Главные процессы почвообразования и особенности их проявления

 

По общим природно-географическим особенностям, типам преобладающих почв, химическим свойствам, плодородию, а также эффективности мелиоративных мероприятий на территории Никольский район выделен в почвенно-агрохимический округ: Тарногско-Никольский./15/

В почвенном покрове под лесами доминируют сильноподзолистые, а под пашней, лугами — дерново-сильноподзолистые, в центральной и южной — суглинистые почвы. Среди пахотных угодий на покатых и пологих склонах выделяются участки дерново-подзолистых смытых почв. Особенно распространены эродированные почвы по склонам рек Шарженьги, Юг, Кичьменьги. На слабодренированных участках местности встречаются подзолистые и дерново-подзолистые глееватые почвы. Однако болотные почвы имеют незначительное распространение. Более половины пахотных почв имеют высокую кислотность. Содержание гумуса в пахотном слое не превышает 2%. Очень бедны почвы подвижным фосфором. По количеству обменного калия пахотные почвы неоднородны: на большей части территории почвы со средним и повышенным содержанием калия. Однако в округе имеются значительные площади дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв, бедных калием.

Главным почвообразовательным процессом в Никольском районе, лежащем в южно-таежной зоне, является подзолообразование. В хвойном лесу ежегодно накапливаются отмершая хвоя, ветки и сучья, которые создают лесную подстилку. Они разлагаются грибками, в результате жизнедеятельности которых образуется большое количество органических кислот.

Кислоты проникают в верхние слои почвы и воздействуют на частицы минералов, делая подвижными соединения кальция, магния, железа, алюминия и других химических элементов. Все они вымываются их верхних горизонтов в нижние. Не поддаются воздействию органических кислот и не выносятся в нижнюю часть профиля почв только соединения кремнезема.

Подзолистые почвы обладают очень низким естественным плодородием (имеют высокую кислотность, небольшое содержание гумуса, фосфора, калия). Так постепенно в верхней части почвенного профиля формируется подзолистый (белесый, палевый, светло-серый) горизонт разной мощности. Ниже его за счет проникновения из верхних горизонтов соединений железа, алюминия развивается бурый горизонт вмывания./14/

В Никольском районе на западе и центральной части находятся преимущественно слабопозолистые почвы.

Дерновые почвы в районе имеют ограниченное распространение, на юге и востоке дерново-слабоподзолистые, так как формируются под травянистой растительностью, в местах неглубокого залегания карбонатных моренных отложений. Образуются они в процессе накопления гумуса и минеральных веществ в верхней части почв. Почвы дернового типа относятся к наиболее плодородным в области. /14/

В результате совместного проявления подзолистого и дернового процессов и формируются дерново-подзолистые почвы. Это происходит также при сведении леса, когда на его месте возникают суходольные луга; в данном случае подзолистый процесс сменяется дерновым и из подзолистой почвы постепенно образуется дерново-подзолистая./15/

Таким образом, дерново-подзолистые почвы могут образоваться в результате как попеременного, так и совместного воздействия подзолистого и дернового процессов. Гумусовые вещества типа гуминовых кислот закрепляются в гумусовом горизонте, а их более подвижные фракции типа фульвокислот оподзоливают подгумусовый горизонт. В дифференциации профиля дерново-подзолистых почв определенное участие имеет процесс лессиважа, а в поверхностно-оглеенных — элювиально-глеевый процесс.

Даже при длительном развитии травянистой растительности под пологом леса в подзолистой почве обычно не накапливается большого количества гумуса и питательных веществ. Это связано с тем, что дерновому процессу противостоит подзолистый, который хотя и слабо проявляется, но полностью не снимается под травянистыми или тем более под мохово-травянистыми лесами. Органические остатки травянистых растений, выросших на бедной подзолистой почве, содержат сравнительно мало зольных элементов и азота, кроме того, дополнительно обезволиваются при промывании почвы осадками.

Недостаток зольных элементов, азота, кальция и магния в почве и в органических остатках замедляет минерализацию микроорганизмами; образуются кислые подвижные гумусовые вещества. Часть их закрепляется в почве кальцием, железом. Поэтому в гумусо-аккумулятивном горизонте дерново-подзолистой почвы не накапливается больших количеств гумуса./14/

Дерново-подзолистые почвы развиваются на водоразделах, там, где луговая растительность сменила лесную, или же под разреженным пологом мелколиственных лесов. Распространены повсеместно, формируются в южной подзоне тайги в условиях нормального увлажнения под елово-лиственными и лиственными лесами с развитым травяным покровом. Хорошо развитый травяной покров и большое количество листового опада в этих насаждениях способствуют формированию мощного перегнойно-аккумулятивного горизонта. Подзолистый горизонт выражен слабо, имеет грязновато-серый цвет. Перегнойно-аккумулятивные горизонты этих почв богаты гумусом и азотом, содержат кальций и магний. Реакция почвы верхних горизонтов кислая, с глубиной повышается до нейтральной и слабощелочная, что обусловлено близким залеганием карбонатной морены. Подвижные соединения фосфора и калия содержатся в лесной подстилке.

Болотно-подзолистые почвы распространены среди почв подзолистого типа на слабодренированных элементах рельефа, которые характеризуются временным застоем атмосферных вод или высоким уровнем стояния мягких грунтовых вод. Устойчивое сезонное переувлажнение почвенного профиля вызывает развитие в нем процессов оглеения, что обусловливает наличие ржаво-охристых примазок, сизых оглеенных прожилок, пятен и глеевых горизонтов в сочетании с отчетливой оподзоленностью почв. Характерные особенности болотно-подзолистых почв состоят в кислой реакции среды, постепенном спаде количества гумуса с глубиной, что, очевидно, связано с его высокой подвижностью. В составе гумуса преобладает фракция фульвокислот, связанных с полуторными окислами. Поверхностные горизонты почв обогащены кремнеземом и обеднены полуторными окислами.

Почвы лесхоза

 

5.1 Общая характеристика почв лесхоза

 

Никольский лесхоз расположен в пределах дерново-подзолистой почвенной зоны. Климатические условия и широкое распространение лесной растительности способствуют увлажнению и выщелачиванию почвогрунтов, вследствие чего здесь широко представлены подзолистые почвы. В таких почвах процесс выноса органических и минеральных веществ в нижние горизонты преобладает над накоплением их в верхних горизонтах. Под луговой растительностью, происходит накопление органических и минеральных веществ в верхних горизонтах. Этот процесс накопления свойственен почвам суходольных и пойменных лугов. В зависимости от местных условий - рельефа местности, свойств материнских пород (материнская порода - горная порода, на которой происходит образование почвы: песок, супесь, суглинок, глина, известняк…), условий залегания грунтовых вод, характера растительности - перераспределение веществ в почвенной толще происходит по-разному, что приводит к образованию многочисленных разностей почв. В связи с этим почвенный покров района отличается значительной пестротой, и на небольших пространствах можно встретить самые различные почвы, отличающиеся друг от друга, как по своим физико-химическим свойствам, так и в производственном отношении (приложение 11).

По данным агрохимического обследования территории лесхоза выявлено, запасы питательных веществ в почвах во много раз превышают потребность в них растений. Однако большая часть представлена недоступными для растений соединениями. Валовое содержание питательных веществ в пахотном слое различных почв неодинаково.

Содержание азота (N) колеблется от 0,07% до 0,5%. Почвенный азот находится в основном в недоступной для растений органической форме. На долю минерального азота приходится только 1-2% его общего количества. Под влиянием микробиологических процессов органические формы азота переводятся в доступные для растений минеральные формы./14/

Содержание фосфора (Р2О5) в почвах составляет 0,03-0,25%. Около половины его находится в минеральной форме, а половина - в форме органических соединений. Значительная часть минеральных форм фосфора в кислых подзолистых почвах находится в труднодоступных для растений фосфатах железа и алюминия. На долю калия (К2О) в почве приходится 0,6-3% массы почвы. Больше калия содержится в глинистых и суглинистых почвах, а в почвах легкого механического состава (песчаных и супесчаных) его значительно меньше. Количество обменного калия в пахотном слое составляет, кг/га: в подзолистых почвах - 150-300. В отличие от азота и фосфора калий не образует в растениях прочные органические комплексы. Поэтому количество его в органическом веществе почвы незначительно.

Кальция (СаО) в почвах около 0,2-2% и более от их массы. Он представлен силикатами, карбонатами, гипсом, и другими соединениями. Часть кальция находится в поглощенном состоянии. Наименьшее количество его встречается в подзолистых почвах (5-8 мэкв), что связано с их кислотностью. Известкованием не только смещается реакция почвы, но и улучшается питание растений кальцием./13/

Содержание магния (MgO) составляет 0,4-4% и более от массы почвы и зависит от состава материнской породы. В почвах, образовавшихся на суглинках и глинах, больше магния, чем в почвах, возникших на песках. Около 90-95% магния в почве входит в состав различных минералов, главным образом силикатов, которые трудно растворяются в воде, поэтому содержащийся в них магний не может быть непосредственно использован растениями. Около 5-10% магния находится в поглощенном (обменном) состоянии. Обменный магний, как и обменный калий, играет важнейшую роль в питании растений, пополняя количество магния в почвенном растворе по мере потребления его растениями. Незначительная часть магния в почве встречается в форме органических веществ, после разложения, которых он становится доступным для растений.

Содержание серы (SO3) колеблется от 0,1 до 0,5% массы почвы. Сера в почве представлена органическими соединениями (80-90%), где она находится в восстановленной форме, и минеральными соединениями с кальцием, железом, калием, натрием (10-20), являющимися источником питания растений. Процесс окисления серы, входящей в состав гумуса и органических остатков, происходит под влиянием аэробных бактерий (сульфофикация). В большинстве почв количество серы достаточно для растений, однако в малогумусных подзолистых песчаных почвах ее немного, поэтому сульфатные формы удобрений здесь более эффективны, чем хлоридные. Серу в почву вносят также с органическими удобрениями, с простым суперфосфатом.

Содержание железа (Fe2O3) в почвах колеблется от 1-11%. В легких под механическому составу почвах его меньше, чем в тяжелых. Железо в почве находится в форме ферроалюмосиликатов, окиси и закиси железа и их гидратов. Недостаток железа для растений чаще всего проявляется на карбонатных почвах, где оно находится в труднодоступном состоянии.

Состав почвы района в основном глинисто - мергелистый (буровато - красные, синие, серые, зеленые глины) и песчано - конгломератовый. Минерально-сырьевой потенциал формируется за счет запасов месторождения ПГМ, песков строительных, глин кирпичных, мергеля и доломита для известкования, торфа и пресных подземных вод. Район богат известняками с 1% содержанием магния, особенно по речкам - Шарженьга (д. Аргуново), Кипшеньга (д. Кузнечиха), Юг (д. Дор и Дунилово). Сырьевые ресурсы ПГМ и строительных песков в районе достаточно внушительны и равномерно расположены по району. Запасы торфа в пределах 1587 тысяч тонн. Лимит водозабора 927 тысяч кубических метров, в том числе подземных вод - 586 тысяч кубических метров, поверхностных - 341 тысяча кубических метров. /9/

Итого по лесничеству лесные земли занимают площадь 63482 га, пастбищами занято 91 га, болотами 2944 га, сенокосами 3019 га. /9/

К основным негативным последствиям воздействия относятся:

· изъятие земель из сельскохозяйственного пользования;

· деформация земной поверхности, изменение ландшафтов;

· нарушение почвенного покрова;

· ухудшение качества почв и ее эрозия;

· загрязнение почв вредными и токсичными химическими веществами и соединениями.

 

5.2 Наиболее распространенные почвы лесхоза

 

Подзолистые почвы являются господствующими в почвенном покрове района. Они развиваются там, где есть хвойные леса. Формируются эти почвы в процессе растворения и вымывания минеральных соединений под влиянием кислот, которые образуются при разложении органических остатков. Подзолистые почвы обладают очень низким естественным плодородием (имеют высокую кислотность, небольшое содержание гумуса, фосфора, калия). /7/ Дерновые почвы в лесхозе имеют ограниченное распространение. Образуются они в процессе накопления гумуса и минеральных веществ в верхней части почв. Почвы дернового типа относятся к наиболее плодородным в районе. Дерново-подзолистые почвы развиваются на водоразделах, там, где луговая растительность сменила лесную, или же под разреженным пологом мелколиственных лесов. Значительные площади этих лесов распаханы. Дерново-подзолистые почвы формируются в южной подзоне тайги в условиях нормального увлажнения под елово-лиственными и лиственными лесами с развитым травяным покровом. Хорошо развитый травяной покров и большое количество листового опада в этих насаждениях способствуют формированию мощного перегнойно-аккумулятивного горизонта. Перегнойно-аккумулятивные горизонты этих почв богаты гумусом и азотом, содержат кальций и магний. Реакция почвы верхних горизонтов кислая, с глубиной повышается до нейтральной и слабощелочная, что обусловлено близким залеганием карбонатной морены. Подвижные соединения фосфора и калия содержатся в лесной подстилке, в минеральных горизонтах их мало. Пойменные почвы распространены повсеместно в поймах рек Юг и Унжи и обладают сравнительно высоким плодородием. В целом же плодородие большинства почв среднее. Они содержат мало гумуса, азота, фосфора, калия. Больше половины окультуренных почв отличаются высокой степенью кислотности, многие подвержены эрозии, переувлажнены. /6/

Систематическое внесение органических и минеральных удобрений, известкование, правильная обработка, осушение позволяют значительно увеличить плодородие почв и получать более высокие урожаи сельскохозяйственных культур. На территории Никольского района преобладают дерново-слабо- подзолистые суглинистые и супесчаные почвы. /9/ Для дерново-подзолистых почв характерно наличие трех горизонтов, различных по окраске, физическим, агрохимическим и биологическим свойствам. Верхний горизонт (перегнойный) темноокрашенный; в нем накапливается органическое вещество-гумус. В зависимости от количества и качества гумуса горизонт имеет оттенки от светло - до темно-серого.

Ниже перегнойного горизонта залегает подзолистый горизонт, осветленный, белесый, напоминающий древесную золу. Очень беден элементами пищи растений, гумусом, глинными минералами и состоит преимущественно из частиц кремнезема. Он имеет кислую реакцию, и в нем почти нет полезных микроорганизмов.

За подзолистым следует горизонт вмывания (иллювиальный). В нем идет накопление окислов железа, алюминия, марганца и других веществ, вымытых из верхних слоев почвы, он характеризуется высокой плотностью, более тяжелым механическим составом, имеет плитчатую структуру. Цвет его бурый, красноватый или желтый. Здесь развиваются анаэробные бактерии, которые способствуют образованию закисных соединений. Мощность 30-70 см.

На глубине 90-150 см иллювиальный горизонт постепенно переходит в плотную, красно-бурого, желтого или палевого цвета материнскую породу, из которой образовалась почва. Материнская порода определяет механический и химической состав почвы, а также степень ее оподзоленности и другие свойства.

Дерново-подзолистые почвы развиты преимущественно на материнских породах, образованных ледником или деятельностью талых ледниковых вод. Это моренные валунные глины, суглинки, отсортированные ледниковыми водами пески и суглинки. По данным анализов, в дерново-сильноподзолистых суглинистых почвах содержание гумуса составляет: в пахотном слое до 3%, в подзолистом горизонте 0,7%, в иллювиальном 0,2%. Содержание общего азота в пахотном слое невысокое и колеблется 0,1-0,15%. Бор, йод, молибден аккумулируются в верхних горизонтах, а медь, кобальт, цинк и никель - в иллювиальном. В пахотном слое этих почв кислотность (рН солевой вытяжки) колеблется в пределах 4-5,5, гидролитическая кислотность составляет 2-4,5 м. на 100 т почвы, сумма поглощенных оснований (кальция, магния и других) 2-7,5 м. на 100 г почвы. Содержание фосфора (в мг на 100 г почвы) находится в пределах 1,5-15 и подвижного калия 7-12. Для дерново-подзолистых суглинков характерно возрастание суммы поглощенных оснований в иллювиальном горизонте и наличие незатронутой пахотной части перегнойного горизонта, что указывает на необходимость углубления пахотного слоя и широкого применения на кислых почвах малых доз извести, усиливающих рост и развитие растений и их способность использовать кальций, содержащийся в иллювиальном горизонте. /4/ Водно-воздушные свойства почв (влагоемкость, водопроницаемость), складываются благоприятно, что способствует хорошему росту растений в течение всего вегетационного периода. Навоз, компост, известь и удобрения повышают плодородие этих почв и обеспечивают высокие урожаи культур.

Строение профиля этих почв:

А₀ - лесная подстилка, состоящая из опада хвои, остатков деревьев, кустарников и мхов, находящихся на разных стадиях разложения. Внизу этот горизонт постепенно переходит в рыхлую массу грубого гумуса, в самом низу частично смешанным с обломочными минералами. Мощность горизонта от 2-4 до 6-8 см. Реакция лесной подстилки сильно кислая (рН =3,5-4,0). Ниже по профилю реакция становится менее кислой (рН увеличивается до 5,5).

А₂ - элювиальный горизонт (горизонт вымывания), из которого в нижние горизонты вынесены все более или менее подвижные соединения. В этих почвах этот горизонт называется подзолистым. Песчаный, легко рассыпающийся, вследствие вымывания бледно-серого, белого цвета. Несмотря на небольшую мощность, этот горизонт выделяется в почвенном профиле благодаря цвету.

В - ярко коричневый, ржаво-бурый иллювиальный горизонт, в котором преобладает вмывание, т. е. осаждение соединений тех химических элементов и мелких частиц, которые были вымыты из верхней части почвенной толщи. С глубиной в этом горизонте убывает ржаво-бурый оттенок и переходит в почвообразующую породу. Мощность 30-50 см.

С - почвообразующая порода, представленная песком, щебнем и валунами.

Описание почвенного разреза

Разрезы №1 Данный разрез сделан в июне 2008 года на правом берегу реки Унжа в 15 км. от с. Никольское на холмистой равнине, на лугу в шестистах метрах от воды. Описывая почвенный профиль выявлено, что почвообразующей породой является суглинок. Почва дерново-слабоподзолистая. Разрез почвы сделан на глубину 140 см. Выявлено, что почвы на моренных бескарбонатных отложениях, легкосуглинистые. В связи с тем, что эти почвы содержат значительное количество песчаных частиц, они по сравнению с пылеватыми почвами характеризуются меньшей влагоемкостью и уступают им по запасам продуктивной влаги.

Дерново-слабоподзолистая почва:

 

 

По данным агрохимических анализов, пахотный слой средних и легких песчано-суглинистых почв в большинстве случаев содержит 1,5-3% гумуса, их кислотность равна 4,0-6,0, сумма поглощенных оснований 2,5-8,0 м. на 100 г почвы, содержание подвижных форм фосфора и калия колеблется в широких пределах в зависимости от уровня окультуренности. Эти почвы нуждаются в органических и минеральных удобрениях, а также в известковании. Удобрения, особенно калийные, дают высокий экономический эффект.

Разрез №2, июнь 2008 год

Место: долина реки Юг, Никольский район, в 9 км. от Завражье

Рельеф: 800 м от реки Юг, пологая равнина

Растительность: смешанный лес: с преобладанием осины, ольхи, березы, ели

Глубина и характер вскипания: от 0 до 120 см., не вскипает

Почвообразующая порода: морена. Название почвы: дерново-среднеподзолистая суглинистая на моренных отложениях

Таблица 3.2 Почвенный разрез

Горизонт (мощность см.)	Окраска, влажность, механический состав, структура, плотность, новообразования и включения
АnА1(0-20)	Лесная подстилка Цвет желто – серый, легкосуглинистый, свежий, рыхлое сложение, пластинчато – листоватая структура, корни растений.
А1 (21-27)	Темно - серый цвет, свежей влажности, суглинистая почва, комковатая структура, сложение уплотненное, включения валунчики, густое переплетение корней, реакция почвы – кислая.
А2 (28-58)	Белесый цвет, свежий, суглинистая почва, структура листоватая, сложение рыхлое, новообразования – охристые пятна, кремнеземистая присыпка, включения – валуны, слабо разветвленные корни, реакция почвы – кислая. Буро- желтый цвет, средний суглинок, комковато – ореховатая структура, включения валуны, влажная, плотная, слабо разветвленные корни, реакция почвы кислая.
В (59-88)
С (89-120)	Бурый цвет, средний суглинок, ореховатая структура, плотный, свежая влажность, валуны, материнская порода на моренных отложениях

 

Разрез №3, июнь 2008 год

Место: Вахнево, Никольский район, в 73 км. от Никольска

Рельеф: плосковершинный, слабонаклонный участок с пологим склоном

Растительность: разнотравно - злаково луговая формация

Глубина и характер вскипания: от 0 до 120 см., не вскипает

Почвообразующая порода: легкий суглинок

Название почвы: дерновая легкосуглинистая почва на перигляциальных отложениях.

 

Таблица 3.2 Почвенный разрез

Горизонт (мощность см.)	Окраска, влажность, механический состав, структура, плотность, новообразования и включения
А0 (0-5)	Дернина
А1 (5-20)	Суглинок легкий, сероватого цвета, листоватая структура с охристыми пятнами, уплотнен, корни растений, свежий, переход к следующему горизонту резкий.
А1 В (20-38)	Суглинок средний, темно- коричневый с отеками гумусного горизонта и примазками марганца и железа, комковатая структура, переход к нижележащим горизонтам – размытый.
В (38-50)	Суглинок средний, палевый цвет, влажный, рыхлый, комковатый по структуре, переход постепенный.
ВСg (50-88)	Суглинок легкий с карманами песка, карбонатный, плотный, оглеенный, переход резкий, встречаются валуны.
Сg (88-120)	Песок сизоватого цвета, плотный, влажный на перигляциальных отложениях.

 

5.3 Агрохимическая характеристика почв

 

По данным агрохимического обследования территории лесхоза выявлено, запасы питательных веществ в почвах во много раз превышают потребность в них растений. Однако большая часть представлена недоступными для растений соединениями. Валовое содержание питательных веществ в пахотном слое различных почв неодинаково.

Минеральная часть почвы состоит из раздробленных элементов гючвообразующей породы различных размеров - от крупных обломков до мельчайших частичек. Механические элементы почвы в результате развития почвообразовательного процесса под влиянием органических веществ, обладающих склеивающим действием, образовывают крупные структуры - агрегаты. Комочки почвы диаметром от 0,25 до 10 мм микроагрегаты.

Способность почвы образовывать агрегаты является одной из важнейших ее особенностей, так как агрегаты противостоят размывающему действию воды, в них надолго сохраняются элементы питания растений, а почва, состоящая из агрегатов, хорошо пропускает влагу и воздух. Наиболее ценна в агрономическом отношении почва, состоящая из агрегатов размером от 1 до 10 мм. Такую почву называют структурной, и одной из задач мелиоративного воздействия на почву является создание такой структуры.

Механический и агрегатный составы представляют собой важнейшую характеристику почвы. От механического состава зависят физические, водно-физические и технологические свойства почв.

Разделение почв на песчаные, супесчаные и глинистые зависит от преобладания в них частиц определенного диаметра. В песчаных и полупесчаных почвах основу составляют крупные частицы - песок; в глинистых почвах преобладают частицы глины, ила, коллоидов.

Лучшими в агрономическом отношении почвами по механическому составу являются почвы супесчаные и легкосуглинистые. Они характеризуются таким сочетанием глинистых и песчаных фракций, при котором создаются благоприятные водный и воздушный режимы. Эти почвы легко поддаются обработке и освоению при проведении различных мелиоративных мероприятий.

Почвы тяжелого механического состава - тяжелосуглинистые и глинистые, слабоводонепроницаемые - имеют неблагоприятные водный и воздушный режимы, трудно поддаются обработке. С механическим составом почв тесно связаны их физические свойства - пластичность, твердость, липкость, пористость. Под пластичностью понимают способность почвы при определенной влажности под воздействием внешней силы изменять свою форму и сохранять ее после устранения силы. Чем тяжелее механический состав, тем пластичнее почва.

Под термином «липкость» (вязкость) понимают способность почвы во влажном состоянии прилипать к различным телам (колесам, частям сельскохозяйственных орудий и техники). Липкость зависит от содержания в почве иловатой фракции в гумусовом или нижележащих горизонтах. По липкости различают вязкие, слабовязкие и невязкие почвы.

Под твердостью почвы понимают ее способность оказывать сопротивление проникновению под давлением какого-либо твердого тела. Твердость почвы зависит от ее влажности. Увлажненные горизонты обладают меньшей твердостью /6/.

С твердостью связана важная технологическая характеристика почвы, - сопротивление ее обрабатывающим орудиям и машинам. Оптимальные сроки обработки почвы определяются ее физической спелостью, т.е. состоянием, при котором она оказывает наименьшее сопротивление при обработке и распадается на отдельные комки, образуя прочную структуру.

С механическим составом почв связаны основные физические характеристики - плотность (масса единицы объема твердой фазы почвы), общая плотность и порозность. Эти три связанные между собой величины определяют все основные физические свойства почвы.

Плотность твердой фазы - отношение массы твердой фазы почвы к объему этой фазы - зависит от минералогического состава и количества находящихся в почве органических веществ. Чем больше гумуса в почве, тем меньше ее плотность. Общая плотность - масса единицы объема почвы. Порозность почвы (скважность) - суммарный объем пустот, заключенных в единице объема почвы/6/.

От механического состава и порозности почвы зависят ее тепловые и воздушные свойства, являющиеся важными факторами жизни растений.

Почвенный воздух по своему составу близок к атмосферному, но в нем содержится больше углекислоты и влажность его выше. Почвенный воздух находится в порах, замещая в них воду, поэтому задачей мелиоративного освоения почв является создание оптимальных условий для насыщения растений водой и воздухом./2/

Тепловые свойства почв зависят от количества поступающего в них тепла, теплоемкости и теплопроводности минеральной и органической части почвы. Температура почвы зависит от поступления солнечного тепла. Днем температура почвы повышается, ночью - снижается. Избыточно увлажненная почва в северных районах холоднее почвы нормального увлажнения.

Для улучшения теплового режима почвы и снижения глубины промерзания проводят также снегозадержание на полях, глубокую вспашку или глубокое рыхление почвы осенью. Внесение органических удобрений и извести также способствует улучшению теплового режима почвы. /14/

5.4 Расчет влагообеспеченности почв

 

Главный источник воды в почве – осадки, в жидком или в твердом виде поступающие на поверхность почвы. Количество воды, просачивающейся в почву, а также задерживающейся в ней, зависит от гранулометрического состава почвы, ее оструктуренности и гумусированности. Чем легче почва, тем больше просачивается в ней воды, чем тяжелее, тем больше воды удерживается ею.

Источниками воды в почве являются парообразная влага и грунтовые воды. Важнейшими водными свойствами почв являются водоудерживающая способность, водоподъемная способность, влагоемкость, водопроницаемость.

Влажность почвы (выражают в процентах к массе абсолютно сухой почвы) показывает содержание в ней воды. Не вся влага, содержащаяся в почве, одинаково доступна корням растений. При проведении опытов учитывают две основные формы почвенной влаги: сорбированную, или связанную,— недоступную растениям, и свободную, доступную им (за вычетом влажности устойчивого завядания, или «мертвого запаса»,— недоступной растениям), которую принято называть продуктивной влагой.

Задание 8.

1. Определить общий запас влаги (ОЗВ) в слое почвы 0-50 см.

2. Определить запас труднодоступной влаги (ЗТВ).

3. Определить полезный запас влаги (ПЗВ).

4. Определить запас среднедоступной влаги.

5. Определить запас легкодоступной влаги.

Для пересчета запасов воды в мм. водного слоя необходимо ввести коэффициент 0,1. Для определения запасов воды (мм водного слоя) содержащееся количество воды (т) делят на 10, так как слой воды высотой в 1 мм на площади 1 га соответствует 10 м3, или 10 т

 

1. 14,5 * 1,28 * 10 = 185,6 : 10 = 18,56 м3 на га. для глубины 0-10 см.

2. 14,7 * 1,29 * 10 = 189,63 : 10 = 18,96 м3 на га для глубины 10-20 см.

3. 15 * 1,32 * 10 = 198 : 10 = 19,8 м3 на га для глубины 20-30 см.

4. 15,4 * 1,33 * 10 = 204,82 : 10 = 20,48 м3 на га для глубины 30-40 см.

5. 15,6 * 1,35 * 10 = 210,6 : 10 = 21,06 м3 на га для глубины 40-50 см.

 

Расчетный способ определения послойного содержания влаги позволяет проводить операции по суммированию запасов влаги в слоях 0 —10 см, 10 — 20 см и т. д.

 

ОЗВ = 18,56 + 18,96 + 19,8 + 20,48 + 21,06

ОЗВ = 98,86 м3/га. для слоя почвы 0-50 см.

Полезный запас воды в почве ПЗВ – суммарное количество продуктивной или доступной растениями влаги в почве. Запасы продуктивной, доступной растениям влаги вычисляют по формуле:

 

ПЗВ = 0,75 НВ – ВЗ

1. 0,75 * 25,1 – 7,2 = 11,625 мм влаги для глубины 0-10 см.

2. 0,75 * 25,8 – 7,4 = 11,95 мм для глубины 10-20 см.

3. 0,75 * 26,3 – 7,7 = 12,02 мм для глубины 20-30 см.

4. 0,75 * 26,6 – 7,9 = 12,05 мм для глубины 30-40 см.

5. 0,75 * 26,8 – 8,1 = 12 мм для глубины 40-50 см.

ПЗВ = 11,62 + 11,95 + 12,02 + 12,05 + 12 = 59,64 мм

 

Оценку запасов продуктивной влаги на тяжелых глинистых почвах проводят по шкале: хорошие запасы в слое 0 — 20 см содержится ее 40 мм, удовлетворительные 20 — 40 мм, неудовлетворительные — 20 мм; очень хорошие — в слое 100 см содержится 160 мм продуктивной влаги, хорошие 160 — 130 мм, удовлетворительные 130 — 90 мм, плохие 90 — 60 мм, очень плохие — 60 мм.

Весьма труднодоступная для растений влага. Это часть рыхлосвязанной воды от максимальной гигроскопичности до влажности завядания, слабоподвижная, передвигается только в виде пара, частично поглощается корнями с большой сосущей силой. Легкодоступная влага. Находится в пределах от наименьшей влагоемкости до полной влагоемкости, представляет собой наибольшее количество влаги, которое может содержаться в почве при заполнении всех пор. Эта категория влаги обладает наибольшей подвижностью, но наличие ее может быть причиной ухудшения воздушного режима почвы. Названные категории влаги объединяются в две группы: непродуктивную влагу (1-я и 2-я категории) и продуктивную (3 — 5-я категории), нижним пределом которой служит влажность завядания. Оптимум влаги для растений лежит выше влажности разрыва капилляров до наименьшей влагоемкости (3-я и 4-я категории влаги). Точнее, верхний предел влажности, при котором возникает переувлажнение, находится в интервале между полной и предельной полевой влагоемкостью и зависит от условий аэрации. В песчаных и супесчаных почвах пористость аэрации при НВ чрезмерно высока, в легкосуглинистых оптимальна, в средне- и тяжело суглинистых — предельна (6 — 8 %). В глинистых д.п.п. при НВ пористость аэрации сильно снижается, соответственно критическая влажность, отвечающая избыточному увлажнению, находится ниже уровня НВ.

Запас труднодоступной влаги ЗТВ = ВЗ * dv * h, Находится в пределах между влажностью завядания и влажностью разрыва капилляров (ВРК). Это категория влажности, при которой подвешенная влага в процессе своего испарения теряет способность передвигаться к испаряющей поверхности. Поступает к корням в форме пара.

 

1. ЗТВ = 7,2 * 1,28 * 10 : 10 =9,21 для глубины 0-10 см.

2. 7,4 * 1,29 * 10 : 10 = 9,54 м3 на га для глубины 10-20 см.

3. 7,7 * 1,32 * 10 : 10 = 10,16 м3 на га для глубины 20-30 см.

4. 7,9 * 1,33 * 10 :10 = 10,5 м3 на га для глубины 30-40 см.

5. 8,1 * 1,35 * 10 : 10 = 10,93 м3 на га для глубины 40-50 см.

ЗТВ = 9,21 + 9,54 +10,16 + 10,5 + 10,93 = 50,34 м3 на га

Запас среднедоступной влаги Отвечает пределам от влажности разрыва капилляров до наименьшей (полевой) влагоемкости (НВ), которая представляет собой наибольшее количество влаги, удерживаемой почвой против сил тяжести. Последняя изменяется от 10 % у легких почв до 50 % у тяжелых. Среднедоступная влага обладает подвижностью и поступает к корням растений по капиллярам и пленкам. ЗсрВ = ВРК * dv * h,

 

1.14,4 * 1,28 * 10 : 10 = 18,43 для глубины 0-10 см.

2. 14,5 * 1,29 * 10 : 10 = 18,7 м3 на га для глубины 10-20 см.

3. 14,8 * 1,32 * 10 : 10 = 19,53 м3 на га для глубины 20-30 см.

4. 15,1 * 1,33 * 10 :10 = 20,08 м3 на га для глубины 30-40 см.

5. 15,3 * 1,35 * 10 : 10 = 20,65 м3 на га для глубины 40-50 см.

ЗсрВ = 18,43 + 18,7 +19,53 + 20,08 + 20,65 = 97,39 м3 на га

Для данной территории запасы полезной влаги удовлетворительные, т.к. в слое 0-20 см. содержится 23,57 мм влаги. Оптимальный запас продуктивной влаги в метровом слое почвы в период вегетации должен быть в пределах от 100 до 200 мм, а в пахотном — от 20 до 50мм.

 

5.5 Мероприятия по наиболее рациональному использованию и повышению плодородия почв лесных почв

 

Из приведённого краткого описания почвенного покрова района следует, что часть территории занята почвами подзолистого типа, у которых наиболее ценный с точки зрения плодородия перегнойный горизонт недостаточно мощен и беден гумусом. Постоянное промывание почв обусловливает малое содержание в почве питательных элементов — калия, фосфора и солей азотной кислоты. Понятно, что для полевых культур наших севооборотов эти почвы не могут быть использованы в полной мере без значительного улучшения. Основные агротехнические мероприятия должны быть направлены на создание мощного пахотного слоя, богатого гумусом, не имеющего кислой реакции и обладающего достаточным запасом легкоподвижных соединений азота, фосфора и калия./15/

Для этого необходимо осуществить следующее:

1. Ввести травопольный севооборот с правильным чередованием культур, способствующий уничтожению сорной растительности, улучшению физических свойств почвы и восстановлению её плодородия; чередование культур надо вести так, чтобы культуры, имеющие сильно развитую корневую систему и более способные к усвоению питательных веществ из почвы, следовали за культурами со слабо развитой корневой системой. В этом случае питательные вещества, находящиеся в почве, будут равномерно распределяться между культурами, чередующимися в севообороте.

Необходимо ввести чистый пар, который способствует накоплению питательных веществ и улучшает физичес