Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1) По степени дисперсности выделяются две формы твердого вещества почвы. Первую группу образуют сравнительно крупные частицы, размер которых превышает 0,001 мм. Это крупнодисперсная масса почвы, сложена она следующими компонентами: 1) обломками горных пород и слагающих их минералов, сравнительно устойчивых к почвообразовательному процессу; 2) минеральными новообразованиями, порожденными процессом почвообразования; 3) малоизме-ненными органическими остатками. […]

Вторую группу образуют высокодисперсные частицы размером от 0,001 мм и менее, активно участвующие в протекающих в почве процессах. Высокодисперсная часть почвы слагается: 1) частицами новообразованных и породообразующих, преимущественно глинистых минералов; 2) специфическими почвенными органическими образованиями - гумусовыми соединениями. […]

Высокодисперсная масса играет особую роль в почвообразовании.

Поглотительная способность почв - свойство почвы задерживать вещества, растворенные в почвенном растворе и контактирующие с её твердой фазой. Поглотительная способность обеспечивается почвенным поглощающим комплексом. Удерживаться вещества могут в растворенном состоянии, в виде коллоидальных частиц и суспензий.

В зависимости от способа поглощения различают виды поглотительной способности:

механическую,

физическую,

физико-химическую (обменную),

химическую,

биологическую.

Почвенный поглощающий комплекс - совокупность минеральных, органических и органоминеральных частиц твердой фазы почвы.

Учение о поглотительной способности почв впервые создал К.К. Гедройц, дальнейшее развитие оно получило в работах Г. Вигнера и С. Маттсона.

Механическая поглотительная способность почвы - способность механически удерживать в порах почвы частицы, взмученные в проходящей через профиль почвы воде. При этом удерживаются суспензии алюмосиликатных и органических частиц, коллоидально-распыленных веществ, что позволяет сохранить коллоидные фракции, плохо растворимые удобрения и мелиоранты. Физическая поглотительная способность - способность удерживать на поверхности твердой фазы минеральные и органические вещества за счет действия адсорбционных сил. Физическое поглощение обусловлено наличием высокодисперсной фазы почвы «почва + почвенный раствор», обладающей свободной поверхностной энергии, благодаря которой происходит притягивание и накопление почвенной воды и содержащихся в ней веществ на поверхности твердых частичек почвы. Биологическое поглощение - поглощение растениями и микрофлорой почвы питательных веществ, удобрений и воздуха. В процессе жизнедеятельности растений и почвенных микроорганизмов накапливается органическое вещество, включающее зольные элементы и азот.

Особенностью процесса биологического поглощения является избирательность: корни растений и микроорганизмы усваивают из почвы те элементы, в которых они нуждаются.

На интенсивность биологического поглощения влияет:

воздушный режим почв;

содержание органического вещества почвы, растительных остатков и органических удобрений;

тепловой режим почв;

реакции среды.

Химическая поглотительная способность - способность почвы удерживать ионы посредством образования в результате химических реакций нерастворимых соединений, или, способность почвы переводить анионы и катионы почвенного раствора в труднорастворимые вещества.

Нитраты и хлориды (NO3- и Сl-) не участвуют в химическом поглощении, так как не образуют ни с одним катионом почвы труднорастворимые вещества. Карбонаты и сульфаты (СO32-, SO42-) химически поглощаются при высоком содержании в почвах кальция Са2+ и магния Mg2+. Фосфаты достаточно легко образуют труднорастворимые соединения со всеми двух- и трехвалентными катионами (Са2+, Mg2+, Fe3+, Al3+).

Физико-химическая, или обменная, поглотительная способность - способность почвы удерживать на поверхности частиц ионы, или способность мелкодисперсных коллоидов почвенных частиц с отрицательным зарядом поглощать катионы из раствора. Обменное поглощение состоит в равновесном обмене катионами между раствором и твердой фазой.

К.К. Гедройц сформулировал основной закон обменной адсорбции почв: все почвы обладают способностью обменивать содержащиеся в их поглощающем комплексе катионы на катионы электролитов, причем количество катионов, поглощенных почвой, эквивалентно равно количеству катионов, вытесненных в раствор.

2) Органическая часть почвы. Плодородие почвы

Основным источником органических веществ являются отмершие части растений в виде корней и наземного опада.

Меньшее значение имеют почвенные микроорганизмы и остатки почвенных животных (0,7… 1,5 т/га). В пахотных почвах дополнительным источником органического вещества являются вносимые органические удобрения - навоз, торф, сидераты и др.

Количество и химический состав органических веществ, поступающих в почву и на ее поверхность, определяются не только типом растительности, ее возрастом, но и условиями произрастания. В таежно-лесной зоне основной источник органического вещества - лесная подстилка из опавшей хвои, листьев, веток и других частей древесных растений. Корни деревьев принимают незначительное участие в образовании органического вещества. Под травянистой растительностью основной источник органического вещества - корни, масса которых достигает в степной зоне до 17 т/га, в зоне сухих степей и полупустынь - 4…8 т/га. При сельскохозяйственном использовании в почву поступает растительных остатков от 2…3 т/га (пропашные культуры) до 9… 15 т/га (многолетние мятликовые и бобовые травы).

Все отмершие растительные и животные организмы под воздействием почвенных микроорганизмов подвергаются сложным превращениям. Часть их минерализуется, другая часть превращается в специфическое органическое вещество почвы - гумус.

Растительный опад различается не только количественно, но и качественно. В хвойных лесных ценозах основная часть опада, поступающего на поверхность почвы, содержит много лигнина, дубильных веществ, восков и смол. Такой опад разлагается преимущественно грибной микрофлорой, так как грибы принимают самое активное участие в разложении грубых органических остатков, поступающих в почву.

Попадающие в почву органические растительные остатки содержат 10…25% сухих веществ и 75…90% воды. Химический состав сухих веществ весьма разнообразен по химическому составу и представлен следующими группами соединений: азотистые вещества (белки, хлорофилл, алкалоиды), углеводы (клетчатка, гемицеллюлоза, крахмал и др), лигнин, липиды (жиры, воски), смолы, дубильные вещества и зола. В месте с органическими остатками в почву поступают зольные элементы: К, Са, Mg, Р, Na, Fe, Al, Si, S, а также микроэлементы Mn, В, Cu, Zn, Co, Mo и другие, необходимые растениям в очень малых количествах.

Разложение поступивших органических остатков происходит под воздействием воды и воздуха, животных и микроорганизмов, обитающих в почве, но основная роль в этом процессе принадлежит микроорганизмам.

Поступающие в почву органические остатки, под воздействием почвенных микроорганизмов, подвергаясь сложным и разносторонним процессам превращения, теряют свое анатомическое строение.

В результате биохимических процессов, под воздействием ферментов, выделяемых микроорганизмами, растительные остатки разлагаются на более простые, так называемые промежуточные продукты разложения. Белки, например, расщепляются на пектиды и аминокислоты, жиры - на глицерин и жирные кислоты, углеводы - на моносахара, органические кислоты и спирты. В дальнейшем часть этих соединений подвергается минерализации - процесс разложения органического вещества до углекислоты, воды и простых солей. В этом процессе участвует до 80…90% органических остатков, а продукты минерализации переходят в почвенные растворы и в значительной степени используются новыми поколениями зеленых растений как источник питания, так как вновь включаются в биологический круговорот.

Другая часть промежуточных продуктов разложения органических остатков используется гетеротрофными микроорганизмами для питания. В результате образуются вторичные белки, углеводы, жиры и т.п., образующие новые поколения микроорганизмов.

Третья часть промежуточных продуктов разложения подвергается гумификации-то есть биохимическому и физико-химическому процессу их превращения в специфические сложные высокомолекулярные соединения - гумус (перегной).

Процесс гумификации настолько сложен, что современная наука не выработала единых взглядов на его характер. Существует несколько концепций, с той или иной степенью достоверности объясняющих образование гумуса, однако все они не имеют достаточного экспериментального подтверждения.

В состав гумуса входят три группы соединений различающихся между собой качественными и количественными показателями:

1. Вещества исходных органических остатков, к которым относятся белки, углеводы, лигнин, липиды, смолы и т.п. Они составляют не более 10… 15% общей массы перегноя.

2. Промежуточные продукты разложения органических остатков включают аминокислоты, моносахара, органические кислоты, полифенолы, спирты и т.п. Количество их в почве не превышает 5… 10% массы перегноя.

3. Гумусовые вещества являются важнейшей и специфической частью перегноя. Они составляют 80…90% его массы и определяют все основные свойства гумуса. В состав гумусовых веществ входят гуминовые кислоты (ГК), фульвокислоты (ФК) и гумин.

Плодородие почвыПод плодородием почв следует понимать их способность удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, тепле, воздухе и благоприятной физико-химической среде. В этом определении заложен большой смысл, так как плодородие зависит от процесса почвообразования, связано с превращением и аккумуляцией веществ, составом, свойствами и режимами почв, которые определяются факторами почвообразования.

В определении плодородия почв перечислены факторы жизни растений - тепло, вода, элементы питания, воздух и благоприятная физико-химическая среда, включающая солевой режим, осмотическое давление, реакцию почвенного раствора, водный, воздушный, биохимический, окислительно-восстановительный режимы, отсутствие токсических веществ и др.

Для формирования высокого уровня плодородия все параметры состава, свойств и режимов почв должны быть оптимальными для роста и развития растений. Уровень плодородия почв зависит от показателей почвенных режимов: водно-воздушного, температурного, питательного, физико-химического, биохимического, солевого и окислительно-восстановительного. А эти показатели режимов определяются климатическими условиями, агрофизическими свойствами почв, их химическим и гранулометрическим составом, запасами элементов питания растений, Удержанием гумуса, интенсивностью микробиологических про-Нессов и другими факторами.

Выделяют четыре вида плодородия почв:

1. Природное.

2. Искусственное.

3. Эффективное.

4. Потенциальное.

Природное или естественное плодородие обусловлено развитием природного почвообразовательного процесса без вмешательства человека. Такое плодородие свойственно целинным почвам и определяется продуктивностью природных ценозов.

Искусственное плодородие создается человеком путем внесе! ния удобрений, мелиорации, обработки почвы и других прие| мов. Без природного влияния искусственное плодородие создав ется человеком в теплицах, камерах искусственного климата; парниках.

Эффективное, или экономическое плодородие создается человеком на фоне природного плодородия в процессе сельскохозяйственного использования почв. Оно определяется урожаем выращиваемых культур и представляет совокупность природного и искусственного плодородия.

Потенциальное плодородие характеризуется показателями состава, свойств и режимов почв, которые могут обеспечивать растения элементами питания, водой, воздухом, теплом длительное время и поддерживать высокий уровень эффективного плодородия. Например, высоким потенциальным плодородием обладают черноземы. В основе потенциального находится природное плодородие, но в процессе длительного перспективного использования в земледелии оно осуществляется при вмешательстве человека.



3) Почва как средство и продукт труда

Почва - это сложная открытая биокосная, динамическая система, представляющая собой одновременно и результат длительного воздействия факторов почвообразования и ту среду, в которой это воздействие продолжает осуществляться в настоящее время.

Почва - самостоятельное природное тело и её формирование есть сложный процесс взаимодействия факторов почвообразования: климата, рельефа, растительного и животного мира, почвообразующих пород и возраста страны. В настоящее время сюда прибавляют воды (поверхностные и подземные) и хозяйственную деятельность человека.

Основных свойством почвы является её плодородие, то есть способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла для нормальной деятельности и создания урожая. Обладая этим свойством, почва выступает как основное средство производства в сельском хозяйстве, при этом человек существенно изменяет почвообразование, влияя как непосредственно на свойства почвы, ее режимы и плодородие, так и на природные факторы, определяющие почвообразование. Посадка и вырубка лесов, распашка земель, строительство изменяют облик естественной растительности; осушение и орошение меняют режим увлажнения и т.п. Не менее резкие воздействия на почву оказывают приемы ее обработки, применение удобрений и средств химической мелиорации (известкование, гипсование).

Таким образом, почва является не только предметом приложения человеческого труда, но и продуктом этого труда и почву следует рассматривать как особое природное тело, как средство производства, как предмет приложения и аккумуляции человеческого труда, а также в известной степени как продукт этого труда.



4) Гидротехническое строительство сопровождается усиленной плоскостной эрозией (поверхностным смывом почвы), заиливанием рек и водохранилищ, дорожное строительство - усилением линейной эрозией и образованием оврагов. За всю историю человечества от эрозии погибло около 4,0-4,5 млн км2 плодородных земель. […]

Наиболее отрицательная сторона эрозии почвенного покрова заключается не во влиянии на потери урожая данного года, а в разрушении строения почвенного профиля и потере важных составных его частей, для восстановления которых потребуется весьма длительное время. Подсчитано, что в условиях Среднего Поволжья формирование 1 см верхней части профиля происходило на протяжении 100-230 лет, что соответствует ежегодному накоплению почвы 0,6-1,3 т на 1 га. В настоящее время при обычной пахоте поперек склона смывается 4-7 т/га с приводораздельных пространств и 8-18 т/га со склонов. Следовательно, за один год теряется плодородная почвенная масса, на образование которой потребовались десятки лет. […]

Наличие травяного покрова и гумусового горизонта, насыщенного корнями растений и органическим веществом, сдерживает размывание почвы, но после разрушения верхней части почвенного профиля эрозия развивается с нарастающей интенсивностью. По данным X. Беннета, смыв с эродированных почв около 100 т/га, а с незатронутх эрозией - менее 70 т/га. […]

Наряду с плоскостной эрозией значительный ущерб приносит образование оврагов, полностью разрушающих почву, усиливающих процессы поверхностного смыва, расчленяющих пахотные площади. […]

О степени ветровой эродированности почв можно судить по мощности горизонтов А В дефлированных почв. Слабодефли-рованные почвы имеют мощность этих горизонтов на 5 см меньше по сравнению с почвами, не пораженными дефляцией. У сильнодефлированных почв мощность указанных горизонтов меньше на 10-20 см. […]

Вьмснение основных факторов эрозии позволило разработать для охраны почв комплекс мероприятий. Применение этих мероприятий основывается на сочетании рационального использования почв и организации их защиты. Противоэрозион-ные мероприятия преследуют цель ослабления и регулирования поверхностного стока, задержания талых снеговых и ливневых дождевых вод. Для борьбы с оврагами широко используются инженерно-технические мероприятия; вдоль оврагов и балок создаются лесные полосы. […]

Для защиты почв от ветровой эрозии успешно используются лесомелиоративные мероприятия. С этой целью создаются препятствия для движущихся воздушных масс в виде лесных полос и кулис из кустарников и высокостебельных растений. (

5) Содержание гумуса в большинстве пахотных почв уменьшается. Количество гумуса снижается в распаханных почвах таких крупных государств Мира, как России, США, Канада, Австралия и ряд других. В какой-то мере данная проблема решена в развитых странах с высокой культурой земледелия, например, в Германии и Японии. Бездефицитный баланс гумуса достигнут в пахотных почвах Прибалтийских государств и Белоруссии. В Красноярском крае в почвах пашни дефицит гумуса ранее составляет 0,23т/га в год, а в настоящее время он возрос до 0,42т/га в год.

Причины снижения количества гумуса в почве:

- отсутствие достаточной культуры земледелия;

- при возделывании сельскохозяйственных культур в почву поступает мало растительного вещества. Главным образом, по причине того, что в агроэкосистемах его меньше продуцируется, чем в естественных ценозах, и в связи с отчуждением урожая;

- интенсивные обработки почвы, которые приводят к чрезмерной минерализации гумуса, а использование тяжелой техники, типа К-700, Т-150, приводит к припахиваниюбезгумусного горизонта и разбавлению содержания гумуса в пахотном горизонте почвы;

- внесение минеральных удобрений, что усиливает минерализацию гумуса;

- парование почв, в результате чего усиливается минерализация гумуса. Вместе с тем, в паровое поле поступает очень мало растительного материала;

- насыщение севооборотов пропашными культурами, от которых в почву поступает мало растительного материала;

- ветровая и водная эрозия, приводящая к смыву и выдуванию гумусовых веществ вместе с мелкоземом. Эрозия наносит наиболее ощутимый вред, и может привести к полному уничтожению гумусового горизонта;

- неправильное орошение и осушение.

Все эти процессы ведут к уменьшению содержания гумуса, и, в конечном счете, к деградации и уничтожению почвы. Чтобы этого не происходило необходимо регулировать количество и качество гумусовых веществ в почвах.

К основным мероприятиям по регулированию количества и состава гумуса относятся: внесение в почву органических удобрений (навоз, компосты, торф); применение зеленых удобрений; посев многолетних трав; известкование кислых почв и гипсование солонцов; рациональные севообороты и минимальная обработка почвы; противоэрозионные мероприятия.

Органические удобрения это хороший источник гумусовых веществ. При систематическом применении органических удобрений даже в наиболее бедных дерново-подзолистых почвах постепенно возрастают запасы гумуса, а в составе гумуса увеличивается содержание гуминовых кислот, улучшаются водно-физические свойства почвы, развивается полезная микрофлора.

Возделывание многолетних трав (люцерна, клевер, злаковые травы) способствует накоплению большого количества растительных остатков, из которых образуется гумус, улучшаются структура почвы, водно-воздушный и питательный режимы почвы.

Известкование и гипсование регулирует реакцию почвы, создает благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов, тормозит процессы разрушения и выноса органического вещества. Так, в кислых почвах накопление гумуса при известковании обусловлено тем, что внесение кальция вместе с мелиорантом уменьшает его вымывание из почвы.

Противоэрозионные мероприятия способствуют сохранению и накоплению гумуса. Например, проектирование защитных лесных полос - одна из мер по сохранению гумусного состояния почв.

почва гумус плодородие рекультивация

6) Рекультивация почв, нарушенных промышленностью и строительством

Рекультивация - не просто засыпка горных выработок, но создание условий для быстрейшего формирования почвенного покрова. При этом часто требуется локализация или улучшение грунтовых масс, неблагоприятных для почвообразования. Так, например, в отвалах разработок бурого угля содержатся породы, обогащенные сульфидами железа. Окисляясь, они превращаются в серную кислоту и резко увеличивают кислотность почв. Подавляют микробиологические процессы и не дают развиваться травам и деревьям. Бесструктурны, имеют неблагоприятные водно-физические свойства. Отвалы разного состава требуют разной технологии при рекультивации. Например, грунты, содержащие пирит, необходимо перекрывать слоем нетоксичной породы (например, лёсса), на которую уже наносится гумусированный слой.

В процессе рекультивации происходит формирование почв, создание их плодородия. Важная роль в этом принадлежит гумусу, поэтому на отвальные грунты наносят гумусированный слой и засевают его определенными растениями. Если вскрышные породы нетоксичны, то задернение и посадки деревьев дают хорошие результаты.

Склады шлаков электростанций и металлургических заводов покрывают гумусированный слоем

7) Охрана почв от вторичного засоления

Для восполнения недостатка атмосферного увлажнения с давних пор применяется искусственное орошение. При правильной технологии на орошаемых землях урожаи достигают больших отметок, поэтому проводится большая работа по строительству ирригационно-мелиоративных систем и расширению орошаемых площадей.

Орошение, однако, сопровождается накоплением солей в орошаемых почвах.

Вторичное, антропогенное засоление. Главными его причинами служат бездренажное орошение и неконтролируемая подача воды. В результате этого повышается уровень грунтовых вод и, когда уровень достигает критической глубины, начинается энергичное соленакопление за счет испарения воды. Этому способствует также орошение водой с повышенной минерализацией.

Наиболее опасно содовое засоление. При этом почвы приобретают сильнощелочную реакцию (рН от 9 до 11), агрегаты высокодисперсных глинистых частиц и гумусовых веществ разрушаются, ухудшаются водно-физические свойства почв, образуется их слитность.

Предупреждение и борьба с засолением орошаемых почв - одна из главных задач по охране фонда обрабатываемых земель и педосферы в целом.

Для охраны почв от вторичного засоления создаются дренажные устройства, которые должны обеспечить расположение уровня грунтовых вод на глубине не менее 2,5-3 м, и системы каналов с гидроизоляцией для предотвращения фильтрации воды. В случае накопления водорастворимых солей рекомендуется промывка почв с дренажным водоотводом для удаления солей из корнеобитаемого слоя почвы. Охрана почв от содового засоления и слитости требует мероприятий с использованием приемов химической мелиорации. Они включают в себя гипсование почв, применение минеральных удобрений, содержащих кальций, а также введение в севооборот многолетних трав.

Для предупреждения негативных последствий орошения необходим постоянный контроль за водно-солевым режимом на орошаемых землях.

8) Охрана почв от индустриальных и бытовых выбросов в окружающую среду

На протяжении двух последних столетий резко возросла производственная деятельность человечества. В еще большей степени воздействие современного производства распространяется на гидросферу и атмосферу. Одновременно в поверхностные воды поступают десятки миллион тонн бытовых, промышленных и сельскохозяйственных отходов, а в атмосферу индустриальными предприятиями выбрасываются сотни миллион тонн газов и пыли. Производственная деятельность человека превратилась в глобальный геохимический фактор, который А.Е. Ферсман обозначил термином техногенез.

Особо важное значение имеют техногенные выбросы в атмосферу. Твердое вещество этих выбросов, представленное частицами от 10 мкм и крупнее, оседает вблизи от источников загрязнения, более мелкие частицы в составе газов переносятся на большие расстояния. Среди последних приоритетным загрязнителем является сера.

Роль соединений серы. S выделяется в атмосферу при сжигании минерального топлива, при металлургических процессах, производстве цемента и др. Более 95% выбросов представлено оксидом серы (IV) S02. Он быстро окисляется до S03, который, соединяясь с водой, превращается в серную кислоту. Последняя очень быстро взаимодействует с аммиаком и трансформируется в сульфат аммония и другие сульфаты.

Сера - необходимый элемент питания растений, входящий в состав белков и других органических веществ.

Кислые дождевые воды повышают кислотность почв, подавляют деятельность почвенной микрофлоры, усиливают вынос из почвы элементов питания растений, загрязняют водоемы, поражают древесную растительность. В некоторой мере действие кислотных осадков может быть нейтрализовано известкованием почв.

Действенная охрана почв и биоценозов от сернокислотного загрязнения может быть осуществлена только путем оснащения предприятий газопылеуловительными приспособлениями, гарантирующими задержку S02.

Роль тяжелых металлов. Загрязнение тяжелыми металлами и мышьяком, которые образуют техногенные геохимические аномалии, т.е. участки повышенных концентраций металлов в почвенном покрове и растительности.

Металлургические предприятия ежегодно выбрасывают на поверхность педосферы сотни тысяч тонн меди, цинка, кобальта, десятки тысяч тонн свинца, ртути, никеля. Техногенное рассеяние металлов происходит также и при других производственных процессах. Сырье для изготовления фосфатных удобрений содержит примеси меди, цинка, свинца и других металлов, эти элементы рассеиваются вокруг соответствующих заводов. В почвенном покрове вокруг цементных заводов образуются участки повышенного содержания свинца.

Техногенные аномалии вокруг производственных предприятий и индустриальных центров имеют протяженность от нескольких километров до 30-40 км в зависимости от мощности производства. В пределах аномалии можно выделить две зоны. Первая, характеризуется сильным разрушением почвенного покрова, уничтожением растительности и животного мира. Во второй, более обширной зоне, почвы полностью сохранили свое строение, но микробиологическая деятельность в них угнетена.

Главный источник загрязнения свинцом - автомобильный транспорт. Так образуются придорожные геохимические аномалии свинца, шириной в зависимости от интенсивности движения автотранспорта от нескольких десятков метров до 300-400 м и высотой до 6-8 м.

Тяжелые металлы, поступая из почвы в растения и затем в организмы животных, обладают способностью постепенно накапливаться. Человек - последнее звено в этой цепи, поэтому загрязнение почвы тяжелыми металлами должно строго контролироваться. Наиболее токсичны ртуть, кадмий, свинец, мышьяк.

Для сокращения поступления выбросов металлов в атмосферу необходим постепенный переход производства на замкнутые технологические циклы.

9) Химизация сельского хозяйства и охрана почв

Высокие урожаи получаются благодаря использованию минеральных удобрений, сохранение выращиваемой продукции достигается с помощью пестицидов - ядохимикатов, созданных для борьбы с сорняками и вредителями.

Нарастающая в силу роста населения потребность в продуктах питания может быть удовлетворена только путем повышения урожайности, а для этого требуется все большее количество минеральных удобрений.

Роль азота. Но не весь вносимый с удобрениями азот строго сбалансирован с потребностями выращиваемых культур. Избыточные количества нитратов частично поступают в растения, частично выносятся почвенными водами.

При избытке азота в почве происходит увеличение нитратов в поверхностных водах, и в продукции с/х. Поступая в организм человека, нитраты могут вызывать тяжелые заболевания Необходима продуманная система охраны почв от избыточного количества соединений азота.

Разрабатываются приемы использования биологических источников этого элемента. Таковыми служат азот-фиксирующие сообщества высших растений и микроорганизмов.

Роль фосфора. Проблема восполнения доступных форм фосфора более сложна, так как биологические источники его отсутствуют. Потери фосфора можно восстанавливать только путем внесения удобрений. Соединения фосфора значительно менее подвижные по сравнению с азотными. Значительная часть (30-50%) внесенных удобрений переходит в труднодоступные соединения или сорбируется почвой.

Динамика фосфора. 10% поступает человеку с мясными продуктами, 30 закрепляется в почве, а 60% смывается поверхностными водами с экскрементами животных. В итоге, современное интенсивное сельское хозяйство сопровождается загрязнением поверхностных вод растворимыми соединениями фосфора и азота, которые накапливаются в конечных бассейнах стока. Это вызывает бурный рост водорослей и микроорганизмов, вскоре создается обстановка дефицита кислорода, погибают рыбы и другие водные животные, начинается их разложение с образованием сероводорода, аммиака и их производных.

Роль калия. широко применяются калийные удобрения. При внесении высоких доз калийных удобрений неблагоприятного действия калия не обнаружено, но в силу того, что значительная часть удобрений представлена хлоридами, часто сказывается воздействие ионов хлора, отрицательно влияющего на состояние почвы.

* Основная задача охранных мероприятий - предотвращение выноса удобрений с поверхностным и подземным водным стоком и на недопущение поступления избыточных количеств вносимых элементов в продукцию сельского хозяйства.

Применение ядохимикатов. Серьезную проблему создает применение разнообразных ядохимикатов для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями культурных растений. Обнаружены многочисленные отрицательные последствия их применения. Уничтожая вредителей, они разрушают сложные экологические системы и способствуют гибели многих других животных. Некоторые ядохимикаты постепенно накапливаются по трофическим цепям, и поступая с продуктами питания в организм человека, могут вызывать опасные заболевания.

Попадая в почву, пестициды растворяются в почвенной влаге и переносятся с ней вниз по профилю, обладают способностью сорбироваться и десорбироваться твердой фазой почвы.

Мигрируя с природными водами и переносясь ветром, стойкие пестициды распространяются на большие расстояния

* Охрана почв от загрязнения пестицидами предусматривает создание возможно менее токсичных и менее стойких соединений. Разрабатываются приемы уменьшения доз без снижения их эффективности. Очень важно сокращение авиационного распыления за счет наземного, так как при этом сильно уменьшается расход ядохимикатов, а также применение строго выборочной обработки.

Важная задача - ускорить разложение ядохимикатов, распад их на нетоксичные компоненты. Установлено, что многие пестициды разлагаются под действием ультрафиолетового облучения, некоторые ядовитые соединения разрушаются в результате гидролиза. Однако наиболее активно разложение пестицидов осуществляют микроорганизмы.

10) География почв и вопросы земледелия

На территории России распространение земледелия зависит от природных условий. В тундровой зоне земледелие представлено редкими очагами. Очаговое земледелие в сочетании с лесным хозяйством и охотничьим промыслом развито на севере таежно-лесной зоны европейской части и на большей части этой зоны в азиатской части. С продвижением на юг значительно увеличивается распаханность почв. Наиболее широко распространено земледелие в лесостепных и степных ландшафтах. В сухих степях и пустынях значение его вновь сильно уменьшается. Здесь развито выборочное земледелие в сочетании с пастбищным животноводствомОсобенно неравномерно эксплуатируются почвы в земледелии: от 63% всей площади зоны для черноземно-степных почв до очень слабого; использования в северотаежных, тундровых ландшафтах и в пустынной зоне.

Почвенно-природными условиями определяется не только степень распространения земледелия, но и его специализация. На почвах лесостепной, степной и отчасти сухостепной зон выращивают зерновые культуры. Хлопководство развито в основном на сероземных почвах Средней Азии. Культура льна распространена на дерново-подзолистых почвах.

Обработка почв, мелиорация, внесение удобрений и другие мероприятия обязательно должны планироваться и осуществляться с учетом географических условий. Для правильной организации земледелия необходимо изучение почв, природных условий почвообразования.

Классификация почв

В начале XIX в. А. Тэером разработана классификация, в которой почвы разделялись по с/х специализации: выделялись пшеничные, ячменные, овсяные и т.п. почвы. Классификация Фаллу (1862), построенная на учете состава почвообразующих пород. Выделялись почвы кварцевых пород, глинистых пород, полевошпатовых, авгитовых, роговообманковых пород. В 1871 г. В. Кноп предложил классификацию, основанную на учете химического состава почв. При этом выделялись почвы силикатные, карбонатные, сульфатные и т.д.

В.В. Докучаев показал, что почва - особое природное тело, которое образуется в результате взаимодействия факторов почвообразования, и установил характерные черты морфологии почвы. За основную классификационную единицу В.В. Докучаев принял генетические типы почв, образованные определенным сочетанием факторов почвообразования, обладающие характерными свойствами и закономерностями распространения.

Классификация В.В. Докучаева была развита. Сибирцевым. В классификации Докучаева - Сибирцева типы почв объединялись в три класса: зональные, интразональные и азональные. В настоящее время нет общепринятой классификации почв.

В классификации почв, действующей в России, в один генетический тип объединяются почвы с единым строением профиля, с однотипным процессом почвообразования, который развивается в однообразных гидротермических условиях, на материнских породах сходного состава и под однотипной растительностью. По степени выраженности процесса почвообразования типы делятся на подтипы. Так, например, тип черноземов разделяют на подтипы: типичных, обыкновенных, южных и др.

По степени развития основных свойств выделяются генетические виды почв.

Так, например, обыкновенные черноземы подразделяют на средне- и малогумусные виды.

Разновидности почв выделяют на основании их гранулометрического состава, например: чернозем (тип) южный (подтип) малогумусный (вид) суглинистый (разновидность).

Кроме этих подразделений имеются провинциальные особенности почв, они выделяются под названием географических групп.

В пределах подтипа могут быть выделены роды почв.

Американская классификация была разработана в качестве общемировой системы. По классификации США почвы, имеющие близкий генезис, могут оказаться в разных классификационных группах, и, наоборот, почвы, сформированные в разных ландшафтно-географических условиях, объединяются в одну группу.

11) Классификация почв мира. Основные закономерности географии почв

К главным законам географии почв, регулирующим формирование и характер мегаструктур почвенного покрова, относятся законы горизонтальной зональности и фациальности, и вертикальной зональности.

1. горизонтальная зональность. Явление горизонтальной зональности почв установлено и объяснено В.В. Докучаевым на основании учения о факторах почвообразования. Докучаев выделил пять мировых почвенных зон: бореальную (арктическую), лесную, черноземно-степную, аэральную (пустынную) и зону латеритных почв.

2. вертикальная зональность, проявляющаяся в смене типов почв от подножия горной системы к ее вершинам. также была установлена В.В. Докучаевым. Так как с высотой местности закономерно меняются климатические условия, растительный и животный мир, то соответственно этим изменениям меняются и типы почв.

3. Проявления природной зональности определенным образом корректируются условиями конкретных регионов. В зависимости от влияния океанических бассейнов, континентальных пространств, крупных горных барьеров на пути движения воздушных масс образуются местные (фациальные) особенности климатов. Это проявляется, во-первых, в образовании особенностей местных почв вплоть до появления особых типов и, во-вторых, в осложнении широтной зональности. Явление фациальности, установленное в 1916 г. Л.И. Прасоловым, было в дальнейшем изучено и теоретически обобщено И.П. Герасимовым.

Проявления фациальности отражаются не только в разных частях термических поясов, но также в пределах распространения одного и того же почвенного типа и даже подтипа. Внутризональные подразделения территории получили название почвенных провинций.

Территории, схожие по происхождению, геоморфологии и возрасту, имеют близкий почвенный покров. В связи с этим В.А. Ковда (1973) ввел понятие о почвенно-геохимических формациях - наиболее крупных планетарных группах почв, которые образованы в аналогичных геолого-тектонических условиях, имеют общую историю и близкий возраст и в силу этого обладают однотипным составом и строением.

Учение о горизонтальной и вертикальной зональности почв, о климатических фациях и геохимических формациях почв отражают глобальные закономерности географии почвенного покрова, позволяющие выявить его мегаструктуры: геохимические поля и почвенно-биоклиматические области, ареалы почвенно-геохимических формаций и почвенные зоны, занимающие обширные территории. На небольших территориях четко проявляются закономерности меньшего масштаба. К ним относятся явления закономерного распределения почв по элементам мезо- и микрорельефа на однотипных почвообразующих породах, влияние геологического строения и состава коренных пород, влияние процессов древнего выветривания и почвообразования.

12) 1. Почвы тундровых ландшафтов и общие условия почвообразования

Условия почвообразования и почвы тундровой зоны.

Климат характеризуется небольшим количеством осадков и избыточной увлажненностью. Среднегодовая t⁰ колеблется от 0,2⁰ С на западе до - 9⁰ и даже 16⁰ С в азиатской части.

Продолжительность периода с t⁰ выше + 5⁰ С от 40 дней в северной части зоны до 100 дней в южной её части. Осадков выпадает 300 мм. Характерна для зоны многолетняя мерзлота.

Рельеф господствует равнинный, местами холмистый; изобилует термокарстовыми понижениями, занятыми озерами и болотами.

Почвообразующие породы ледниковые, морские и аллювиальные отложения.

Растительность - отсутствие леса. «Тундра» - отсутствие леса. Преобладают злаково-моховые ценозы. Растительный покров не сплошной. Полукустарнички - черника, голубика, морошка, брусника.

Почвообразование в тундре протекает в условиях переувлажненной почвы и недостатка тепла. На большей части территории развиты процессы оглеения, образования кислого грубого вещества.

Образуется: 1. Тундровые глеевые почвы, 2. Тундровые глеевые перегнойные почвы, 3. Тундровые глеевые торфяные почвы, 4. Болотные почвы.

13) почвы таежно-лесных ландшафтов. Народнохозяйственное значение почв таежной зоны

Таежно-лесная зона принадлежит к бореально-холодному поясу и занимает огромную площадь (25 млн. км²) или 15% поверхности суши, простирается через Северную Америку и Евразию; на севере граничит с лесотундрой, на юге (57-58⁰ южной широты) лесостепью.

Климат в западных областях мягкий, влажный. На востоке континентальный. Среднегодовая t⁰ меняется от + 4⁰ С до -7-16⁰ С, длительность периода с температурой более 5⁰ С составляет 120-180 дней, а температурой выше 10⁰ С - 40-155 дней. Сумма атмосферных осадков 600-700 мм на западе, до 300-500 мм во внутриконтинентальных секторах Евразии и С. Америки. Здесь существует многолетняя мерзлота.

Рельеф. Строение рельефа таежно-лесной зоны разнообразно. Равнины меняются возвышенностями, горными системами. В Европейской части возвышенности наиболее крупные - Литовско-Белорусская, Валдайская, Смоленская, Тиманский кряж. К низменностям относятся - Полесско-Днепровская, Верхневолжская, Мещора, Полесье. Гористый рельеф принадлежит Скандинавскому, Кольскому п-вам, на востоке - Урал, хребты Черского, Верхоянский, Сихоте-Алинь, Баргузинский хребет. В Западной Сибири Западно-Сибирская равнина (Васюганье). В Сев. Америке - Кардильеры, Скалистые горы, Апалачи, Великие равнины.

Растительность. Преобладает лесная растительность, а также луговая и болотная. Европейскую и западносибирскую часть зоны разделяют на 3 подзоны:

· северную тайгу;

· среднюю тайгу;

· южную тайгу.

На Дальнем Востоке встречаются светлохвойные, темнохвойные, хвойно-широколиственные и широколиственные леса. В Сев. Америке преобладают еловые, лиственно-еловые, встречаются береза, осина (в северной части), низинные и верховые болота. Луга - встречаются как пойменные, так и суходольные.

Почвообразующие породы представлены четвертичными отложениями различного происхождения и состава. Основные породы - моренные, аллювиогляциальные, лёссы, озерно-ледниковые, аллювиальные и органогенные.

Главные процессы под воздействием которых формируется почвенный покров зоны - подзолистый, дерновый и болотный.

Основными почвенными типами таежно-лесной зоны являются: подзолистые, дерновые, болотные, дерново-подзолистые, болотно-подзолистые, мерзлотно-таежные.

Подзолистые почвы. Эти почвы широко распространены на суглинистых моренах, на равнинах и горных районах Сев. Америки. Типичные подзолистые почвы образуются под хвойными сомкнутыми лесами с почвенным покровом из зеленых мхов и лишайников.

Дерновые почвы формируются в широком ареале климатических условий: от тундры до степи. Они образуются при участии травянистой растительности (под лугами или разреженными лесами с травянистым покровом) на отложениях разного гранулометрического состава, как карбонатных, так и бескарбонатных.

14) Общие условия почвообразования и морфологические особенности почв таежных лесов Европейской части России. Народнохозяйственное значение почв таежной зоны Европейской части России

В пределах России по схеме почвенно-географического районирования таежно-лесной пояс по биоклиматическим особенностям разделяют на следующие три области: 1) Европейско-Западно-Сибирскую таежно-лесную, объединяющую восточно-европейскую и западно-сибирскую тайгу; 2) Восточно-Сибирскую мерзлотно-таежную, расположенную к востоку от Енисея; 3) Дальневосточную таежно-лугово-лесную, охватывающую Камчатку, Сахалин и район нижнего течения Амура. Зона включает три биоклиматических области: Европейско-Западно-Сибирскую, Восточно-Сибирскую и Дальневосточную. Климат первых двух областей в значительной мере формируется под влиянием переноса воздушных масс Атлантики, по мере ослабления которого усиливается его континентальность, уменьшается обеспеченность теплом и осадками, особенно в зимний период. В Восточной Сибири на фоне ослабления атлантического переноса возрастает поступление арктического воздуха, усиливающего континентальность, особенно суровость зимы. На Дальнем востоке климат формируется под влиянием Тихого океана и имеет муссонный характер.

Годовое количество осадков изменяется в широких пределах, но в основном превышает испаряемость. Коэффициент увлажнения большей частью составляет 1,10-1,33, что свидетельствует о достаточном и избыточном увлажнении. Лишь в ряде регионов Восточной Сибири отмечается недостаточное увлажнение. В Западной и особенно в Восточной Сибири распространена сплошная и островная вечная мерзлота.

Автоморфные почвы зоны образуются в условиях промывного водного режима, а в ряде районов - мерзлотного.

По климатическим условиям, растительности и почвенному покрову европейско-западно-сибирская часть зоны в соответствии с почвенно-географическим районированием разделяется с севера на юг на три подзоны: северной, средней и южной тайги. В терминах природно-сельскохозяйственного районирования эти подзоны соответствуют природно-сельскохозяйственным зонам: лесотундрово-северотаежной (северотаежнаяподзона объединена с лесотундровой), среднетаежной и южнотаежно-лесной. Зоны (подзоны) разделяются на провинции по условиям континентальности и особенностям изменения климата с запада на восток.

Рельеф. Характерная особенность рельефа - большое разнообразие форм, связанных с деятельностью ледника. В пределах Русской равнины, занимающей европейскую часть зоны, распространены возвышенности, представленные грядами и холмами, озами, камами, конечными моренами, между которыми располагаются озера и болота. В числе наиболее крупных возвышенностей Валдайская, Смоленско-Клин-ско-Дмитровская, Тиманский кряж и другие с абсолютными высотами 300-450 м над уровнем моря.

Значительные территории представлены плоскими или слабоволнистыми равнинами (Верхневолжская, Окско-Мокшинская, Мещерская низменности) с высотами 100-150 м с большим количеством мелких озер и заболоченностью с невысокими моренными и дюнными всхолмлениями.

В азиатской части зоны значительную долю занимает Западно-Сибирская низменность, представляющая слабодренированную равнину. На восток от Енисея простирается Средне-Сибирское плоскогорье, Центрально-Якутское плоскогорье, Центрально-Якутская низменность, горы Восточной Сибири и Дальнего Востока. Равнинные территории, пригодные для земледелия, здесь весьма ограничены.

Почвообразующие породы. Происхождение почвообразующих пород, так же как и рельефа, в большой мере связано с деятельностью ледника. В пределах Валдайского оледенения распространены моренные отложения бескарбонатные и карбонатные различного гранулометрического состава. Центральные и южные районы в большой мере представлены покровными суглинками и глинами, лессовидными карбонатными легкими и средними суглинками.

В Мещерской, Верхневолжской и других низменностях распространены водно-ледниковые песчаные и супесчаные отложения. К древним речным террасам приурочены древнеаллювиальные песчаные и супесчаные отложения. Двучленные породы - пески и супеси, подстилаемые суглинками и глинами, встречаются преимущественно в северных районах, так же как и ленточные глины. В речных поймах повсеместно распространены современные аллювиальные отложения.

В Западной Сибири почвообразующие породы представлены моренными песками, супесями, лессовидными суглинками на севере и пылеватыми средними и тяжелыми суглинками на юге.

В горных районах преобладают элювиальные и делювиальные отложения. В Центрально-Якутской низменности почвообразующими породами являются озерно-аллювиальные лессовидные суглинки и супеси.

Равнины Дальнего Востока сложены четвертичными и третичными песками, супесями и глинами.

Почвенный покров. В соответствии с почвенно-географическим районированием в таежно-лесной зоне выделяются следующие подзоны:

· ? подзолистых и глееподзолистых почв северной тайги;

· ? подзолистых почв средней тайги;

· ? дерново-подзолистых почв южной тайги



15) Почвы лиственных лесов. Серые лесные почвы. Общие условия почвообразования

Географическое положение. Серые лесные почвы образуются в зеленых массивах, где произрастают широколиственные породы. Природная зона их расположения - территория умеренного континентального климата. Это районы, где наблюдается увеличенное количество солнечных дней и отсутствуют обильные осадки.

Серые лесные почвы располагаются на обширных территориях России. Это лесостепные зоны, граничащие на севере с таежными районами, а на юге - со степной областью. Серые лесные почвы, находящиеся на территории России, представляют собой сплошную полосу в европейской части страны. Они встречаются в обширной зоне от украинской границы до Уральских гор. Захватывают серые лесные почвы и территорию, расположенную несколько восточнее, до самого Алтая. Это зона Западно Сибирской низменности. Территория серых почв - это 3,5% от всей площади РФ.

Рельеф. Характер ландшафта территории нахождения серых почв является равнинным. В европейской части лесостепей это равнина увалистая и волнистая. В азиатской, кроме того, еще и с плоскими зонами. В лесостепях наблюдается целая сеть оврагов и балок. Такой рельеф также влияет на характеристику серых почв, поскольку благодаря ему происходит естественная дренированность территории.

Структура серых лесных почв в основном характерна 5 слоями. Верхний 3-сантиметровый слой представляет собой лесную подстилку из опада и неперегнивших остатков травы. Далее идет 12-сантиметровый серый зернистый слой перегноя рыхлой структуры. За ним следует почти такой же толщины слой светло-серого или орехового цвета, содержащий включения гумуса и кремнезема, после которого идет еще более бурый, нередко с глянцевыми вкраплениями слой, аккумулирующий органоминеральные соединения железа, под которым находится желто-бурый слой материнской породы.

В зависимости от характера протекания процессов оподзоливания в серых лесных почвах выделяют 3 основных типа серых лесных почв: светлосерые, в которых процесс оподзоливания проявляется в большей степени; серые, в которых подзолистого слоя практически не наблюдается; и темно-серые почвы, в которых гумус содержится не только в верхнем слое, но и в более глубоких горизонтах. Благодаря большому содержанию перегноя серые почвы окрашиваются в более темный цвет.

Светло-серые лесные почвы залегают на наиболее возвышенных элементах рельефа и внешне похожи на дерново-подзолистые, но отличаются от них наличием хорошо выраженного горизонта вымывания - иллювиального горизонта.

Перераспределение илистых частиц по профилю достигает 15-25% между верхним и иллювиальным горизонтами. Светло-серые лесные почвы преимущественно легкосуглинистого и супесчаного механического состава. Объемная плотность пахотных слоев колеблется в пределах от 1,20 до 1,40 г./см³, объемная масса иллювиального горизонта достигает 1,50-1,70 г./см³. Максимальная гигроскопичность в пахотном слое колеблется от 2,0 до 3,5%, а в иллювиальном - увеличивается до 5,5-9,5%. Запасы влаги при ППВ (наименьшей, или предельной полевой влагоемкости) составляют 150-180 мм в метровом слое.

Неблагоприятные физические свойства светло-серых почв связаны с почти полной бесструктурностью и неглубоким залеганием очень диспергированного, практически бесструктурного иллювиального горизонта, который затрудняет аэрацию почвы, снижает ее водопроницаемость и увеличивает количество связанной влаги.

Серые лесные почвы по морфологическим признакам проявления подзолистого и дернового процессов, а также по другим свойствам они занимают промежуточное положение между светло-серыми и темно-серыми лесными почвами. По сравнению со светло-серыми почвами подзолистый процесс у них ослаблен, а дерновый не достиг еще той интенсивности, которая характерна для темно-серых почв.

Эти почвы характеризуются четкой дифференциацией профиля по подзолистому типу, но в отличие от светло-серых лесных почв в них элювиальный горизонт выражен слабо, гумусово-аккумулятивный - более мощный (до 35 см) и окраска его более темная. Разница в содержании илистой фракции между верхним и иллювиальным горизонтами достигает 20% и более. На глубине 120-140 см, а в западных районах глубже залегает карбонатный горизонт, который вскипает при воздействии на него соляной кислотой.

...