Почвообразование, плодородие и бонитировка почв, мелиорация, защита почв от эрозии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Доклад

Почвообразование, плодородие и бонитировка почв, мелиорация, защита почв от эрозии

ботинировка плодородие почва

Почвообразование - это сложный биофизико-химический природный процесс преобразования материнской горной породы в почву, ее становления и эволюции под воздействием комплекса факторов. Преобразование горной породы в почву происходит в результате одновременно идущих процессов - выветривания и почвообразования. Они тесно связаны между собой, но обычно первый процесс предшествует. Физическое и химическое выветривание подготавливают породу к почвообразованию - доводят до состояния рухляка, в котором может содержаться некоторое количество влаги и элементов питания в доступной форме.

Общая схема почвообразования состоит из следующих основных стадий:

1) привнесение химических элементов и соединений с атмосферными осадками, почвенными животными и растениями в почвообразующую породу;

2) элементарные процессы содействуют преобразованию, перемещению и аккумуляции химических элементов по профилю почвы и формированию генетических горизонтов;

3) частичный вынос химических элементов за пределы почвенного профиля с участием атмосферных осадков.

1 стадия - привнесение химических элементов и соединений с атмосферными осадками, почвенными животными и растениями в почвообразующую породу. Почвообразование начинается с поселения на продуктах выветривания горной породы микроорганизмов, растений, животных. Сначала поселяются одноклеточные организмы (фото- и хемосинтезирующие авторофы), микроскопические водоросли. Они добывают из породы труднодоступные элементы и связывают азот - тем самым создают условия для поселения более сложных растительных организмов. Зеленые растения поглощают из породы необходимые химические элементы, осуществляют фотосинтез и создают органические вещества. Органические остатки отмерших организмов разлагаются микроорганизмами. Из большей части остатков, после их частичного разложения, синтезируется новое стойкое вещество - гумус, а остальная часть полностью минерализуется до конечных продуктов разложения - СО2, Н2О, ионы. Гумус постепенно накапливается в верхней части породы, придавая ей темную окраску и новые свойства. Одновременно с образованием гумуса идет и процесс его разложения микроорганизмами.

В результате постоянно идущих процессов синтеза и разложения органического вещества происходит круговорот углерода, азота и элементов зольного питания в системе почва - растение - почва. Его обычно называют малым или биологическим круговоротом веществ. Благодаря биологическому круговороту в верхних слоях почвы накапливаются элементы питания растений N, К, Р, Са, S, и др. В результате порода приобретает качественно новое свойство - плодородие.

Вместе с малым круговоротом веществ в природе имеет место и так называемый большой, или геологический, круговорот веществ. С ним связан процесс выноса из почвы взмученных и растворенных веществ в ручьи, реки, моря, океаны с образованием на дне водоема осадочных пород.

В результате геологических изменений земной коры они вновь могут выйти на дневную поверхность и попасть под влияние континентального выветривания. Очевидно, что для поддержания плодородия почвы необходимо стремиться содействовать проявлению биологического круговорота веществ и ограничивать геологический.

Отличительной чертой почвообразовательного процесса является синтез минеральных соединений - глинистых минералов, солей под воздействием организмов, продуктов их распада, атмосферных факторов. Одновременно идут и процессы разрушения минералов. В итоге минералогический состав почвы может существенно отличаться от минералогического состава материнской породы.

2 стадия - преобразование, перемещение и аккумуляция химических элементов по профилю почвы и формирование генетических горизонтов.

Почвообразование сопровождается взаимодействием минеральных и органических веществ с образованием сложной системы органо-минеральных соединений.

Характерная черта почвообразовательного процесса - перераспределение части минеральных и органических веществ по вертикальному профилю с помощью воды и корневых систем растений и возникновение генетических горизонтов.

В начальной фазе образования почвы возникают фрагментарные почвенные горизонты. В период зрелой фазы формируется почвенный профиль и устанавливаются показатели состава и свойств почв.

3 стадия - частичный вынос химических элементов за пределы почвенного профиля с участием атмосферных осадков. Эта стадия начинается когда почва уже сформирована (наличие почвенного профиля, определенного состава и свойств почвы).

В результате общей схемы почвообразования формируется новая регулирующая, открытая биокосная система, для которой характерны цикличный и поступательный характер почвообразования. Скорость почвообразования зависит от величины используемых энергетических ресурсов. Поэтому почвообразование во влажных экваториальных лесах в девять раз происходит быстрее, чем в зоне тундры. Использование энергии на почвообразование в тундре составляет 8 МДж/см2 почвообразования в год, а в тропиках - 240-280 МДж/см2 в год. Соотношение энергии, используемой на процессы следующие: 100 частей идет на испарение, одна часть - на биохимические процессы, 0,01 части - на выветривание.

Изменчивость в пространстве и во времени факторов почвообразования, а значит и процессов, которые имели место в прошлом и действуют в настоящее время, обусловливает закономерности географического распространения почв на земной поверхности, их развитие, эволюцию.

При изменении экологических условий (климат, растительность и др.) почва вступает в фазу эволюционного развития - в ней возникают новые признаки и свойства, соответствующие изменившимся экологическим факторам.

Плодородие почвы - способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать условия для их нормальной жизнедеятельности. При взаимодействии компонентов почвы появляется плодородие. Почва состоит из перегноя, воды, воздуха, глины и песка. На её плодородие существенно влияет содержание азота, фосфора, калийных солей и других веществ.

С давних пор человек оценивает почву главным образом с точки зрения её плодородия. Именно от плодородия зависит урожай.

Почва - сложная система, которая живёт и развивается по своим законам, поэтому под плодородием нужно понимать весь комплекс почвенных свойств и процессов, определяющих нормальное развитие растений. Все процессы, происходящие в почве, связаны между собой. Исключение или ослабление какого-либо составляющего ведёт за собой изменение всего состава почвы и потере ценных её качеств. Деградация почвы - цепная реакция, которую трудно остановить. Ухудшение земель снижает продуктивность растений. Почва в этом случае становится подвержена эрозии и вымыванию полезных веществ, что опять ведёт к снижению численности растений. Мероприятия по возобновлению плодородия почв долговременны, очень дорогостоящи и сложны, поэтому так важно следить за состоянием почвы, не допуская её сильного истощения или загрязнения.

Для определения плодородия почвы необходимо обратить внимание на её состав, кислотность, отношение к воде и кислороду. Обладая наблюдательностью и элементарными знаниями по биологии можно определить состояние почв и предпринять необходимые меры по улучшению или поддержанию почвенных свойств.

Бонитировка почв (от латинского bonitas - доброкачественность) - сравнительная оценка качества почв, их потенциального плодородия и производительной способности. Бонитет почв - показатель их качества, выраженный в баллах по отношению к почве с наиболее высоким потенциальным плодородием, балл которой принимается, обычно, равным 100%.

Оценку качества почв проводят по их свойствам, коррелирующим с урожайностью сельскохозяйственных культур. Отношение величины урожайности культуры или группы культур, в среднем за ряд лет, к баллу бонитета почвы представляет собой урожайную цену балла бонитета, которая является косвенным показателем уровня интенсивности и культуры земледелия.

Бонитировка почв развивалась вместе с наукой о почве. Научные основы бонитировки почв были разработаны В.В. Докучаевым и Н.М. Сибирцевым, которые в ее основу положили природные свойства почв. В России большое распространение получили региональные методы бонитировки, которые учитывали наряду с общерегиональными свойства почв отдельных регионов, в наибольшей степени коррелирующие с урожайностью сельскохозяйственных культур. При этом В.В. Докучаев указывал, что свойства почв носят зональный характер, и в разных зонах свойства, используемые для оценки, должны быть различными. Поэтому в России большое развитие получили региональные подходы к бонитировке почв. Среди наиболее крупных региональных исследований по оценке плодородия почв следует отметить работы П.П. Адерихина, Н.А. Благовидова, Ф.А. Гаврилюка, С.Н. Тайчинова, Н.Ф. Тюменцева, А.С. Фатьянова, С.А. Шувалова и других авторов.

Н.А. Благовидов разработал бонитировку почв для Ленинградской и прилегающих к ней областей. В качестве критериев оценки почв им предложены следующие показатели свойств почв: содержание гумуса, рНКСl, мощность пахотного слоя, гранулометрический состав, свойства почвообразующих пород (наличие в них или отсутствие карбонатов), свойства подпахотного горизонта. Кроме того при общей оценке земель, помимо качества почв, учитываются мезо- и микрорельеф, водный режим, раздробленность угодий и размер производственных участков пашни, которые оказывают большое влияние на производительную способность почв.

Ф.Я. Гаврилюк для бонитировки почв Ростовской области использовал только два показателя: мощность гумусового горизонта (А+АВ) и запасы гумуса в гумусовом горизонте. При этом вводятся поправки на гранулометрический состав и эродированность почв.

Мелиорация - комплекс организационно-хозяйственных и технических мероприятий по улучшению гидрологических, почвенных и агроклиматических условий с целью повышения эффективности использования земельных и водных ресурсов для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Мелиорация отличается от обычных агротехнических приёмов длительным и более интенсивным воздействием на объекты мелиорации.

Мелиорация - это работы, направленные на улучшение свойств земель, на повышение их производительности.

Типы и виды мелиорации:

1. гидромелиорация:

· оросительная,

· осушительная,

· противопаводковая,

· противоселевая,

· противоэрозионная,

· противооползневая

2. агролесомелиорация;

· противоэрозионная - защита земель от эрозии путём создания лесных насаждений на оврагах, балках, песках, берегах рек и других территориях;

· полезащитная - защита земель от воздействия неблагоприятных явлений природного, антропогенного и техногенного происхождения путём создания защитных лесных насаждений по границам земель сельскохозяйственного назначения;

· пастбищезащитная - предотвращение деградации земель пастбищ путём создания защитных лесных насаждений

3. культуртехническая мелиорация;

· расчистка мелиорируемых земель от древесной и травянистой растительности, кочек, пней и мха;

· расчистка мелиорируемых земель от камней и иных предметов;

· мелиоративная обработка солонцов;

· рыхление, пескование, глинование, землевание, плантаж и первичная обработка почвы;

· проведение иных культуртехнических работ.

4. химическая мелиорация.

· известкование,

· фосфоритование,

· гипсование.

Выбор вида мелиорации зависит от природно-хозяйственных условий территории; как правило, применяют комплекс мелиоративных мероприятий.

Вследствие нерационального использования земель, а также при интенсивном воздействии ветра, воды происходит полное или частичное разрушение гумусового слоя почвы, что приводит не только к появлению оврагов и глубоких рытвин, но и значительному снижению плодородности. Чтобы избежать серьезных последствий, необходимо своевременно проводить защиту почв от эрозии и устранять возникающие повреждения по мере их появления.

Повреждение грунта происходит при непосредственном воздействии на него ветра или воды, вследствие чего различают 2 типа эрозии.

Водная эрозия

При водной эрозии разрушение почвы осуществляется ливневыми дождями, талыми водами, в процессе оросительной деятельности, под воздействием прочих временных факторов путем полного или частичного смыва плодородного слоя.

· Капельная - повреждение почвы происходит капельками воды, удары которых вызывают разрушение структурных элементов грунта

· Плоскостная (поверхностная) - равномерное смывание плодородного слоя почвы дождями либо оросительными средствами, следствием которого является выход на поверхность материнской породы.

· Линейная - размыв грунта, сопровождающийся появлением небольших промоин, которые с течением времени преобразуются в овраги, рытвины и прочие углубления.

Наибольший ущерб грунту наносится при поверхностной и линейной эрозии, которые сопровождаются перемещением с потоком воды больших камней, обломков горных пород, способствуя тем самым ускорению эрозионных процессов почвы.

Ветровая эрозия (дефляция)

Суть процесса дефляции заключается в отрыве мелких частиц плодородного слоя почвы и подъем их в воздух, образуя пыльные бури. Отрыв новых частиц грунта происходит не только посредством воздействия ветровых потоков, но и летящими частицами. В зависимости от скорости и силы ветра, перенос веществ осуществляется на сколь угодно дальние расстояния. В большинстве случаев, ветровой эрозии подвержены иссушенные почвы, а также участки, плохо защищенные растительностью, поэтому ущерб от процесса дефляции наиболее существенен в пустынных зонах, засушливых регионах и степях.

Наряду с водной, ветровая эрозия наносит значительный ущерб произрастающим растениям и посевам. При сильном выдувании частиц корневая система растений оголяется, приводя к их гибели. В то же время, большая часть посевов погибает из-за нанесенных в большом количестве грунтовых веществ.

Возникновение и прогрессивность повреждения поверхностного слоя земли происходит под влиянием ряда факторов, среди которых наиболее существенное значение играют:

1. Климат. Развитие водной эрозии наблюдается в условиях затяжных, ливневых дождей, а также быстром таянии снега. Ветровая эрозия свойственна климату с небольшим количеством осадков и высокой температурой воздуха, способствующей сильному пересыханию почвы.

2. Рельеф. Степень повреждения почвы под влиянием воды увеличивается с удлинением и крутизной склона. Кроме того, на выпуклых склонах наблюдается более прогрессивное развитие эрозии, нежели на вогнутых участках. Дефляция более интенсивно развивается на равнинных территориях с минимальным растительным покровом.

3. Свойства почвы определяются уровнем сопротивляемости грунта к разрушающему воздействию воды или ветра либо совокупности обоих факторов. Наибольшей устойчивостью к воздействию водной эрозии относятся черноземные почвы, в то время как сероземы, дерново-подзолистые, песчаные и глинистые грунты - наименьшей. Ветровой эрозии легко подвергаются песчаные, супесчаные, глинистые и суглинистые почвы при наличии пересохшего верхнего слоя почвы.

4. Растительность. Корневая система растений образует высокую защиту почвы от воздействия воды и ветра, способствует хорошему впитыванию воды и препятствуя тем самым иссушению почвы и повышая стойкость к водным и ветряным потокам. Небольшой растительный покров способствует уплотнению почвы и увеличению поверхностного стока, в то время как пышная растительность снижает скорость водяного потока и ветра вблизи грунта.

5. Хозяйственная деятельность людей, связанная с уничтожением растительности, вырубкой лесов, массовой распашкой больших земельных угодий с применением тяжелой техники, неконтролируемым выпасом скота, приводит к нарушению структуры почвы и увеличивает степень риска для возникновения дефляции и водной эрозии.

Таким образом, на возникновение и прогрессивность развития того или иного вида эрозии почв влияет множество факторов, которые необходимо учитывать в процессе мероприятий, направленных на снижение риска развития каких-либо повреждений и непосредственную борьбу с эрозией почв.

Меры борьбы с эрозией

Повысить сопротивляемость почвы негативному влиянию ветра, воды и других факторов позволяют следующие мероприятия:

· Засевание площадей многолетними травами.

· Распашка земель, склонных или подверженных эрозии, поперек склонов.

· Своевременное корректирование стока талых, дождевых вод путем кротования, полосного зачернения снега, прерывистого бороздования и других аналогичных приемов.

· Поддержание нормального уровня влажности почвы, не допуская высыхания, посредством боронования ранней весной, покрытия мульчирующим слоем.

· Перекрестный посев зерновых и поперечный посев других культур относительно склона.

· Своевременное внесение органических, минеральных удобрений, способствующих быстрому росту растений.

· Посадка кустистых растений и многолетних трав.

· Безотвальная обработка почвы с сохранением стерни и периодически вносимыми удобрениями.

· Полосная посадка деревьев и кустарников поперек склонов.

· Создание ветрозащитных лесных полос по верху склонов, дну оврагов, по краям полей севооборотов.

· Засаживание склонов многолетними растениями.

· Посадка кустарников и деревьев по берегам рек, прудов и других водоемов.

· Сооружение распылителей, водоотводов путем прокладывания труб.

· Террасирование склонов.

· Устройство запруд.

Совокупность своевременно проведенных мероприятий по предупреждению появления новых очагов эрозии и устранению последствий возникших эрозийных участков позволяют противостоять водной и ветровой эрозии, а также улучшают структуру и свойства почвы, способствуя повышению плодородности.

Размещено на Allbest.ru