«Почва — четвертое царство природы»
Изучая на уроках географии почвы, меня заинтересовал вопрос, как долго, земли обрабатываемые человеком, могут сохранять свои плодородные свойства.
Почва — ценнейшее природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных — кормами, а промышленность сырьем. Она играет большую роль в природе и в жизни общества. Почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95% продовольственных ресурсов для населения планеты, и служит условием дальнейшего развития жизни на Земле. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение, состав и свойства.
В Россошанском районе Воронежской области основным направлением производственной деятельности является сельское хозяйство, а именно выращивание зерновых, зернобобовых культур, подсолнечника и сахарной свеклы. (Приложение 1) Несмотря на рекордные урожаи 2017 года, существует озабоченность в связи с отрицательным влиянием современной сельскохозяйственной деятельности на плодородие почв. Выращивание сельскохозяйственных культур сопровождается выносом элементов питания с урожаем, что является одной из причин потерей плодородных свойств.
Сельскохозяйственное производство неразрывно связано с необходимостью повышения и стабилизации плодородия почв, обеспечивающее выращивание запланированных урожаев и получения высококачественной продукции.
Целью этой работы являлось для меня проведение собственного изучения данного вопроса.
Причины потери плодородия почвы.
Особое свойство почвенного покрова – его плодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы связано с запасом питательных веществ в ней и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Почва обеспечивает потребность растений в водном и азотном питании, являясь важнейшим агентом их фотосинтезирующей деятельности.
Основным органическим веществом, содержащим питательные вещества, является гумус.Подсчитано, что в условиях Центрально-Черноземной зоны каждый гектар пашни ежегодно теряет 0,5-1 тонну гумуса, а это составляет 0,2-0,5% его общего запаса в почве. Почти 120 лет назад основная часть земель Воронежской области содержала 7-10% гумуса, при этом на значительной площади количество его достигало 10-13%. Сейчас земель, содержащих 10-13% гумуса не осталось. Резко уменьшилась площадь почв, содержащих 7-10% гумуса, возросла площадь с содержанием гумуса 4-7% и появились почвы с 2-4% гумуса. Подсчитано, что почти каждый год в Центрально-Черноземной зоне потери питательных веществ, уносимых с полей, в 2 раза превышают количество минеральных удобрений, ежегодно вносимых хозяйствами [Лопырев М.И.,1999. с.3].
Возделывание сельскохозяйственных культур сопровождается выносом элементов питания с урожаем и усилением минерализации гумуса за счет повышения аэрации при интенсивных механических обработках. В результате происходят потери гумуса. Они особенно велики в условиях достаточного увлажнения и прогревания почвы, и меньше в сухой, недостаточно аэрируемой почве. Поэтому проблема бездефицитного и положительного баланса гумуса одна из самых важных.
Состояние почв Россошанского района.
Главным природным богатством Россошанского района являются черноземные почвы глинистого и суглинистого механического состава. Формированию в районе этих почв способствовал относительно сухой континентальный климат, степная растительность, тяжелые по механическому составу почвообразующие породы (лессовидные глины и суглинки). В связи с тем, что территория района изрезана густой овражно-балочной сетью, почва имеет разную степень смытости. Преобладающая мощность гумусовых горизонтов на территории района составляет 40-80 см, содержание гумуса достигает 6-9%, а если механический состав легкий, то 4-5%.
Черноземы Россошанского района широко используются в сельскохозяйственном производстве. По данным отдела программ и развития сельской территории администрации Россошанского муниципального района общая площадь земель района составляет 237,155 га, из них 196 686 га занимают земли сельскохозяйственного назначения. На территории района ведут деятельность 30 сельхозпредприятий и 107 крестьянско-фермерских хозяйств 1 .
В минувшем 2017 году россошанские аграрии проделали очень большую и качественную работу, которая позволила получить высокие результаты в растениеводстве:
— валовой сбор зерновых и зернобобовых культур по всем категориям хозяйств составил в зачётном весе 246,4 тыс. тонн зерна, при средней урожайности 36,1 ц/га.
— второй год подряд свеклосеющие хозяйства района достигают рекордных результатов в валовом производстве этой культуры – в переработку сдано в зачётном весе 256,2 тыс. тонн сахарной свёклы, а средняя урожайность составила 339 ц/га.
— валовой сбор подсолнечника по району в 2017 году достиг в зачётном весе 31,6 тыс. тонн, а средняя урожайность составила 18,0 ц/га. (Приложение2)
Оценка состояния плодородия.
Получение, в последние годы, очень высоких урожаев сельхозкультур, требует постоянной работы по возврату элементов питания в почву, сохранению и восстановлению почвенного плодородия.
С целью оценки состояния и изменения плодородия почв систематически проходит агрохимическое обследование земель сельскохозяйственного назначения. Данные исследования проводятся в лабораторных условиях, с использованием специализированного оборудования. В нашей области этим занимаются ФГБУ Государственный Центр агрохимической службы "Воронежский" и ФГБУ"Станция агрохимической службы "Таловская". Эти организации составляют агрохимические паспорта картограммы и паспортные ведомости полей по каждому отдельно обрабатываемому участку. В них приводятся данные химических анализов по содержанию гумуса, подвижных форм фосфора, обменного калия, суммы обменных оснований, гидролитической кислотности, кислотности почв (рН) и наличие в почве подвижных форм микроэлементов.
Проведение собственных исследований.
Я решил провести собственный агрохимический анализ почвы. В условиях школьной химической лаборатории можно определить кислотность почв, которая является одним из важных условием плодородия и влияет на рост и развитие сельскохозяйственных культур.
Мною были взяты образцы почв с обрабатываемого поля одного из сельхозпредприятий нашего района. (Приложение 3) По результатам проведенного опыта я выяснил, что данные образцы имеют кислотность в пределах рН 5,1-5,5 что является реакцией слабокислой. (Приложение 4)
Как установлено почвоведами, культурные растения не переносят кислой реакции и хорошо растут только на нейтральных и близких к ним по значению реакции среды почвах. Такая почвенная реакция благоприятна для развития полезных почвенных микроорганизмов, обогащающих почву азотом.
Одним из главных признаков плодородия почвы является наличие в ней гумусовых веществ, которые обуславливают чёрную, тёмно-серую и серую окраски. Для определения гумуса в почве разработаны различные методики, но для школьной лаборатории они не приемлемы. Поэтому я делал визуальную оценку образцов почвы по их цвету. Данные образцы имели тёмно-серую окраску, что предположительно соответствует среднегумусной почве с содержанием гумуса 4-7%.
Способы сохранения плодородия почв.
Проведя собственные исследования, и тщательно изучив теоретическую информацию, я представил предложения по сохранению плодородия почв, и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
В настоящее время, одним из основных способов восполнения плодородных свойств почвы является внесение минеральных и органических удобрений. В рамках данной работы я выяснил, что за 2017 год на поля района внесено 8 375,1 тонны действующего вещества минеральных удобрений или 89,5 кг действующего вещества на гектар пашни. Рост внесения минеральных удобрений к 2016 году составил 17,2%. Органических удобрений внесено 523 тыс. тонн, что составляет 4,18 т/га. По данным МКУ «Центр поддержки АПК» это количество вносимых удобрений является хорошим показателем, но не выполняется на 100%.
Чтобы улучшить пищевой режим почв и растений, обеспечить бездефицитный баланс питательных веществ в почве, необходимо применять органические и минеральные удобрения.
Необходимый элемент системы удобрения – составление баланса питательных веществ. Подсчитывают, сколько вынесут планируемые урожаи азота, фосфора, калия, сколько питательных элементов будет восполнено заделкой навоза, сколько азота оставят в почве многолетние и однолетние бобовые, сколько потребуется минеральных удобрений.
Особая роль принадлежит органическим удобрениям — навозу. Подстилочный навоз — самое ценное органическое удобрение. В среднем в тонне навоза содержится 0,5 % азота, 0,25 % фосфора, 0,6 % калия (на 1 тонну навоза при 75 % влажности). Кроме того, навоз содержит значительное количество микроэлементов: бор, марганец, цинк, молибден, кобальт и др. Вносить навоз следует в полу перепревшем состоянии в теплое время года, равномерно разбрасывая по поверхности поля.Доза навоза на паровых полях, по которым будут посеяны озимые 50-55 т/га, при внесении навоза под картофель, овощи или другие пропашные культуры, дозу увеличивают до 80 т/га.
Бесподстилочный жидкий навоз, как и подстилочный, следует вносить в оптимальных дозах, равномерно распределяя его по поверхности почвы. Примерные дозы жидкого навоза под пропашные культуры составляют 40-90 т/га, зерновые 25-35 т/га.
Для бездефицитного баланса гумуса на каждый гектар пашни необходимо вносить 8-10 т навоза, т.е. ежегодно хозяйство должно вносить 8-10 тонн органических удобрений умноженное на свою площадь. Эта задача для хозяйства весьма сложная, поэтому необходимо использовать другие источники пополнения гумуса почвы. Наиболее доступный способ пополнения объемов органических удобрений — запашка измельченной соломы. Зерновые, солома которых не используется на хозяйственные нужды, убирают комбайном без копнителя, с измельчителем. После уборки вносят разбросным способом по 10-15 килограммов азотных удобрений на тонну соломы и все это заделывают на глубину 8-12 см.
Наряду с органическими, широко применяют и минеральные удобрения.
Влияние минеральные удобрений двояко и направлено на почву и сами растения. В свою очередь почвы по-разному усваивают минеральные удобрения, подвергая их разнообразным превращениям.
70-80 % минеральных удобрений следует вносить с осени под глубокую пахоту. Остальную часть удобрений вносят в виде подкормки и при посеве в рядки. Удобрения, как твердые, так и жидкие, вносят поверхностно разбросным способом, внутрипочвенно (локальный способ) и опрыскиванием жидкими удобрениями (внекорневая подкормка). Равномерность внесения удобрений зависит от качества удобрений (сыпучесть, вязкость жидких), применяемых машин и их регулировки, поверхности почвы, погодных условий и др. (Приложение 5)
В последние годы все шире получает распространение локальное внесение удобрений, т.е. размещение удобрений в зоне распространения корневой системы растений. Эффективность локального внесения удобрений в 2-5 раз выше разбросного.
Еще одним важным фактором в сохранении плодородия почв является севооборот. Главное агротехническое значение севооборота состоит в том, что каждая культура размещается в лучших условиях для своего роста и развития и в тоже время подготовляет хорошие условия для следующей за ней культуры в севообороте.
Чередование различных культур позволяет им лучше использовать питательные вещества, имеющиеся в почве и вносимые с удобрениями. Различные культуры в зависимости от их облиственности, продолжительности вегетации, а также количества и качества корневых и пожнивных остатков неодинаково влияют на свойства почвы. Чем больше имеется корневых и пожнивных остатков, тем больше накапливается перегноя в почве и улучшается ее структура. Также, вынос питательных веществ из почвы разными культурами неодинаков. Так, зерновые культуры относительно много выносят фосфора и мало калия. Корнеплоды, напротив, при том же количестве фосфора значительно больше выносят калия. А включение в севооборот бобовых растений ведет к обогащению почвы азотом.
Поэтому, важным резервом сохранения плодородия почвы и повышения урожайности продукции растениеводства является строгое соблюдение балансов посевных площадей, т.е. площадь зерновых колосовых (рожь, пшеница, ячмень) должна быть равна площади пропашных, зернобобовых, многолетних и однолетних трав и паров. При этом под пар следует отвести около 8 % пашни, под горох — 10 %.
Недопустимо повторное размещение пропашных культур, особенно сахарной свеклы и подсолнечника, по пропашным и зерновых колосовых по зерновым колосовым. Только кукурузу можно возделывать бессменно на одном месте в течение нескольких лет.
Подсолнечник целесообразно возделывать на прежнее место не ранее, чем через 7-8 лет, а сахарную свеклу — через 3-4 года.
Общий принцип чередования культур следующий:
Чистый, занятой пар, горох.
Озимые зерновые культуры.
Яровые зерновые культуры
В ходе проделанной работы я выяснил, что в условиях постоянного роста потребностей населения возникает необходимость увеличения количества производимой сельскохозяйственной продукции. Основным способом решения данного вопроса является повышение урожайности на имеющихся площадях.
Я понял, что урожайность напрямую связана с состоянием почвы. Для сохранения и повышения плодородия почв большое значение имеютмероприятия направленные на увеличение количества элементов питания, доступных для растений, путем внесения в почву органических и минеральных удобрений и применение севооборота. Эффективность применения удобрений зависит от того насколько полно и правильно учитываются агрохимические показатели плодородия почв, потребность сельскохозяйственных культур в питательных элементах, от качества обработки почвы и других факторов.
В ходе проделанной работы я пришел к выводу, что если человек будет рационально использовать почву и бережно к ней относится, то она сможет еще долго обеспечивать нас всем необходимым для жизни!
Список использованных источников и литературы.
Лопырев М.И., Проектирование и внедрение эколого-ландшафтных систем земледелия в сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области. – Истоки, 1999. – 186с.
Учебники и учебные пособия.
Заев П.П., Коротков А.А., Федосеева М.П., Белова З.В. Общее земледелие с почвоведением. – Ленинград, Колос, 1978. – 412с.
Пономарева З.В., Федотов С.В., Овчаренко В.Ф. География Россошанского района. – ВГПУ, 2003. – 147с.
Кутовая Н.Я., Рекомендации по применению минеральных удобрений. – Белгород. – 2004. – 120с.
Валовое производство подсолнечника, тыс. тонн
Валовое производство сахарной свеклы, тыс. тонн
Внесение минеральных удобрений с помощью разбрасывателя РУМ
Деградация, обусловленная высокой антропогенной нагрузкой на агро-ценозы, является одним из основных факторов, приводящих к ускоренному падению плодородия почв (Мирской А. Б., 2002).
Для снижения питательной нагрузки на агроэкосистемы важно подобрать культуру и питание таким образом, чтобы ее возделывание не наносило ущерба почвенному плодородию. Сельскохозяйственные культуры по-разному мобилизуют азот почвенных ресурсов. Для пшеницы, ячменя и овса в надземной биомассе С : N 20, заделка в почву растительных остатков приводит к замедлению темпов усвоения азота из почвы. За период трех ротаций модельного севооборота (9 лет) при заделке растительных остатков в почву наметилась тенденция к снижению продуктивности зерновых культур и выноса азота биомассой. Это связано с существенным преобладанием иммобилизации над процессами мобилизации почвенного азота. Для компенсации повышенного закрепления азота почвенных ресурсов при слабой азотмо-билизующей способности растений требуется дополнительное внесение минеральных азотных удобрений.
При возделывании овощных культур, напротив, заделка растительных остатков, для которых характерно низкое отношение С : N 20, приводит к снижению темпов иммобилизации азота почвенных ресурсов и активизации высвобождения азота из внесенной биомассы, что вызывает повышение урожайности и, как следствие, увеличение выноса почвенного азота до 12 %. Это необходимо учитывать в балансовых расчетах при оптимизации азотного питания (Назарюк В. М., Калимуллина Ф. Р., Кленова М. И., 2001).
Степные ландшафты Юга России испытывают все возрастающее антропогенное воздействие, связанное с сельскохозяйственной деятельностью. Степень сельскохозяйственного использования территории на Северном Кавказе в некоторых районах превышает 80 %, а степень распаханности %. Сельскохозяйственное использование земель приводит к уничтожению естественной степной растительности, особенно животного мира и деградации почвенного покрова (Шкорина А. И., Хворостянов В. Г., 1999; Ладо-нин В. Ф., 1999; Казеев К. Ш., Колесников С. И., 2001).
Проводимые исследования влияния антропогенного процесса на степные ландшафты Юга России сталкиваются с проблемой отсутствия эталонных целинных участков степей. При исследовании воздействия антропогенных факторов на степные ландшафты возникают большие сложности, с которыми могли бы сравниться антропогенно-измененные ландшафты. В настоящее время приходится в качестве эталонов привлекать редкие залежные участки, участки под старыми кладбищами и т. д. Необходимо создавать новые участки с прекращением их использования в сельскохозяйственном производстве (Нечаев В. М., 2000; Литвинов В. А., 2000; Казеев К. III., Колесников С. И., 2001).
Интенсивное воздействие человека на природу, усилившееся за последнее десятилетие, привело к деградации земель, обострению экологической обстановки в земледелии, резкому уменьшению отдачи вкладываемых средств, снижению продуктивности земель и целому ряду других негативных факторов (Каштанов А. Н., 1992; Ахметов Ш. И., Осичкин А. Ю., 2001; Пу-хачев А. П. и др., 2001).
Назрела острая необходимость поиска новых путей рационального землепользования, сохранения почвенного плодородия и охраны природных ресурсов. Решение этих вопросов невозможно без комплексного ландшафт-но-экологического подхода при территориальной организации сельскохозяйственного производства, разумного использования природных ресурсов (Тарасов А. С, Бойко Т. М., 1997; Мирской А. Б., 2001).
Основой системы земледелия на ландшафтной основе является оптимальная структура угодий, почвоводоохранная организация территории. При оптимизации структуры угодий в агроландшафтах решаются вопросы рационального использования земель сельскохозяйственного назначения, лесных угодий и выделяются охранные зоны рек и водоемов, места обитания животных, редких и исчезающих растений, земли существующего и перспективного природоохранного фонда, зоны рекреакционного назначения, участки расположения полезных ископаемых, предусматривается мелиорация и консервация земель (Варламов А. А., Волков С. Н., 1991; Вражнов А. В., 1995; Пухачев А. П. и др., 2001).
Освоение адаптивно-ландшафтной системы земледелия базируется в основном на результатах исследовательских, экспериментальных и проектных разработках.
Почвозащитный комплекс на ландшафтной основе включает основные звенья: — контурно-полосная организация территории землепользования с дифференцированным размещением севооборотов: почвозащитные — на средне- и сильносмытых почвах; полевые и кормовые — на слабосмытых и несмытых почвах; — дифференцированное наложение системы агротехнических почвозащитных мероприятий с учетом эродированности пашни и естественных кормовых угодий; — система защитных лесных насаждений и противоэрозионных гидротехнических сооружений (Муха В. Д., Свиридов В. И., 2000; Пухачев В. И. и др., 2001).
За последние 10 лет наблюдается резкое снижение производственного потенциала отраслей агропромышленного комплекса. Вследствие резкого сокращения применения органических и минеральных удобрений заметно снизилось почвенное плодородие.
Важнейшая задача сельскохозяйственного производства на черноземных почвах – правильное использование их высокого потенциального плодородия, предохранение гумусового слоя от разрушения.
Черноземные почвы обладают высоким потенциальным плодородием, но их эффективное плодородие зависит от тепло- и влагообеспеченности, биологической активности. Черноземы лесостепи характеризуются лучшей влагообеспеченностью по сравнению со степными черноземами. Продуктивность их выше. Уровень эффективного плодородия степных черноземов снижается из-за ухудшения условий влагообеспеченности, снижения биологической активности, проявления периодических засух.
Для повышения эффективного плодородия черноземных почв очень важно накопление влаги и ее рациональное использование, особенно в подзонах распространения обыкновенных и южных черноземов. Поэтому рекомендуются следующие агротехнические мероприятия: ранняя глубокая зябь, прикатывание, осеннее бороздование и щелевание полей для поглощения талых вод и предотвращения эрозии (В. П. Ковриго и др., 2000).
Перспективным приемом повышения продуктивности черноземов является орошение. Но орошение должно быть строго регулируемым, сопровождаться тщательным контролем над изменением свойств черноземов (В. П. Панфилов, и другие, 1988).
Эффективное плодородие черноземов в пределах каждого подтипа определяется родовыми и видовыми признаками: степенью солонцеватости и карбонатности, мощностью гумусовых горизонтов и содержанием гумуса, механическим составом, степенью эродированности, свойствами и мощностью почвообразующих пород, а также уровнем окультуривания почв. Чем больше мощность гумусовых горизонтов и запасы гумуса, тем богаче черноземы общими запасами элементов питания, тем благоприятнее водный режим. Поэтому в черноземах наблюдается прямая корреляция между урожаем сельскохозяйственных культур и мощностью гумусового слоя, запасами гумуса. Чтобы стабилизировать и повысить содержание гумуса в черноземах, необходимо, прежде всего, остановить эрозию внедрением комплекса почвозащитных мероприятий
Таким образом, основные пути сохранения и повышения плодородия черноземов – рациональные приемы обработки (в том числе, внедрение минимальной обработки) почвы, накопления и правильного расходования влаги, внесение удобрений, улучшение структуры посевных площадей, введение высокоурожайных культур и сортов, борьба с эрозией (И. С. Кауричев, 1989).
Современные представления о солонцовом процессе. Классификация и приёмы освоения солонцов.
Солонцами называют почвы, содержащие в поглощенном состоянии большое количество обменного натрия, а иногда и магния в иллювиальном горизонте (В), Они имеют резкую дифференциацию профиля и характеризуются неблагоприятными агрономическими свойствами.
Солонцы, как и солончаки, относятся к категории засоленных почв, однако в отличие от солончаков содержат водорастворимые соли не в самом верхнем горизонте, а на некоторой глубине. В процессе развитии профиль солонца разделяется на ряд отчетливо выраженных горизонтоп: гумусово-элювиальный (надсолонцовый) А1 солонцовый (или иллювиальный) В1 подсолонцовый В2 и почвообразующия порода С .
Гумусово-элювиальный горизонт комковатой или пластинчатой структуры, слоеватый, пористый, обедненный илистой фракцией, а поэтому более легкого механического состава, чем ниже расположенный горизонт. Цвет этого горизонта различный: у солонцов пустынно-степной и сухостепной зон он светло-бурый, бурый или буровато-серый (каштановый), в солонцах степной и лесостепной зон — темно-серый, а иногда и черный. Мощность горизонта от 2—3 до 20—25 см.
Солонцовый горизонт более темной окраски — темно-бурый или бурый с коричневым оттенком, столбчатой структуры, реже призматической, ореховатой или глыбистой. Столбчатые отдельности легко распадаются на ореховатые, на гранях которых отмечается глянцевидная лакировка. Горизонт в сухом состоянии плотный, трещиноватый, во влажном — вязкий, бесструктурный, мажущийся. Мощность солонцового горизонта от 7—12 до 25 см и более.
Подсолонцовый горизонт более светлой окраски, призматической или ореховатой структуры, обычно содержит гипс и карбонаты. За ним выделяется горизонт максимального скопления легкорастворимых солей Сс.
Резкая дифференциация профиля по морфологическим признакам хорошо прослеживается микроморфологическими исследованиями. Верхние, надсолонцовые горизонты отличаются преобладанием органоглиннистой массы с более или менее равномерным распределением обломков первичных минералов. В иллювиальных горизонтах четко прослеживаются потеки гумуса и глинистого вещества по порам, местами наблюдаются натечные его формы. Подсолонцовые горизонты, обогащенные карбонатами, меньше содержат ориентированной глины. В них имеются микрокристаллические формы кальцита, часто отмечается и ожелезненость.
Высокая дисперсность иллювиальных горизонтов и связанные с ней неблагоприятные водно-физические свойства солонцов составляют одну из характерных особенностей солонцового процесса почвообразования. Под солонцовым, процессом понимается внедрение в поглощающий комплекс иона натрия и как следствие резкое повышение дисперсности органической и минеральной части, снижение устойчивости коллоидов по отношению к воде и возникновение щелочной реакции почвы.
По вопросу происхождения солонцов имеется несколько теорий. Общим для них является признание ведущей роли иона натрия в развитии неблагоприятных солонцовых свойств. Согласно коллоидно-химической теории К. К. Гедройца , солонцы образовались при рассолении солончаков, засоленных нейтральными солями натрия. В почвах, содержащих большое количество натриевых солей, создаются условия для насыщения поглощающего комплекса ионами натрия путем вытеснения из него других катионов. Почвенные частицы, насыщенные натрием, теряют агрегатное состояние вследствие высокой гидратации иона натрия. Коллоиды, обогащенные натрием, обладают способностью удерживать на своей поверхности воду, сильно набухают, приобретают устойчивость против коагуляции и значительную подвижность. При высоком содержании иона натрия резко возрастает также растворимость органических и минеральных соединений почвы в результате появления щелочной реакции. Эта реакция образуется вследствие гидролиза минералов и обменной реакции между натрием, находящемся в поглощающем комплексе, и кальцием углекислых солей почвенного раствора.
Подщелачивание раствора способствует дальнейшему диспергированию почвенных коллоидов. Они из-за большой подвижности выщелачиваются из верхнего горизонта и на некоторой глубине над действием солей электролитов из золеобразного состояния превращаются в гели, накапливаются, что и приводит к образованию иллювиального (солонцового) горизонта. Глинка, считал, что для образования этих почв попеременно необходимы процессы засоления почв натриевыми солями и их рассоления Последующими исследованиями было установлено, что солонцы при рассолении солончаков могут образовываться только в том случае, если в составе солей солончака отношение Na+: (Ca2++Mg2+) > 4. В природных условиях такое соотношение солей в почвенном растворе встречается очень редко.
Теория образования солонцов из солончаков, засоленных нейтральными солями, не может быть признана универсальной.
Биологическая теория развита В. Р. Вильямсом, который считал, что источником солей натрия служит степная и полупустынная растительность — полыни, солянки, и др. При минерализации растительных остатков образуется большое количество солей, в том числе и соды. Исследованиями последних лет доказано, что солонцовые почвы могут возникать, минуя солончаковую стадию. Такое образование солонцов возможно в том случае, когда источником натрия является сода. В этих условиях происходит внеконкурентное поглощение натрия из почвенного раствора. Поэтому даже при незначительной концентрации соды в растворе возможно насыщение натрием поглощающего комплекса. Механический и минералогический состав солонцов. Характерная особенность механического состава солонцов — резкая дифференциация по профилю илистой фракции. Гумусово-элювиальный горизонт отличается более легким механическим составом, иллювиальный обогащен илом и поэтому всегда тяжелее. Отчетливое перераспределение илистой фракции обусловлено пептизацией коллоидов. Наиболее резкая дифференциация наблюдается у осолоделых солонцов.
Преобладающими минералами илистой фракции являются минералы монтмориллонитово-гидрослюдистой группы с примесью аморфных веществ. Солонцовые горизонты содержат больше минералов монтмориллонитовой группы, чем верхние, для которые характерно относительное накопление кварца. Химический состав и физико-химические свойства солонцов. Валовой химический состав солонцов показывает заметное перераспределение ряда окислов по профилю. Верхние горизонты обеднены полутораокисями и относительво обогащены кремнеземом. Иллювиальные горизонты отличаются более высоким содержанием железа и алюминия. В карбонатных горизонтах больше кальция и магния. Содержание гумуса колеблется в широких пределах в зависимости от зоны, в которой солонцы формируются, и механического состава Солонцы черноземной зоны более гумусированы, чем каштановой. В составе гумусовых веществ в солонцовом горизонте фульвокислоты преобладают над гуминовыми кислотами. Содержание обменного натрия в горизонте Bi солонцов колеблется от 13— 15 до 60 % емкости поглощения, В солонцах содового типа засоления обменного натрия значительно больше, чем в хлоридно-сульфатных. В составе обменных оснований часто содержится много магния (35—45% емкости поглощения). Солонцы, имеющие соду, отличаются высокой щелочностью(рН 8—10).
Солонцы, засоленные нейтральными солями, имеют слабощелочную реакцию. Для солонцов характерно, как правило, невысокое содержание подвижных соединений фосфора. Солонцы отличаются плохими водно-физическими и физико-механическими свойствами. В сухом состоянии они плотного сложения, а во влажном сильно набухают, вязкие, липкие. Водопроницаемость низкая, количество влаги, недоступной растениям, высокое. Гипсование—наиболее радикальное средство повышения плодородия солонцов с содовым засолением, отличающихся высоким содержанием поглощенного натрия и щелочностью почвенного раствора. Гипсование позволяет резко улучшить водно-физические и химические свойства солонцов. В качестве мелиорирующих веществ используют не только гипс, но и другие кальциевые соли, например фосфогиис или хлористый кальций при условии хорошей промывки. Положительное влияние оказывают также сернокислое железо и различного рода гипсоносные породы.
Гипсование лугово-степных и степных солонцов степной зоны наиболее эффективно в условиях орошения. Так как гипсование — дорогостоящее мероприятие, для окультуривания солонцов предложены другие приемы, в частности использование карбонатов кальция или гипса самой почвы путем глубокой вспашки (самомелиорация солонцов). При этом достигается снижение плотности солонцового горизонта, улучшается водопроницаемость, увеличиваются запасы продуктивной влаги. Глубина мелиоративной вспашки и в целом система агромероприятий по окультуриванию солонцов должна быть дифференцированной в зависимости от мощности над солонцового горизонта, степени его задерненности и гумусированности, глубины залегания карбонатного, гипсового и солевого горизонтов, а также грунтовых вод. Различная глубина скопления карбонатов, гипса и другие показатели, относящиеся к солонцам одного и того же подтипа, отражают провинциальные особенности их развития и обусловлены спецификой гидротермических условий, а также неодинаковым характером почвообразующих и подстилающих пород В систему агромелиоративных мероприятий по коренному улучшению плодородия солонцов, кроме глубокой обработки, входят внесение органических и минеральных удобрений, а также травосеяние на фоне орошения.
Органические удобрения активизируют микробиологическую деятельность и улучшают физические свойства солонцов, обогащают их элементами питания. Наиболее положительное влияние оказывает совместное внесение органических удобрений (навоза) с минеральными. Из минеральных удобрений в первую очередь применяют азотные и фосфорные. Неблагоприятные свойства солонцов можно улучшить внесением искусственных структурообразоватслей. В системе мероприятий по окультуриванию солонцов большое значение имеет влагонакопление для ускорения процессов рассолонцевания и рассоления солонцов. При небольшом распространении мелких и средних солонцов среди черноземных почв улучшить их можно землеванием. Для этого на солонцовые пятна наносят плодородную почву слоем 2 — 3 см и так повторяют несколько раз.
Классификация
Солонцы формируются в разных зонах, а в пределах одной зоны в разных геоморфологических и гидрологических условиях, поэтому классификация солонцов сложна.
По характеру увлажнения солонцы делят на три типа: автоморфные (грунтовые воды залегают глубже 6 м и не влияют на почвообразование); полугидроморфные (грунтовые воды на глубине 3–6 м, капиллярная кайма в нижней части профиля); гидроморфные (грунтовые воды не глубже 3 м, встречаются устойчивые признаки оглеения).
Разделение на подтипы проводится по зональным условиям почвообразования. Деление на роды основано на учете типа, степени засоления, глубины залегания солей, карбонатов и гипса. Перечисленные признаки играют решающую роль при выборе мероприятий для повышения плодородия солонцов.
Естественное плодородие солонцов во многом определяется мощностью над солонцового горизонта А1, а также содержанием обменного натрия в горизонте В1(степенью солонцеватости) и структурой этого горизонта. По этим признакам солонцы делят на виды (табл. 1) а их разновидности определяются гранулометрическим составом горизонта А1.
Классификация солонцов
| Подтип | Род | Вид |
| Черноземные (грунтовые воды глубже 6 м) Лугово-черноземные (грунтовые воды на глубине 3–6 м) Черноземно-луговые (грунтовые воды на глубине 1–3 м, оглеение в гор. С или в гор. В) Лугово-болотные (грунтовые воды не глубже 1 м, оглеение в гор. А1) | По глубине скопления легкорастворимых солей: солончаковатые (0–30 см); высокосолончаковатые (30–50 см); среднесолончаковатые (50–80 см); глубокосолончаковатые (80–150 см); глубокозасоленные (глубже 150 см) По типу засоления По степени засоления | По мощности А1: корковые (до 5 см), мелкие (5–10 см), средние (11–18 см), глубокие (более 18 см) По структуре В1: столбчатые ореховатые глыбистые По содержанию обменного Nа в гор.В1, % от ЕКО: остаточные ( 40) |
Согласно субстантивно-генетической классификации почв 2004 г. солонцы относятся к стволу постлитогенных почв и отделу щелочно-глинисто-дифференцированных почв. В классификации центральной таксономической единицей традиционно остается тип почв и сохраняется таксономический ряд выделов ниже типа. Наряду с природными типами почв в классификации выделяются агропочвы, сформированные при агрогенных преобразованиях. Представлены следующие типы солонцов:
ТИПЫ ПРИРОДНЫХ ПОЧВ
Солонцы гидрометаморфические темные
Солонцы гидрометаморфические светлые
Агросолонцы гидрометаморфические темные
Агросолонцы гидрометаморфические светлые
Роды солонцов определяют по высоте залегания карбонатов и гипса, типу засоления. Виды солонцов – по мощности надсолонцового горизонта (корковые до 5, мелкие 5–10, средние 10–20, глубокие более 20 см); глубине залегания солевого горизонта и степени засоления; содержанию обменного Na в горизонте BSN, процентам от емкости катионного обмена (слабонатриевые до 10, малонатриевые 10–25, средненатриевые 25–40, многонатриевые более 40).
Агросолонцы диагностируют по наличию агрогенно-преобразованного горизонта, под которым залегает ненарушенный или частично срезанный с поверхности солонцовый горизонт. Формируется агрогумусовый горизонт PU, в котором присутствуют мелкие фрагменты солонцового горизонта. В «Классификации и диагностике почв СССР» им примерно соответствуют солонцы освоенные и слабоосвоенные.
В типах агросолонцоввыделяют подтипы: типичные; агрогетерогенные (по наличию в агрогоризонте фрагментов солонцового горизонта и сохранению его нижней части в естественном состоянии); агропереуплотненные (с компактной глыбистой структурой без внутриагрегатных пор агрогоризонта при плотности выше 1,4 г/см 3 ). В типах агросолонцов светлых и темных выделяют подтипы гидрометаморфизованные.
Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 48 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ
