Почвы хозяйства 'Маслянинский' Маслянинского района Новосибирской области, их агрономическая характеристика и мероприятия по рациональному использованию

Почвы хозяйства 'Маслянинский' Маслянинского района Новосибирской области, их агрономическая характеристика и мероприятия по рациональному использованию

Содержание

Введение

. Общие сведения о хозяйстве

. Условия почвообразования

.1 Почвообразующие породы

.2 Особенности климата

.3 Рельеф

.4 Поверхностные и грунтовые воды

.5 Растительность

. Характеристика почвенного покрова (типы почвообразования, морфологическое строение профилей 2-х типов почв)

.1 Гранулометрический (механический) состав

.2 Общие физические свойства почв, их структурное состояние и оценка

.3 Физико-механические свойства почв

.4 Физико-химические свойства почв

.5 Содержание гумуса в почвах, его типы, роль в почвообразовании и плодородии (расчёты запасов гумуса в почвах и их оценка по Орлову)

.6 Водные свойства и водный режим почв. Расчёты и оценка запасов продуктивной влаги в почвах и приёмы их регулирования

. Агропроизводственная группировка и бонитировка почв. Расчёты бонитета почв, его оценка по Благовидову

. Плодородие почв и современные пути его сохранения и рационального использования в хозяйстве. Баланс гумуса в севооборотах и его регулирование

. Экологическая роль почв и их охрана

Заключение

Список литературы

Введение

Почва как природный ресурс составляет важнейшее богатство общества. Она является основным средством сельскохозяйственного производства и необходимым условием выращивания урожая, а следовательно, производства продуктов питания, древесины, тканей. Кроме того, почва является одним из главных компонентов всех наземных экосистем.

Почвоведение как научная дисциплина сформировалась в нашей стране в конце XIX века благодаря трудам выдающихся русских ученых В.В. Докучаева, П.А. Костычева, Н.М. Сибирцева. Первым дал научное определение почвы Докучаев: «Почвой следует называть «дневные» или наружные горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых».

Современное определение почвоведения как науки трактуется так: «Почвоведение - это наука о почвах, их образовании, строении, составе и свойствах; о закономерностях их географического распространения, о процессах взаимосвязи с внешней средой, определяющих формирование и развитие главнейшего свойства почв - плодородия; о путях рационального использования почв в сельском и народном хозяйстве и об изменении почвенного покрова в агрокультурных условиях».

Докучаев впервые установил, что почва - самостоятельное природное тело, и ее формирование есть сложный процесс взаимодействия пяти природных факторов почвообразования: климата, рельефа, растительного и животного мира, почвообразующих пород и возраста страны. Почвообразование - процесс, в результате которого на поверхности Земли из практически безплодных горных пород формируется качественно новое, обладающее плодородием природное тело - почва.

Разнообразие климатических условий, растительности, горных пород, рельефа, различный возраст отдельных территорий определяют и разнообразие почв в природе. Все многообразие почв Новосибирской области - это результат длительного естественного развития основных типов почвообразования: подзолистого, дернового (гумусо-аккумулятивного), солонцового (галогенного) и болотного (гидроморфного).

Новосибирская область обладает большими земельными ресурсами: она занимает 17 776 га или 15% территории Западной Сибири. Она находится на юго-востоке обширной аллювиальной Западно-Сибирской низменности. В широтном направлении на территории области сменяются три природно-ландшафтные зоны: таежно-лесная, лесостепная и степная, которые делятся на подзоны: таежная - на южно-таежную и подтаежную; лесостепная - на северную, центральную и южную. В различных природно-климатических условиях почвенный покров представлен различными типами почв, имеющими разное плодородие. Почва - это динамическая живая система, которая образуется столь медленно, что ее можно считать невозобновляемым ресурсом. За 500 лет образуется слой почвы толщиной всего лишь 2,5 см. Поэтому необходимо бережно относиться к почвенным ресурсам, стараться искать наиболее эффективные пути использования почв в сельскохозяйственном производстве и повышения их плодородия в различных почвенно-климатических зонах.

Кроме природных процессов, снижающих плодородие (водная эрозия, дефляция), в последнее время почва испытывает огромную нагрузку от хозяйственной деятельности человека: использования техники, загрязнения удобрениями и ядохимикатами, отсутствие севооборотов, что отрицательно сказывается на ее плодородии. Нерациональное использование почвенных ресурсов приводит к потере гумусовых запасов и запасов элементов минерального питания в пахотном горизонте. Также происходит ухудшение экологической обстановки в агроэкосистемах.

Для поддержания плодородия почва нуждается в рациональном использовании. Большое разнообразие почвенного покрова, климатических условий и рельефа требует дифференцированного подхода к воспроизводству почвенного плодородия. Поэтому необходимо регулярно проводить почвенно-агрохимические обследования почв в хозяйствах и по результатам этих обследований проводить комплекс почвозащитных мероприятий, выбирать оптимальные системы обработки почв и использования удобрений, научно-обоснованные севообороты и противоэрозионные мероприятия.

1. Общие сведения о хозяйстве

Территория хозяйства «Маслянинский» расположена в юго-западной части Маслянинского района. Маслянинский район находится на юго-востоке Новосибирской области. Центральная усадьба находится в 4 км от районного центра - поселка Маслянино и в 160 км от Новосибирска. Связь с городом осуществляется автомобильным транспортом по шоссейной дороге, железная дорога отсутствует. Связь с Маслянино - по профилированной грунтовой дороге.

Территория хозяйства характеризуется высокой степенью освоенности. Основное направление - выращивание льна-долгунца и зерновых культур.

Таблица 1. Экспликация земель хозяйства «Маслянинский» Маслянинского района

Виды земельПлощадь, гаОт площади с/х угодий, %От общей площади, %Общая площадь1800100Из них, пашня52075,928,9Сенокосы12017,56,67Пастбища253,651,4Приусадебные земли202,91,1Леса111561,9Площадь с/х угодий68510038

Таблица 2. Структура пашни.

Группа культурПлощадь, гаОт общей площади, %Лен-долгунец30057,6Зерновые9017,3Пропашные254,8Однолетние травы254,8Пар8015,3ВСЕГО520

2. Условия почвообразования

Великий русский ученый Василий Васильевич Докучаев впервые установил взгляд на почву как на самостоятельное особое природное тело, которое возникает, развивается, непрерывно изменяется во времени и пространстве. Почвообразование - процесс, в результате которого на поверхности Земли из практически безплодных горных пород формируется качественно новое, обладающее плодородием природное тело - почва.

Установленные Докучаевым 5 факторов и условий почвообразования (почвообразующие породы, растительность и живые организмы, климат, рельеф, продолжительность действия самих процессов, т.е. фактор времени) дают в различных почвенно-климатических зонах определенные сочетания - типы почвообразования (подзолистый, дерновый (гумусо-аккумулятивный), солонцовый (галогенный) и болотный (гидроморфный)).

Позже русский и советский почвовед-агроном Василий Робертович Вильямс ввел шестой почвообразующий фактор - антропогенный, который в настоящее время стал решающим в определении плодородия почвы и величины получаемого урожая. Воздействие человека на почвообразовательный процесс выражается в замене естественной растительности на культурную и в активном вмешательстве в почвообразовательный процесс путем обработок, удобрений и мелиораций. Человеком могут быть созданы совершенно новые почвы, не сохранившие признаки природного почвообразовательного процесса. К таковым относятся, например, мелиорированные почвы: осушенные, орошаемые, химически мелиорированные.

2.1 Почвообразующие породы

Горные породы, из которых формируется почва, называются почвообразующими, или материнскими. Главными почвообразующими породами являются рыхлые осадочные породы. На этих породах почти повсеместно образуются почвы.

Западно-Сибирская низменность, в состав которой входит Новосибирская область, представляет собой великую аллювиальную равнину, на территории которой в течение длительного геологического периода аккумулировались разнообразные рыхлые наносы, оставляемые морем, текучими водами и ветром. В начале третичного периода она была покрыта морем, в связи с медленным поднятием страны теряет связь с океаном и превращается в замкнутый бассейн. С Юрского периода Западно-Сибирская низменность является областью аккумуляции продуктов химического и физического выветривания горных пород соседних областей. В четвертичный и особенно ледниковый период происходит заполнение всех неровностей третичной низменности, в связи, с чем мощность четвертичных наносов в различных ее частях оказалась весьма разнообразной. На положительных элементах рельефа мощность их составляет 5-10 метров, а в понижениях доходит до 50 метров.

В геоморфологическом отношении территория области подразделяется на 5 крупных районов:

. Северная часть области - включает Васюганское плато, в которое входят Привасюганская низменность и долина р. Оби.

. Приобское плато.

. Барабинская низменность.

. Северная Кулунда.

. Присалаирская дренированная равнина, включающая Салаирский кряж и долину р. Оби. В этом районе расположена территория обследуемого хозяйства «Маслянинский».

Присалаирская дренированная равнина имеет холмисто-увалистый рельеф с хорошо развитой овражно-балочной системой. Формирование рельефа продолжается и в настоящее время под воздействием эпейрогенических движений, что усиливает образование оврагов и балок.

Салаирский кряж представляет собой древнюю горную страну, которая испытала значительные разрушения и в настоящее время представляет собой увалисто-холмистое низкогорье. Наивысшие отметки колеблются в пределах 420-450 м над уровнем моря.

Почвообразующие породы на территории обследуемого хозяйства представлены четвертичными и современными отложениями. Почвы сформированы главным образом на лессовидных суглинках. Материнскими породами для черноземов оподзоленных являются карбонатные лессовидные суглинки, обогащенные крупнопылеватыми частицами и обедненные песчаными. Лугово-черноземные почвы довольно широко распространены в подтаежной, лесостепной и степной зонах. Они формируются на склонах грив и плоских увалах, гривообразных повышениях, сложенных карбонатными суглинками и глинами.

.2 Особенности климата

Климат - это многолетний режим погоды, характерный для данной местности в силу её географического местоположения. Климат относится к числу важнейших факторов почвообразования. С ним связаны тепловой и водный режим почвы, от которых зависят биологические и физико-химические почвенные процессы. С климатом связано распространение основных типов почв, так как климатические условия оказывают косвенное влияние на такие факторы почвообразования, как почвообразующие породы, растительный и животный мир.

Главный источник энергии для биологических и почвенных процессов - солнечная радиация, а основной источник увлажнения - атмосферные осадки. Поэтому большое значение имеет характеристика климата по температурным условиям и увлажнению.

Климат Новосибирской области резко-континентальный. Территория хозяйства по агроклиматическому районированию относится к умеренно-прохладному, умеренно-увлажненному агроклиматическому подрайону. Сумма среднегодовых температур выше +10°С составляет 1700 - 1800. Среднегодовое количество осадков около 450 мм, причем максимальное количество выпадает за вегетационный период. Значительный ущерб сельскому хозяйству наносят засухи и суховеи, а также поздневесенние и раннеосенние заморозки.

Климат территории хозяйства характеризуется оптимальным или избыточным увлажнением и недостатком тепла. Среднегодовая температура - (-1°С). Многолетняя среднемесячная температура июля составляет (+17,5…+20°С). В дневные часы она превышает +20°С, предельная температура (+36…+40°С). В январе среднемесячная температура -18,2…-20,3°С. Самые низкие температуры - в декабре и январе, бывают до -40…-50°С. Абсолютный максимум температуры воздуха +38°С; абсолютный минимум -55°С. Заморозки заканчиваются в конце мая, на почве - в начале июня, начинаются в первой декаде сентября.

Холодный период - 181 день. Средняя продолжительность периода с устойчивым снежным покровом 176 дней. Средняя дата начала образования снежного покрова 19-е октября. Дата разрушения устойчивого снежного покрова в среднем 22-го апреля. Высота снежного покрова средняя за зиму 58 см, максимальная - 78 см, минимальная - 31 см. Максимальной высоты снежный покров достигает в марте.

Таблица №3. Среднемесячная и годовая температура воздуха по данным метеостанции Маслянино.

МесяцIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIГодТ, °С-20-19-11-0,6915,317,614,88,60,8-10-17-1,1

Таблица №4. Глубина промерзания почвы по месяцам, по мерзлотомеру Данилина.

МесяцXIXIIIIIIIIIVсм33053708184

Глубина промерзания почвы в зимний период достигает в среднем 84 см и зависит от высоты снежного покрова, рельефа местности, степени увлажнения почв. Продолжительность периода от схода снежного покрова до наступления мягкопластичного состояния составляет 14-19 дней.

Таблица №5. Данные перехода средней суточной температуры воздуха через 0 °, +5 °, и +10 °С и продолжительность периодов с температурой выше указанных пределов.

Через0 °С+5 °С+10 °С+15 °СДаты17. IV 19. X30. IV 30. IX19. V 10. IX13. VI 15. VIIIПродолжительность периода (дни)18415111362

Сумма средних суточных температур воздуха выше 10°С (вегетационный период) составляет 1700-1800 °С.

Осадков выпадает 400 - 450 мм в год, в мае - июне 95-120 мм, в августе, сентябре 110 - 130 мм. Большое количество осадков в августе благоприятствует развитию озимых культур, но затягивает созревание яровых культур и задерживает уборку.

Таблица №6. Среднемесячное и годовое количество осадков по данным метеостанции Маслянино.

МесяцыIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIГодмм151015253866786448402921449

Среднегодовая скорость ветра - 2,8 м/с. Среднемесячная скорость ветра за период с июня по сентябрь - 2,5 м/с, за период с октября по май - 3,2 м/с. Наибольшая средняя скорость ветра - 3,8 м/с отмечается в октябре и ноябре. Преобладающими ветрами на территории хозяйства являются ветры южного и юго-западного направлений, реже наблюдаются ветры других румбов.

На равнине в условиях умеренно-влажного и умеренно-прохладного климата при коэффициенте увлажнения близком к 1, под воздействием лугово-степной растительности формируются почвы черноземного типа.

Агроклиматические условия позволяют возделывать в хозяйстве все районированные сельскохозяйственные культуры. В малоснежные зимы возможны случаи вымерзания озимых посевов, поэтому необходимы мероприятия, обеспечивающие нормальную перезимовку озимых культур, правильное размещение озимых посевов на полях, своевременные сроки сева и снегозадержание.

2.3 Рельеф

Рельеф - один из факторов перераспределения по земной поверхности тепла и воды. С изменением высоты местности меняются водный и тепловой режимы почвы. Рельефом обусловлена поясность почвенного покрова в горах. С особенностями рельефа связан характер влияния на почву грунтовых, талых и дождевых вод, а также миграция водорастворимых веществ.

Территория хозяйства «Маслянинский» представляет из себя равнину с хорошо развитой овражно-балочной системой. Присалаирская сильнорасчлененная равнина в основном приподнята над уровнем моря на высоту 240-280 м. На большей части ее глубина расчленения рельефа колеблется в пределах 50-100 м и только в юго-западной части речные долины врезаны на 25-50 м. Горизонтальное расчленение в основном достигает 1,0-1,4 км/км2 и на одной пятой территории - 1,8 км/км2. Уклоны земной поверхности очень часто колеблются от 2 до 5о. Почти совсем нет ярко выраженных форм останцового рельефа.

.4 Поверхностные и грунтовые воды

Глубина залегания, минерализация и солевой состав грунтовых вод варьирует в широких пределах в зависимости от условий рельефа, характера грунтов, колебаний увлажненности отдельных сезонов в годовом цикле и в некоторой степени от широтных изменений климата.

Район имеет хорошо развитую гидрографическую сеть. Самая крупная река - Бердь, маленькая речка - Шеманаиха, множество ручьев, приуроченных к долинно-балочной системе. Озера отсутствуют. Грунтовые воды вследствие дренированности территории залегают глубоко - 10-15 м. Они не оказывают влияния на почвообразовательный процесс.

В бессточных понижениях уровень грунтовых вод несколько выше, минерализация их имеет локальный характер и приводит к засолению почв. Это необходимо учитывать при выборе проектных решений, проводить мелиоративные мероприятия по предотвращению засоления почв.

2.5 Растительность

Растительный покров Присалаирья богат и многообразен. Он представлен разнообразной древесной, кустарниковой и луговой растительностью. На наиболее возвышенной части произрастает тайга - пихта, ель, кедр, береза. Периферийная часть кряжа занята березовыми парковыми лесами. Из кустарников наиболее распространены черемуха обыкновенная, рябина сибирская, шиповник коричный и шиповник иглистый, смородина черная и смородина красная, боярышник кроваво-красный, малина обыкновенная, крушина и другие.

Обширные площади заняты лугами, луговыми степями со злаками и разнотравьем и заболоченными землями. Луговая растительность представлена многочисленными травянистыми растениями семейства сложноцветных, злаковых, осоковых, бобовых, крестоцветных.

Среди добываемых полезных растений встречаются лекарственные (тысячелистник, валериана, кровохлебка, зверобой и др.), пищевые (черемша, слизун, душица), масличные (горчица, гулявник), медоносные и технические, дающие древесину, дубильные и химические вещества, поделочные материалы. В лесах встречается более 100 видов съедобных грибов. Обильны также ягодники, ресурсы которых представлены брусникой, черникой, красной и черной смородиной, лесной малиной, клубникой, земляникой, рябиной, черемухой, костяникой, облепихой, шиповником, калиной.

Естественные кормовые угодья представлены лугами, на которых произрастают кормовые травы: ежа, тимофеевка, пырей, мятлик, клевер, вика, овсяница, люцерна, различные виды осок и сложноцветных.

Под древесной растительностью преобладают серые лесные почвы, а под травянистой - черноземы. В данных условиях растительность оказывает большое влияние на весь ландшафт и является противоэрозионным средством.

почва гумус бонитет плодородие

3. Характеристика почвенного покрова (типы почвообразования, морфологическое строение профилей 2-х типов почв)

Почвенный покров Новосибирской области весьма сложный и мозаичный. В области выделяют 12 основных типов почв (табл. 7).

Таблица 7. Основные типы почв Новосибирской области

Типы почвПлощадьтыс. га%Дерново-подзолистые и дерново-глеевые10766,3Серые лесные12537,4Черноземы оподзоленные и выщелоченные10826,4Черноземы обыкновенные и южные6713,9Лугово-черноземные и черноземно-луговые8915,1Луговые335819,8Лугово-болотные930,5Болотные389023,0Солончаки6653,9Солонцы368721,7Солоди1030,6Аллювиальные2471,4Итого:17016100

В распределении почвенного покрова на территории Новосибирской области ярко выражена широтная зональность с севера на юг. Территория обследуемого хозяйства расположена в центральной подзоне лесостепной зоны. Основной тип почвообразования для данной зоны - дерновый (гумусо-аккумулятивный) процесс, протекающий под травянистой растительностью в условиях умеренно-влажного климата. Особенно активно процесс протекает на рыхлых карбонатных породах (лессах и лессовидных суглинках). Сущностью этого процесса является обогащение материнской породы гумусом (специфические органические вещества почвы).

Умеренное увлажнение при непромывном типе водного режима характеризуется чередованием нисходящих и восходящих токов почвенной влаги, которое приводит к равномерному пропитыванию толщи гумусом и выщелачиванию легкорастворимых соединений и карбонатов кальция. Последний вымывается из верхней части профиля. Переходные к материнской породе горизонты обычно обогащены карбонатом кальция (СаСО3). Насыщенность коллоидного комплекса ионами Са2+ и закрепление почвенных коллоидов (глины и гумуса) способствуют созданию агрономически ценной (водопрочной, зернисто-комковатой) структуры. Разрушения минеральной части почвы не происходит.

Дерновый процесс почвообразования приводит к формированию различных черноземных почв, характеризующихся высокой гумусированностью, насыщенностью коллоидного комплекса кальцием, нейтральной или близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора, благоприятными физико-механическими свойствами. Профиль этих почв представляет собой постепенный переход от собственно гумусового горизонта к негумусовой материнской породе.

Типичными представителями почв данного типа почвообразования являются черноземы оподзоленные (исследуемая почва №2) и выщелоченные, сформированные в северной и центральной лесостепи Новосибирской области, а также черноземы обыкновенные и южные, характерные для южной лесостепной подзоны и степной зоны и их гидроморфные и полугидроморфные аналоги - лугово-черноземные (исследуемая почва №1), черноземно-луговые и луговые почвы.

Кроме ведущих факторов почвообразования, значительную роль играют интразональные: микрорельефность и бессточность территории, грунтовые воды, их минерализация и засоление, карбонатность и засоленность почвообразующих пород. Эти отклонения вызывают развитие таких процессов, как солонцовый, глеевый, осолодения и т.д., которые, в свою очередь, накладываются на ведущие зональные процессы (подзолистый и дерновый).

Для лесостепной зоны характерно развитие автоморфных зональных черноземов с подтипами оподзоленных, выщелоченных, обыкновенных и серых лесных почв, представленных подтипами темно-серых, серых и светло-серых (осолоделых или оподзоленных). Они распространены на хорошо дренированных элементах рельефа Приобского плато и Присалаирской дренированной равнины.

I. Лугово-черноземные почвы

Лугово-черноземные почвы довольно широко распространены в подтаежной, лесостепной и степной зонах, в Новосибирской области они занимают 891,0 тыс. га (табл. 7). В соответствии с классификацией и диагностикой почв к лугово-черноземным почвам отнесены полугидроморфные аналоги черноземов с уровнем залегания грунтовых вод от 3 до 6 м при дополнительном поверхностном увлажнении на слабодренированных территориях. Лугово-черноземные почвы формируются на склонах грив и плоских увалах, гривообразных повышениях, сложенных карбонатными суглинками и глинами. В лугово-черноземных почвах большое развитие получает дерновый процесс, активно развивается процесс миграции карбонатов, в нижней части профиля - процессы оглеения и гидроморфной аккумуляции карбоната кальция, гипса, легкорастворимых солей.

В генетическом отношении лугово-черноземные почвы занимают промежуточное положение между черноземами и луговыми почвами. Признаки, свойственные черноземам, выражены хорошо развитым темноокрашенным гумусовым горизонтом комковато-зернистой структуры, который постепенно переходит в карбонатно-иллювиальный горизонт. Их формирование связано с активным развитием дернового процесса и выщелачиванием карбонатов на значительную глубину при достаточном атмосферном увлажнении. Признаки, свойственные луговым почвам, следующие: повышенная гумусированность, оглеенность и наличие ржаво-охристых пятен, что обусловлено периодическим воздействием грунтовых вод.

Длительное время в сибирской классификации не было четкого разделения черноземов, лугово-черноземных и луговых почв. К.П. Горшенин включил лугово-черноземные почвы в тип луговых, считая, что из-за резко меняющегося уровня грунтовых вод в сухие и влажные годы эти почвы трудно выделить вообще. Н.И. Богданов, Р.В. Ковалев и др. данные почвы выделили в самостоятельный тип. Однако динамичность процессов увлажнения, уровня залегания грунтовых вод по годам и в течение одного вегетационного периода затрудняют их выделение. Для установления типовой принадлежности и свойств данных почв необходима закладка глубоких скважин и разрезов (не менее 3 м). В природе, особенно в условиях озерно-болотно-гривного рельефа, хорошо прослеживается взаимосвязь и взаимозависимость черноземов, лугово-черноземных и луговых почв.

По внешним морфологическим признакам лугово-черноземные почвы сходны с черноземами выщелоченными, а лугово-черноземные оподзоленные почвы - с черноземами оподзоленными, отличаясь лишь большим увлажнением горизонта В (появляются слабые ржавые пятна). Средняя мощность гумусового горизонта 35-45 см. Морфологическое строение лугово-черноземной почвы представлено описанием разреза, заложенного в микропонижении равнины в 1280 м на северо-восток от деревни Петропавловка. Пашня, пар.

Таблица 8

А0 - 30Темно-серый, влажный, комковато-порошистый, рыхлый, тяжелый суглинок, обилие корней растений, переход в следующий горизонт постепенный.30АВ30 - 40Влажный, темно-серый с бурым оттенком, непрочно-комковатый, тяжелый суглинок, переход в следующий горизонт постепенный.10В40 - 89Бурый со слабым белесым оттенком, влажный, комковатый, обнаруживаются корни растений, уплотнен, переход в следующий горизонт постепенный.49ВС89-140Бурый со значительной кремнеземистой присыпкой, влажный, мелкие пятна ржавчины, листоватый, переход постепенный.51С140-189Палево-желтый, тяжелый суглинок, влажный, заметное количество псевдомицелий карбонатов, вскипает от соляной кислоты, увеличивается оржавление горизонта.49II. Черноземы оподзоленные

Чернозём (от «чёрная земля») - богатый гумусом, тёмноокрашенный тип почвы, сформировавшийся на лёссовидных суглинках или глинах в условиях суббореального и умеренно-континентального климата при периодически промывном или непромывном водном режиме под многолетней травянистой растительностью.

Черноземы оподзоленные являются одними из лучших видов почв. Встречаются в значительных количествах в Присалаирской дренированной равнине на обширных плакорных пространствах и верхних частях пологих склонов в сочетании с темно-серыми лесными почвами и черноземами выщелоченными. Они формируются под пологом сильно изреженных березовых лесов с хорошо развитой травянистой растительностью. В настоящее время значительная часть этих почв распахана и в целинном состоянии они встречаются редко. В области на долю черноземов оподзоленных и выщелоченных приходится 1082 тыс. га, или 6,4 % территории (табл. 7). Ниже представлено морфологическое строение целинных оподзоленных черноземов:

Таблица 9

А00 - 5Дернина5А15 - 39Темно-серый, со слабой, но ясно выраженной белесоватой кремнеземистой присыпкой, непрочнокомковатый, тяжелосуглинистый, слабоуплотненный, свежий, много корней растений, не вскипает, переход в следующий горизонт постепенный.34АВ139 - 77Темно-серый с буроватыми оттенками, комковато-ореховатый, слабый глянец по граням структурных отдельностей, затеки белесоватого суглинистого кремнезема, уплотненный, свежий, единичные корни, не вскипает, переход потеками.38В77 - 93Серо-бурый, призмовидно-крупноореховатый, тяжелосугли-нистый, плотный, свежий, не вскипает, потековидный, глянец на гранях структурных отдельностей, переход постепенный.16ВС93-130Буровато-желтый, тонкие затеки гумуса, непрочно призмовато-комковатый, тяжелосуглинистый, плотный, свежий, переход короткий.37Ск130-150Желто-бурый, карбонатный, тяжелосуглинистый, непрочно-комковатый, почти бесструктурный, уплотненный, карбонаты в виде прожилок и псевдомицелия.20Отличительными чертами описываемого подтипа черноземов являются сравнительно четкая выраженность оподзоливания в виде кремнеземистой присыпки в гумусовом горизонте и особенности химического состава. Как видно из описания морфологического профиля, иллювиальный процесс в этой почве протекает слабее, чем в серых лесных почвах, однако выражен он достаточно ясно.

3.1 Гранулометрический (механический) состав

Твердая фаза почвы состоит из частиц различных размеров, которые называют механическими элементами или гранулами (камни, гравий, песок, пыль, ил, коллоиды). По происхождению различают минеральные, органические и органо-минеральные частицы. Они представляют собой обломки горных пород, отдельные минералы (первичные и вторичные), гумусовые вещества, продукты взаимодействия органических и минеральных веществ.

Как правило, отдельные механические элементы в почве находятся в агрегированном состоянии, в виде структурных отдельностей (педов). элементы находятся в раздельно-частичном состоянии. Крупные агрегаты могут разрушиться на механические элементы и в более мелкие агрегаты при механическом усилии или при размокании в воде. В песчаных и супесчаных почвах агрегаты отсутствуют, и механические элементы находятся в раздельно-частичном состоянии.

Гранулометрический состав - это процентное соотношение в почве механических элементов различной величины, объединенных по размерам во фракции. По гранулометрическому составу почвы бывают песчаными, супесчаными, суглинистыми и глинистыми.

Гранулометрический состав определяет многие свойства почвы (плотность, пористость, водоподьемную и поглотительную способность и др.) и имеет большое значение для сельского хозяйства.

Почвы песчаные и супесчаные легко поддаются обработке, поэтому их называют легкими. Они обладают хорошей водопроницаемостью, быстро прогреваются, но характеризуются низкой влагоемкостью. Легкие почвы бедны гумусом и элементами питания, сильнее подвержены эрозии.

Тяжелосуглинистые и глинистые почвы отличаются высокой влагоемкостью, богаче гумусом. Обработка этих почв требует больших энергетических затрат, поэтому их называют тяжелыми. Они имеют слабую водопроницаемость, образуют корку, отличаются неблагоприятными воздушным и тепловым режимами. Тяжёлые бесструктурные почвы обладают неблагоприятными физическими и физико-механическими свойствами. Для коренного улучшения бесструктурных тяжелосуглинистых и глинистых почв используют пескование - внесение высоких доз песка (300 - 700 т/га). Часто вносятся мелиоративные дозы торфа или органических компостов, которые в этом случае оказывают разрыхляющее действие, усиливают водопроницаемость и улучшают водный режим почвы.

Лучшим комплексом свойств обладают легкосуглинистые и среднесуглинистые почвы, хотя для некоторых культур более предпочтительны супесчаные почвы (картофель и другие овощные культуры).

I. По гранулометрическому составу лугово-черноземные почвы преимущественно глинистые и тяжелосуглинистые, пылевато-иловатые (табл.8). Вниз по профилю содержание илистой фракции (менее 0,001 мм) и физической глины (менее 0,01 мм) увеличивается, особенно в осолоделых почвах, причем средняя часть профиля, как правило, в лугово-черноземных почвах имеет более легкий гранулометрический состав, чем верхняя и нижняя, что связано с процессами выщелачивания.

Таблица 10. Гранулометрический состав лугово-черноземных почв

ГоризонтГлубина, смГигроскопическая влага, %Количество частиц (%) диаметром, мм> 0,250,25 - 0,050,05 - 0,010,01 - 0,0050,005 - 0,001< 0,001сумма < 0.01 А0-256,320,216,228,910,112,636,059,9АВ25-346,270,215,824,38,912,538,359,7В34-466,190,115,625,65,510,942,358,7ВС46-635,110,119,821,27,613,238,158,9С63-1035,700,315,020,77,611,944,564,0

II. Черноземы оподзоленные по гранулометрическому составу в основном тяжелосуглинистые и глинистые иловато-пылеватые (табл. 9). В гранулометрическом составе черноземов оподзоленных хорошо прослеживается перераспределение илистых частиц и их небольшое накопление в средней части профиля.

Таблица 11. Гранулометрический состав черноземов оподзоленных

Глубина, смГигроскопическая влага, %Количество частиц (%) диаметром, мм1 - 0,250,25- 0,050,05 - 0,010,01-0,0050,005-0,001<0,001<0,010-106,650,916,542,79,412,817,739,913-234,820,414,644,58,410,621,540,526-363,510,024,431,611,18,624,344,040-503,290,115,645,06,98,024,439,395-105 3,090,026,540,06,35,821,433,5190-2002,230,017,150,95,87,019,232,0

.2 Общие физические свойства почв, их структурное состояние и оценка

Физические свойства почвы связаны с ее дисперсностью (раздробленностью на отдельные частицы) и пористостью (степенью примыкания частиц почвы друг к другу). Благодаря дисперсности и пористости в почвах можно выделить три фазы - твердую, жидкую, газообразную, находящиеся во взаимодействии друг с другом.

Наименее подвижная часть - твердая фаза почвы и особенно минеральные частицы; более подвижные - органические вещества и еще более динамичные - жидкая и газообразная фазы. Поэтому физические свойства могут быть разделены на основные (общие физические, физико-химические, водные, воздушные, тепловые) и функциональные, связанные с различными режимами (водным, воздушным, тепловым).

К общим физическим свойствам почвы относятся: плотность почвы, плотность твёрдой фазы, общая пористость, пористость аэрации.

Общие физические свойства и структура почвы определяют условия обеспечения растений водой, воздухом и теплом, а также определяют технологические свойства почвы.

Плотностью почвы называется масса единицы объема сухой почвы, взятой в естественном сложении. Выражается в г/см3. Плотность почвы зависит от минералогического и гранулометрического составов, структуры и содержания органических веществ. Верхние горизонты почвенного профиля, содержащие больше органического вещества, лучше оструктуренные, подвергающиеся рыхлению, имеют более низкую плотность, которая вниз по профилю возрастает. С плотностью тесно связаны водный, воздушный и тепловой режимы почв.

Объемная плотность почвы - масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, выраженная в г/см3. Объемная плотность - одно из важнейших свойств, определяющих способность почвы пропускать и удерживать влагу, воздух, сопротивляться орудиям обработки почвы и т. д. Объемная плотность зависит от типа растительности, механического и минералогического составов почвы (дисперсности), сложения, оструктуренности и степени обработки почв.

Наименьшая объемная плотность обычно наблюдается в верхних горизонтах почв, наибольшая - в иллювиальных и глеевых горизонтах. У хорошо оструктуренных, рыхлых дерново-подзолистых почв наименьшая объемная плотность наблюдается в лесных подстилках - 0,15-0,40 г/см3, в гумусовых горизонтах она повышается до 0,8-1,0, в подзолистых - до 1,4-1,45, иллювиальных - до 1,5-1,6 и в материнской породе - до 1,4-1,6 г/см3. Каждый вид растений способен поддерживать объемную плотность почв на том или ином уровне, т. е. в определенном интервале величин. Наиболее благоприятная для растительности величина объемной плотности верхних горизонтов почв колеблется в пределах 0,95-1,15 г/см3. Предельной величиной характеризуются глеевые горизонты почв с максимальной объемной плотностью 2,0 г/см3. Если объемная плотность почв равна 1,6-1,7 г/см3, корни древесных пород практически в почву не проникают, а сельскохозяйственные культуры снижают урожай в 3 - 4 раза.

Почву считают рыхлой, если объемная плотность гумусовых горизонтов равна 0,9-0,95, нормальной - 0,95-1,15, уплотненной - 1,15-1,25 и сильноуплотненной - более 1,25 г/см3. Для большинства сельскохозяйственных культур на суглинистых и глинистых почвах оптимальной является плотность 1,00 - 1,25 г/см3. Дальнейшее увеличение ее вызывает снижение урожайности.

Плотность твердой фазы - это отношение массы твердой фазы почвы к массе воды в том же объеме при температуре 4°С. Различные типы почв имеют неодинаковую плотность твердой фазы. Обычно для минеральных почв она колеблется в пределах 2,4 - 2,8 г/см3; бедные органическим веществом дерново-подзолистые почвы имеют плотность твердой фазы 2,6 - 2,7 г/см3, черноземы обыкновенные - 2,4 - 2,7 г/см3, торфяники - 1,4 - 1,8 г/см3.

Пористость (порозность или скважность) - суммарный объем всех пор и промежутков между частицами твердой фазы почвы. Ее выражают в % объема почвы и вычисляют по формуле:

Р = (1- dl/d) * 100%,

где Р - пористость, %;

dl - плотность сложения, г/см3;

d - плотность твердой фазы, г/см3.

Для минеральных почв интервал показателей пористости составляет 25-80%. Наименьшая плотность наблюдается в верхних горизонтах почв, наибольшая - в иллювиальных и глеевых. При максимальная плотности почв (2,0 г/см3) и плотности твёрдой фазы (2,7 г/см3) P = 26%, что соответствует глеевым горизонтам.

Различают несколько форм пористости, главнейшими из них являются капиллярная и некапиллярная. Капиллярная пористость обычно измеряется в лабораторных условиях и равна количеству воды, удерживаемому тонкими капиллярными промежутками между частицами твердой фазы почвы. Обычно чем больше глинистых частиц, тем больше капиллярная пористость. В оструктуренных почвах вода между комочками вытекает из-за большого размера пор, а в самих комочках удерживается в капиллярах. Разница между общей и капиллярной пористостью составляет некапиллярную пористость.

Капиллярная пористость оптимальна для растений при величине менее 15% объема в минеральных и 30-40% - в торфяных почвах.

Наибольшая пористость (80-90%) наблюдается в лесных подстилках, травяном войлоке, торфах, т. е. органогенных горизонтах. В минеральных гумусированных горизонтах она равна 55-65%, в верхних безгумусных 45-55%, в нижних горизонтах почвы может быть ниже 45%. Минимальная пористость наблюдается в глеевых горизонтах почв и равна около 30%.

Для развития корневых систем древесных пород наилучшие условия создаются при пористости почв, равной 55-65%; при пористости 35-40% корни проникают в почву с трудом, а при пористости глеевых горизонтов она практически становится корненепроницаемой.

Большое значение имеет некапиллярная пористость. Для наиболее освоенных корнями горизонтов она, как правило, более 10%; при снижении ее до 3% нижние горизонты почв становятся малодоступными для корней. Некапиллярная пористость обеспечивает проникновение воздуха в почву - аэрацию. Пористость аэрации - часть порового пространства почвы, занятая воздухом. Выражается в % от объема почвы. Для нормального развития растений важно, чтобы почвы имели высокую капиллярную пористость и пористость аэрации не менее 20% объема почвы.

Между плотностью и пористостью существует обратная зависимость: чем плотнее почва, тем меньше ее пористость.

Пористость почв зависит от структурности, плотности, механического состава и определяется прежде всего ее структурностью. В макроструктурных почвах поры занимают большую, а в микроструктурных - меньшую часть объема. При подсыхании бесструктурной почвы на поверхности пашни образуется почвенная корка, ухудшающая условия роста полевых культур.

С общей пористостью связаны воздухопроницаемость, водопроницаемость, воздухоемкость, газообмен между почвой и атмосферой. Об условиях водно-воздушного режима почв можно судить по капиллярной и некапиллярной пористости. По А.Г. Дояренко, наиболее благоприятные условия увлажнения и газообмена складываются в почвах при соотношении капиллярной и некапиллярной пористости 1:1.

Н.А. Качинский предложил следующую оценку значений пористости:

более 70 % - избыточно-пористая, почва вспушена;

-65% - культурный пахотный слой, отличная;

-55% - удовлетворительная для пахотного слоя;

менее 50% - неудовлетворительная;

-40% - чрезмерно низкая.

Структурностью называют способность почвы распадаться на комочки (отдельности, агрегаты) различной величины и формы, а сами отдельности - структурой. Комочки состоят из механических элементов (обломков горных пород и минералов) различных размеров, склеенных между собой почвенными коллоидами. При этом органические коллоиды (гумус) создают водопрочные структурные агрегаты, а минеральные -непрочные, расплывающиеся при действии воды. Различают три основных типа структуры: кубовидная, призмовидная, плитовидная. Каждый из указанных типов подразделяется на более мелкие формы (глыбистая, орёховатая, столбчатая и др.). Различным генетическим горизонтам присущи определенные формы структуры.

В зависимости от величин агрегатов структуру разделяют на следующие основные группы: глыбистая - больше 10 мм; макроструктура-10-0,25 мм; грубая микроструктура- 0,25-0,01 мм; тонкая микроструктура - меньше 0,01 мм.

Почва может быть структурной и бесструктурной. При структурном состоянии масса почвы или породы разделена на отдельности той или иной формы и размеров. Бесструктурное, или раздельночастичное, состояние бывает тогда, когда механические элементы, слагающие почву, не соединены между собой в более крупные агрегаты, а существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой. Типичный пример бесструктурного состояния - рыхлый песок. Между структурными и бесструктурными почвами встречаются переходные, у которых структура выражена слабо.

В агрономическом смысле разные виды структуры имеют следующие оценки:

) лучшая почвенная структура - мелкозернистая, зернистая, крупнозернистая, порошистая, мелкокомковатая, пороховидная, мелкоореховатая;

) удовлетворительная структура - комковатая, призматическая, пластинчатая, плитчатая, скорлуповатая, крупнокомковатая, призмовидная;

) неблагоприятная структура - пылевато-глыбистая, чешуйчатая, плитовидная, столбчатая.

Структура почвы влияет на водный и тепловой режимы почвы и связанные с ними условия микробиологической деятельности и образования доступных для растений питательных веществ. Наиболее благоприятна для растений комковато-зернистая структура с размером агрегатов от 0,25 до 10мм. В структурных почвах создаются более благоприятные условия водного, воздушного, теплового и пищевого режимов. Важным свойством структуры является ее водопрочность - способность агрегатов противостоять размывающему действию воды.

I. Лугово-черноземные почвы обладают хорошими агрофизическими свойствами - плотность гумусовых горизонтов составляет 0,6 - 1,1 г/см3. Порозность гумусовых горизонтов высокая и колеблется в широких пределах от 60 до 70%. Благодаря высокой порозности эти почвы хорошо водопроницаемы и обладают высокой водоудерживающей способностью, особенно верхние гумусовые горизонты, что позволяет растениям полнее использовать влагу.

Лугово-черноземные почвы обладают комковато-зернистой водопрочной структурой, благоприятной для растений. В гумусовом горизонте они имеют хорошую микроагрегированность.

II. Черноземы оподзоленные обладают хорошими физическими свойствами, обусловленными зернистой структурой гумусового горизонта. Благодаря этой структуре горизонт рыхл, имеет оптимальную порозность, влагоемкость и водопроницаемость. Хорошая структурность черноземов определяет их высокую пористость в гумусовых горизонтах (50-60%), которая постепенно уменьшается с глубиной, и невысокую плотность 1,0-1,2 г/см3. Плотность твердой фазы черноземов в верхних горизонтах невысокая (2,4-2,5 г/см3). В подгумусовых горизонтах ее величина возрастает до 2,55-2,56 г/см3.

Для черноземов оподзоленных характерна хорошая микро-оструктуренность, что, по данным В.А. Хмелева, связано с их генетическими особенностями. Однако макроструктура отличается слабой водопрочностью и легко разрушается, особенно в пахотном слое (до 83% частиц меньше 0,25 мм разрушаются при мокром просеивании). Дезагрегация структуры почвы усиливается при низкой культуре земледелия.

.3 Физико-механические свойства почв

К физико-механическим свойствам относятся пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и удельное сопротивление при обработке.

Пластичность - способность почвы изменять свою форму под влиянием внешних сил и сохранять эту форму впоследствии. Определяется содержанием ила и влаги в почве. Пластичность проявляется только при увлажнении почвы и тесно связана с механическим составом (глинистые почвы пластичны, песчаные - непластичны). Верхний предел пластичности - влажность почвы, при которой почва начинает течь; нижний - влажность почвы, при которой она перестаёт скатываться в тонкий шнур без трещин диаметром более 3 мм. Пластичность характеризуется числом Аттеберга. У песков оно равно 0, супеси - 0-7, суглинков - 7-17, глин - более 17.

Пластичность используется при полевом экспрес-определении гранулометрического состава (скатывание шнуров, шаров), при расчётах тяговых усилий тракторов по обработке почв.

На пластичность влияют состав коллоидной фракции почвы, поглощенных катионов и содержание гумуса. Например, при содержании в почве натрия ее пластичность усиливается, а при насыщении кальцием - снижается. При высоком содержании гумуса пластичность почвы уменьшается.

Липкость - способность почвы прилипать к различным поверхностям. В результате прилипания почвы к рабочим частям машин и орудий увеличивается тяговое сопротивление и ухудшается качество обработки почвы. Проявляется при наличии илистых частиц и влаги (липкость возрастает при увлажнении). Измеряется силой, выраженной в граммах и необходимой для того, чтобы оторвать от поверхности почвы металлическую пластинку, площадью в 1 см2.

По липкости почвы делятся на 4 группы: предельно липкие (нагрузка отрыва составляет более 147 Па), сильно вязкие (147-49), средне- (49-19,6) и слабовязкие (19,6 Па и менее). Высокогумусированные почвы (например, черноземы) даже при высоком увлажнении не проявляют липкости. У глинистых почв липкость наибольшая, у песчаных - наименьшая. Увеличение степени насыщенности почвы кальцием способствует уменьшению, а насыщение натрием - увеличению липкости. С липкостью связано такое агрономическое и ценное свойство почвы, как физическая спелость. Состояние, когда почва при обработке не прилипает к орудиям и крошится на комки, отвечает ее физической спелости.

Набухание - увеличение объема почвы при увлажнении. Оно присуще почвам, содержащим много коллоидов, и объясняется связыванием коллоидами молекул воды. Оно зависит от величины илистой части почвы, её минерального состава, сорбции влаги почвенными частицами и гидратации обменных катионов. Почвы с большим содержанием поглощенного натрия (солонцы) набухают больше, чем содержащие много поглощенного кальция. Максимальная величина набухания может составлять 120-150%. Вычисляется по формуле:

Vнаб = (V1-V2 /V2)*100%,

где V1 - объём влажной почвы, V2 - объём сухой почвы.

Набухание может вызвать неблагоприятные в агрономическом отношении изменения в пахотном горизонте. Вследствие набухания частички почвы могут быть настолько разделены пленками воды, что это приведет к разрушению структурных отдельностей.

Усадка - уменьшение объема почвы при высыхании. Это обратный процесс набуханию. Предел усадки соответствует полному удалению влаги из почвы и переходу её в твёрдую консистенцию. При высушивании вследствие усадки почва может покрываться трещинами, возможны формирование структурных агрегатов, разрыв корней, усиление испарения, изменение процессов разложения органических веществ.

Усадка определяется по формуле:

Vус = (V1-V2 /V1)*100%,

где V1 - объём влажной почвы, V2 - объём сухой почвы.

Связность почв - это способность почв сопротивляться разрывающему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы или грунта. Она обусловлена силами сцепления между частицами и зависит от состава коллоидов и катионов. Наиболее связными являются глины, малооструктуренные почвы, насыщенные одновалентными катионами.

Связность измеряется в Па при испытании образцов почвы на сдвиг, разрыв, раздавливание. В лёгких почвах органическое вещество и некоторая влажность увеличивают связность, в суглинистых, наоборот, уменьшают. Связность почвы влияет на качество обработки и сопротивление воздействию машин и орудий.

Связность определяет твердость почвы, то есть сопротивление, которое оказывает почва проникновению в нее под давлением какого-либо предмета. Определяется это свойство специальными приборами - твердомерами. Высокая твердость является признаком плохих физико-химических и агрофизических свойств почвы. Твердость почвы влияет на сопротивление при обработке. Связностью и твердостью почвенной массы определяются такие важнейшие технологические показатели, как сумма энергетических затрат, расход горючего и смазочных материалов, износ машин и орудий.

I. Лугово-черноземные почвы по физико-механическим свойствам близки к черноземам и характеризуются в целом благоприятными физико-механическими свойствами.. Так как эти почвы преимущественно суглинистые, они пластичные, липкие, имеют высокие коэффициенты набухания и усадки.

II. Черноземы оподзоленные

Имеют физико-механические характеристики аналогичные лугово-черноземным почвам. Физико-механические свойства почв улучшают химической мелиорацией при условии применения передовой агротехники (известкование, гипсование и др.).

3.4 Физико-химические свойства почв

Физико-химические свойства почв - совокупность свойств, определяющих способность почвы поддерживать физико-химическое равновесие между фазами почв, составом почвенных растворов и поглощенных оснований в почвенном поглощающем комплексе, кислотно-щелочной и окислительно-восстановительный потенциал, состав и количество доступных растению питательных веществ, буферность почв - способность противостоять изменению свойств почвы при поступлении в нее веществ извне. Каждый тип почв характеризуется своими показателями физико-химических свойств, отличающих его от других типов, что используется в диагностике почв при их классификации.

Физико-химические свойства почв часто называют агрохимическими. Поглощённые катионы являются доступными для растений, при этом они не вымываются вместе с атмосферными осадками и поэтому всегда почва в запасе имеет элементы питания: катионы кальция, магния, калия, аммония, железа, цинка, меди и др. Чем выше ЕКО, тем лучше почва обеспечена элементами питания.

Емкость катионного обмена характеризует устойчивость почв к агрогенным и техногенным нагрузкам, в частности, к химическому загрязнению. Наиболее низкие ЕКО, менее 10 и даже 5 мг-экв/100 г, имеют супесчаные и песчаные почвы. Повышение ЕКО в таких почвах возможно за счет внесения повышенных норм торфа, компостов, а также приёмов глинования.

Состав поглощённых катионов определяет не только физико-химические и агрохимические свойства почв, но и структурное состояние и зависящие от него водно-физические свойства и воздушный режим. Катионы кальция и магния способствуют формированию водоустойчивых агрегатов, водорода и алюминия - распылению структурных отдельностей и кислотному разрушению минералов. Кислая реакция почв оказывает негативное влияние на условия питания растений.

При кислой реакции в почве недостаточно катионов кальция, магния, молибдена и др. элементов, в то же время проявляется токсичное влияние катионов водорода и, особенно, алюминия и марганца. При этом нарушается питание растений фосфором и азотом, кислая среда подавляет деятельность полезной микрофлоры, угнетающе действует на процессы аммонификации и нитрификации.

Для большинства культурных растений оптимальной является нейтральная и близкая к нейтральной реакция почвенного раствора (рН 6-7). Только для незначительного числа культурных растений оптимальной является кислая среда (рН 4,5-6). К ним относится чайный куст, картофель, люпин и некоторые другие.

Для оптимизации реакции среды кислых почв проводят химическую мелиорацию - известкование. При внесении извести кальций замещает водород в ППК и нейтрализует свободные органически И минеральные кислоты почвенного раствора. Существует несколько способов расчёта норм извести: по гидролитической кислотности, по обменной кислотности, по сдвигу рН при внесении СаСО3, по буферной способности почвы. Наибольшее распространение получил метод расчёта по гидролитической кислотности, основанный на том, что для нейтрализации 1мг-экв ионов Н+/100 г требуется 50 мг СаСО3. Потребность в известковании можно определить по степени насыщенности основаниями. При V более 80% почвы не нуждаются в известковании, при V менее 50% потребность высокая; в промежутке - средняя и слабая.

При определении дозы извести по обменной кислотности учитывается гранулометрический состав и содержание гумуса. Почвы тяжёлого гранулометрического состава и более гумусированные требуют более высокую дозу извести, поскольку обладают повышенной буферностью к сдвигу рН.

Уменьшению кислотности способствует систематическое применение навоза и компостов. Повышают почвенную кислотность физиологически кислые минеральные удобрения.

I. По химическим свойствам лугово-черноземные почвы близки к черноземам.

Содержание гумуса в лугово-черноземных почвах подтаежной зоны очень высокое - 9-20%, в лесостепной - от 7 до 17, а в степной зоне - от 3 до 8,7%. Вниз по профилю его количество снижается довольно плавно, лишь в степной зоне - резко.

Валовое содержание азота находится в прямой зависимости от содержания гумуса. В верхних горизонтах его количество колеблется от 0,4-0,8%, книзу снижается, иногда до 0,1-0,2%. Содержание подвижного фосфора варьирует в широких пределах - от 3,0 до 10,0 мг/100 г почвы. В осолоделых лугово-черноземных почвах содержание подвижного фосфора в нижних горизонтах больше, чем в верхних гумусовых горизонтах. Подвижным калием эти почвы хорошо обеспечены: 15-45 мг/100 г (табл. 12).

Величина рН пахотных горизонтов имеет нейтральное (близко к поверхности - слабокислое) значение, на глубине от 80 см и глубже - слабо- и среднещелочное. Емкость обмена высокая и колеблется от 50 до 70 мг-экв/100г почвы. Состав поглощенных оснований благоприятный. Почвенный поглощающий комплекс насыщен преимущественно катионами кальция и магния. На долю поглощенного натрия даже в солонцеватых лугово-черноземных почвах приходится не более 4-5 мг-экв/100 г почвы, что составляет менее 10% емкости обмена.

Таблица 12. Физико-химические свойства лугово-черноземных почв, Маслянинский район

Глубина, смрH водн.Гумус, %Обменные катионы, мг-экв/100 г почвыЕмкость обмена, мг-экв/100 г почвыВаловой азотПодвижный, мг/100 г почвыCa2+Mg2+Na+фосфоркалий0-55,320,2758,477,252,468,260,8878,4не опр.10-155,911,3851,286,812,060,230,4904,220-255,98,8042,615,291,649,620,3894,235-406,86,3827,094,431,833,460,2954,255-607,01,8723,733,79не опр.27,640,0928,380-858,30,6822,203,8926,09не опр.не опр.85-1408,00,5819,773,8823,65140-1708,50,4419,014,2523,26

II. Данные валового химического анализа оподзоленных черноземов свидетельствуют о некотором передвижении вниз по профилю полуторных окислов железа и алюминия и накоплении в верхней части профиля кремнезема (табл. 13).

Таблица 13. Валовой химический состав чернозема оподзоленного, Маслянинский район (на безгумусную бескарбонатную почву, %)

Глубина, смПотери при прокаливании, %SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSiO2 / R2O32-1011,5972,115,6414,542,091,746,725-3510,0273,085,9915,691,892,226,470-805,5970,645,1515,671,721,896,3105-1124,9969,695,9316,441,742,065,9137-1474,3067,205,3415,224,681,946,2

Оподзоленные черноземы имеют высокое содержание гумуса - от 8 до 10%, т.е. они являются средне- и высокогумусными. Изменение содержания гумуса по профилю происходит более плавно, чем в серых лесных почвах. Высокое содержание гумуса обеспечивает значительное количество в них общего азота: в гумусовом горизонте А - 0,4-0,45%, в горизонте В - 0,10-0,2%. Кроме того, они достаточно хорошо обеспечены подвижным фосфором и калием и в меньшей степени подвижным азотом.

Величина рН пахотных горизонтов имеет нейтральное значение. Почвенный поглощающий комплекс черноземов оподзоленных практически полностью насыщен катионами кальция и в значительно меньших количествах - катионами магния. В небольшом количестве в нем присутствуют катионы водорода, что свидетельствует о протекании в профиле процессов оподзоливания (табл. 14).

Таблица 14. Состав поглощенных катионов и величина рН в черноземах оподзоленных

Глубина, смCa2+Mg2+H+СуммаCa2+Mg2+H+pHмг-экв / 100 г почвыот суммы, %водныйсолевой0-1040,426,660,1147,1985,714,10,26,45,613-2331,893,830,0635,7889,110,70,26,86,026-3623,643,580,0626,9886,513,20,37,16,0

3.5 Содержание гумуса в почвах, его типы, роль в почвообразовании и плодородии (расчёты запасов гумуса в почвах и их оценка по Орлову)

Каждая почва состоит из органических, минеральных и органоминеральных комплексных соединений. Органические соединения почвы формируются в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Неразложившиеся остатки растений и животных, которые видны в образце почвы невооруженным глазом или под лупой, составляют 5-10% общего содержания органического вещества неживой фазы большинства почв. Часть их полностью распадается до углекислоты, воды и простых солей в процессах минерализации. Другая часть преобразуется в сложные специфические органические вещества, называемые гумусовыми веществами. Совокупность специфических и неспецифических органических веществ, растительных и животных остатков разной степени разложения, кроме тех, которые еще не утратили тканевого строения, получило название гумуса или перегноя.

Гумус состоит из 2 больших групп веществ:

) неспецифические органические соединения, которые могут быть выделены из почвы, идентифицированы и количественно определены (сахара, аминокислоты, белки, органические основания, дубильные вещества, органические кислоты и т. п.). В большинстве минеральных почв составляют единицы процентов общего содержания органического вещества;

) специфические гумусовые соединения - наиболее характерная специфическая часть, составляющая приблизительно 80-90 % общего содержании органического вещества в большинстве минеральных почв.

Гумусовые вещества представляют собой смесь различных по составу и свойствам высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений, объединенных общностью происхождения, некоторых свойств и чертами строения. Гумусовые вещества по растворимости и экстрагируемости делят на большие группы: фульвокислоты (ФК), гуминовые кислоты (ГК) и гумин; иногда выделяют особую группу гиматомелановых кислот.

Фульвокислоты - наиболее растворимая группа гумусовых соединений, обладающая, высокой подвижностью, значительно более низкими молекулярными массами, чем средневзвешенные молекулярные массы гумусовых веществ в целом. Фульвокислоты имеют более светлую окраску, чем вещества других групп. Преобладают в почвах подзолистого типа, красноземах, некоторых почвах тропиков, сероземах.

Гуминовые кислоты - нерастворимая в минеральных и органических кислотах группа гумусовых соединений. Имеют в среднем более высокие молекулярные массы, повышенное содержание углерода (до 62 %), менее выраженный кислотный характер. Преобладают в черноземах, каштановых почвах, иногда в серых лесных и хорошо окультуренных дерново-подзолистых.

Гумин - неэкстрагируемая часть гумуса. Представлена двумя типами соединений: гумусовыми веществами, наиболее прочно связанными с глинистыми минералами (глиногумусовый гумин); частично разложившимися растительными остатками, утратившими анатомическое строение и обогащенными наиболее устойчивыми компонентами, прежде всего лигнином (детритный гумин)

Гиматомелановые кислоты - группа гумусовых веществ с промежуточными свойствами между фульвокислотами и гуминовыми кислотами. Ранее включались в группу гуминовых кислот. Отличаются от последних растворимостью в полярных органических растворителях и другими свойствами.

Содержание гумуса в верхних горизонтах разных почв варьирует в широких пределах - от 0,5-1 до 10-12 % и более. Сельскохозяйственное использование в условиях низкой культуры земледелия приводит к снижению уровня гумусированности. Соотношение между гуминовыми и фульвокислотами определяет качественную характеристику гумуса разных типов почв. Обычно учитывается, прежде всего, отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот. В том случае, когда это отношение меньше 1, гумус называют фульватным, а когда отношение больше 1 - гуматным. В природном почвообразовании складывается закономерность, согласно которой при наиболее благоприятных условиях гумусонакопления формируется гумус, относительно обогащенный гуминовыми кислотами (черноземы, перегнойные почвы). Освоение и окультуривание почв в ряде случаев оказывают обычно неоднозначное влияние и на тип гумуса, изменяя его качественный состав.

Запасы гумуса в почве определяют уровень её потенциального и эффективного плодородия. Запасы гумуса в почве принято выражать в тоннах на гектар (т/га) и рассчитывать в слое 0-20 (пахотный) и 0-100 см.

ЗГ (т/га) = гумус (%) ∙ h ∙ d,

где гумус (%) - содержание гумуса в слое почвы, %;- мощность (толщина) слоя почвы, см; - плотность слоя почвы, г/см3.

Таблица 15. Оценка запасов гумуса в почве (по Д.С. Орлову, Л.А. Гришиной)

Запасы гумуса, т/га в слое почвыОценка запасов гумуса0 - 20 см0 - 100 смБолее 200Более 600Очень высокие150 - 200 400 - 600 Высокие100 - 150 200 - 400 Средние50 - 100 100 - 200 НизкиеМенее 50Менее 100Очень низкие

I. Лугово-черноземные почвы:

Таблица 16. Расчет запасов гумуса в лугово-черноземных почвах

ГоризонтГлубина, смh, смd, г/см3Гумус, %ЗГ, т/гаА0-25251,128,8246,4АВ25-3491,277,383,4В34-46121,346,38102,6ВС46-63171,403,583,3С63-100371,60,6840,3S 556 т/га

Запасы гумуса в пахотном слое (0-20 см) очень высокие.

Запасы гумуса в метровом слое (0-100 см) высокие.

Лугово-черноземные почвы являются высокогумусными. Характеризуются глубоким проникновением гумуса по профилю, содержание которого постепенно снижается.

II. Черноземы оподзоленные:

Таблица 17. Расчет запасов гумуса в черноземах оподзоленных

ГоризонтГлубина, смh, смd, г/см3Гумус, %ЗГ, т/гаА00-551,026,734,2А15-39341,115,1192,5АВ139-77381,382,1110,1В77-93161,550,717,4ВС93-10071,550,11,1S 355,3 т/га

Запасы гумуса в пахотном слое (0-20 см) высокие.

Запасы гумуса в метровом слое (0-100 см) средние.

Оподзоленные черноземы являются высоко- и среднегумусными. Изменение содержания гумуса по профилю происходит в них более плавно, чем в лугово-черноземных почвах.

3.6 Водные свойства и водный режим почв. Расчёты и оценка запасов продуктивной влаги в почвах и приёмы их регулирования

Почвенная вода - жизненная основа растений, почвенной фауны и микрофлоры, получающих воду главным образом из почвы. От содержания воды в почве зависят интенсивность химических и физико-химических процессов, передвижение веществ в почве, водно-воздушный, питательный и тепловой режимы, её физико-механические свойства, т. е. важнейшие показатели почвенного плодородия.

Для растений доступна та часть почвенной влаги, которая может быть усвоена в процессе их жизнедеятельности. Её называют продуктивной (полезной) влагой (ЗПВ), так как она используется на формирование урожая.

Если доступная влага использована полностью, растения завядают, такая влажность почвы называется влажностью завядания (ВЗ). Влажность завядания зависит от вида растений и свойств почвы. Чем тяжелее гранулометрический состав почвы, тем больше в ней органического вещества, тем выше ВЗ. В среднем ВЗ составляет: в песках - 1-3 %, в супесях - З-6, в суглинках - 6-15, в торфяных почвах - 50-60 %.

Запас продуктивной влаги в почве (ЗПВ) принято выражать в миллиметрах толщины водяного слоя. В таком виде его удобнее сопоставлять с данными по количеству выпавших осадков: 1 мм осадков на 1 га соответствует 10 тоннам воды (1 мм ∙ S1 га ∙ dН2О = 0,1 см ∙ 10 8 см 2 · 1 г = 10 т = 10 м 3/га). см 3

Запас продуктивной влаги в почве определяется как разница между общими запасами влаги (03 В) и запасами труднодоступной влаги (ЗТВ).

03 В = 0, 1 ∙ h ∙ d ∙ В, мм;

ЗТВ = 0,1∙ h ∙ d ∙ ВЗ, мм,

где 0,1 - коэффициент пересчёта запасов влаги в почве из м 3/га в мм/га;- мощность слоя почвы, для которого рассчитывают запас влаги, см;- плотность слоя почвы, г/см 3;

В - полевая влажность почвы, на абсолютно сухую почву, %;

ВЗ - влажность завядания, на абсолютно сухую почву, %.

ЗПВ = 03В - ЗТВ, мм

ЗПВ = (0,1∙ В ∙d∙ В) - 0,1 ∙ h ∙ d ∙ ВЗ) = 0,1∙h∙d (В - ВЗ), мм, т. е.

ЗПВ =0,1∙h∙d (В - ВЗ); мм

Запасы продуктивной влаги оценивают по таблице 16.

Таблица 18. Оценка запасов продуктивной влаги (Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А.)

Мощность слоя почвы, смЗапасы воды, ммКачественная оценка запасов воды0 - 20Более 40Хорошая20 - 40УдовлетворительнаяМенее 20Неудовлетворительная0 - 100Более 160Очень хорошая130 - 160Хорошая90 - 130Удовлетворительная60 - 90ПлохаяМенее 60Очень плохая

Типы водного режима почв

Водный режим почвы - совокупность процессов поступления, передвижения и расхода влаги в почве. Основы учения о водных режимах почв были заложения Г.Н. Высоцким и А.А. Роде. Ими было выделено 6 типов водного режима и несколько подтипов. В настоящее время принято выделять 14 типов водного режима.

Водный баланс для разных почвенно-климатических зон и отдельных участков местности складывается неодинаково. В зависимости от соотношения основных статей годового баланса может быть несколько типов водного режима почв. Тип водного режима почв определяют по величине коэффициента увлажнения (КУ), который вычисляют отношением годового количества выпадающих осадков на данной территории к годовой испаряемости. В разных природных зонах КУ колеблется от 3 до 0,1.

Для различных природных условий Г.Н. Высоцкий установил 4 типа водного режима: промывной, периодически промывной, непромывной и выпотной. Развивая учение Г.Н. Высоцкого, профессор А.А. Роде выделил 6 типов водного режима, разделив их на несколько подтипов.

. Мерзлотный тип. Распространен в условиях многолетней мерзлоты. Мерзлый слой грунта водонепроницаем, является водоупором, над которым проходит надмерзлотная верховодка, которая обусловливает насыщенность водой верхней части оттаявшей почвы в течение вегетационного периода.

. Промывной тип (КУ > 1). Характерен для местностей, где сумма годовых осадков больше испаряемости. Весь профиль почвы ежегодно подвергается сквозному промачиванию до грунтовых вод и интенсивному выщелачиванию продуктов почвообразования. Под влиянием промывного типа водного режима формируются почвы подзолистого типа, красноземы и желтоземы. При близком к поверхности залегании грунтовых вод, слабой водопроницаемости почв и почвообразующих пород формируется болотный подтип водного режима. Под его влиянием формируются болотные и подзолисто-болотные почвы.

. Периодически промывной тип (КУ =1, при колебаниях от 1,2 до 0,8). Этот тип водного режима отличается средней многолетней сбалансированностью осадков и испаряемости. Для него характерны чередование ограниченного промачивания почв и пород в сухие годы (непромывные условия) и сквозное промачивание (промывной режим) во влажные. Промывание почв избыткомосадков происходит 1-2 раза в несколько лет. Такой тип водного режима присущ серым лесным почвам, черноземам оподзоленным и выщелоченным. Водообеспеченность почв неустойчивая.

. Непромывной тип (КУ < 1). Характеризуется распределением влаги осадков преимущественно в верхних горизонтах и не достигает грунтовых вод. Связь между атмосферной и грунтовой водой осуществляется через слой с очень низкой влажностью, близкой к ВЗ. Обмен влагой происходит путем передвижения воды в форме пара. Такой тип водного режима характерен для степных почв - черноземов, каштановых, бурых полупустынных и серо-бурых пустынных почв. В указанном ряду почв уменьшается количество осадков, увеличивается испаряемость. Коэффициент увлажнения снижается с 0,6 до 0,1.

Влагооборот захватывает толщу почв и грунта от 4 м (степные черноземы) до 1 м (пустынно-степные, пустынные почвы). Запасы влаги, накопленные в почвах степей весной, интенсивно расходуются на транспирацию и физическое испарение и к осени становятся ничтожно малыми. В полупустынной и пустынной зонах без орошения земледелие невозможно.

. Выпотной тип (КУ < 1). Проявляется в степной, полупустынной и пустынной зонах при близком залегании грунтовых вод. Преобладают восходящие потоки влаги по капиллярам от грунтовых вод. При высокой минерализации грунтовых вод в почву поступают легкорастворимые соли, происходит ее засоление.

. Ирригационный тип. Он создается при дополнительном увлажнении почвы оросительными водами. При правильном нормировании поливной воды и соблюдении оросительного режима водный режим почвы должен формироваться по непромывному типу с КУ, близким к единице.

I. Водный режим лугово-черноземных почв, по классификации А.А. Роде, относится к типу выпотного, подтипу лугово-степного; по классификации В.А. Ковды - к типу промывного гидроморфного. Н.И. Базилевич определяет этот режим как попеременный промывной-десуктивно-выпотной. В последнем названии наиболее ясно отражается особенность этого режима, который характеризуется чередованием периодов глубокого промачивания почв талыми снеговыми водами и иногда обильными летними осадками и возвратного капиллярного поднятия влаги. В течение значительной части вегетационного периода сохраняется связь нижней части почвенного профиля с почвенно-грунтовыми водами через капиллярную кайму. Лугово-черноземные почвы значительно лучше увлажнены, чем черноземы.

Грунтовые воды находятся на глубине 3-6 м, имеют слабую минерализацию. При относительно большой глубине залегания их воздействие на почвообразование ограничено. Оно проявляется в слабом оглеении нижних горизонтов, возникающем периодически при сезонном повышении уровня залегания грунтовых вод.

Таблица 19. Расчет запасов продуктивной влаги для лугово-черноземных почв

ГоризонтГлубина, смh, смd, г/см3В, %ВЗ, %ЗПВ, мм05.0520.0705.0520.07А0-25251,1229,011,07,859,49,0АВ25-3491,2725,010,06,521,14,0В34-46121,4024,011,56,229,98,9ВС46-63171,4023,011,86,040,513,8С63-100371,622,512,86,594,737,3S244,673,0

На 5 мая: ЗПВ в пахотном слое (0-20 см) - хорошие.

ЗПВ в метровом слое (0-100 см) - очень хорошие.

На 20 июля: ЗПВ в пахотном слое (0-20 см) - неудовлетворительные.

ЗПВ в метровом слое (0-100 см) - плохие. По сравнению с показателями на 5 мая запасы продуктивной влаги значительно уменьшились, так как влага испаряется и расходуется растениями, а осадков в летний период выпадает недостаточное количество. Необходимо проводить мероприятия, увеличивающие влагообеспеченность растений в летний период.

II. Водный режим черноземов оподзоленных:

На территории обследуемого хозяйства под влиянием периодически промывного типа водного режима сформировались черноземы оподзоленные. Такой тип водного режима характеризуется неустойчивой водообеспеченностью почв. Поэтому основные задачи по регулированию водного режима сводятся к накоплению, сохранению и продуктивному использованию влаги выпадающих осадков для поддержания необходимой обеспеченности возделываемых культур. В этих зонах большое значение приобретают мероприятия, направленные на ослабление поверхностного стока воды, снегозадержание, уменьшение физического испарения воды из почвы.

Важная роль принадлежит системе обработки почвы, чистым парам, борьбе с сорняками, лесополосам. Так, зяблевая обработка почвы, обеспечивая рыхлое строение пахотного слоя, способствует лучшему поглощению дождевых и талых вод, уменьшает поверхностный сток и снижает потери влаги на физическое испарение. Это улучшает влагообеспеченность сельскохозяйственных культур и повышает их урожай.

Таблица 20. Расчет запасов продуктивной влаги для черноземов оподзоленных

ГоризонтГлубина, смh, смd, г/см3В, %ВЗ, %ЗПВ, мм05.0520.0705.0520.07А00-551,0228,018,09,01,00,5А15-39341,1124,019,07,661,943,0АВ139-77381,3222,016,07,075,245,1В77-93161,5519,015,09,324,114,1ВС93-10071,5519,014,09,310,55,1S172,7107,9

На 5 мая: ЗПВ в пахотном слое (0-20 см) - удовлетворительные.

ЗПВ в метровом слое (0-100 см) - очень хорошие.

На 20 июля: ЗПВ в пахотном слое (0-20 см) - удовлетворительные.

4. Агропроизводственная группировка и бонитировка почв. Расчёты бонитета почв, его оценка по Благовидову

Для практического использования материалов почвенных исследований целесообразно объединение выделенных на карте почв в группы по сходности свойств, определяющих агропроизводственные их качества и общность приемов использования. В этих целях проводят агропроизводственную группировку почв или объединяют почвы в группы (типизация земель).

Агропроизводственная группировка почв представляет собой объединение видов и разновидностей почв в более крупные агропроизводственные группы по общности агрономических свойств почв, близости экологических условий, сходству качественных особенностей и уровней плодородия, однотипности необходимых агротехнических и мелиоративных мероприятий.

Агропроизводственную группировку почв разрабатывают на базе агрономических свойств почвы с учетом особенностей сельскохозяйственных культур, состояния хозяйства и перспектив их развития в виде картограмм. Почвы в агропроизводственные группы необходимо объединять по следующим признакам и свойствам:

1.генетическая близость (принадлежность к одному и тому же типу, подтипу, роду, виду);

2.морфологическое строение почвенного профиля, его верхних горизонтов, мощность гумусового горизонта, содержание в нем гумуса;

.гранулометрический состав;

.почвообразующие и подстилающие породы;

.глубина залегания и качество грунтовых вод;

.основные физические свойства почв, их водно-воздушный и тепловой режимы;

.химические и физико-химические свойства;

.пригодность почв для выращивания определенных групп культур;

.однотипность и близость показателей, лимитирующих плодородие почв и затрудняющих их использование (каменистость, эродированность, солонцеватость, засоленность и др.);

.степень однородности почвенных контуров, их размер и конфигурация.

По указанным признакам и их свойствам можно наметить общий комплекс мероприятий по повышению плодородия почв и наиболее рациональному их использованию, объединив их в одну группу. Число агропроизводственных групп всегда меньше числа почв, выделенных на почвенной карте. Все почвы хозяйства объединены в 14 агропроизводственных групп.

1-я агропроизводственная группа - пахотные почвы лучшего качества:

А) черноземы выщелоченные;

Б) черноземы оподзоленные.

2-я агропроизводственная группа - пахотные почвы хорошего качества:

А) темно-серые оподзоленные;

Б) лугово-черноземные.

3-я агропроизводственная группа - пахотные почвы хорошего качества:

А) черноземы обыкновенные;

Б) черноземы солонцеватые.

Почвы 3-ей агропроизводственной группы приобретают высокие качества при хорошем, в т.ч. искусственном увлажнении. Пригодны для возделывания всех сельскохозяйственных культур.

4-я агропроизводственная группа - пахотные почвы среднего качества:

А) дерново-подзолистые средне-задернованные;

Б) серые лесные.

5-я агропроизводственная группа - пахотные почвы среднего качества:

А) серые лесные оподзоленные;

Б) серые оподзоленные слабосмытые.

-я агропроизводственная группа - пахотные почвы ниже среднего качества:

А) серые оподзоленные среднесмытые;

Б) серые оподзоленные среднесмытые в комплексе со светло-серыми оподзоленными до 25%.

7-я агропроизводственная группа - условно-пахотные почвы:

А) черноземно-луговые оподзоленные;

Б) луговая типичная;

В) все пахотопригодные почвы с комплексом непахотопригодных от 15 до 25%.

8-я агропроизводственная группа - почвы кормовых угодий лучшего качества:

А) аллювиально-перегнойная;

Б) прибрежные почвы пойм;

В) луговая оподзоленная почва.

9-я агропроизводственная группа - почвы кормовых угодий среднего качества:

А) дерновая сильно подзолистая;

Б) комплексные почвы балок;

В) все кормопригодные почвы с комплексом некормопригодных более 25%.

10-я агропроизводственная группа - почвы кормовых угодий ниже среднего качества:

А) лугово-болотная.

Б) собственно подзолистые;

11-я агропроизводственная группа - почвы под лесами, почвы мелиора-ивного фонда:

А) дерновая сильно подзолистая;

Б) аллювиально-болотные.

12-я агропроизводственная группа - почвы болот - регулируют уровень грунтовых вод и микроклимат данной территории

А) болотная, низинная

Б) торфяно-глеевая.

I. Лугово-черноземные почвы относятся ко второй агропроизводственной группе. Они имеют большое распространение на территории хозяйства и характеризуются разнообразием плодородия. Агрономическая ценность лугово-черноземных почв зависит от погодных условий - в нормальные и увлажненные годы по плодородию они не уступают черноземам, в сухие на них получают высокие урожаи, а во влажные и холодные - низкие. Рекомендации по их использованию и улучшению те же, что и для черноземов.

Отрицательным показателем агропроизводственных свойств этих почв является засоленность (особенно на территории Барабинской низменности и Северной Кулунды). Незасоленные разности имеют высокую агрономическую оценку, а засоленные в пределах 0-30 см (солончаковатые) - самую низкую. На солончаковатых почвах резко снижается урожайность сельскохозяйственных культур и их качество, поэтому использовать их следует при возделывании весьма ограниченного перечня солеустойчивых культур.

II. Черноземы оподзоленные относятся к первой агропроизводственной группе. Почвы первой группы являются преобладающими на территории хозяйства, используются все пахотные земли. Оподзоленные и выщелочные черноземы в большинстве случаев являются наиболее богатыми почвами. Мощность гумусового горизонта в этих почвах составляет 40 - 65 см у среднемощных и 25 - 40 см у маломощных. В соответствии с большими запасами гумуса в почвах первой подгруппы содержится много валового и, очевидно, подвижного азота. По обеспеченности подвижным фосфором и калием эти почвы также стоят на первом месте. Но все эти показатели черноземов при их неправильном использовании могут быть понижены.

Бонитировка почв

Бонитировка почв - сравнительная оценка почв по их производительности. Она производится в количественных показателях - баллах, которые рассчитываются на основе объективных данных - свойствах почв и средней многолетней урожайности сельскохозяйственных культур на этих почвах.

Балл бонитета каждого оценочного признака почвы вычисляют по формуле:

Б = Пф / Пэ * 100%,

где Б - балл оценочного признака;

Пф - фактическое значение какого-либо признака (мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, pH, гранулометрический сосотав и т. д.);

Пэ - значение признака почвы, принятой за эталон.

За 100 баллов принимают величину соответствующего признака или свойства лучшей по качеству и урожайности почвы области. В Новосибирской области такой почвой (эталоном) считают чернозём средневыщелоченный среднемощный среднесуглинистый дренированной лесостепи на лессовидном карбонатном суглинке (табл. 21).

Таблица 21. Основные оценочные признаки и их значения

Оценочный признак ВеличинаБаллэталонфакт. 1факт. 2эталонфакт. 1факт. 2Мощность гумусового горизонта, см4034391008597,5Содержание гумуса, %88,86,710010083,7рН75,96,4-6,810095100Гранулометрический составСредне-суглинистыйТяжелый суглинокТяжелый суглинок1009090

Балл бонитета почв по pH и гранулометрическому составу определяют по таблице 21.

Средний балл рассчитывается по формуле:

Для исследуемых почв:

Бср I = (Б1+Б2+Б3+Б4) / 4 = 85 + 95 + 100 + 90 = 92,5

Бср II = (Б1+Б2+Б3+Б4) / 4 = 97,5 + 83,7 + 100 + 90 = 92,8

Таблица 21 Оценка качества почв по величине рН и гранулометрическому составу

Величина рНБаллГранулометрический составБалл< 4,550Супесь704,6 - 6,0705,1 - 5,590Легкий суглинок905,6 - 6,0956,1 - 7,0100Средний суглинок1007,1 - 7,5907,6 - 8,060Тяжелый сглинок90> 8,040

Качественная оценка почв по величине урожайности зависит также от среднегодового количества выпавших осадков. Для Новосибирской области оно в среднем составляет 400 мм, что соответствует КУ=1 и позволяет в совокупности с вышеперечисленными свойствами почвы-эталона получать на ней в передовых хозяйствах по 30 ц/га. Эта урожайность также принята за 100 баллов.

КУ = кол-во осадков за год фактическое / испарение

Для Новосибирской области испарение в среднем составляет 400 мм.

На территории хозяйства среднегодовое количество осадков 450 мм.

КУ = 450 / 400 = 1,125

При окончательной качественной оценке почв необходимо учитывать другие важные их свойства: степень оподзоленности и оглеенности, переувлажнения, луговости, смытости, засоления и т.д. Они не поддаются строгому количественному учету и определяются количественно-качественным методом по системе: слабая, средняя, сильная с помощью поправочных коэффициентов.

Поправка среднего балла бонитета с учетом осадков (коэффициента увлажнения) и других поправочных коэффициентов:

Бср 1 = КУ * Бср * Ксм* Коп

КУ = 1,125

При слабой степени оподзоленности Коп = 1,0.

Коэффициент переувлажненности Кпереувл. = 0,8 (степень переувлажнения слабая)

Бср I 1= 1,125 * 92,5 * 0,8 = 83,50

Бср II 1= 1,125 * 92,8 * 0,8 = 83,52

В соответствии со шкалой оценки почв по Благовидову исследуемые почвы относятся:

I. Лугово-черноземная - к IХ классу бонитета

II. Чернозем оподзоленный - к IХ классу бонитета

Это лучшие по качеству почвы.

5. Плодородие почв и современные пути его сохранения и рационального использования в хозяйстве. Баланс гумуса в севооборотах и его регулирование

Снижение плодородия почв по большей части связано со снижением количества подвижного азота в пахотном горизонте и с потерей гумуса (дегумификацией). Особенно ярко это проявляется на осушенных землях, где мощность торфяного слоя уменьшается в среднем на 3-5 см в год. Водная и ветровая эрозия также приводит к уменьшению количества гумуса в почве. Весной при таянии снега и отсутствии растительности, летом и осенью при выпадении осадков в виде ливней на пахотных землях при наличии даже незначительных уклонов местности развивается водная эрозия. Она приводит к ухудшению структуры почвы, уплотняет ее пахотный слой, резко уменьшает количество гумуса, уменьшает или уничтожает гумусовый горизонт, что приводит к снижению содержания питательных веществ и плодородия в целом.

Ветровая эрозия (дефляция) начинает проявляться уже при скорости ветра более 6 м/с. Наиболее она развита в южной лесостепи и степной зоне, где почвы имеют маломощный гумусовый слой, более легкий гранулометрический состав и менее оструктурены. Она проявляется в виде пыльных бурь и повседневной дефляции, наносит большой вред сельскому хозяйству, разрушая почву, унося с посевами до 15-20 см гумусового слоя. Выдувание верхнего слоя, как и при водной эрозии, способствует сокращению мощности гумусового слоя, снижению запасов гумуса, азота и других питательных веществ. Поэтому в районах с развитой эрозией следует проводить организационно-хозяйственные, агротехнические и лесомелиоративные мероприятия.

Равнинные территории с небольшим уклоном (до 2о) следует использовать под обычные сельскохозяйственные культуры. На склонах большей крутизны необходимо размещать почвозащитные севообороты. Более крутые склоны (свыше 5-7о) используют под посевы многолетних трав. Там, где эрозия опасна, размещают полосы из многолетних трав, кустарников и деревьев. Эродированные участки отводят под почвозащитные лугово-пастищные севообороты, а сильноэродированные - под постоянное залужение или облесение.

Для снижения потерь гумуса в почву следует вносить научно обоснованные дозы минеральных и органических удобрений, проводить известкование кислых и гипсование щелочных почв, вводить севообороты с многолетними травами, регулировать соотношение пропашных и зерновых культур.

Положительное воздействие на содержание гумуса повсеместно оказывают оставление и запахивание стерни и пожнивных остатков. Важным приемом накопления гумуса является щадящая обработка почвы. Замена отвальной обработки на безотвальную и минимальную способствует сохранению и накоплению гумуса.

Главным залогом сохранения почвенного плодородия и рационального его использования в сельскохозяйственном производстве может служить повсеместное освоение адаптивно-ландшафтных систем земледелия.

С 50-х годов в России получили развитие различные направления разработки систем земледелия, в том числе система Т.С. Мальцева, почвозащитная система А.И. Бараева и др. В 80-х годах они были интегрированы в зональные системы земледелия. В каждой области, крае и автономных республиках были изданы книги-рекомендации с такими названиями. В 90-х годах они получили дальнейшую разработку и были дифференцированы применительно к различным агроландшафтам в пределах природно-сельскохозяйственных провинций различных природных зон. Эти системы названы адаптивно-ландшафтными. Им дано конкретное определение академиком РАСХН Валерием Ивановичем Кирюшиным в 1993 году:

«Адаптивно-ландшафтная система земледелия (АЛСЗ) - это система использования земли определенной агроэкологической группы, ориентированная на производство продукции экономически и экологически обусловленного количества и качества в соответствии с общественными (рыночными) потребностями, природными и производственными ресурсами, обеспечивающая устойчивость агроландшафта и воспроизводство почвенного плодородия».

АЛСЗ имеет конкретный агроэкологический адрес (группа земель в пределах агроэкологической провинции). Она адаптирована к определенным социально-экономическим условиям и определяется шестью группами факторов: 1. общественные (рыночные) потребности (рынок продуктов, потребности животноводства, требования переработки продукции); 2. агроэкологические требования культур и их средообразующее влияние; 3. агроэкологические параметры земель (природно-ресурсный потенциал); 4. производственно-ресурсный потенциал, уровни интенсификации; 5. хозяйственные уклады, социальная инфраструктура; 6. качество продукции и среды обитания, экологические ограничения. Термин «адаптивная» означает адаптированность системы земледелия ко всему комплексу обозначенных условий. Термин «ландшафтная» означает, что она разрабатывается применительно к конкретной категории агроландшафта, или, другими словами, к агроэкологической группе земель.

Обязательным условием проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия является формирование геоинформационных систем (ГИС) агроэкологической оценки земель по перечисленным параметрам. Из множества природных факторов при проектировании АЛЗС учитываются те, которые связаны с биологическими требованиями растений, а также те, которые определяют ландшафтные связи и соответственно устойчивость агроландшафтов. Чем выше уровень интенсификации земледелия тем большее количество агроэкологических факторов учитывается. Проектирование АЛСЗ основывается на системе агроэкологической оценки земель, которая включает следующие позиции: ландшафтно-экологический анализ территории, агроэкологическую оценку почв, агроэкологическую типизацию и классификацию земель, агрогеоинформационные системы по агроэкологической оценке земель.

6. Экологическая роль почв и их охрана

Почвенный покров представляет собой тончайшую и самую плотно населенную организмами поверхностную оболочку нашей планеты. В ней постоянно осуществляется круговорот веществ и энергии. С защитой почвенного покрова непосредственно связана и проблема сохранения биологического разнообразия. Разрушение почвенного покрова неизбежно нарушит нормальное функционирование биосферы. Поэтому использование почв и их охрану следует рассматривать как единое целое.

Эффективное управление плодородием почв возможно только в рамках экологически ориентированного подхода к землепользованию.

Бережное отношение к почвам и их сохранность являются важной проблемой современного земледелия в Новосибирской области, которая характеризуется неустойчивым агроландшафтом. В области значительная часть почв, особенно черноземов, подверждена водной и ветровой эрозии. Развитие эрозии связано со своеобразным гранулометрическим составом почв (преобладанием в них иловатых и пылеватых частиц) и характером рельефа. Некоторые противоэрозионные мероприятия описаны в предыдущей главе (гл. 5, стр. 52)

На землях, подверженных ветровой эрозии, следует проводить безотвальную обработку, которая сохраняет до 85% стерни и других растительных остатков. В малоснежное зимнее время стерня защищает поле от дефляции и способствует равномерному распределению снега на поверхности, что создает условия для получения дружных всходов и повышения их устойчивости к воздействию ветра. На таких почвах необходимо заменять чистые пары занятыми сидеральными и кулисными. Кулисы из высокостебельных растений (рапс, горчица и др.) предохраняют почву от выдувания летом, а зимой способствуют снегозадержанию.

Хорошо зарекомендовало себя полосное размещение паров, когда пары чередуются с посевами зерновых, а также полосное размещение однолетних культур с многолетними травами. При этом полосы следует располагать перпендикулярно активным ветрам.

В борьбе с ветровой эрозией важное значение имеют посадки лесополос. Их размещение производят поперек основного направления господствующих ветров, при тщательном учете характера рельефа и почвенного покрова. Лесополосы размещают в виде клеток. Взрослые 20-30-летние деревья обеспечивают защиту территории 30-40-кратной их высоты. Лесополосы не только снижают дефляцию, но и создают более благоприятный микроклимат, способствуют снего- и влагонакоплению, обеспечивают повышение урожайности зерновых на 3-4 ц/га, силосных - до 50 ц/га.

Для создания равномерного снежного покрова применяют снегозадержание, а для сокращения поверхностного стока используют безотвальную обработку с сохранением на поверхности почвы стерни и пожнивных остатков.

На пастбищах ветровая эрозия возникает при бессистемном выпасе скота. Поэтому для снижения выбивания пастбищ скотом на них необходимо соблюдать пастбищеоборот, а на песчаных и супесчаных почвах следует вообще прекратить выпас и залужить их ценными травами.

На территориях с развитой овражно-балочной системой, в том числе и на территории обследуемого хозяйства, следует проводить мероприятия по борьбе с оврагами, для чего овраг выполаживают, предварительно сняв гумусовый горизонт, который затем возвращают на спланированную поверхность. На вершине оврага сооружают систему канав для отвода поверхностных вод. Вершины оврагов и балок и прилегающие к ним массивы необходимо укреплять посадкой на них лесополос. Все эти мероприятия приводят к регулированию поверхностного стока и уменьшению водной эрозии.

Нарушение технологии внесения органических и минеральных удобрений приводит к загрязнению почв агрохимикатами, ухудшает качество сельскохозяйственной продукции, нередко загрязняет грунтовые воды и прилегающие территории. Избыток азотных удобрений вызывает усиленный нежелательный рост растений, повышает их восприимчивость к пониженным температурам. Особенно опасен азот в нитратной форме, который не поглощается почвой, легко передвигается по профилю и может попадать в грунтовые воды.

Аммиачные соединения азота также могут быть источником загрязнения почв и природных вод. Если концентрация аммиачного азота в грунтовых водах превышает 1 мг/л воды, то он препятствует их хлорированию. Источником аммиачного азота, как правило, служат отходы животноводства и городские сточные воды. На почвах с избыточным содержанием азота необходимо возделывать культуры, способные к большому его выносу своей вегетативной массой, которую скашивают и вносят как зеленые удобрения (сидераты) на бедных азотом и органическим веществом почвах.

При орошении, особенно в районах южной лесостепи и степи, возникает проблема вторичного засоления почв. Главными причинами его возникновения являются бездренажное орошение, неконтролируемые нормы полива, полив минерализованной водой. Оросительные воды при избыточной фильтрации способствуют поднятию грунтовых вод, которые при усиленном испарении приводят к накоплению легкорастворимых солей по всему почвенному профилю, включая верхние гумусовые горизонты.

Особенно опасно содовое засоление, при котором резко возрастает величина рН почвенного раствора (до 10-12), усиливается пептизация почвенных коллоидов, что ухудшает свойства почв и способствует дальнейшему увеличению содержания солей. Для орошения следует применять воды, в которых количество солей не превышает 1 г/л. Часто полив производят и более концентрированными водами, что усиливает возникновение вторичного засоления. Во избежание этого следует периодически проводить промывки, а при содовом засолении поливных вод целесообразно применять химическую мелиорацию гипсом.

Заключение

Анализ состояния двух типов почв показал, что оба типа почв обладают высоким плодородием и баллом бонитета, являются одними из лучших почв в Новосибирской области и рекомендованы для производства товарного зерна.

Однако почвенное плодородие необходимо постоянно поддерживать и по возможности повышать. И как минимум, не допускать истощения и деградации почвы. Основными причинами деградации почв являются высокая антропогенная нагрузка на пашню, разбалансированность агроландшафтов, эрозионные процессы, недостаточное внесение удобрений и известковых мелиорантов.

Для повышения почвенного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур необходимо освоение научно-обоснованных систем земледелия на основе внедрения прогрессивных агроприемов и технологий с учетом качественного проведения работ по окультуриванию почв. При этом необходимо глубокое изучение основных свойств почв области, знание общих закономерностей и зональных особенностей формирования и развития почвенного покрова, освоение специфики приемов и мероприятий по его окультуриванию.

При сельскохозяйственном использовании необходимо учитывать, что почвенный покров области экологически слабо устойчив и легко подвержен отрицательным природным явлениям - водной и ветровой эрозии, засолению, осолонцеванию и заболоченности. Поэтому только рациональное его использование будет способствовать повышению плодородия почв и обеспечит высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур.

Эффективное управление плодородием почв возможно только в рамках экологически ориентированного подхода к землепользованию.

На современном этапе развития общества дальнейшее развитие почв определяется антропогенной деятельностью, направленной на получение высоких и устойчивых урожаев. Под влиянием человека почва окультуривается. Такие мероприятия, как введение научно обоснованных севооборотов, систем обработки почвы, применение органических и минеральных удобрений, рациональная организация земельных территорий с правильным выделением полевых, луговых, пастбищных и лесных угодий, посев высококачественных семян, способствуют окультуриванию почвы. При этом происходят изменения в ее строении, составе и свойствах: увеличивается мощность и обогащается органическим веществом пахотный горизонт и весь корнеобитаемый слой; создается и поддерживается агрономически ценная комковато-зернистая структура, обеспечивающая благоприятный водный и воздушный режим; изменяется в благоприятную сторону состав почвенных микроорганизмов и интенсивно развиваются микробиологические процессы, прежде всего нитрификационные; почва обогащается азотом и зольными элементами питания; изменяются физико-химические свойства и реакция среды вследствие увеличения насыщенности почвы основаниями.

Таким образом, под влиянием деятельности человека изменяются практически все природные свойства почвы, повышается ее плодородие и возрастают урожаи сельскохозяйственных культур.

Список литературы

1. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. - М.: Колос, 1996. - 367с.

. Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии. - М.: Колос, 2000. - 416 с.

. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Р.-на-Дону: Феникс, 2001 - 576 с.

. Лосев А.П., Журина Л.Л. Агрометеорология. - М.: Колос, 2001. - 304 с.

. Сакс В.Н. Новосибирская область: Природа и ресурсы. - М.: Наука, Сибирское отделение, 1978. - 151 с.

. Семендяева Н.В., Галеева Л.П., Мармулев А.Н. Почвы Новосибирской области и их сельскохозяйственное использование. - Новосибирск: НГАУ, 2010. - 187 с.

. Ступин Д. Ю. Загрязнение почв и новейшие технологии их восстановления: Учебное пособие. - СПб.: Издательство «Лань», 2009. - 432 с.