Характеристика условий почвообразования в Ленинградской области

Атмосферные и почвенные тепловые ресурсы области и сравнительно хорошая обеспеченность влагой позволяют возделывать на ее землях многие сельскохозяйственные культуры. Однако для успешного использования почв области в сельскохозяйственном производстве плодородие многих из них необходимо повысить, увеличив в первую очередь мощность аккумулятивного - гумусового горизонта и обогатив его органическими веществами, обменными основаниями и подвижными формами питательных элементов. На большей части территории области почвы переувлажнены. В Волховском, Киришском, Тосненском и отчасти Всеволожском районах большое значение в связи с этим приобретают гидротехнические и агромелиоративные мероприятия. В Бокситогорском, Тихвинском и Подпорожском районах важно частичное регулирование водного почвенного режима. При окультуривании почв и повышении их плодородия необходимо образование мощного гумусового горизонта, создание оптимальных условий для накопления гумуса, обменных оснований и подвижных питательных веществ, а также снижение почвенной кислотности.

При разумном использовании территории естественные процессы почвообразования существенно меняются, появляются новые направления в развитии почв, из естественных почв формируются окультуренные и культурные почвы с высоким плодородием. Внешний облик почв становится при этом иным, увеличивается мощность верхнего - гумусового горизонта, в нем повышается содержание органического вещества, увеличивается емкость его поглощения, улучшаются состав и соотношение обменных катионов и т. д. Даже заболоченные почвы, несмотря на все их отрицательные свойства, при умелом подходе могут, быть успешно использованы в естественном состоянии.

II.2 Почвенный покров. Краткая характеристика процессов почвообразования

Почва, как известно, образовалась в результате сложного процесса, называемого почвообразовательным и сложенным из взаимодействия факторов почвообразования - материнской породы, климата, рельефа, растительности и почвенных животных, хозяйственной деятельности человека.

Рассмотрим сущность ведущих почвообразовательных процессов, развитие которых обусловило формирование почвенного покрова рассматриваемой территории.

Подзолообразование

Подзолистые почвы формируются в результате оподзоливания (подзолистого процесса), элювиально-глеевого процесса.

Существенная особенность подзолистого процесса - разрушение в верхней части профиля почвы первичных и вторичных минералов и вынос продуктов разрушения в нижележащие горизонты и грунтовые воды.

В наиболее чистом виде подзолистый процесс протекает под пологом хвойного таежного леса с бедной травянистой растительностью или без нее.

Отмирающие части древесной и моховолишайниковой таежной растительности накапливается преимущественно на поверхности почвы в виде лесной подстилки. При этом образуются разные водорастворенные органические соединения. Низкое содержание питательных веществ и оснований в подстилке, а также преобладание грибной микрофлоры способствует интенсивному образованию кислот.

Кислые продукты частично нейтрализуются основаниями, большая же их часть попадает с водой в почву, взаимодействуя с ее минеральными соединениями.

В результате промывного водяного режима и действия кислых соединений из верхних горизонтов лесной почвы удаляются в первую очередь все легкорастворимые вещества. Далее разрушаются соединения первичных и вторичных минералов. Прежде всего разрушаются илистые минеральные частицы, поэтому при подзолообразовании верхний горизонт постепенно обедняется илом.

Часть веществ, вынесенных из лесной подстилки и подзолистого горизонта, закрепляется ниже подзолистого горизонта. Образуется горизонт вмывания или иллювиальный горизонт, обогащенный илистыми частицами, полуторными окислами железа и алюминия и рядом других соединений. Другая часть вымываемых веществ выходит за пределы профиля.

Подзолистый процесс сопровождается разрушением минеральной части почвы и выносом некоторых продуктов разрушения за пределы почвенного профиля. Часть продуктов закрепляется в иллювиальном горизонте, образуя новые минералы.

Интенсивность подзолистого процесса зависит от сочетания факторов почвообразования. Одно из условий его проявления - нисходящий ток воды: чем меньше промачивается почва, тем сложнее протекает этот процесс.

Течение подзолистого процесса в большой степени зависит от материнской породы, в частности от ее химического состава. На карбонатных породах этот процесс ослабевает значительно, что обусловлено нейтрализацией кислых продуктов свободным углекислым кальцием породы и кальцием опада.

На выраженность подзолистого процесса большое влияние оказывает также состав древесных пород.

Глеевый процесс

Глеевый процесс возникает в условиях избыточной влажности и связанной с этим недостаточной аэрации. Морфологические признаки оглеения выражены изменение окраски - появляются голубовато-серые тона, сначала в виде пятен, переходящих при нарастании процесса в сплошные голубовато-сизые горизонты.

Развитие процесса сопровождается появлением подвижных форм закисного железа при одновременном обеднении почвы неподвижными формами окисного железа. При глееобразовании происходит распад микроагрегатов, увеличивается содержание коллоидов, что приводит к ухудшению структуры почвы, увеличению ее объемного веса и уменьшению пористости.

Эллювиально-глеевый процесс развивался в условиях контрастного водного режима, характеризуется следующими чертами:

· контрастное проявление О.В. процессов, характеризующееся падением О.В. потенциала в верхних горизонтах профиля в период избыточного увлажнения и значительным повышением в период нормального увлажнения;

· накопление более активных и подвижных форм органических веществ с кислотной функцией, играющих первостепенную роль в процессах разрушения почвенных минералов и миграции продуктов этого разрушения;

· развитие сезонных восстановительных процессов усиливает трансформацию соединений железа, алюминия, магния из устойчивых труднорастворимых форм в более подвижные;

· повышенное содержание в составе воднорастворимых органических веществ компонентов с кислыми свойствами и подвижных полуторных окислов создает благоприятные условия для взаимодействия органической и минеральной части почвы и образование подвижных органо-минеральных соединений.

Постепенное нарастание переувлажнения от стадии постоянно избыточного увлажнения до полной влагоемкости в пониженных формах рельефа, затрудняет доступ кислорода, создает анаэробные условия для размножения растительных остатков и вызывает потерю тепла на испарение. Почвообразовательный процесс переходит в стадию образования болот.

Развитие болот

Этот процесс обусловлен специфическим воздействием всего комплекса факторов почвообразования, связанным с избыточным увлажнением почв и приносом водами различных зольных веществ.

В условиях избытка влаги отмершие растительные остатки не разрушаются, а как бы консервируются и, нарастая, образуют значительную толщу торфа.

В условиях поверхностного переувлажнения, атмосферными водами формируются верховые болота, бедные зольным составом. При грунтовом переувлажнении жесткими водами образуется низинные болота.

Вследствие недостатка кислорода в минеральной толще наблюдаются процессы восстановления окисленных соединений, их растворение и вымывание, т.е. развитие процесса оглеения. Грунтовые воды, богатые окислами железа, могут вызвать формирование железистых горизонтов.

Усиление восстановительных процессов и рост воздействия ненасыщенных основаниями органических кислот к снижению интенсивности биохимических процессов в почвах и накоплению в них органического вещества - основного показателя развития болотного процесса.

Дерновый процесс

Почвообразовательный процесс, протекающий под воздействием травянистой растительности, приводит к формированию почв с хорошо развитым гумусовым горизонтом, называется дерновым процессом. Наиболее существенная его особенность - накопление гумуса, питательных веществ и создание водопрочной структуры в верхнем горизонте почв. Особенно благоприятно дерновый процесс развивается под луговой и луговостепной травянистой растительностью.

Интенсивность проявления дернового процесса определяется биологической продуктивностью травянистых растений и комплексом условий, от которых зависит образование и накопление гумуса.

Большое влияние на темп и характер разложения органического вещества оказывает аэрация почв. В аэробных условиях органические остатки размножаются интенсивно с образованием гумуса и окисленных минеральных соединений. В анаэробных условиях органическое вещество разлагается медленно, образуя восстановленные соединения - закисное железо, метан и другие, которые угнетают рост и развитие растений. Органические остатки при этом накапливаются в виде торфяной массы, и дерновый процесс переходит в болотный.

Развитие подзолистого, дернового, глеевого и болотного процессов и их сочетание обуславливают формирование на территории Ленинградской области подзолистого, дерново-карбонатного, подзолисто-болотного, дерново-глеевого, болотного, аллювиального и культурно-аккумулятивных типов почв, примерный список которых можно представить в следующем виде.

III. Агрохимическая характеристика наиболее распространенных почв в Ленинградской области

Дерново-карбонатная оподзоленная почва

Эти почвы развиваются на породах, содержащих карбонаты кальция. Широко распространены на ордовикском плато. Они занимают наиболее выровненные территории, сложенные карбонатными валунными суглинками и глинами. Мощность морены достигает 1 м и более.

Почвенный профиль состоит из верхнего дернового горизонта серого цвета, чаще всего суглинистого или легкосуглинистого.

Подзолистый горизонт - в виде отдельных светлых пятен; в более сильно оподзоленных разностях этот горизонт оформляется в виде сплошной ленты, окрашенной гидроокисью железа в палевый цвет.

Линия вскипания опускается до глубины 40 - 60 см, а вслед за ней перемещается вниз и красно-бурый глинистый иллювиальный горизонт.

Описание разреза почвы

Заложенного в микропонижении рельефа в изреженном ельнике - зеленомошнике в 0,5 км от станции Елизаветино.

А0 0 - 2 см - мохово-травянистая подстилка

А1 2 - 22 см - буровато-серый, суглинистый, непрочнокомковатый, с кремнезистой присыпкой

А2В 22 - 25 см - серовато-палевый, опесчаненный суглинок с частыми оподзоленными пятнами

В1 25 - 46 см - охристый, суглинистый, опесчаненный

В2 46 - 60 см - коричневато-бурый, тяжелосуглинестый, с 60 см начинается пятнистое вскипание от HCl

С1 60 - 100 см - крупные известняковые валуны с прослойками палевого суглинка, бурно вскипающего от HCl

Таблица 1

Механический состав дерново-карбонатной оподзоленной почвы

Из данных таблицы 1 видно четкое выделение обедненных илистыми частицами подзолистых горизонтов и обогащенные ими глинистые иллювиальные горизонты. Характерно повышенное содержание пылеватых фракций в дерновых горизонтах.

Таблица 2

Состав и свойства дерново-карбонатной оподзоленной почвы

Из данных таблицы 2 видно, что по мере развития процесса подзолообразование в почвах уменьшается содержание гумуса, сокращаются размеры биологического накопления обменных оснований в верхнем горизонте, возрастает гидролитическая кислотность. В абсолютных же значениях степень насыщенности остается высокой, а кислотность - низкой. Насыщенность почвенного поглощающего комплекса Ca и Mg сводит к минимуму гидролитическую кислотность.

Пахотные дерново-карбонатные оподзоленные почвы имеют довольно высокий рН солевой вытяжки и значительную степень насыщенности. Некоторое подкисление наблюдается в верхних оподзоленных горизонтах.

Содержание подвижных фосфора и калия несколько ниже чем в других дерново-карбонатных почвах. Подвижного фосфора здесь больше чем калия.

При прохождении от верхнего горизонта к нижнему содержание подвижного калия постоянно уменьшается, а содержание Р2О5 варьирует в незначительной степени.

Подзолистая почва

Эти почвы формируются преимущественно под пологом таежных моховых и мертвопокровных хвойных лесов. Образование их профиля связанно с развитием процессов оподзоливания, элювиально-глеевого процесса.

Основные массивы подзолистых почв приурочены к подзолистой и глеевоподзолистой подзонам. Большие их площади встречаются на песчаных породах полесий. Они занимают около 132 млн.га.

Описание почвенного профиля подзолистой почвы.

Подзолистые почвы с поверхности имеют подстилку (А0) мощностью от 2 - 5 до 10 см. ниже расположен слаборазвитый гумусовый горизонт, представленный слоем грубого гумуса в 1 - 3 см (А0А1), или фульватный гумус вмыт из подстилки на глубину 3 - 5 см (А1А2). Под слаборазвитым гумусовым горизонтом залегает подзолистый (А2), затем иллювиальный (В), который подстилается породой (С). Между подзолистым и иллювиальным горизонтами выделяется переходный горизонт (А2В), а между иллювиальным и породой - ВС. По степени выраженности иллювия горизонт В может быть подразделен на несколько подгоризонтов - В1 , В2 и т.д. мощность профиля почвы достигает 100 - 120 см. верхние горизонты сильнокислые (рНКСl 3,3 - 4).

Таблица 3

Механический состав подзолистых суглинистых почв на покровных суглинках среднетаежной подзоны

Из данных таблицы 3 видно, что профиль почвы отчетливо дифференцирован по содержанию ила: подзолистый горизонт обеднен.

Таблица 4

Состав и свойства подзолистых суглинистых почв на покровных суглинках среднетаежной зоны

IV. Мелиоративные состояния почв

Почвы хорошо и среднеокультуренные считаются лучшими в хозяйстве, пригодными для возделывания всех культур. К этой группе относятся дерново-карбонатные оподзоленные почвы. Для коренного улучшения оподзоленных дерново-карбонатных почв требуется осуществление некоторой мелиорации - применение системы глубокой вспашки с подпочвенным рыхлением для разрушения иллювиального горизонта, имеющего неблагоприятные водно-физические свойства. На этих почвах можно применять быстрое углубление пахотного слоя с соблюдением рекомендуемых при этом сопутствующих мероприятий.

Агротехнические мероприятия следует сочетать с известкованием почв наибольшими дозами ( 2 - 6 ц на 1 га) для регулирования реакции. Внесение навоза дает особенно большое увеличение урожая. Из минеральных удобрений в первую очередь требуются азотные, а затем фосфорные. Фосфоритная мука дает эффект на почвах с гидролитической кислотностью выше 4 мг-экв. на 100 гр почвы. В связи с более интенсивным протеканием дернового процесса в этих почвах, биологическая аккумуляция веществ в почвенном профиле происходит очень энергично, поэтому все мероприятия по их окультуриванию оказываются очень эффективными, почвы быстро приобретают свойства культурных почв и долго их сохраняют.

Торфянисто-подзолистые-глеевые почвы длительно избыточного увлажнения встречаются на пониженных равнинах и плоских уступов склонов. В их профиле выделяется мощный гумусовый горизонт. Эти почвы можно считать среднего качества. Выраженная слоистость вертикального слоя способствует нарушению водно-воздушного режима и развитию процессов заболачивания.

Торфянисто-подзолистые-глеевые почвы могут быть осушены разряженной сетья открытых канав. Но при осушении и последующем освоении содержание гумуса в них резко падает, и в профиле почв появляются признаки подзолообразования. Поэтому при возделывании этих почв необходимо известкование с одновременным внесением высоких доз органических удобрений.

Подзолистые почвы относятся к почвам низкого качества. Они заняты хвойными лесами. Их освоение не целесообразно. Подзолистые почвы в результате непрерывного биологического круговорота питательных веществ в системе почва - лесная растительность - подстилка - почва в ряде случаев обеспечивает достаточно высокую биологическую продуктивность лесных угодий. При использовании же подзолистых почв в сельскохозяйственных целях требуется специальные мероприятия по повышению их плодородия. При вовлечении подзолистых почв в пашню несколько улучшается их тепловой режим и повышается их биологическая активность. При распашке суглинистых подзолистых почв бесструктурность, низкое содержание гумуса определяют большую склонность пахотного горизонта к образованию корки. Эти неблагоприятные свойства могут быть устранены интенсивным окультураванием (внесением органических удобрений, посевом многолетних трав, известкованием и др.)

V. Система мероприятий по окультуриванию почв

Обработка почвы включает различные приемы углубления пахотного слоя предпосевной подготовки почвы. Являясь самым мощным приемом окультуривания почв с маломощным гумусовым горизонтом, обработка почвы коренным образом изменяет условия и характер почвообразования в наиболее активной верхней части почвенного профиля.

Приемами обработки почвы регулируются физические, химические и биологические процессы в почве, что ускоряет переход труднодоступных питательных веществ в легкоусваемые для растений формы. В сочетании с удобрением и известкованием обработка почвы составляет основное звено системы мероприятий по окультуриванию почв.

Осушение переувлажненных, потенциально плодородных почв, в естественном состоянии практически непригодных к использованию, создает условие, позволяющее продуктивно применять их в сельскохозяйственном производстве.

Известкование кислых почв ведет к переделке почвенного поглощающего комплекса. При этом почва обогощается обменными основаниями, в ней уменьшается кислотность, в результате чего усиливается жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, улучшаются физические свойства почв и ее структурное состояние, увеличивается подвижность элементов питания.

Применение органических и минеральных удобрений повышает содержание гумуса, создает необходимые запасы органического вещества, подвижного N, P, K и других элементов, что является наиболее важным в плодородии почв.

Почвы подзолистого типа неоднородны по содержанию питательных веществ. Выравнивание почвенного плодородия дифференцированным применением органических и минеральных удобрений создает предпосылки повышения общего фона потенциального плодородия. Внесение навоза, компостов и др органических удобрений является не только агротехническим, но и мелиоративным и биологическим приемом улучшения подзолистых почв.

Сельскохозяйственные растения также могут выступать фактором окультуривания почв. Плодородие почвы тесно связанно с растительным покровом, и в частности с жизнедеятельностью корневой системы. Непрерывно отмирая, корни и послеуборочные остатки обогащают почву органическими веществами, повышают ее плодородие.

Чередование в севообороте многолетних и однолетних растений является предпосылкой рационального использования почвенного плодородия.

Список используемой литературы

1. Аксенов С.М., Банкин М.П. Физико-химические методы в агрохимии. - ЛГУ. -1986. - 136 с.

2. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. - Л.- Наука. - 1980. 287с.

3. Благовидов Н.Л. Почвы Ленинградской области, - Л. - 1962. - 123с.

4. Бондарев А.Г., Бахтин П.У., Сапожников П.М. и др. изменение физических свойств и плодородия серых лесных почв под воздействием движителей сельскохозяйственной техники. - Сб.научн. тр. ВИМ. - 1984. - 102 с.

5. Долгов СюИ., Модина С.А., О некоторых закономерностях зависимости урожайности сельскохозяйственных культур. Теоретические вопросы обработки почв. - Л. - 1969. - С.

6. Кулаковская Т.Н. проблема расширенного воспроизводства плодородия дерново-подзолистых почв в условиях возрастающей интенсификации сельского хозяйства. Вестник с.-х. науки. - 1982

7. Левин Ф.И. окультуривание подзолистых почв. - М. - Колос. - 1972. - 264 с.

8. Левин Ф.И., Денисова Е.А. изменение гумусного состояния дерново-подзолистых почв при внесении удобрений. Вестник. - МГУ. - сер.17. - 1987.

9. Пупков А.М., Сахарцев В.П. исследование подвижного гумуса дерново-подзолистых почв разной степени окультуренности. - Сб.научн. тр. Ленинград. СХИ. Л. - 1987.

10. Семенов В.А. оценка плодородия почв Сб. научных трудов . АФИ. - 1986.

11. Шульц Э., Кершенс М. характеристика разлогаемой части органического вещества при помощи экстракции горячей водой. Почвоведение. - 1997.

Размещено на Allbest.ru