Структура почвенного покрова и агрономическая оценка

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФГБОУ ВПО «БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В.Я. ГОРИНА»

Факультет Агрономический (Очного профессионального образования, специальность «Агрохимия и агропочвоведение»)

Кафедра земледелия и агрохимии

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ГЕОГРАФИИ ПОЧВ

«Генезис, классификация, строение, состав и свойства почв лесостепной зоны черноземов оподзоленных, выщелоченных и типичных, структура почвенного покрова и агрономическая оценка»

студентка

Пятницкая А.Ю.

Руководитель

Линков С.А.

Белгород 2014

Содержание

Введение

1. Закономерности географического распределения почв

2. Характеристика почвенно-климатической зоны и условий почвообразования

2.1 Общие сведения о почвенно-климатической зоне

2.2 Климатические условия

2.3 Растительность и фауна

2.4 Рельеф

2.5 Почвообразующие породы

2.6 Гидрография и гидрология

2.7 Хозяйственная деятельность человека

3. Почвообразовательные процессы, их сущность и характеристика

4. Агрономическая и морфологическая характеристика основных почв

5. Проблемы и рациональное использование почв лесостепной зоны

5.1 Агрохимическая оценка почв

5.2 Защита почв от эрозии

5.3 Окультуривание почв, требующих мелиорации

5.4 Гумусовое состояние почв

Выводы и предложения

Приложения

Введение

География почв -- наука о закономерностях распространения почв на поверхности Земли в целях почвенно-географического районирования. Делится на общую и региональную. Общая география почв изучает факторы почвообразования и общие закономерности географического распределения почв, типы структуры почвенного покрова. Региональная география почв изучает вопросы районирования и занимается описанием почвенного покрова конкретных регионов.

Основной метод географии почв -- сравнительно-географический, с помощью которого географическое распределение почв изучают в связи с факторами почвообразования. Широко используется картографирование -- составление почвенных карт.

Структура почвенного покрова (СПП) - закономерное пространственное размещение почв на небольших территориях, выявляемое при детальном картографировании их почвенного покрова и образованное многократным повторением одного или нескольких различных основных образующих её элементов - почвенных комбинаций (ПК), каждая из которых содержит все почвы, являющиеся компонентами СПП с характерными для них взаимосвязями. С точки зрения агрономии выделяют 3 типа структуры почвенного покрова: однородные (применяют одинаковые агротехнические и мелиоративные приёмы), неоднородные совместимые (небольшие различия, оптимальные сроки сева близки), несовместимые (качественно различные системы агротехнических и мелиоративных приёмов, недопустимы проведение сева и уборки в одни и те же сроки.

Почвенный покров Земли является ведущим и важнейшим компонентом экологических систем биосферы. Почвенный покров образует на земной планете особую биогеохимическую оболочку, охватывающую сушу и мелководья. Если это звено будет разрушено или уничтожено, то общий механизм биосферы также будет глубоко и необратимо нарушен, с опасностью катастрофических последствий. Организмы (растения, животные, микробы) и почвы составляют сложные экологические системы -- биогеоценозы, выполняющие в биосфере планеты важнейшие функции, которые обеспечивают само существование жизни. Это непрерывно текущий процесс биогенного накопления, трансформации и перераспределения энергии, поступающей от Солнца на Землю, поддержание на планете общемирового круговорота химических элементов, особенно таких биофилов, как кислород и водород, углерод и азот, фосфор и сера, кальций, магний и калий, медь, цинк и кобальт, йод и др. Система организмы - почва осуществляет эти функции путем создания растительного органического вещества, используемого травоядными, зообиомасса которых потребляется многочисленными звеньями паразитов, хищников, некрофагов, почвенных беспозвоночных и микробов. Почвенный гумус -- этот наиболее существенный результат почвообразовательного процесса -- является одним из последних звеньев пищевых цепей от фотосинтезированного органического вещества до конечных продуктов его минерализации: воды и углекислоты, аммиака, нитратов и окислов азота, сероводорода и метана, простых окислов железа, алюминия и кремния, карбонатов, сульфатов, фосфатов.

1. Закономерности географического распределения почв

Почвенно-географическое районирование - это группировка (классификация) территорий с однотипной структурой почвенного покрова, обусловленной связями почвенного покрова с экологическими условиями (факторами почвообразования). Его целью является выявление таких связей и определение возможностей сельскохозяйственного использования почв.

Таксономическая система почвенно-географического районирования отражает разные уровни структур почвенного покрова начиная с наиболее крупных -- почвенно-биоклиматических поясов и кончая наиболее мелкими единицами районирования -- почвенными районами.

Таксономическая система почвенно-географического районирования для территории России состоит из следующих соподчиненных единиц:

1. Почвенно-биоклиматический пояс

2. Почвенно-биоклиматическая область

Для равнинных территорий : Для горных территорий:

3. Почвенная зона 3.Горная почвенная провинция

(вертикальная структура почвенных зон)

4. Почвенная провинция 4. Вертикальная почвенная зона

5. Почвенный округ 5. Горный почвенный округ

6. Почвенный район 6. Горный почвенный район

Почвенно-биоклиматический пояс представляет собой совокупность почвенных зон и вертикальных почвенных структур (горных почвенных провинций), объединенных сходством радиационных и термических условий и сходным характером влияния этих условий на почвообразование, выветривание и развитие растительности.

Почвенно-биоклиматическая область понимается как совокупность почвенных зон и вертикальных почвенных структур, объединенных в пределах пояса сходством не только радиационных и термических условий, но и условий увлажнения и континентальности и вызванных ими особенностей почвообразования, выветривания и развития растительности.

Как видно из формулировок, при выделении почвенно-биоклиматических поясов определяющими условиями формирования почвенного покрова являются термические условия, а при выделении почвенно-биоклиматических областей -- условия увлажнения и континентальности.

Таксономическая система почвенно-географического районирования более низких уровней, как это видно из приведенной схемы, различна для равнинных территорий и горных областей. Для равнинных территорий выделенные таксономические единицы районирования имеют следующие значения:

Почвенная зона -- ареал распространения зонального почвенного типа и сопутствующих ему интразональных почв.

Почвенная провинция -- это часть почвенной зоны, отличающаяся специфическими особенностями почв и условий почвообразования, связанными либо с различиями в увлажнении и континентальности (в широтных отрезках почвенных зон), либо с температурными различиями (в меридиональных отрезках почвенных зон). Выявление провинциальных различий в пределах почвенных зон имеет большое агрономическое значение.

Почвенные округа выделяются в пределах почвенных провинций по тем особенностям почвенного покрова, которые обусловливаются характером рельефа и почвообразующих пород.

Почвенный район понимается как часть почвенного округа, характеризующаяся однотипной структурой почвенного покрова, т. е. закономерным чередованием в пределах района одних и тех же сочетаний и комплексов почв.

Почвенные области горных территорий подразделяются на вертикальные почвенные структуры:

Вертикальная почвенная структура (или горная почвенная провинция) -- ареал распространения четко определенного ряда вертикальных почвенных зон, обусловленного положением горной страны или ее части в системе почвенно-биоклиматических областей и главными особенностями ее общей орографии. Почвенная структура вертикальной зональности определяется в основном положением горной страны в системе климатических поясов и областей, поэтому по своему таксономическому положению в системе районирования горная почвенная провинция (вертикальная почвенная структура) аналогична почвенной зоне на равнине.

Значение остальных таксономических единиц одинаково для равнинных и горных территорий.

2. Характеристика почвенно-климатической зоны и условий почвообразования

2.1 Общие сведения о почвенно-климатической зоне

Лесостепная зона простирается сплошной полосой от Карпат до Енисея. Восточнее Енисея серые лесные почвы и лесостепные черноземы встречаются отдельными островами на склонах низкогорий Средней Сибири и в межгорных котловинах. Лесостепная зона имеет переходный характер: в ней закономерно чередуются участки обеих соседних зон -- лесной и степной. На ее северной окраине встречаются еще леса, которые предпочитают селиться на лучше увлажненных возвышенностях с более легкими выщелоченными песчаными почвами.

С севера на юг количество осадков убывает, климат становится теплее, испаряемость увеличивается. Лесам по мере движения на юг начинает не хватать влаги, и они уступают междуречьям степей, тяготея к лучше увлажненным западинам, речным долинам и балкам. Нередко лесные участки так спрятаны в понижениях рельефа, что внешне ландшафт имеет степной облик. Кроме того, многие островки леса истреблены человеком.

Как и южные лесные подзоны, лесостепь не образует непрерывной полосы. Единым массивом она тянется только на Русской равнине на юго-западе Сибири. В Средней Сибири зона прерывается горами: у их северного подножия встречаются лишь изолированные лесостепные острова, вкрапленные в южную тайгу. Подобная же картина наблюдается и в Забайкалье, где лесостепь занимает редкие плоскодонные котловины, а в горах завоевывает более сухие и теплые южные склоны, уступая на севере тайге.

На обширных равнинах Дальнего Востока -- на Зейско-Буреинской и Приханкайской в соседстве с сухими степями Монголии и Маньчжурии -- лесостепь снова вступает в свои права, однако приобретая здесь специфические, скорее лесолуговые черты. Ими она обязана муссонному климату.

Степные части зоны на большом ее протяжении распаханы. До их земледельческого освоения здесь преобладали красочные варианты луговых степей с густым разнообразным травостоем и плотной корневой системой, в результате чего ежегодно получалось большое количество перегноя. Именно здесь формируются наиболее мощные и тучные черноземные почвы в стране. Под островными лесами обычны оподзоленные и выщелоченные черноземы, а также серые лесные почвы.

Таблица 1 Структура земельных угодий территории

Виды угодий	Площадь, млн га	%
1. Общая земельная площадь, в том числе сельхозугодий:	54,5	42,8
2. кормовые угодья	21,1	16,6
3. многолетние насаждения, пашни	51,7	40,6
ВСЕГО	127,3	100

2.2 Климатические условия

Лесостепь представляет собой зону, переходную от влажного климата лесной зоны к засушливому климату степи. Основной особенностью климата является близкое соотношение годовых осадков и испаряемости. На северной границе зоны годовые осадки и возможное испарение сбалансированы (КУ=1), на южной испаряемость преобладает над суммарным количеством выпадающих осадков (КУ=0,77). В среднем лесостепная зона характеризуется как полувлажная.

Вследствие большой долготной протяженности отдельные элементы климата значительно меняются, особенно температура. На крайнем западе накапливается сумма температур выше 10°С в пределах 2400--3200°, на востоке -- 1400--1800°. Зона сравнительно однородна по температурам теплого периода +8--20°), но заметно различается по температурам зимнего периода.

Температура наиболее холодного месяца в лесостепи от --4 до --8° на западе (зима мягкая) и до --25°С на востоке (зима холодная). Значительные различия по долготе наблюдаются также в отношении годового количества осадков, которое уменьшается от 550--700 мм на западе до 350 мм на востоке.

Продолжительность основного периода вегетации, составляющая на западе около 150--180 дней, сокращается на востоке до 90--120 дней, чем и объясняются существенные различия сумм температур при сравнительном сходстве температуры теплого периода в пределах зоны.

Таким образом, общими закономерностями изменения климата лесостепи являются: уменьшение гумидности с севера на юг, нарастание континентальное (похолодание зим, сокращение активного периода, уменьшение общей суммы температур) и уменьшение суммы осадков с запада на восток, обусловливающие специфику гидротермических режимов и появление в лесостепных почвах особенностей, определяющих подзональное и фациально-провинциальное разделение зоны.

2.3 Растительность и фауна

Целинная растительность зоны представлена травянистыми лесами, чередующимися с безлесными участками луговых степей. Последние в основном распаханы, на Западе (Украинская провинция) преобладают буковые, буково-грабовые и дубово-грабовые леса.

В Среднерусской провинции господствуют дубовые леса с примесью липы, клена, ясеня и других широколиственных пород. Далее к востоку в лесах заметное место занимает береза, часто с примесью хвойных пород (пихта, сосна). На территории всей зоны на песчаных террасах рек часто произрастают сосновые боры.

Травянистая растительность лесов разнообразна и обильна. Северная часть черноземно-степной зоны в Европе характеризуется разнотравно-ковыльно-типчаковыми ассоциациями. Основными представителями являются узколистные злаки: ковыль, типчак, степной овес; из разнотравья - шалфей, клевер, колокольчики, встречаются полыни. В южной части степи травостой уже изрежен и нередко носит характер куртин. Здесь еще в большей степени господствуют узколистные злаки: ковыли перистые и ковыли волосатики, некоторые осоки, типчак, житняк; значительное место принадлежит полыням, встречаются тюльпаны, мятлик. В Западной Сибири - березовые колки и сосновые боры с узколистными злаками. Встречаются степная люцерна, астрагал, галофитная растительность, приуроченная к пятнам солонцов и солончаков.

Фитомасса широколиственных травянистых лесов достигает 4000 ц/га при приросте 90 ц/га. Широколиственные леса дают ежегодно 35--50 ц/га наземного опада, с которым поступает до 300 кг/га и более азота и зольных элементов. В составе золы опада оксиды CaO, MgO и К2О составляют 50--70%, SiО2 -- 10-15%, Fe2О3 - 3-4%.

В пределах лесостепи не встречаются свойственных только ей видов животных. Как правило, степные виды (сурок, суслик, дрофа) сочетаются здесь с типичными представителями лесной зоны (белка, лось, куница). Виды животных меняются от степной до лесной зоны при движении на север.

На пашне значительно увеличивается численность микрофлоры, но при этом резко уменьшается численность и особенно биомасса беспозвоночных, прежде всего дождевых червей.

2.4 Рельеф

Лесостепь Русской равнины характеризуется сильно и глубоко расчлененным эрозией волнистым рельефом. За Уралом лесостепная зона занимает южную часть Западно-Сибирской низменности и увалистые предгорные равнины Алтая и Саян.

Плодородие почв и продуктивность растительности снижаются в лесостепи из-за сильного развития процессов водной эрозии. Лесостепная и степная зоны - самые овражные среди других зон умеренного пояса. Средняя густота овражной сети (в км/км2) на возвышенных равнинах Русской равнины составляет: в тайге и смешанных лесах - 0,08, в лесостепи - 0,19, в степях - от 0,22 на севере до 0,14 на юге, в полупустынях и пустынях - 0,05. Основные факторы, способствующие развитию оврагов в лесостепи и степях- легко размываемые лёссовые грунты, ливневый характер летних осадков, высокая степень распаханности. Для ослабления водной эрозии почв на склонах крутизной более 3-4° требуется введение кормовых почвозащитных севооборотов. Склоны крутизной более 8° целесообразнее всего использовать под посадку леса, залужение и под сады с предварительным их террасированием.

На юге лесостепи легкие бесструктурные почвы начинают страдать от выдувания. Время от времени, преимущественно весной, здесь проносятся пыльные бури. В башкирской лесостепи случаются годы, когда ветровая эрозия вызывает гибель посевов на значительных площадях.

2.5 Почвообразующие породы

Почвообразующие (материнские) породы являются основным исходным материалом, из которого под воздействием растительности и других факторов почвообразования формируются почвы.

Наиболее распространенными почвообразующими породами являются лессы и лессовидные суглинки разного гранулометрического состава - от легких до тяжелых суглинков. Встречаются третичные глины (Поволжье, Заволжье) и элювий гранитов, песчаников, мергелей (Восточная Сибирь). Они обладают благоприятными физическими и химическими свойствами, способствующими формированию плодородных черноземных почв. По днищам балок распространены аллювиально-делювиальные отложения, сложенные материалом, смытым со склонов, а также вынесенным из оврагов временными водотоками.

На склонах нередко в качестве почвообразующих пород выступают продукты разрушения мела. Эта порода состоит из обломков мела и мелкоземистой массы хрящеватого суглинка серовато-белесого цвета. На глубине около 1 метра мелкоземистый элювий переходит в грубый рухляк выветривания и глубже подстилается малоизмененной коренной породой- мелом.

Главная особенность почвообразующих пород - наличие в них карбонатов кальция. В Западной Сибири и в Южно-Русской провинции встречаются засоленные почвообразующие породы.

2.6 Гидрография и гидрология

Гидрографическая сеть менее развита, чем в лесной зоне. Местных рек в лесостепи мало. Половодье связано с таянием снега и приходится на весну. Годовой слой стока воды до 75 мм; на долю весеннего периода приходится 60-80%. Меженное состояние рек наблюдается в летнее время, когда они резко сокращают расходы вод.

Количество атмосферных осадков здесь меньше по сравнению с лесной зоной и составляет 450-500 мм в год, потери на испарение сильно возрастают, а сток соответственно снижается. Коэффициент стока уменьшается до 0,2-0,3.

Грунтовые воды располагаются на разной глубине (до 20-25 м). Они имеют в основном повышенную минерализацию (до 3,0 г/л и выше). Поэтому только средние и большие реки, врезаясь ниже уровня грунтовых вод, имеют обеспеченное грунтовое питание. Степень заболоченности резко уменьшается; болота встречаются лишь в поймах рек.

Эрозионная деятельность рек и поверхностный смыв возрастают, появляются балки и овраги. В связи с большими потерями на испарение и относительно малым стоком минерализация вод увеличивается (до 500 мг/л), появляются первые признаки засоления вод и почв.

Как правило, черноземные почвы занимают обширные пространства на хорошо дренированных водоразделах и склонах междуречий. Пониженные участки и слабо расчлененные междуречья неблагоприятны для формирования почв черноземного типа. В таких местах развиты обычно лугово-солончаковые почвы, либо солонцы и солоди.

2.7 Хозяйственная деятельность человека

Трудно переоценить народнохозяйственное значение лесостепной зоны. Она давно уже служит житницей страны, давно уже превратилась в одно огромное возделанное поле, занятое посевами, лугами и пастбищами. Наряду с производством зерновых, лесостепь служит и основным производителем сахарной свеклы, поставляет значительную часть подсолнечника. Западная половина ее представляет старый район садоводства. Одновременно с этим лесостепь выделяется как зона развитого молочно-мясного скотоводства, свиноводства, птицеводства и местами (Западная Сибирь) овцеводства.

Если в тайге и хвойно-широколиственных лесах важнейшими мерами по повышению урожайности были удобрение и осушение, то в зоне лесостепи на первое место выдвигаются борьба за сохранение влаги и снижение интенсивности водной эрозии почв.

В связи с высокой распаханностью лесостепной области Русской равнины (до 70-80% на ее юго-западе) здесь практически исчерпаны резервы для расширения пахотных земель. В западносибирской лесостепи резервы пахотных земель, главным образом за счет освоения лугово-черноземных и лугово-болотных почв, оцениваются в 5 млн. га.

В недрах лесостепной зоны заключены богатейшие запасы разнообразных полезных ископаемых. На юге Среднерусской возвышенности находится крупное месторождение железных руд - Курская магнитная аномалия, которая в послевоенные годы превратилась в важнейший железорудный район страны. В лесостепи Заволжья расположены известные месторождения Волго-Уральской нефтяной области. Высококачественные каменные угли Донецкого бассейна играют важную роль в энергетическом хозяйстве Советского Союза (а сейчас Украины и России). Месторождения этих и других видов полезных ископаемых (природный газ, горючие сланцы, бурые угли, фосфориты, строительное сырье) расположены в районах, выделяющихся высокой плотностью населения, что является благоприятным фактором для их освоения.

3. Почвообразовательные процессы, их сущность и характеристика

Почвообразование представляет собой сложный процесс превращения материнской породы в почву, резко отличающуюся от исходной породы внешним видом и свойствами. Необходимое условие почвообразования -- поселение на породе живых организмов. Для их развития, в свою очередь, требуется некоторое количество влаги и элементов питания в доступной форме. То и другое появляется в породе в результате ее физического и химического выветривания. Процесс превращения породы в почву непрерывен, он зависит от взаимодействия материнской породы с поселившимися на ней организмами и протекает следующим образом.

При поселении растений происходит передвижение элементов питания из толщи породы и накопление их в ее верхней части. Эти процессы осуществляются под воздействием корневой системы растений, которая проникает в глубь породы, поглощает рассеянные в ней фосфор, калий, кальций и другие элементы питания, перекачивает их наверх в зону максимального распространения корней и в надземную часть.

После отмирания растения разлагаются, а находящиеся в них элементы питания переходят в свободное (подвижное) состояние. При этом часть элементов вымывается атмосферными осадками вниз, другая закрепляется в верхней части породы, а третья усваивается новыми поколениями растений

При разложении растительных остатков (корневых, напочвенных) происходит образование сложных органических соединений, называемых перегноем или гумусом. Гумус постепенно накапливается в верхней части породы, придавая ей темную окраску и новые свойства. Одновременно с образованием гумуса идет и процесс разложения (минерализации) его микроорганизмами.

Рассмотренные выше два явления -- накопление в верхней части породы элементов питания, образование гумуса и разрушение его с потерей части продуктов разрушения -- называются биологическим круговоротом веществ и составляют сущность почвообразовательного процесса. Благодаря этому круговороту порода приобретает качественно новое свойство --плодородие.

Характерная черта почвообразования также синтез минеральных соединений -- простых солей и глинистых минералов -- под воздействием организмов, продуктов их распада и атмосферных факторов Одновременно с синтезом идет и разрушение минералов, поэтому минералогический состав почвы иной, чем минералогический состав материнской породы.

Необходимые условия почвообразования наличие хорошо развитой лугово-степной и степной травянистой растительности, ежегодно оставляющей большое количество органических остатков; интенсивное развитие бактерий, гумифицирующих органические остатки, своеобразный гидротермический режим, при котором нет сквозного промывания почвенного профиля, а в верхней его части наблюдается чередование периодов увлажнения почвы с периодами высыхания; насыщенность почвы основаниями.

Корневая система лугово-степной травянистой растительности распространяется на значительную глубину, поэтому при разложении корневых остатков гумусовые вещества закрепляются в значительном по толщине слое, что способствует образованию мощного гумусового горизонта. Сам процесс гумификации происходит с образованием большого количества гуминовых кислот, которые закрепляются основаниями в зоне образования, вследствие чего накапливается значительное количество гумуса

Фульво-кислоты образуются в небольшом количестве, к тому же они сравнительно быстро конденсируются и переходят в гуминовые кислоты Передвижение малоконденсированных форм гумусовых веществ по профилю ограничено, так как промывной тип водного режима отсутствует. В связи с этим алюмосиликатная часть почвы не разрушается и элювиальные процессы не выражены. Вымываются лишь карбонаты кальция и магния, которые на некоторой глубине осаждаются и образуют горизонт карбонатного иллювия. Одновременно с этим в верхней части профиля происходит синтез вторичных минералов и образование органо-минеральных соединений.

Таким образом, основные особенности почвообразования -- накопление гумуса в значительной толще профиля, вымывание на некоторую глубину карбонатов и образование горизонта карбонатного иллювия, а также отсутствие процессов разрушения и выноса алюмо-силикатной части.

Светло-серые, серые и темно-серые лесные почвы, а также черноземы оподзоленные, выщелоченные и типичные формируют сложный почвенный покров. Однако общая закономерность залегания зональных лесостепных почв -- это постепенная смена их подтипов от светло-серых лесных почв до черноземов типичных при движении с севера на юг.

Сформировавшиеся в лесостепной зоне почвы имеют почвенный профиль, дифференцированный по элювиально-иллювиальному типу (кроме чернозема типичного). Ведущими почвообразовательными процессами в этой зоне являются: гумусово-аккумулятивный, лессиваж, оподзоливание, выщелачивание, окарбоначивание.

Гумусово-аккумулятивный процесс -- это аккумуляция в верхних слоях почвы органического вещества и биофильных элементов, формирование гумусово-аккумулятивных горизонтов.

В лесостепи процесс почвообразования проявляется по-разному. В широколиственных лесах основной источник органического вещества почвы -- опад древесных растений, роль травянистой растительности незначительна. Поступающий на поверхность почвы опад лиственных пород богат азотом (50--90 кг/га), основаниями и кальцием (70-- 100 кг/га). Органические соединения, образующиеся в процессе микробной трансформации опада, частично нейтрализуются основаниями, что в условиях ослабленного промывного режима способствует формированию сложных гумусовых веществ с большим содержанием гуминовых кислот, не связанных с кальцием.

Под сомкнутыми широколиственными лесами формируются преимущественно светло-серые и серые лесные почвы, которым присуща дифференциация профиля по элювиально-иллювиальному типу. Однако органо-минеральные соединения этих почв не носят ярко выраженных признаков разрушения. Осветление лесов, увеличение доли травянистой растительности, преобладание в древостое дуба, липы усиливают процесс гумусонакопления.

Увеличение сухости территории, колебания суточных и сезонных температур, сокращение сезонного анаэробиоза усиливают разложение богатой зольными элементами подстилки, образование гуминовых кислот, связанных с кальцием. В этих условиях формируются темно-серые лесные почвы и черноземы оподзоленные. Для них характерно сохранение четко диагностируемого деления профиля на зоны вымывания и аккумуляции. Однако в этих почвах трудно установить признаки разрушения органоминеральных соединений, формирование новых почвенных минералов в иллювиальном горизонте.

Улучшение теплового режима способствует смене растительности на луговые степи. Травянистая растительность обладает мощной корневой системой, ежегодным возвратом в почву большей части накопленной за вегетационный период фитомассы. Количество азота, биофильных элементов в опаде возрастает. Гумификация органического вещества имеет четко выраженную гуматную направленность. Преобладают гуминовые кислоты, связанные с кальцием. Здесь формируются черноземы типичные, а в западинах, замкнутых понижениях -- черноземы выщелоченные.

В местах с высоким уровнем грунтовых вод отмечаются серые лесные глеевые и лугово-черноземные почвы. Обилие влаги при непромывном водном режиме способствует накоплению в почвах гумуса, гуминовых кислот, подтягиванию карбонатов. Разделение профиля на элювиальный и иллювиальный горизонты сглаживается.

Второй по значимости процесс почвообразования в лесостепи -- лессиваж или лессивирование, -- это процесс переноса илистых частиц без предварительного химического разрушения. Он развивается под лиственными лесами при участии органических кислот.

Лессиваж сочетается с третьим ведущим процессом почвообразования в лесостепи -- оподзоливанием. В оподзоленных лесостепных почвах обезыливание верхних горизонтов -- следствие процесса лессиважа, что подтверждается однородностью валового химического, а также минералогического состава илистой фракции по генетическим горизонтам.

Один из ярко выраженных морфологических признаков оподзоливания -- кремнеземистая «присыпка», характерная для черноземов оподзоленных, может отсутствовать в темно-серой лесной почве и появиться в серых и светло-серых лесных почвах.

Кремнеземистая присыпка возникает в результате растворения органическими гумусовыми кислотами коллоидных органо-минеральных пленок, обволакивающих зерна кварца. Вынос растворенных веществ в иллювиальный горизонт приводит к обогащению последнего гидроксидами железа, алюминия и оглинению, образованию призмовидно-ореховатой структуры. Эта свойственная иллювиальному горизонту структура формируется главным образом в результате лессиважа.

Четвертый процесс почвообразования -- выщелачивание. Это процесс обеднения почвенных горизонтов химическими элементами (прежде всего солями, карбонатами кальция) в результате их растворения и выноса нисходящими токами влаги.

В лесостепи по мере развития травянистой растительности, большего поступления органического материала в почву, увеличения доли гуминовых кислот лессиваж ослабевает и заменяется выщелачиванием. Выщелачивание может привести к выносу карбонатов кальция за пределы почвенного профиля. В серых лесных почвах нисходящий ток влаги, вымывая карбонаты кальция, определяет мощность почвенного профиля.

В черноземе оподзоленном процессы лессиважа и выщелачивания обусловливают появление карбонатов кальция только в материнской породе. Профиль чернозема выщелоченного сформирован в результате вымывания карбонатов. Карбонаты кальция находятся за пределами профиля, что служит одним из важнейших диагностических признаков.

Таким образом, неоднородность условий почвообразования лесостепной зоны привела к формированию различных типов почв, среди которых господствуют черноземные и серые лесные почвы.

4. Агрономическая и морфологическая характеристика основных почв

В автоморфных условиях лесостепной зоны преобладают два почвенных типа: серые лесные почвы и лесостепные черноземы. Серые лесные почвы были описаны еще в первых работах В.В.Докучаева, посвященных изучению русского чернозема, под названием «типичных лесных земель» и «серых переходных земель». В.В.Докучаев рассматривал серые лесные почвы как самостоятельный тип, который формируется в результате своеобразного процесса почвообразования, протекающего под травянистыми широколиственными лесами лесостепной зоны. Несколько позже были высказаны гипотезы вторичного происхождения серых лесных почв: из черноземов путем деградации последних под влиянием наступающей лесной растительности (Коржинский, 1887), из дерново-подзолистых почв под влиянием дернового процесса, вследствие смены лесных формаций от хвойных к широколиственным с одновременным усилением роли травянистой растительности в почвообразовании (В.Р.Вильямс), а также из луговых почв при усилении дренажа и поселении на них лесной растительности (И.В.Тюрин).

В северной лесостепи общей закономерностью в распределении почв по элементам рельефа является уменьшение оподзоленности вниз по склону. Водоразделы обычно заняты светло-серыми лесными почвами, иногда в сочетании с дерново-подзолистыми, к склонам приурочены светло-серые и серые лесные почвы, а в самых нижних частях склонов распространены полугидроморфные серые лесные глеевые почвы. По днищам балок, лощин и западин в условиях близкого залегания грунтовых вод формируются дерново-глеевые и перегнойно-глеевые почвы под луговой и лугово-кустарниковой растительностью. В южной лесостепи темно-серые лесные почвы выходят на водоразделы, и только среди оподзоленных и выщелоченных черноземов они местами занимают склоны. В полугидроморфном ряду развиваются лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы, а в гидроморфном -- луговые.

Наряду с серыми лесными почвами в лесостепной зоне широко распространены черноземы. Истоки научных представлений о генезисе чернозема лежат в трудах М.В.Ломоносова и Ф.И.Рупрехта. Однако подлинным основателем учения о растительно-наземном происхождении черноземов, их географии и плодородии является В.В.Докучаев, посвятивший им свое знаменитое сочинение «Русский чернозем». Большой вклад в изучение черноземов внесли также А.П.Костычев, С.И.Коржинский, А.Н.Измаильский, Г.Н.Высоцкий, Л.И.Прасолов и др.

Современные представления о черноземных почвах обобщены в многотомном издании «Черноземы СССР».

В лесостепи тип черноземных почв представлен тремя основными подзональными подтипами: оподзоленных, выщелоченных и типичных черноземов. Лесостепные черноземы тяготеют к более южной части лесостепи.

Основными особенностями почвообразования здесь являются:

1) глубокое и периодически сквозное промачивание;

2) отсутствие накопления легкорастворимых солей в почвенном профиле в автоморфных условиях;

3) интенсивная аккумуляция гумуса с образованием мощных гумусовых горизонтов;

4) наложение комплекса процессов, дифференцирующих профиль. Выщелоченные и типичные черноземы формируются под остепненными лугами и луговыми степями. Отличительная черта остепненных лугов -- преобладание в травостое разнотравья и корневищных злаков. Луговые степи более ксерофитны. В них основная роль принадлежит степным дерновинным злакам, хотя луговые и корневищные присутствуют в заметном количестве. Как для остепненных лугов, так и для луговых степей типичны покров из мхов, высокий и густой травостой и отсутствие летнего периода полупокоя в вегетации растений. Видовой состав растительности остепненных лугов и луговых степей заметно меняется при движении с запада на восток.

Биомасса луговых степей и остепненных лугов равна 200--300 ц/га. Характерно резкое преобладание корневой массы --75% над массой живых надземных органов --25%. Ежегодный опад, в котором преобладают зеленые части растений, составляет 50--55% всей биомассы и более чем вдвое превосходит опад широколиственных лесов. С опадом ежегодно поступает в почву около 700 кг/га азота и зольных элементов. В общем балансе химических веществ в северных степях преобладают кальций и азот при значительном участии кремнезема. Скорость разложения растительных остатков отстает от их поступления, в результате на поверхности почвы образуется степной войлок в количестве 80--100 ц/га.

Водный режим лесостепных черноземов периодически промывной. Сквозное промачивание до грунтовых вод наблюдается в среднем раз в 10 лет. Обилие органических остатков, богатых кальцием, калием, азотом и другими элементами, и отсутствие глубокого промачивания почв в период их разложения приводит к обогащению верхних горизонтов почвы минеральными веществами. Чередование периодов увлажнения и иссушения, регулирующих активность деятельности мезо- и микроорганизмов, препятствует минерализации растительных остатков и способствует образованию сложных, в значительной степени усредненных продуктов гумификации и устойчивых органо-минеральных соединений. Накоплению гумусовых соединений способствует также их термическая денатурация в морозный период. Основным процессом в формировании черноземов является гумусово-аккумулятивный, в результате которого образуется темноокрашенный гумусовый горизонт зернистой или комковато-зернистой структуры, с более или менее высоким содержанием гумуса гуматно-кальциевого состава, нейтральной или близкой к ней реакцией, большой емкостью поглощения, практически полностью насыщенный основаниями, в составе которых преобладает кальций. В наибольшей мере эти черты проявляются в подтипе типичных черноземов, которые характеризуются «максимальным напряжением черноземного процесса».

Диагностические показатели выделяемых в настоящее время подтипов черноземных почв были разработаны для суглинистых и глинистых разновидностей черноземов Восточной Европы, что объясняется прежде всего историей исследования черноземной зоны.

Черноземы типичные имеют следующее строение почвенного профиля: темная, почти черная окраска с поверхности, мощный почвенный профиль - 120-150 см, глубокий гумусовый горизонт - 60-80 см, хорошую оструктуренность почвенной массы, слабоуплотненное тонкопористое сложение, высокое содержание карбонатных солей - вскипание с соляной кислотой происходит в гумусовом горизонте, заметны видимые формы карбонатных солей - плесень и псевдомицелий, частая перерытость землероями - кротовинность. Почвенный профиль хорошо гумусирован, а горизонты по окраске, структуре и сложению очень постепенно переходят один в другой. Валовой химический состав черноземов типичных по всему почвенному профилю (до 150 см) практически однообразен, отклонения незначительные, в %: SiO2 = 70,84-71,40, R2O3 = 20,50-20,96, CaO = 2,21-2,48, P2O5 = 0,18-0,26, SO3 = 0,10-0,13. В карбонатных горизонтах заметно увеличивается содержание оксида кальция, а верхние горизонты обогащены фосфором и серой.

Среди черноземов типичных мало- и среднегумусных преобладают тяжелосуглинистые и легкоглинистые разновидности. Содержание гумуса с глубиной снижается очень постепенно с 4,5 % у малогумусных и с 6,9 % у среднегумусных в верхнем слое и до 2,0-2,3 % на глубине 50-80 см. Запас гумуса в перегнойно-аккумулятивном горизонте составляет 470-530 т/га. Реакция среды нейтральная или близка к нейтральной, рНсол=6,4-7,4. Гидролитическая кислотность низкая и колеблется в пределах 1,0-2,4 ммоль на 100 г почвы, сумма поглощенных оснований (35,4-42,1 ммоль/100 г), степень насыщенности основаниями высокая. Имеют повышенное и высокое обеспечение обменным калием и подвижным фосфором, благоприятные физические и водно-физические свойства (плотность сложения, объемная масса, пористость, структурноагрегатный состав, коэффициент структурности, водопроницаемость, влагоемкость).

Выщелоченные черноземы. Основной ареал которых располагается к северу от типичных, отличаются от последних более отчетливой дифференциацией состава гумуса (увеличение содержания гуматов кальция) в пределах гумусового горизонта. Уровень залегания углекислых солей в выщелоченных черноземах понижен, так что между нижней границей гумусового и верхней границей карбонатного горизонта обнаруживается устойчивый бескарбонатный горизонт мощностью не менее 30--40 см. В этом горизонте возможно некоторое подкисление реакции среды. Карбонатный горизонт, как и в типичных черноземах, характеризуется в основном миграционными формами выделения карбонатов. В выщелоченных черноземах, формирующихся на бескарбонатных отложениях, он может отсутствовать. Минеральная масса в профиле выщелоченных черноземов не вполне стабильна: имеются признаки перемещения по профилю полуторных оксидов и илистой фракции, обусловленные, по-видимому, процессом лессиважа. почвообразование грунт эрозия гумусовой

Оподзоленные черноземы представляют следующее звено между черноземами и серыми лесными почвами. Их профиль по морфологическим и аналитическим данным дифференцирован значительно более четко, чем профиль выщелоченных черноземов. В гумусовом горизонте оподзоленных черноземов ясно заметна белесая присыпка, представляющая отмытые зерна кварца и полевых шпатов. Наибольшее количество присыпки наблюдается в горизонте АВ. Горизонт В приобретает отчетливые черты иллювиального горизонта: темные аккумулятивные пленки на гранях структурных отдельностей. Хотя в составе гумуса по-прежнему преобладают гуминовые кислоты, связанные с кальцием, он отличается многокомпонентностью, а дифференциация состава гумуса в пределах гумусового горизонта выражена вполне отчетливо. Гранулометрический и валовой химический состав обнаруживают ясную, хотя и слабую элювиально-иллювиальную дифференциацию по профилю. Валовой состав илистой фракции в пределах профиля не изменяется. Нижней части гумусового и верхней части переходного горизонта свойственна слабокислая реакция (рН 5,5--6,0) и слабая ненасыщенность поглощающего комплекса (до 2--7% емкости). По содержанию гумуса, его распределению по профилю, вероятности присутствия и глубине залегания карбонатов черноземы оподзоленные и выщелоченные достоверно не различаются. Главным критерием, на основании которого разделяются эти подтипы, является степень дифференциации профиля по морфологическим и аналитическим показателям.

Таблица 2 Систематический список почв лесостепной зоны

№ п/п	Название почв	Почвенный индекс	Занимаемая площадь
			Млн га	%
1	2	3	4	5
1.	Серые лесные	Л2	41	39,2
2.	Чернозем типичный, чернозем оподзоленный, чернозем выщелоченный	ЧТ ЧО ЧВ	45	43,1
3.	Лугово-черноземные	ЛЧК	13,5	12,9
4.	Болотные	Б	5,0	4,8

Вывод: Наиболее распространены в лесостепной зоне черноземы (типичный,оподзоленный, выщелоченный) с тяжелосуглинистым и глинистым гранулометрическим составом, а также серые лесные почвы. Исходя из этого, можно сделать вывод, что в целом почвы зоны позволяют получать при правильном разработанном севообороте и обработке средние и высокие урожаи сельскохозяйственных культур.

Таблица 3 Гранулометрический состав почв лесостепной зоны

Название почв	Площадь, тыс. га	Содержание физической глины	Разновидность почвы
Серые лесные	41000	56,2	Легкосуглинистые
Чернозем типичный Чернозем оподзоленный, Чернозем выщеллоченный	45000	65,5	Среднеглинистые
Лугово-черноземная	13500	64,9	Легкоглинистые

Вывод: От гранулометрического состава почв и почвообразующих пород в значительной степени зависит интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением органических и минеральных соединений в почве. В результате одних и тех же природных условиях на породах разного гранулометрического состава формируются почвы с неодинаковыми свойствами. Преобладающими почвами являются черноземы с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом, а также серые лесные с легкосуглинистым составом. Такие почвы обладают благоприятной структурой и способны создавать хороший запас влаги. Также тяжелосуглинистые черноземы отличаются более высокой связностью, лучше обеспечены питательными веществами, богаче гумусом.

Таблица 4 Водно-физические свойства почв

Почва	Глубина, см	Плотность почвы, г/см3	Плотность твердой фазы, г/см3	Пористость, %	Запасы влаги, м3/га
Л2	0-20 20-50 50-100	1,29 1,54 1,57	2,63 2,66 2,70	47,5 41,1 42,3	376,6 381,2 396,7
ЧТ	0-20 20-50 50-100	1,33 1,42 1,56	2,64 2,70 2,73	49,6 47,2 42,7	384,5 358,3 362,2
ЧО	0-20 20-50 50-100	1,22 1,36 1,40	2,55 2,60 2,66	63,1 52,9 51,9	300 304 318
ЛЧК	0-20 20-50 50-100	1,20 1,33 1,36	2,63 2,71 2,75	51,3 50,4 49,8	387 369 354

Вывод: Плотность почвы повышается с глубиной. Почвы обладают высокими запасами влаги, что благоприятно для развития растительности. Черноземы на территории лесостепи обладают благоприятными водно-физическими свойствами: рыхлым сложением в гумусовом слое, высокой влагоемкостью и хорошей водопроницаемостью. Плотность твердой фазы у черноземов также невысокая, что обусловлено богатством верхней части профиля гумусом. Хорошая структурность черноземов определяет их высокую пористость в гумусовых горизонтах, которая постепенно уменьшается с глубиной. Для черноземных почв характерно благоприятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости. Наибольшая водопроницаемость у подпахотных горизонтов, где хорошо выражена водопрочная комковатая и зернистая структура. Глубокая обработка черноземных почв и поддержание их поверхности в рыхлом состоянии способствуют наилучшему поглощению осадков. Мощный гумусовый слой определяет высокую влагоемкость черноземов.

5. Проблемы и рациональное использование почв лесостепной зоны

Проблема рационального использования природных ресурсов, их воспроизводства и охраны являются экономической, социальной и политической проблемой.

При оценке земель учет экологических факторов почвенного плодородия является одним из важнейших условий объективности ее результатов. Агроэкологические принципы оценки земель приобретают особую актуальность в условиях лесостепной зоны, территория которой характеризуется сложной формой рельефа, исключительным разнообразием климата, растительности, гидрологии, почвообразующих пород и почвенного покрова.

Зонально-экологический анализ состояния почвенного покрова должен служить научной основой стратегии зонально-адаптивного землепользования в зоне в целом и внедрения адаптивно-ландшафтной системы земледелия. Такие разнообразные сведения о почвах каждой подзоны необходимы как базы исходных данных при организации системы общего мониторинга земель.

Таким образом, выявление зонально-экологических особенностей, разработка научных основ воспроизводства и оценка почв лесостепной зоны имеют как экономическое, так и социально-политическое значение.

5.1 Агрохимическая оценка почв

Агрохимический анализ почвы - мероприятие, проводимое для определения степени обеспеченности почвы основными элементами минерального питания, определения механического состава почвы, водородного показателя и степени насыщения органическим веществом, т.е. тех элементов, которые определяют ее плодородие и могут внести значительный вклад в получение качественного и количественного урожая.

Говоря об агрохимическом анализе почвы, в первую очередь имеется в виду контроль содержания тех или иных компонентов на землях сельскохозяйственного назначения и землях, предназначенных для выращивания каких - либо культур (фермерские угодья, садовые наделы, дачные участки и многое другое).

Из агрохимических свойств почвы наиболее существенными для формирования урожаев являются: содержание органического вещества (гумуса), реакция почвенной среды, запасы доступного азота, подвижного фосфора и обменного калия. Поэтому важно иметь представление о динамике этих показателей для оценки ведения земледелия на той или иной территории.

Таблица 5 Агрохимическая характеристика почв зоны

Название почвы	Площадь, млн. га	Гумус, %	рНс	Нг	S	V, %	Подвижные, мг/100г
				М-моль 100г		Азот	Р2О5	К2О
Л2	41	5,3	6,2	3,5	35,2	74,8	5,2	4,0	11,3
ЧТ,ЧВ,ЧО	45	6,9	7,1	2,4	42,1	97,2	5,8	4,7	12,1
ЛЧК	13,5	4,4	6,2	2,2	32,5	94	4,3	3,7	23,2

Анализируя таблицу 5 можно сказать, что потенциальное плодородие основных почв, представленных в таблице, весьма высокое. Как видим содержание гумуса 4,4-6,9 % в слое 30 см, содержание азота, фосфора и калия среднее и высокое. Все это говорит о высоком качестве почвы и пригодности ее к всестороннему сельскохозяйственному использованию.

5.2 Защита почв от эрозии

Районы Южной лесостепи входят в зону совместного проявления водной и ветровой эрозии. Здесь эрозионные процессы в целом протекают значительно слабее, чем в Северной лесостепи и степном Приуралье, поэтому эту подзону можно выделить как самостоятельную зону слабого смыва и слабой ветровой эрозии. Ветровой эрозии подвергаются ветроударные склоны в основном южной и северной экспозии и легкие почвы Прибелья в виде местного выдувания и эрозионной поземки. Процессы водной и ветровой эрозии генетически связаны между собой, и их совместное проявление усиливает разрушение почвы.

Эродированные почвы имеют меньшую мощность верхних генетических горизонтов. В результате смыва и выдувания мощность, например чернозема типичного уменьшилась с 70 см (неэродированный) до 42 и 26 см соответственно при средней и сильной эродированности.

Физические свойства эродированных почв имеют свои особенности: сглаживаются различия в гранулометрическом составе пахотного слоя почв, происходит увеличение количества фракций крупной пыли и песка, уменьшение - ила. В результате этого механический состав с увеличением эродированности несколько облегчается.

По показателям плотности и пористости пахотного слоя неэродированные и эродированные виды пахотного слоя чернозема типичного существенных различий не имеют.

По мере усиления эродированности ухудшаются водные свойства почв, снижается водоудерживающая способность, уменьшаются общие запасы влаги в корнеобитаемом слое. Разница по содержанию влаги особенно заметна в весенний период.

Содержание общего гумуса по мере выраженности эрозионных процессов (на примере черноземов типичных) пропорционально уменьшается. При этом запасы гумуса в слое 0-50 см снижаются на 30-64%.

Содержание общего азота находится также в соответствии со степенью эродированности почв.

В эродированных почвах значительно снижено содержание фосфора. Перераспределение соотношения групп минеральных фосфатов происходит в сторону увеличения доли труднодоступных форм.

Эрозия также обусловливает безвозвратные потери ферментов из почв, возрастающие от слабоэродированных к сильноэродированным. Наибольшие потери наблюдаются в черноземах, в меньшей степени - в серых лесных почвах. В слабоэродированных почвах теряется около 20-30% ферментов, в среднеэродированных - 40-60% и сильноэродированных - более 80%.

Таким образом, смыв почвенной массы в результате эрозии приводит к значительным потерям гумуса, питательных веществ и ферментов.

В зонах сильного проявления ветровой эрозии выровненные поля необходимо располагать длинной стороной поперек господствующих ветров. На склонах крутизной более одного градуса поля севооборотов нарезаются длинной стороной поперек склона. Следует избегать проектирования дорог и лесных полос вдоль склонов.

Для ослабления скорости ветра в приземном слое и защиты почвы от выдувания нужно залужить сильноэродированные и ветроударные участки. Значительно снижают скорости ветра, а также защищают почву от выдувания кулисы из высокостебельных культур. Хороший эффект также можно получить, увеличивая период защиты почвы растительным покровом. Делается это расширением посевов зерновых, многолетних трав, промежуточных культур, улучшением природных кормовых угодий, мелиорацией и химизацией земель. Около 70 процентов площади полевых севооборотов может быть почти постоянно защищено стерней и озимыми культурами. В почвозащитных севооборотах стерня - дополнение к почвоохранной роли многолетних трав.

...