиболее высокая плотность, чаще всего она превышает 1,5 г/ см куб. Растения не могут укорениться в настолько плотной почве. А если помимо этого такая почва будет обработана гусеничной, либо колесной техникой, то плотность достигнет 1,8 - 1,9 г/см куб. В теории же плотность не может быть выше 2,0 г/см куб. Естественно, что данная почва абсолютно не подходит для растений.
У любой части почвенной толщи есть определенный объем в естественном состоянии. Если предположить, что из почвы можно вырезать кубик, имеющий стороны 10 см, то в сухом состоянии он будет содержать в себе исключительно почвенные частицы и воздух. По соотношению химических элементов и их плотности определяется масса почвенных частиц, в большинстве случаев она не больше 2,5 - 2,75 г/см куб. То есть кубический дециметр сухой почвы должен весить 2,5 - 2,75 кг, но в реальности он весит примерно 1,3 - 1,6 кг, ведь любые частицы не могут занять весь объем. Эту разницу в массе занимает воздух, который находится в поровом пространстве.
Самой важной агрофозической характеристикой почвы является объем пор, либо пористость. Данная характеристика будет зависеть от влажности почвы и механического состава. Количество влаги, находящееся в почве, зависит от структуры порового пространства. В случае крупных пор вода будет стекать свободно, оказываясь под давлением собственной тяжести. Если поры мельче, то влагу они удерживают гораздо лучше. Если взять сухой песок в пригоршню, то он рассыплется при разжимании ладони. Если же добавить влагу, то из песка можно слепить комок, вот только когда влага будет исчезать, комок также распадется. Глина же, напротив, твердая как камень, если даже пористость достаточно велика. Раскрошить ее можно только молотком, но изменения плотности не произойдет. Если глину смочить, то она станет очень мягкой и пластичной, при сжатии произойдет изменение пористости влажной минеральной массы. Произойдет слипание крупных пор, и они исчезнут. А в мелких порах происходит удержание воды с такой силой, что растениям невозможно взять ее из почвы.
Если выбирать почву по агрофизическим и водно-физическим свойствам, то наиболее оптимальной считается легкий, либо средний суглинок с плотностью 1,1 - 1,3 г/см куб. У такой почвы пористость будет примерно 45-55%.
Количество влаги, которое может удержать почва, называется наименьшей влагоемкостью почв. Вот только не стоит путать влагоемкость почвы и запасы воды в почве. У почвенной влаги есть несколько категорий:
доступная,
несвязанная,
плёночная,
рыхлосвязанная,
гигроскопическая (прочносвязанная),
кристаллизационная (абсолютно прочносвязанная).
Если в почве есть только гигроскопическая вода, то для ладони такая почва будет казаться совсем сухой. В данном состоянии почва имеет свойство пылить. Идентична по ощущениям почва, у которой на стенках пор остается пленка воды после того, как растения высосали доступную влагу.
У наиболее мелких пор, сила поверхностного давления на воду чаще всего гораздо выше, чем давление сосущей силы корней, в связи с чем вода остается недоступной. В случае суглинистых почв общий объем всех форм воды составляет примерно 30 -50 % от наименьшей влагоемкости. Вся же остальная вода является запасом, который используется растениями и микроорганизмами. Возможно увеличение водоудерживающей способности почвы, в случае улучшения внутренней структуры порового пространства. Для этого добавляется глина в песчаные почвы и, наоборот, песок в глинистые. Во только заранее лучше просчитать, насколько целесообразно и выгодно такое мероприятие на вашем дачном участке <#"justify">почва гумус растительный плодородный
Почвенные коллоиды
Почва, как уже отмечалось, является сложной многофазовой системой, включающей твердую, жидкую и газообразную фазы. Кроме того, почва - полидисперсная система, т. е. содержит разные дисперсные системы: грубодисперсные, тонкодисперсные (коллоидные) и гомогенные (растворы). В коллоидных системах отдельные частицы имеют размеры 1 - 100 нм. Высокодисперсные системы, отдельные частицы которых имеют диаметр меньше 1 нм, относят к категории молекулярных или истинных растворов. Системы с частицами больше 100 нм называют суспензиями или эмульсиями.
Коллоидные системы состоят из дисперсионной фазы (массы коллоидных частиц) и дисперсной среды (почвенный раствор), в которой распределяются коллоидные частицы.
Почвенные коллоиды образуются в результате раздробления крупных частиц при выветривании или путем конденсации молекул или ионов. По своему происхождению и составу все почвенные коллоиды можно разделить на три группы: минеральные, органические и органо-минеральные. Минеральные коллоиды образуются в результате выветривания горных пород и минералов. Они представлены преимущественно глинистыми минералами, гидроокисями кремния SiО2nh3О, железаFe(OH)3nh3O, алюминия А1(0Н)3nh3О, марганцаMn2O3nh3O, а также некоторыми первичными минералами, раздробленными до коллоидного состояния (кварц).
Органические коллоиды образуются в процессе разложения и гумификации органических остатков. Они представлены в основном гумусовыми кислотами и их солями (гуматами, фульватами, алюможелезо-гумусовыми соединениями), а также белковой плазмой микроорганизмов, величина которых находится в интервале фракций коллоидной системы. При взаимодействии гумусовых веществ с высокодисперсными минеральными частицами образуются комплексные соединения более сложного состава - органо-минеральные коллоиды. Чем тяжелее почва по механическому составу и чем больше в ней гумуса, тем больше в ней коллоидов. Почвы глинистые и суглинистые, содержащие значительное количество гумуса, содержат больше коллоидов, чем песчаные и супесчаные, бедные органическим веществом. Количество коллоидов в почве колеблется от 1-2 до 30-40% от массы почвы. В большинстве почв преобладают минеральные коллоиды, составляющие 85-90% их общей массы.
Заключение
Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством - плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества. Так, что охрана почв и их рациональное использование, является одной из важнейших задач всего человечества.
Список литературы
1. Ю. В. Новиков «экология, окружающая среда и человек»; м., 1999г.
. Л. Дотто «Планета Земля в опасности»; м., 1988г.
. Г. Иванов «В судьбе природы - наша судьба»; м., 1990г.
. А. П. Ошмарин «экология»; Ярославль, 1998г.
. Т. В. Афанасьева «Почвы СССР» Москва,1979г.
. #"justify">. http://www.narzem.ru/
Теги: Почва и ее структура Реферат Сельское хозяйствоdodiplom.ru
Почва — это самый поверхностный, рыхлый, часто тонкий слой земной коры, покрытый растительностью и обладающий плодородием, т. е. способный производить урожай растений. Почва возникла в результате изменения горных пород под воздействием различных организмов в условиях разных климатов и форм рельефа. Почвы так же разнообразны, как и природные условия суши.
Образование почвы, развитие растительности и вообще жизни на Земле неразрывно связаны между собой. Почвы формировались по мере зарождения, развития и деятельности живых организмов. Потребовались многие миллионы лет, прежде чем из первых мельчайших живых существ, так называемых ультрабактерий, развились микроорганизмы, а затем высшие растения и животные.
Многие из микроорганизмов, впервые появившись на Земле, селились, как и теперь, на голых скалах. Кислоты и другие едкие вещества, которые они выделяли, разъедали камни и изменяли их химический состав.
Вслед за микроорганизмами на разрыхленном слое горных пород появлялись и развивались низшие растения — мхи и лишайники. Они продолжали изменять минеральный состав горных пород.
Остатки этих умерших организмов разлагались, и продукты разложения придавали горной породе новые свойства — обогащали ее пищей для новых живых организмов.
Процесс образования почвы усилился с появлением и развитием высших зеленых растений, которые ежегодно сбрасывают огромную массу отмирающих частей — листьев, побегов, корней. Микроорганизмы — бактерии и микроскопические грибы — разлагают отмершие остатки растений и создают из них новое органическое вещество — перегной. В нем содержится азот, фосфор, калий и много других элементов, необходимых для питания растений. Однако эти элементы не всегда находятся в форме, доступной для усвоения растениями. В таких случаях на помощь приходят многочисленные, но уже другие бактерии. В результате их деятельности, например, белковый азот перегноя превращается в почве сначала в аммиак, азотистую и азотную кислоты, а затем образуется селитра, т. е. азотнокислые соли натрия, кальция, которые поглощаются и усваиваются растениями.
Некоторые бактерии, как например клубеньковые, живущие на корнях бобовых растений, улавливают атмосферный азот и им обогащают почву.
В образовании почвы принимают участие также многие животные — грызуны, дождевые черви, различные насекомые (в том числе муравьи). Они рыхлят почву, способствуют накоплению и разложению в ней органических веществ, которые пропускают через свой кишечник и перемешивают с минеральной массой горной породы.
Так под воздействием микроорганизмов, растений и животных происходит превращение горных пород в почву. Например, лёсс в условиях разнотравно-ковыльных степей преобразовался в богатый перегноем чернозема морена (отложения ледника) и пески в условиях хвойных и смешанных лесов — в подзолистую почву.
Почвенная карта мира (нажмите для увеличения)
Образовавшись под воздействием живых существ, почва сама стала важнейшим источником жизни. В почве сосредоточены мириады различных микроорганизмов, и она дает жизнь растениям, питающим человека и большую часть животных. Почва — величайшее богатство, которым владеет человечество. Это богатство надо охранять, беречь, умело и разумно пользоваться им, а для этого, прежде всего, нужно знать почву.
Поверхность материков земного шара почти сплошь покрыта почвами (за исключением немногих мест — Антарктиды, высоких гор и некоторых пустынь).
Основатель науки о почве великий русский ученый Василий Васильевич Докучаев первый описал почву как особое тело природы, которое развивается в зависимости от многих условий.
Основное свойство почвы — плодородие, т. е. способность производить урожаи растений. Это отличает почву от горной породы, — бесплодного камня. Плодородная почва содержит достаточный для развития растений запас пищи и влаги. В ней свободно циркулирует воздух, необходимый для жизнедеятельности почвенных бактерий и дыхания корневой системы растения. Всем этим располагает почва, имеющая комковатую или зернистую структуру, как например черноземы и близкие к ним почвы. Верхний, перегнойный слой структурной почвы состоит из прочных комочков размером от 1 до 10 мм (от просяного зерна до горошины). В такой почве хорошо удерживается вода и воздух. Перегной разлагается только на поверхности комочков, и образуемые при этом минеральные соли, необходимые для растений, расходуются постепенно. «Каждый комок служит как бы сберегательной кассой, которая мешает почве сразу растратить все свои богатства»,— говорил известный русский ученый В. Р. Вильямс. Вопросам сохранения плодородия много внимания уделяли в своих работах выдающиеся русские агрономы-почвоведы П. А. Костычев и В. Р. Вильямс, создавшие травопольную систему земледелия.
Структура почвы
По этой системе в севооборот вводится посев многолетних трав. При высоком уровне в условиях достаточного увлажнения травы создают прочную комковатую структуру почвы и обогащают ее органическими веществами. Так, например, многолетние злаки — тимофеевка, житняк — своими корнями расчленяют почву на комочки и способствуют улучшению ее структурности. Многолетние бобовые — клевер, люцерна — способствуют накоплению в почве азота, а также кальция, который скрепляет структурные комочки, делает их более прочными.
Разумно используя почву, человек может не только сохранить ее, но и улучшить — поднять ее плодородие.
Хищническое или неумелое пользование почвой истощает и разрушает ее, а истребление лесов приводит к разрушению структуры, иссушению и распылению почвы.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Эрозия почв и борьба с ней.
de-ussr.ru
Реферат на тему:
Профиль пахотной каштановой почвы, Волгоградская область, Россия
Почва — поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов.[1] Её рассматривают как особую природную мембрану (биогеомембрану), регулирующую взаимодействие между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли. Почвы являются функцией от климата, рельефа, исходной почвообразующей породы, микроорганизмов, растений и животных (то есть биоты в целом), человеческой деятельности и изменяются со временем.
Почва (определение по ГОСТ 27593-88) — самостоятельное естественноисторическое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твёрдых минеральных и органических частиц, воды и воздуха и имеющее специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие условия.[2]
Почвоведение — наука, занимающаяся изучением почвы.
Профиль
Термины по ГОСТ 27593-88:Почвенный профиль[2] — совокупность генетически сопряжённых и закономерно сменяющихся почвенных горизонтов, на которые расчленяется почва в процессе почвообразования.Почвенный горизонт[2] — специфический слой почвенного профиля, образовавшийся в результате воздействия почвообразовательных процессов.Почвенный покров[2] — совокупность почв, покрывающих земную поверхность.
В процессе почвообразования, прежде всего под действием вертикальных (восходящих и нисходящих) потоков вещества и энергии, а также неоднородности распределения живого вещества исходная порода расслаивается на генетические горизонты. Часто почвы формируются на исходно вертикально неоднородных двучленных породах, что откладывает отпечаток на почвообразование и сочетание горизонтов.
Горизонты рассматриваются как однородные (в масштабе всей почвенной толщи) части почвы, взаимосвязанные и взаимообусловленные, отличающиеся по химическому, минералогическому, гранулометрическому составу, физическим и биологическим свойствам. Комплекс горизонтов, характерный для данного типа почвообразования, образует почвенный профиль.
Для горизонтов принято буквенное обозначение, позволяющее записывать строение профиля. Например, для дерново-подзолистой почвы: A0-A0A1-A1-A1A2-A2-A2B-BC-C[3].
Выделяются следующие типы горизонтов[4]:
Почва высокодисперсна и обладает большой суммарной поверхностью твёрдых частиц: от 3—5 м²/г у песчаных до 300—400 м²/г у глинистых. Благодаря дисперсности почва обладает значительной пористостью: объём пор может достигать от 30 % общего объёма в заболоченных минеральных почвах до 90 % в органогенных торфяных. В среднем же этот показатель составляет 40—60 %.
Плотность твёрдой фазы (ρs) минеральных почв колеблется от 2,4 до 2,8 г/см³, органогенных: 1,35—1,45 г/см³. Плотность почвы (ρb) ниже: 0,8—1,8 г/см³ и 0,1—0,3 г/см³ соответственно. Пористость (порозность, ε) связана с плотностями по формуле:
ε = 1 — ρb/ρsШлиф почвенного агрегата под микроскопом
Около 50—60 % объёма и до 90—97 % массы почвы составляют минеральные компоненты. Минеральный состав почвы отличается от состава породы, на которой она образовалась, чем старше почва, тем сильнее это отличие.
Минералы, являющиеся остаточным материалом в ходе выветривания и почвообразования, носят название первичных. В зоне гипергенеза большинство из них неустойчиво и с той или иной скоростью разрушается. Одними из первых разрушаются оливин, амфиболы, пироксены, нефелин. Более устойчивыми являются полевые шпаты, составляющие до 10—15 % массы твёрдой фазы почвы. Чаще всего они представлены относительно крупными песчаными частицами. Высокой стойкостью отличаются эпидот, дистен, гранат, ставролит, циркон, турмалин. Содержание их обычно незначительно, однако позволяет судить о происхождении материнской породы и времени почвообразования. Наибольшую устойчивость имеет кварц, который выветривается за несколько миллионов лет. Благодаря этому в условиях длительного и интенсивного выветривания, сопровождающегося выносом продуктов разрушения минералов, происходит его относительное накопление.
Почва характеризуется высоким содержанием вторичных минералов, образованных в результате глубокого химического преобразования первичных, или же синтезированных непосредственно в почве. Особенно важна среди них роль глинистых минералов — каолинита, монтмориллонита, галлуазита, серпентина и ряда других. Они обладают высокими сорбционными свойствами, большой ёмкостью катионного и анионного обмена, способностью к набуханию и удержанию воды, липкостью и т. д. Этими свойствами во многом обусловлена поглотительная способность почв, её структура и, в конечном счёте, плодородие.
Высоко содержание минералов-оксидов и гидроксидов железа (лимонит, гематит), марганца (вернадит, пиролюзит, манганит), алюминия (гиббсит) и др., также сильно влияющие на свойства почвы — они участвуют в формировании структуры, почвенного поглощающего комплекса (особенно в сильно выветрелых тропических почвах), принимают участие в окислительно-восстановительных процессах. Большую роль в почвах играют карбонаты (кальцит, арагонит см. карбонатно-кальциевое равновесие в почвах). В аридных регионах в почве нередко накапливаются легкорастворимые соли (хлорид натрия, карбонат натрия и др.), влияющие на весь ход почвообразовательного процесса.
Треугольник Ферре
В почвах могут находиться частицы диаметром как менее 0,001 мм, так и более нескольких сантиметров. Меньший диаметр частиц означает большую удельную поверхность, а это, в свою очередь — большие величины ёмкости катионного обмена, водоудерживающей способности, лучшую агрегированность, но меньшую порозность. Тяжёлые (глинистые) почвы могут иметь проблемы с воздухосодержанием, лёгкие (песчаные) — с водным режимом.
Для подробного анализа весь возможный диапазон размеров делят на участки, называемые фракциями. Единой классификации частиц не существует. В российском почвоведении принята шкала Н. А. Качинского. Характеристика гранулометрического (механического) состава почвы даётся на основании содержания фракции физической глины (частиц менее 0,01 мм) и физического песка (более 0,01 мм) с учётом типа почвообразования.
В мире также широко применяется определение механического состава почвы по треугольнику Ферре: по одной стороне откладывается доля пылеватых (silt, 0,002—0,05 мм) частиц, по второй — глинистых (clay, <0,002 мм), по третьей — песчаных (sand, 0,05—2 мм) и находится место пересечения отрезков. Внутри треугольник разбит на участки, каждый из которых соответствует тому или иному гранулометрическому составу почвы. Тип почвообразования при этом не учитывается.
В почве содержится некоторое количество органического вещества. В органогенных (торфяных) почвах оно может преобладать, в большинстве же минеральных почв его количество не превышает нескольких процентов в верхних горизонтах.
В состав органического вещества почвы входят как растительные и животные остатки, не утратившие черт анатомического строения, так и отдельные химические соединения, называемые гумусом. В составе последнего находятся как неспецифические вещества известного строения (липиды, углеводы, лигнин, флавоноиды, пигменты, воск, смолы и т. д.), составляющие до 10—15 % всего гумуса, так и образующиеся из них в почве специфические гумусовые кислоты.
Гумусовые кислоты не имеют определённой формулы и представляют собой целый класс высокомолекулярных соединений. В советском и российском почвоведении они традиционно разделяются на гуминовые и фульвокислоты.
Элементный состав гуминовых кислот (по массе): 46—62 % C, 3—6 % N, 3—5 % H, 32—38 % O. Состав фульвокислот: 36—44 % C, 3—4,5 % N, 3—5 % H, 45—50 % O. В обоих соединениях присутствуют также сера (от 0,1 до 1,2 %), фосфор (сотые и десятые доли %). Молекулярные массы для гуминовых кислот составляют 20—80 кДа (минимальная 5 кДа, максимальная 650 кДа), для фульвокислот 4—15 кДа. Фульвокислоты подвижнее, растворимы на всём диапазоне pH (гуминовые выпадают в осадок в кислой среде). Отношение углерода гуминовых и фульвокислот (Cгк/Cфк) является важным показателем гумусового состояния почв.
В молекуле гуминовых кислот выделяют ядро, состоящее из ароматических колец, в том числе азотсодержащих гетероциклов. Кольца соединяются «мостиками» с двойными связями, создающими протяжённые цепи сопряжения, обуславливающие тёмную окраску вещества[5]. Ядро окружено периферическими алифатическими цепями, в том числе углеводородного и полипептидного типов. Цепи несут различные функциональные группы (гидроксильные, карбонильные, карбоксильные, аминогруппы и др.), что является причиной высокой ёмкости поглощения — 180—500 мг-экв/100 г.
О строении фульвокислот известно значительно меньше. Они имеют тот же состав функциональных групп, однако более высокую ёмкость поглощения — до 670 мг-экв/100 г.
Механизм формирования гумусовых кислот (гумификация) до конца не изучен. По конденсационной гипотезе[6] (М. М. Кононова, А. Г. Трусов) эти вещества синтезируются из низкомолекулярных органических соединений. По гипотезе Л. Н. Александровой[7] гумусовые кислоты образуются при взаимодействии высокомолекулярных соединений (белки, биополимеры), затем постепенно окисляются и расщепляются. Согласно обеим гипотезам в этих процессах принимают участие ферменты, образуемые преимущественно микроорганизмами. Есть предположение о чисто биогенном происхождении гумусовых кислот. По многим свойствам они напоминают тёмноокрашенные пигменты грибов.
Термины по ГОСТу:
Структура почвы[2] — физическое строение твёрдой части и порового пространства почвы, обусловленное размером, формой, количественным соотношением, характером взаимосвязи и расположением как механических элементов, так и состоящих из них агрегатов.
Твёрдая часть почвы[2] — совокупность всех видов частиц, находящихся в почве в твёрдом состоянии при естественном уровне влажности.
Поровое пространство в почве[2] — разнообразные по размерам и форме промежутки между механическими элементами и агрегатами почвы, занятые воздухом или водой.
Минеральные частицы почвы всегда объединяются в агрегаты различной прочности, размеров и формы. Вся совокупность агрегатов, характерных для почвы, называется её структурой. Факторами образования агрегатов являются: набухание, сжатие и растрескивание почвы в ходе циклов увлажнения-иссушения и замерзания-оттаивания, коагуляция почвенных коллоидов (наиболее важна в этом роль органических коллоидов), цементация частиц малорастворимыми соединениями, образование водородных связей, связей между нескомпенсированными зарядами кристаллической решётки минералов, адсорбция, механическое сцепление частиц гифами грибов, актиномицетов и корнями растений, агрегация частиц при прохождении через кишечник почвенных животных.
Структура почвы оказывает влияние на проникновение воздуха к корням растений, удержание влаги, развитие микробного сообщества. В зависимости только от размера агрегатов урожай может меняться на порядок. Оптимальна для развития растений структура, в которой преобладают агрегаты размером от 0,25 до 7—10 мм (агрономически ценная структура). Важным свойством структуры является её прочность, особенно водоустойчивость.
Преобладающая форма агрегатов является важным диагностическим признаком почвы. Выделяют[8] округло-кубовидную (зернистую, комковатую, глыбистую, пылеватую), призмовидную (столбовидную, призмовидную, призматическую) и плитовидную (плитчатую, чешуйчатую) структуру, а также ряд переходных форм и градаций по размеру. Первый тип характерен для верхних гумусовых горизонтов и обуславливает большую порозность, второй — для иллювиальных, метаморфических горизонтов, третий — для элювиальных.
Железистая конкреция из латеритного горизонта. Штат Минас-Жерайс, Бразилия
Новообразования — скопления веществ, образующиеся в почве в процессе её формирования.
Широко распространены новообразования железа и марганца, чья миграционная способность зависит от окислительно-восстановительного потенциала и контролируется организмами, в особенности бактериями. Они представлены конкрециями, трубками по ходам корней, корками и др. В некоторых случаях происходит цементация почвенной массы железистым материалом. В почвах, особенно аридных и семиаридных регионов, распространены известковые новообразования: налёты, выцветы, псевдомицелий, конкреции, корковые образования. Новообразования гипса, также характерные для аридных областей, представлены налётами, друзами, гипсовыми розами, корками. Встречаются новообразования легкорастворимых солей, кремнезёма (присыпка в элювиально-иллювиально дифференцированных почвах, опаловые и халцедоновые прослои и коры, трубки), глинистых минералов (кутаны — натёки и корочки, образующиеся в ходе иллювиального процесса), часто вместе с гумусом.
К включениям относят любые объекты, находящиеся в почве, но не связанные с процессами почвообразования (археологическое находки, кости, раковины моллюсков и простейших, обломки породы, мусор). Неоднозначно отнесение к включениям, либо новообразованиям копролитов, червоточин, кротовин и прочих биогенных образований.
Обычно большая часть воды в почве силами различной природы связывается частицами твёрдой фазы, что снижает её подвижность и доступность растениям и микроорганизмам. В первую очередь оказываются задействованными механизмы наиболее высокоэнергетического и прочного взаимодействия, затем, по мере насыщения почвы водой, начинают образовываться менее тесные связи. Влажности, при которых происходит изменение характера сил, связывающих воду с почвенными частицами, носят название энергетических констант.
Наиболее прочно связана с частицами адсорбционная влага. Она характеризуется наибольшим отличием от свободной воды — имеет повышенную плотность и вязкость, пониженные диэлектрическую проницаемость и способность растворять вещества. При её образовании выделяется тепловая энергия. Почва, находящаяся в равновесии с атмосферой, всегда содержит некоторое количество воды (гигроскопическая влажность), определённым образом зависящее от влажности воздуха. Наибольшему количеству воды, удерживаемому почвой адсорбционными силами соответствует максимальная адсорбционная влагоёмкость (МАВ), достигаемая при влажности воздуха около 95 %.
Следующая энергетическая константа — максимальная молекулярная влагоёмкость или влажность разрыва капилляров (ММВ, ВРК). При иссушении почвы ВРК соответствует резкое падение подвижности воды, однако её свойства не отличаются от свободной.
С находящейся в почве капиллярной влагой связаны две энергетические константы. Максимальная капиллярно-сорбционная влагоёмкость (МКСВ) или наименьшая влагоёмкость (НВ) или полевая (предельная полевая) влагоёмкость (ПВ, ППВ) соответствует максимальному количеству воды, которое может удерживаться в почве капиллярными силами в случае её поверхностного поступления. Если почва питается от грунтовых вод, то влажность, устанавливающаяся в зоне капиллярного подъёма, носит название капиллярной влагоёмкости (КВ). Сверх этого значения вода уже не связана с почвенными частицами, свободно стекает под действием силы тяжести и называется гравитационной. Полная влагоёмкость (ПВ) — влажность при полностью заполненных водой порах.
Также в почвенном воздухе присутствует парообразная вода. Часть воды является кристаллизационной или химически-связанной, для её удаления необходимо прокаливание почвы при температурах свыше 170 °C.
Почвенно-гидрологические константы, в отличие от энергетических, ориентированы на практическое использование. К ним относятся уже упоминавшиеся гигроскопическая влажность, максимальная гигроскопическая влажность (при 98 % влажности воздуха), а также ВРК и НВ (ПВ, ППВ), совпадающие с ММВ и МКСВ соответственно. Кроме того, измеряют влажность устойчивого завядания (ВЗ) — максимальную влажность почвы, при которой определённое растение не может поддерживать тургор даже в насыщенной парами воды атмосфере. Находится в диапазоне МАВ-ММВ (ВРК).
Термины по ГОСТу[2]:
Почва может удерживать поступившие в неё вещества по разным механизмам (механическая фильтрация, адсорбция мелких частиц, образование нерастворимых соединений, биологическое поглощение), важнейшим из которых является ионный обмен между почвенным раствором и поверхностью твёрдой фазы почвы. Твёрдая фаза за счёт сколов кристаллической решётки минералов, изоморфных замещений, наличия карбоксильных и ряда других функциональных групп в составе органического вещества заряжена преимущественно отрицательно, поэтому наиболее ярко выражена катионообменная способность почвы. Тем не менее, положительные заряды, обуславливающее анионный обмен, в почве также присутствуют.
Вся совокупность компонентов почвы, обладающих ионообменной способностью, называется почвенным поглощающим комплексом (ППК). Входящие в состав ППК ионы носят название обменных или поглощённых. Характеристикой ППК является ёмкость катионного обмена (ЕКО) — общее количество обменных катионов одного рода, удерживаемых почвой в стандартном состоянии — а также сумма обменных катионов, характеризующая природное состояние почвы и не всегда совпадающая с ЕКО.
Отношения между обменными катионами ППК не совпадают с отношениями между теми же катионами в почвенном растворе, то есть ионный обмен протекает селективно. Предпочтительнее поглощаются катионы с более высоким зарядом, а при их равенстве — с большей атомной массой, хотя свойства компонентов ППК могут несколько нарушать эту закономерность. Например, монтмориллонит поглощает больше калия, чем протонов водорода, а каолинит — наоборот.
Обменные катионы являются одним из непосредственных источников минерального питания растений, состав ППК отражается на образовании органоминеральных соединений, структуре почвы и её кислотности.
Почвенный воздух состоит из смеси различных газов:
И это далеко не все газообразные вещества, которые составляют почвенный воздух. Его химический и количественный состав зависят от содержащихся в почве организмов, содержания в ней питательных веществ, условий выветривания почвы и др.
Почва — это среда обитания множества организмов. Наименьшими из них являются бактерии, водоросли, грибки и одноклеточные организмы, обитающие в почвенных водах. В одном м³ может обитать до 10¹⁴ организмов. В почвенном воздухе обитают беспозвоночные животные, такие как клещи, пауки, жуки, ногохвостки и дождевые черви. Они питаются остатками растений, грибницей и другими организмами. В почве обитают и позвоночные животные, одно из них — крот. Он очень хорошо приспособлен к обитанию в абсолютно тёмной почве, поэтому он глухой и практически слепой.
Неоднородность почвы приводит к тому, что для организмов разных размеров она выступает как разная среда.
В природе практически не бывает таких ситуаций, чтобы на много километров простиралась какая-нибудь одна почва с неизменными в пространстве свойствами. При этом различия почв обусловлены различиями в факторах почвообразования.
Закономерное пространственное размещение почв на небольших территориях называется структурой почвенного покрова (СПП). Исходной единицей СПП является элементарный почвенный ареал (ЭПА) — почвенное образование, внутри которого отсутствуют какие-либо почвенно-географические границы. Чередующиеся в пространстве и в той или иной степени генетически связанные ЭПА образуют почвенные комбинации.
Почвообразующие факторы[2]:
В русском почвоведении приведена концепция[9], что любая субстратная система, обеспечивающая рост и развитие растений «от семени до семени», есть почва. Идея эта дискуссионная, поскольку отрицает докучаевский принцип историчности, подразумевающий определённую зрелость почв и разделение профиля на генетические горизонты, но полезна в познании общей концепции развития почв.
Зачаточное состояние профиля почв до появления первых признаков горизонтов можно определять термином «инициальные почвы»[10]. Соответственно выделяется «инициальная стадия почвообразования» — от почвы «по Вески» до того времени, когда появится заметная дифференциация профиля на горизонты, и можно будет прогнозировать классификационный статус почвы. За термином «молодые почвы» предложено закрепить стадию «молодого почвообразования» — от появления первых признаков горизонтов до того времени, когда генетический (точнее, морфолого-аналитический) облик будет достаточно выраженным для диагностики и классификации с общих позиций почвоведения.
Генетические характеристики можно давать и до достижения зрелости профиля, с понятной долей прогностического риска, например, — «инициальные дерновые почвы»; «молодые проподзолистые почвы», «молодые карбонатные почвы». При таком подходе номенклатурные трудности разрешаются естественно, на базе общих принципов почвенно-экологического прогнозирования в соответствии с формулой Докучаева-Йенни (представление почвы как функции факторов почвообразования: S = f(cl, o, r, p, t …)).
В научной литературе для земель после горных работ и других нарушений почвенного покрова закрепилось обобщённое название «техногенные ландшафты», а изучение почвообразования в этих ландшафтах оформилось в «рекультивационное почвоведение»[11]. Был предложен также термин «технозёмы»[12], по сути представляющий попытку объединить Докучаевскую традицию «-зёмов» с техногенными ландшафтами.
Отмечается, что логичнее применять термин «технозём» к тем почвам, которые специально создаются в процессе технологии горных работ путём разравнивания поверхности и насыпания специально снятых гумусовых горизонтов или потенциально плодородных грунтов (лёсса). Использование этого термина для генетического почвоведения вряд ли оправданно, так как итоговым, климаксным продуктом почвообразования будет не новый «-зём», а зональная почва, например, дерново-подзолистая, или дерново-глеевая.
Для техногенно-нарушенных почв предлагалось использовать термины «инициальные почвы» (от «нуль — момента» до появления горизонтов) и «молодые почвы» (от появления до оформления диагностических признаков зрелых почв), указывающие на главную особенность таких почвенных образований — временные этапы их эволюции из недифференцированных пород в зональные почвы.
Единой общепринятой классификации почв не существует. Наряду с международной (Классификация почв ФАО и сменившая её в 1998 году WRB) во многих странах мира действуют национальные системы классификации почв, часто основанные на принципиально разных подходах.
В России к 2004 году специальной комиссией Почвенного института им. В. В. Докучаева, руководимой Л. Л. Шишовым, подготовлена новая классификация почв, являющаяся развитием классификации 1997 года. Однако российским почвоведами продолжает активно использоваться и классификация почв СССР 1977 года[1].
Из отличительных особенностей новой классификации можно назвать отказ от привлечения для диагностики факторно-экологических и режимных параметров, трудно диагностируемых и часто определяемых исследователем чисто субъективно, фокусирование внимания на почвенном профиле и его морфологических особенностях. В этом ряд исследователей видят отход от генетического почвоведения, делающего основной упор на происхождении почв и процессах почвообразования. В классификации 2004 года вводятся формальные критерии отнесения почвы к определённому таксону, привлекается понятие диагностического горизонта, принятое в международной и американской классификациях. В отличие от WRB и американской Soil Taxonomy, в российской классификации горизонты и признаки не равноценны, а строго ранжированы по таксономической значимости. Бесспорно важным нововведением классификации 2004 года стало включение в неё антропогенно-преобразованных почв.
В американской школе почвоведов используется классификация Soil Taxonomy, имеющая распространение также в других странах. Характерной её особенностью является глубокая проработка формальных критериев отнесения почв к тому или иному таксону. Используются названия почв, сконструированные из латинских и греческих корней. В классификационную схему традиционно включаются почвенные серии — группы почв, отличных лишь по гранулометрическому составу, и имеющие индивидуальное название — описание которых началось ещё при картировании Почвенным бюро территории США в начале XX века.
Термины по ГОСТу: [2]
Классификация почв — система разделения почв по происхождению и (или) свойствам.
Климат — один из важнейших факторов почвообразования и географического распространения почв — в значительной степени определяется космическими причинами (количеством энергии, получаемой земной поверхностью от Солнца). С климатом связано проявление самых общих законов географии почв. Он влияет на почвообразование как непосредственно, определяя энергетический уровень и гидротермический режим почв, так и косвенно, воздействуя на другие факторы почвообразования (растительность, жизнедеятельность организмов, почвообразующие породы и т. д.).
Непосредственное влияние климата на географию почв проявляется в разных типах гидротермических условий почвообразования. Тепловой и водный режимы почв оказывают влияние на характер и интенсивность всех физических, химических и биологических процессов, протекающих в почве. Ими регулируются процессы физического выветривания горных пород, интенсивность химических реакций, концентрация почвенного раствора, соотношение твёрдой и жидкой фазы, растворимость газов. Гидротермические условия влияют на интенсивность биохимической деятельности бактерий, скорость разложения органических остатков, жизнедеятельность организмов и другие факторы, поэтому в разных районах страны с неодинаковым тепловым режимом скорость выветривания и почвообразования, мощность почвенного профиля и продуктов выветривания существенно различны.
Климат определяет наиболее общие закономерности распространения почв — горизонтальную зональность и вертикальную поясность.
Климат является результатом взаимодействия климатообразующих процессов, протекающих в атмосфере и деятельном слое (океанах, криосфере, поверхности суши и биомассе) — так называемой климатической системе, все компоненты которой непрерывно взаимодействуют друг с другом, обмениваясь веществом и энергией. Климатообразующие процессы можно разделить на три комплекса: процессы теплооборота, влагооборота и атмосферной циркуляции.
Почва обладает плодородием — является наиболее благоприятным субстратом или средой обитания для подавляющего большинства живых существ — микроорганизмов, животных и растений. Показательно также, что по их биомассе почва (суша Земли) почти в 700 раз превосходит океан, хотя на долю суши приходится менее 1/3 земной поверхности.
Свойство различных почв по-разному аккумулировать разнообразные химические элементы и соединения, одни из которых необходимы для живых существ (биофильные элементы и микроэлементы, различные физиологически-активные вещества), а другие являются вредными или токсичными (тяжёлые металлы, галогены, токсины и пр.), проявляется на всех живущих на них растениях и животных, включая и человека. В агрономии, ветеринарии и медицине такая взаимосвязь известна в виде так называемых эндемических болезней, причины которых были раскрыты только после работ почвоведов.
Почва оказывает существенное влияние на состав и свойства поверхностных, подземных вод и всю гидросферу Земли. Фильтруясь через почвенные слои вода извлекает из них особый набор химических элементов, характерный для почв водосборных территорий. А поскольку основные хозяйственные показатели воды (её технологическая и гигиеническая ценность) определяются содержанием и соотношением этих элементов, то нарушение почвенного покрова проявляется также в изменении качества воды.
Почва является главным регулятором состава атмосферы Земли. Обусловлено это деятельностью почвенных микроорганизмов, в огромных масштабах продуцирующих разнообразные газы — азот и его окислы, кислород, диоксид и оксид углерода, метан и другие углеводороды, сероводород, ряд прочих летучих соединений. Большинство из этих газов вызывают «парниковый эффект» и разрушают озоновый слой, вследствие чего изменение свойств почв может привести к изменению климата на Земле. Не случайно происходящий в настоящее время сдвиг в климатическом равновесии нашей планеты специалисты связывают в первую очередь с нарушениями почвенного покрова.
Распаханное поле, Вюртемберг
Почву часто называют главным богатством любого государства в мире, поскольку на ней и в ней производится около 90 % продуктов питания человечества. Деградация почв сопровождается неурожаями и голодом, приводит к бедности государств, а гибель почв может вызвать гибель всего человечества. Также земля применялась в древности в качестве строительного материала.
Описанию свойств почв и их классификации человек уделял внимание со времени возникновения земледелия. Тем не менее, появление почвоведения как науки произошло лишь в конце XIX века и связано с именем В. В. Докучаева. В. И. Вернадский также внёс вклад в почвоведение. Он называл почву биокосным образованием, то есть состоящим из живого и неживого вещества.
wreferat.baza-referat.ru
Содержание
1. Влияние механического, минералогического и химического состава почвообразующих пород на агрохимические свойства формирующийся почвы
2. Черноземы лесостепной и степной зоны, их характеристика, использования. Мероприятия по повышению и сохранения плодородия
3. Сущность предупредительных мероприятий. Уничтожение сорняков в посевах отдельных полевых культур
4. Кормовые севообороты и их значение в земледелие
5. Значение и особенности обработки почвы под озимые культуры
Список литературы
1. Влияние механического, минералогического и химического состава почвообразующих пород на агрохимические свойства формирующейся почвы
Образовавшиеся в результате выветривания и видоизменения процессами денудации и аккумуляции различные продукты разрушения горных пород служат субстратом, на котором впоследствии формируются почвы. Эти рыхлые поверхностные слои горных пород и называются почвообразующими, или материнскими, породами. В зависимости от происхождения и состава на территории нашей страны выделяют следующие основные группы почвообразующих пород: Моренные (гляциальные), водно-ледниковые (флювиногляциальные), озерно-ледниковые.
Роль породы в почвообразовании выражается в ее влиянии на химический состав, физические свойства почвы, а также на биохимические процессы, протекающие в ней.
Материнские породы, богаты карбонатами калия и магния, препятствуют развитию подзолообразовательного процесса, нейтрализуют почвенную кислотность, усиливают микробиологическую деятельность и способствуют формированию почв с благоприятными для растений физико-химическими свойствами. При наличии в породе большого количества водорастворимых минералов на ней в условиях засушливого климата образуются засоленные почвы.
Физические свойства породы влияют на проницаемость воды и воздуха в почву, на способность ее удерживать влагу и снабжать ею растения. Почвы, сформировавшиеся на песчаной породе, хорошо пропускают воду и воздух, но плохо удерживают влагу, вместе с которой практически полностью вымываются из корнеобитаемого слоя все подвижные соединения питательных веществ. Поэтому такие почвы обладают низким плодородием. Образовавшиеся на глинистых породах почвы лучше удерживают влагу, больше содержат гумуса и органических остатков, на них может формироваться водопрочная структура, и они характеризуются рядом других агрономические ценных свойств. Подстилающие почву слои материнской породы также оказывают определенное влияние, в частности, на переувлажненные почвы, уровень грунтовых вод и т. п.
Лучшими почвообразующими породами являются лессы, лессовидные суглинки и глины, карбонатные покровные суглинки, а худшими – пески флювиогляциального и эолового происхождения.
Климат оказывает на почвообразовательный процесс разнообразное влияние. В условиях длительного теплого периода растения больше создают органического вещества, но при обилии тепла и влаги идет интенсивное разложение органических остатков. В тундре, характеризующейся коротким теплым периодом, этот процесс весьма замедлен, что приводит к накоплению растительных остатков в виде слоев торфа.
Рельеф (совокупность поверхностных очертаний земной коры) – важнейший фактор почвообразования. Различают макро-, мезо-, и микрорельеф.
Макрорельеф характеризует поверхностные очертания суши на протяжении в несколько десятков или сотен километров. Сюда относят горные хребты, плато, равнины.
Микрорельеф небольшие впадинки и возвышения диаметром несколько десятков метров; разность высот не более метра. Представлен в виде промоин, западин, степных блюдец, бугорков.
Наряду с природными факторами большое влияние на почвообразование оказывает человек в процессе производственной деятельности. Сведение лесов, пастьба скота, распашка целинных степей, сооружение искусственных водоемов, осушение болот, орошение засушливых земель, посадка полезащитных лесополос, обработка почвы, внесение удобрений представляют далеко не полный перечень косвенного или непосредственного воздействия человека на почву.
2. Черноземы лесостепной и степной зоны, их характеристика, использования. Мероприятия по повышению и сохранения плодородия
Черноземные почвы расположены южнее серых лесных почв и простираются широкой полосой по линии Саратов – Куйбышев – Кустанай – Барнаул и далее отдельными пятнами уходят в Забайкалье.
В почвенном профиле черноземов выделяют следующие горизонты:
А0 – степной войлок мощностью до 3 – 5 см, на плахотных отсутствует.
А – гумусовый, структура зернистая или мелкокомковая, мощность 30 – 60 см.
АВ – переходный гумусовый, в нижней части горизонта наблюдается вскипание от HCI, что показывает на содержание карбонатов. Оканчивается горизонт на глубине 80 – 120 см.
В – переходный к материнской породе, или горизонт гумусовых затеков.
Ск – материнская порода, палевой или сетло-бурой окраски, бурно вскипает от HCI. На глубине 1,5 – 2 м иногда наблюдается скопление кристаллов гипса.
Таким образом, черноземы характеризуются большой мощностью почвенного профиля, глубоко растянутым гумусовым слоем, водопрочной зернистой или мелкокомковатой структурой.
Классификация черноземов:
1. Оподзоленные и выщелоченные – сформировались в лесостепной зоне под луговой степной растительностью.
2. Типичные черноземы – сформировались под богатой разнотравно-злаковой растительностью.
3. Обыкновенные черноземы – развиваются в умеренно засушливых степях.
4. Южные черноземы – формируются в условиях ксероморфного климата под типчакого-ковыльной растительностью засушливой степи.
Повышение природного плодородие почв достигается осуществлением комплекса агротехнических мероприятий, при выполнение которых должны учитываться как природные, так естественные свойства чернозема. Отличаясь высоким потенциальным плодородием, черноземы мало содержат легко доступных для растений питательных веществ. Поэтому на этих почвах необходимо применять удобрения. Из минеральных удобрений первостепенное значение имеют фосфорные. Для улучшения агрофизических свойств черноземов следует восстановить утраченную и сохранить природную их структуру. Достигается это освоением севооборотов, посевом многолетних трав. Борьбу с водной и ветровой эрозией проводят путем специальной обработки почвы (применением безотвальных орудий с оставлением стерни на поверхности, полосное размещение культур), освоения противоэрозийных севооборотов, посадка полезащитных лесополос, облесения вершин оврагов и балок, рационального устройства хозяйственной территории. Особое значение противоэрозионные мероприятия имеют для южных черноземов, наиболее подверженных дефляции (ветровой эрозии).
3. Сущность предупредительных мероприятий. Уничтожение сорняков в посевах отдельных полевых культур
Агротехнические меры борьбы с сорняками условно делят на предупредительные, направленные на предотвращение заноса семян сорняков на поля, и истребительные, имеющие целью очистить почву и посевы от сорняков и органов их размножения.
К предупредительным мерам борьбы с сорняками относятся:
1. Тщательная очистка посевного материала от семян сорняков.
2. Очистка мешков, транспортных тележек, машин, в которых перевозят зерно, а также соблюдение чистоты во всех зерноскладах.
3. Соблюдение оптимальных сроков посева, норм высева и способов посева.
4. Своевременная уборка урожая и оборудования зерноуборочных машин приспособлением для улавливания семян сорняков.
5. Скармливание животным отходов токов только в запаренном и размолотом виде.
6. Обкашивание обочин дорог, полезащитных насаждений, усадеб до созревания семян сорняков устраняется опасность переноса их на поля.
7. Правильное приготовление навоза и торфо-навозных компостов, при котором они самонагреваются на короткое время до 60 – 700С.
8. Выбор сортов сельскохозяйственных культур в зависимости от почвенно-климатических условий.
9. Очистка поливных вод от семян сорняков при орошении.
10. Соблюдение противосорнякового карантина.
4. Кормовые севообороты и их значение в земледелие
Все севообороты делят на три типа: полевые, кормовые, специальные. В полевых более половины площади отводят под зерновые, картофель и технические культуры.
В кормовых севооборотах более 50% площади отводят для кормовых культур. Эти севообороты подразделяют на прифермские и сенокосно-пастбищные. Первые располагают вблизи животноводческих ферм для производства сочных, силосных и зеленых кормов.
В сенокосно-пастбищных севооборотах в основном возделывают многолетние и однолетние травы на сено, а также отводят под пастбища. Их отводят с целью повышения продуктивности кормовых угодий.
5. Значение и особенности обработки почвы под озимые культуры
Озимые культуры сеют в конце лета или первую половину осени. В связи с этим основной целью обработки почвы является накопление и сбережение необходимого для первого периода жизни растений количества продуктивной влаги, а также накопления питательных веществ в доступных формах. Обработкой почвы создается благоприятное для прорастания семян и дальнейшего развития растений физическое состояние почвы (плотность, агрегатность и др.), а также ровная поверхность.
По этим признакам можно выделить следующие группы: чистые пары; занятые пары; непаровые предшественники.
Чистым паром, называется поле, свободное от возделываемых культур в течение негативного периода. Обработку черного пара подразделяют на летнее-осеннюю и весеннее-летнюю. При вспашке часто углубляют пахотный слой. Весной и летом следующего года черный пар обрабатывают послойно для очищения от семенных и вегетативных зачатков сорняков.
После весеннее-летних обработок на глубину, превышающую заделку семян, почву полезно прикатать, это уменьшит потери влаги, снизит диффузию, усиливает прорастание. При недостаточной влажности посевного влажности посевного слоя почвы ее прикатывают и после посева.
В районах, подверженных ветровой эрозии, чистые пары обрабатывают специальной почвозащитной техникой, вместо лущения проводят пожнивное рыхление.
Занятыми называются пары, засеянные растениями, рано освобождающими поле для обработки почвы и создающими как предшественник благоприятные условия для последующих культур. В зависимости от способов посева парозанимающей культуры и послепосевной обработки занятые пары подразделяются на сплошные и пропашные.
Обработку занятых паров можно разделить на два периода: от уборки предшествующей до посева парозанимающей культуры; после уборки ее до посева озимых.
Основную и предпосевную обработку почвы под парозанимающие культуры проводят так же, как и в других полях под одноименные растения. Весной в занятых парах необходимо выполнять все работы в первую очередь, чтобы раньше посеять и создать предпосылки для более ранней уборки парозанимающей культуры.
Проведенные в разных зонах страны опыты показали, что такая обработка паров, занятых пропашными культурами, по сравнению со вспашкой на20 – 22 см дает прибавку урожая зерна озимых 1,5 – 3 ц на1 га. В пахотном слое повышалось содержание влаги и нитратов.
К непаровым предшественникам относятся культуры после уборки которых возможна подготовка почвы и посев озимых в агротехнические сроки. В нечерноземной зоне в качестве предшественников озимых культур используют многолетние травы, главным образом для обработки от степени увлажнения пахотного слоя. Срок уборки и технология возделывания предшествующей культуры позволяют выделить предшественники сплошного и широкорядного посева. К первым относятся колосовые, лен горох, многолетние травы, ко вторым – кукуруза, подсолнечник и др. после колосовых культур проводят полупаровую обработку почвы, после уборки пашут. По мере появления всходов сорняков 2 – 3 раза культивируют. Если почва пересохла проводят лущение. В лесостепной и лесолуговой зонах значительная часть посевов озимых размещается после многолетних трав второго года использования.
На полях, засеянных озимыми зерновыми культурами, послепосевная обработка проводится осенью и весной. К приемам осенней обработки относятся прикатывание, бороздование, уплотнение снега.
Самый распространенный прием весеннего ухода за посевами озимых – борование, которое улучшает аэрацию верхнего слоя почвы и активирует в нем деятельность микроорганизмов.
Список литературы
Земледелие с основами почвоведения и агрохимии/Под ред. С.А. Воробьева – 2-е изд., перераб – М. 1981. – 431 с.
www.ronl.ru
