Текст книги "Как повысить плодородие почвы"

Участки с каменистым грунтом обычно можно обнаружить на склонах гор и высоких холмов. В их механическом составе присутствует значительное количество камней и каменистых пород, характеризующихся высокой плотностью. Уровень плодородия почв данного типа чрезвычайно низок.

Среди преимуществ каменистых грунтов можно назвать хорошую прогреваемость солнечными лучами и способность довольно долго сохранять тепловую энергию. Однако они бедны микроорганизмами и питательными веществами, которые легко выветриваются и вымываются. Помимо всего прочего, каменистый грунт, подобно песчанику, характеризуется высокой водопроницаемостью.

Мероприятия по окультуриванию. Перед обработкой участка с каменистой почвой рекомендуется убрать крупные камни, после чего покрыть его слоем плодородного грунта. Такие почвы подходят для сооружения декоративных террас и альпинариев, на которых можно с успехом возделывать теплолюбивые садовые культуры.

В состав торфяно-болотистых почв входят главным образом компоненты органического происхождения. Кроме того, они содержат значительное количество азота, представленного в форме, непригодной для усвоения растений.

Торфяно-болотистые грунты бедны калием и фосфором. Однако последний является главным элементом так называемых торфяно-вивианитовых почв. Имеющиеся в них соединения фосфора недоступны для корневой системы садовых и огородных культур.

Для почвы данного типа характерен высокий уровень водо– и воздухопроницаемости. Однако она отличается чрезмерной влажностью и плохо прогревается. По структуре такие грунты сходны с поролоном, который быстро впитывает влагу, но также легко отдает ее.

Мероприятия по окультуриванию. Действия, направленные на улучшение физико-химических качеств торфяно-болотистых почв, нужно проводить следующим образом. Прежде всего, следует нормализовать процесс распада органических элементов, вследствие которого происходит выход азота и его трансформация в форму, доступную для усвоения растениями. При этом требуется создать благоприятные условия для развития микрофлоры грунта. Для достижения такой цели рекомендуется регулярно подпитывать почву микробиологическими веществами, компостом, древесными опилками, навозной жижей и навозом. Кроме того, при проведении мероприятий по окультуриванию торфяно-болотистые почвы необходимо улучшать, внося калийные и фосфорные удобрения. При обработке торфяно-вивианитовых грунтов количество фосфорных удобрений нужно уменьшить в 2 раза.

Повысить уровень пористости торфяно-болотистых почв можно путем внесения глиняной муки, компоста или крупнозернистого песка.

Минеральные вещества составляют до 97% от общей массы почвы. Их состав неоднороден и различается для грунтов разных видов. Минеральный состав почвы того или иного вида не сходен с набором компонентов, содержащихся в материнской породе. Причем чем старше грунт, тем более выраженным становится это различие.

Все минералы, содержащиеся в почве, можно условно разделить на первичные и вторичные.

В первую группу входят минералы, которые являются остаточными и сохраняются в грунте в период протекания почвообразовательных процессов и выветривания. В зоне повышенной подвижности большая часть подобных веществ распадается. Прежде всего происходит разрушение таких минералов, как амфиболы, нефелин, оливин и пироксены.

Относительно большей устойчивостью (по сравнению с названными выше минералами) обладают полевые шпаты. Их содержание в грунте достигает обычно 10–15% от всей массы твердых фракций. В большинстве случаев это частицы, имеющие довольно крупный размер.

Высокой устойчивостью к разрушению характеризуются такие минеральные вещества, как циркон, эпидот, гранат, турмалин, дистен и ставролит. Они в небольшом количестве представлены в составе грунта. По данным их анализа можно делать заключения о характере протекания почвообразовательного процесса и времени образования материнской породы.

Самой высокой степенью стойкости обладает кварц. Период его сохранения в почве без разрушения может достигать несколько миллионов лет. Именно благодаря высоким физическим и химическим качествам (даже несмотря на интенсивное и продолжительное выветривание, приводящее к выносу продуктов распада) кварц способен накапливаться в грунте в довольно большом количестве.

Вторичные минеральные отложения (вторая группа) образуются в грунте путем трансформации первичных либо в результате протекающего процесса синтеза. Особое значение для почвообразования имеют так называемые глинистые минералы – монтмориллонит, каолинит, серпентин и галлуазит. Для них характерны высокая сорбционная способность, значительное увеличение объемов при воздействии воды и хорошее удержание влаги, высокий уровень липкости и существенные показатели анионного и катионного обменов. Именно такие минералы определяют поглотительные качества грунта, его структуру и степень плодородия.

Помимо описанных выше компонентов, в почве содержатся гидроксиды железа (гематит, лимонит), алюминия (гиббсит) и марганца (пиролюзит, вернадит, манганит). Эти вещества оказывают влияние на процесс становления почвенной структуры, характер и интенсивность поглотительных и окислительно-восстановительных процессов.

Кроме того, в минеральном составе грунтов различных видов были обнаружены карбонаты, ведущее место среди которых принадлежит арагониту и кальциту. Для грунтов аридной зоны характерно также присутствие легкорастворимых солей (карбоната натрия и хлорида натрия). Подобные компоненты необходимы для нормального протекания почвообразовательного процесса.

Согласно данным исследований, в состав почвы входит сравнительно небольшое количество компонентов органического происхождения. Содержание таких веществ зависит от типа грунта. Например, в торфяниках оно максимальное, а в почвах других видов – незначительное (с преобладанием в верхних слоях).

Органический состав почвы представлен животными и растительными остатками, которые могут сохранять анатомическую структуру либо быть в форме химических соединений, известных как гумус. В последнем содержатся такие вещества, как углеводы, липиды, пигменты, флавоноиды, лигнин и пр. Их доля составляет в среднем не более 15% от общей массы.

Специфическими компонентами гумуса являются гумусовые кислоты. В настоящее время их невозможно описать с помощью химической формулы. Они образуют класс высокомолекулярных соединений. Современные российские ученые говорят о присутствии в почве гумусовых кислот двух видов – гуминовых и фульвокислоты.

В составе первых присутствуют следующие компоненты: азот (3–6%), углерод (46–62%), кислород (32–38%) и водород (3–5%). Составляющими фульвокислот являются те же вещества: азот (3–4%), углерод (36–44%), кислород (45–50%) и водород (3–5%). Во всех гумусовых кислотах, помимо этого, содержатся фосфор и сера.

Фульвокислоты отличаются от гуминовых большей динамикой и повышенным уровнем растворимости. По соотношению между ними судят о качестве почвы. Однако даже в наши дни ученые не могут точно описать процесс формирования гумусовых кислот. Одни почвоведы выдвигают так называемую конденсационную гипотезу и говорят о том, что указанные соединения образуются вследствие синтеза на основе низкомолекулярных структур органического происхождения. Согласно гипотезе, автором которой является Л.Н. Александрова, формирование гумусовых кислот происходит при взаимодействии высокомолекулярных компонентов – биополимеров и белков, которые в дальнейшем подвергаются окислению и расщеплению.

Сторонники обеих гипотез утверждают, что для начала процесса образования гумусовых кислот необходимы особые ферменты, наличие которых в почве может быть обусловлено исключительно микроорганизмами.

В почвоведении новообразованиями принято называть скопления компонентов, которые появляются в грунте при становлении его структуры.

Среди наиболее частых новообразований, встречающихся в составе почв, следует назвать соединения марганца и железа. Миграционный потенциал этих веществ находится в зависимости от окислительно-восстановительных возможностей и регулируется микроорганизмами (в частности, бактериями).

В грунте железистые и марганцевые новообразования присутствуют в виде конкреций, корок, трубочек, пленок, налетов и выцветов темно-коричневого, коричневого, красновато-коричневого и грязно-желтого цвета. Их можно увидеть на поверхности горизонтов, по линиям корневых ходов и трещин.

Соединения марганца и железа в некоторых случаях приобретают вид пятен, разводов, так называемых языков и примазок грязно-оранжевой, красно-коричневой, темно-красной и черной окраски. Новообразования такого вида чаще всего образуются на стенках разрезов грунта. Существуют формы подобных новообразований, отличающиеся особенно плотной структурой. К ним относятся, например, зерна, дробины, бобовины, жерства, ортштейны и рудяк.

Еще один вид почвенного новообразования – закись железа. Она является характерным компонентом грунтов с повышенным уровнем влажности. Такие новообразования обычно имеют форму разводов, пятен, примазок и пленок сизоватой, голубой или зеленоватой окраски. Встречаются также фракции белого цвета. В большинстве случаев при воздействии кислорода они становятся бурыми. Однако существуют также соединения закиси железа, которые на открытом воздухе приобретают синий оттенок.

Иногда может происходить такой процесс, как цементация почвы под воздействием железистых компонентов. В почвах преимущественно аридной и семиаридной зон можно обнаружить новообразования известковой природы, которые по мере развития приобретают форму выцвета, конкреции, налета, корки или псевдомицелия. Новообразования гипса, имеющие вид друз, налетов, корок и так называемых гипсовых роз, также встречаются в составе грунтов аридной территории.

В почвах, помимо представленных выше, возможно присутствие новообразований кремнезема, легкорастворимых солей и глиноминералов, смешанных с гумусом. Группу легкорастворимых солей представляют сульфаты натрия и хлориды магния, кальция и натрия. Наиболее часто их можно обнаружить на участках с засоленными грунтами. Они имеют форму выцветов или налетов белого цвета, довольно плотных корок, крапин и прожилок белой окраски либо кристаллов с заостренной верхушкой.

Кремнеземные новообразования являются частым компонентом элювиальных почвенных горизонтов. Чаще всего они имеют форму налетов, беловатых пятен, «языков» или тончайших прожилок. От карбонатных соединений они отличаются нейтральной реакцией при воздействии соляной кислоты.

К наиболее распространенным видам почвенных новообразований можно отнести карбонатные соединения. В грунте они представлены в форме выцветов (плесени) либо налетов, хорошо заметных на поверхности. Кроме того, такие выделения могут иметь вид жилок, слабо ограниченных пятен белого цвета, стяжений (белоглазки), корневых полостей с известью (лжегрибница, псевдомицелий) или уплотненных, твердых структур («журавчики», «погремки», «дутики»).

Плотные и прочные образования, формирующиеся из извести и имеющие землисто-кремовую окраску, получили наименование «желваки». Текучие формы того же вещества называются бородками. Иногда встречаются почвы, горизонты которых полностью пропитаны растворами карбонатов. Такие новообразования проявляются в форме присыпки, по структуре напоминающей муку.

В подзолистых почвах наиболее частыми новообразованиями считаются гумусовые. Они хорошо заметны в иллювиальных горизонтах и имеют форму пленок, потеков или корочек. Гумусовые новообразования в подзолистых грунтах проявляются в виде корок, пленок и дендритов темного тона, в солонцеватых – в виде столбчатых структур и блестящих пленок, а в болотистых – в виде прослоек ортзанда либо конкреций с округлыми очертаниями.

Почвенными включениями называются компоненты грунта разного происхождения, возникновение которых не обусловлено почвообразовательными процессами. В качестве примера таких составляющих почвы можно указать раковины простейших и моллюсков, кости животных, фрагменты породы, археологические находки и мусор.

В зависимости от происхождения все почвенные новообразования можно условно разделить на биологические и химические. Классификация и описание химических новообразований, разработанная С.А. Захаровым, предложены в табл. 6.

Таблица 6. Почвенные новообразования химической природы

Территориальная классификация почв

Почвенно-географическая классификация позволяет выделить почвенно-географические регионы, каждый из которых характеризуется однородностью грунта и процесса почвообразования, методикой окультуривания и хозяйственного применения. Основой подобного районирования является понятие о структуре почвенного покрова. Принятая таксономическая система призвана определять разные ее уровни: как самые крупные (почвенно-биоклиматические пояса), так и более мелкие (почвенные районы). Таким образом, система почвенно-географического районирования складывается из следующих ступеней:

1. Для равнин:

– почвенно-биоклиматический пояс;

– почвенно-биоклиматическая область;

– почвенная зона;

– почвенная провинция;

– почвенный округ;

– почвенный район.

2. Для горных областей:

– почвенно-биоклиматический пояс;

– почвенно-биоклиматическая область;

– горная почвенная провинция;

– вертикальная почвенная зона;

– горный почвенный округ;

– горный почвенный район.

Почвенно-биоклиматический пояс – это почвенные зоны и горные почвенные провинции, которые сходны по температурному и радиационному режиму и особенностям его влияния на процесс почвообразования, развитие растительного мира и выветривание.

Термин «почвенно-биоклиматическая область» обозначает совокупность вертикальных почвенных структур и почвенных зон, сгруппированных на основании единообразия температурных, радиационных и влажностных условий, а также характера континентальности, почвообразовательного процесса, развития растительного мира и выветривания.

Таким образом, доминирующим признаком разделения почвенно-биоклиматических поясов и почвенно-биоклиматических областей являются режимы влажности и континентальности, наиболее значимые для последней структуры.

Почвенной зоной считается территория, на которой распространены почвы определенного зонального вида и дополняющие их интразональные типы грунтов.

Почвенной провинцией называется сегмент почвенной зоны, для которого характерны специфические особенности грунта и процесса почвообразования. Последние, в свою очередь, обусловлены термальным режимом или разницей в условиях континентальности и влажности.

Почвенную провинцию составляют почвенные округа, выделяемые на основании сходных особенностей рельефа и пород, из которых формируется грунт.

Почвенный район – это составляющая почвенного округа, для которой свойственна однородная структура грунта.

Горной почвенной провинцией считается ареал, на котором распространено несколько вертикальных почвенных зон.

Согласно приведенной выше классификации выделяют почвы следующих типов: болотистые, бурые лесные, бурые полупустынные, горные, засоленные, каштановые, луговые, подзолистые, сероземы, слитые, тундровые и черноземы.

Болотистыми называются почвы, образование которых проходит при длительном или непрерывно избыточном уровне влажности и заболачивании горизонта, располагающегося под влаголюбивыми растениями (ситник, осока, тростник, рогоз). Их ареал обычно соответствует лесной зоне умеренных поясов. При условии проведения необходимых мероприятий по осушению на таких грунтах можно культивировать садовые и огородные растительные виды, а также вести добычу торфа. Такие почвы встречаются на территории России, Канады, Индонезии, Беларуси, Украины, Аргентины, Соединенных Штатов Америки и Бразилии. Их распространение ограничено зоной сероземов.

Для торфяных почв наиболее характерен процесс торфообразования, то есть сохранения и накопления остатков растений. При формировании каждого последующего слоя уровень биологической активности нижележащих становится более низким, что выражается в уменьшении числа населяющих их микроорганизмов. В результате грунт утрачивает плодородие и становится торфогенной породой.

Профиль болотистых почв складывается из двух горизонтов – органогенного и глеевого. Глубина первого обычно достигает 50 см. Он может иметь коричневую, темно-коричневую или сизовато-серую окраску. В нем хорошо видны переплетенные корни растений и продукты их полураспада. Глеевый горизонт характеризуется повышенным уровнем влажности. Он имеет белесовато-сизый или сизый цвет.

Уровень плодородия болотистых почв обусловлен особенностями структуры верхнего (органогенного) горизонта. Содержание гумусовых веществ в нем может варьироваться от 2 до 20%. В большинстве случаев территории с грунтами подобного типа применяются как сенокосные угодья.

Болотистые почвы условно можно разделить на торфяно-болотистые и иловато-болотистые.

Процесс образования торфяно-болотистых, или торфяных верховых, почв протекает в условиях чрезмерного увлажнения. Традиционными для них являются такие виды растений, как мох сфагнум, голубика, сосна, багульник, ель, шейхцерия, морошка, пушица, кассандра, клюква.

Торфяно-болотистые почвы отличаются повышенной кислотностью. Уровень pH нередко составляет от 2,5 до 3,6. Кроме того, для них характерны высокая влагоемкость (от 700 до 2000%) и низкая зольность (от 2,4 до 6,5%).

Иловато-болотистые почвы обладают ограниченным ареалом распространения. Их можно встретить, например, на низинных участках. Они формируются под воздействием периодически чередующихся процессов чрезмерного увлажнения и высыхания. Уровень грунтовых вид в них обычно достигает 70 см.

Типичными для иловато-болотистых грунтов являются береза, сосна, рогоз, ситник и тростник.

Ареалом распространения бурых лесных почв являются территории Китая, Кореи и Соединенных Штатов Америки, а также Уссурийско-Ханкайская и Зейско-Бурейнская зоны и западные районы Закарпатья. Общая площадь участков с подобными грунтами, встречающимися на территории евразийского континента, достигает примерно 45 000 000 га.

Бурые лесные грунты Закарпатья образуются на пестроцветных и красноцветных щебнисто-суглинистых, пролювиальных, аллювиальных и аллювиально-делювиальных породах равнин, располагающихся в предгорьях под лиственными, буково-грабовыми, дубово-ясеневыми, буково-дубовыми и дубовыми лесами. В восточной части России они локализованы на предгорных и межгорных равнинах и располагаются на глинистых, суглинистых, аллювиальных и элювиально-делювиальных основаниях. На них часто произрастают смешанные, еловые, кедровые, пихтовые, кленовые и дубовые леса.

Специфические процессы почвообразования, характерные для бурых лесных грунтов, обусловлены особыми условиями температуры и влажности. Наиболее активным из них является оглинение почвенного профиля, что выражается в формировании и накоплении вторичных глиноминералов. Среди последних следует назвать прежде всего гидраты окислов железа, ферро– и алюмосиликаты. Образование вторичных глиноминералов происходит на основе первичных в результате химических и биохимических реакций и синтеза продуктов минерализации структур, появляющихся после распада растений.

Процесс формирования бурых лесных почв сопровождается выходом из толщи почвенного профиля продуктов почвообразования и выветривания. Они обычно имеют минеральную, органическую и органо-минеральную структуру. Для формирования грунта указанного типа особое значение имеет так называемый опад (опавшие части растений), являющийся источником зольных компонентов.

Морфологические профили бурых лесных почв выделить нелегко, поскольку они слабо отграничены друг от друга. Однако можно выявить следующие горизонты: лесная подстилка (толщиной от 0,5 до 5 см); грубогумусный перегнойный; гумусовый (толщиной до 20 см); переходный (толщиной от 25 до 50 см); материнский.

Основные характеристики и состав бурых лесных почв значительно изменяются от одного горизонта к другому. В целом это грунты, насыщенные гумусом, содержание которого достигает 16%. Значительную часть его составляющих занимают фульвокислоты. Грунты представленного типа являются кислыми или слабокислыми. В них нередко происходят процессы оглинения. Иногда верхние горизонты бывают обеднены илистыми компонентами.

В сельском хозяйстве бурые лесные почвы традиционно используют для выращивания овощных, зерновых, плодовых и технических культур.

Существует несколько подтипов бурых лесных почв – кислые грубогумусные, кислые грубогумусные оподзоленные, кислые, кислые оподзоленные, слабоненасыщенные и слабоненасыщенные оподзоленные.