Как повысить урожайность сельскохозяйственных культур растущих на серых лесных почвах
Добавил пользователь Skiper Обновлено: 19.09.2024
Распределение почв по территории нашей страны подчинено строгим географическим закономерностям.
Работаем с почвенной картой
• Каким образом почвы показывают на карте? Установите типы почв России. Докажите зональность их размещения. Объясните причины действия закона зональности применительно к почвам.
Двигаясь с севера на юг, можно встретить тундровые, подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные, чернозёмные, каштановые, бурые почвы полупустынь.
На севере нашей страны в условиях низких температур и высокой влажности сформировались тундровые почвы. Близость вечномёрзлых грунтов ещё больше охлаждает почвенную толщу и препятствует разложению органических остатков. Почвы маломощные и низкоплодородные. При дефиците кислорода и постоянного переувлажнения на них образуется серовато-голубоватый слой и формируются тундровые глеевые почвы.
• Почему в лесной зоне, несмотря на большую биомассу растений, в почве мало гумуса?
Южнее, на значительных площадях избыточного увлажнения распространены подзолистые и дерново-подзолистые почвы. В почвенном профиле под таёжными лесами отчётливо выражен горизонт вымывания - подзолистый. В таёжной зоне широко распространены почвы с глеевым горизонтом.
Интенсивный промыв подзолистых почв - причина их бедности гумусом и минеральными веществами, поэтому они низкоплодородны. В широколиственных лесах и лесостепи с примерно равными значениями количества осадков и испарения формируются более плодородные серые лесные почвы.
В районах многолетней мерзлоты Восточной Сибири типичные подзолистые почвы сменяются бедными мерзлотно-таёжными почвами. Широко распространены торфяно-болотные почвы, в почвенном профиле которых мощность торфяного горизонта обычно составляет не менее 30-40 см, но может достигать и более метра.
В условиях муссонного климата Дальнего Востока сформировались довольно плодородные бурые лесные почвы.
• На Кубани говорят, что, если забудешь лопату осенью в поле, весной она зацветёт. Что означает это образное выражение?
Самым высоким естественным плодородием обладают чернозёмы, имеющие наиболее мощный гумусовый горизонт. Чернозёмные почвы сформировались под степной травянистой растительностью. Благодаря тёплому продолжительному умеренно увлажнённому лету из обильного опада естественных степей в течение длительного времени шло активное образование перегноя. Богатство чернозёмов было издавна оценено человеком, и поэтому они интенсивно использовались в земледелии.
Южнее чернозёмов в тёплых и засушливых условиях в почву попадает меньше органического вещества и толщина гумусового слоя уменьшается. Чернозёмы сменяются менее плодородными каштановыми почвами. А в полупустынных районах Прикаспийской низменности со скудной растительностью образуются бурые почвы полупустынь и серо-бурые почвы.
Рис. 155. Распаханная пашня чернозёма
Высокий уровень минерализации грунтовых вод часто приводит к засолению почв. Из-за интенсивного испарения в жарком климате почвенный раствор, обогащённый минералами, поднимается к поверхности. Вода испаряется, а минеральные соли, выпадая в осадок, образуют солонцы и солончаки.
Зональное распределение почв характерно и для гор, где оно имеет характер высотной поясности. С высотой меняются подстилающая порода, климатические условия, растительный и животный мир. Соответственно меняются и типы почв: горно-тундровые, горно-луговые, горнолесные, горно-лугово-степные. Обычно они маломощные и перегружены обломочным материалом. Такие почвы называются скелетными.
• Используя почвенную карту, докажите вертикальную зональность почв.
Почвенно-земельные ресурсы и их охрана
Земельные ресурсы подразделяются на две группы: сельскохозяйственные и несельскохозяйственные (табл. 17).
Земельные угодья
Сельскохозяйственные угодья, 220 млн га
Пашня, сенокосы, пастбища, залежь, многолетние насаждения
Несельскохозяйственные угодья, 1489 млн га
Земли под поверхностными водами, под застройкой, под дорогами, леса и кустарники, нарушенные земли
• Рассчитайте удельный вес сельскохозяйственных и несельскохозяйственных угодий в земельном фонде страны. Сделайте выводы.
• Могут ли российские почвы обеспечить население собственным продовольствием?
На основе учёта земельных ресурсов создаётся земельный кадастр.
Земельный кадастр - это своеобразный банк данных о качественной и количественной характеристике земельных ресурсов, которые необходимы для их бережного использования.
Качество почвенно-земельных ресурсов определяет возможность их использования в сельском хозяйстве. Почва - главная арена производства продовольственных и технических культур, естественных пастбищ, сенокосов, лесов.
Использование земель человеком весьма существенно изменяет их свойства, снижая естественное плодородие.
Эрозия - главный бич земледелия
Распашка земель, нарушение правил земледелия, перегрузка естественных пастбищ приводят к разрушению почв - эрозии. Эрозия может развиваться под воздействием ветра (дефляция) и воды (водная эрозия) (рис. 156). Водная эрозия бывает плоскостной и линейной, которая приводит к разным последствиям. Сильные потоки дождя или тающего снега образуют на пашне борозды и промоины, которые постепенно углубляются и превращаются в овраги. Водные потоки смывают самый плодородный слой почвы, снижая содержание гумуса.
Рис. 156. Эрозия пахотного слоя
• Сравните развитие эрозионного процесса на пашне и лугах. К какому выводу вы пришли?
В степных районах сильный ветер развевает и уносит с пашни верхнюю часть гумусового горизонта. Дефляция и водная эрозия вызывают значительные потери почвенного плодородия в главных житницах страны: Поволжье, Северном Кавказе, Южном Урале, Центральном Черноземье, Алтайском крае. Для сохранения плодородия применяют вспашку не вдоль, а поперёк склона, внедрение почвозащитных севооборотов с чередованием посевных площадей и паров (незасеянная пашня), строительство прудов в вершинах оврагов, которые приостанавливают их рост, так как задерживают опасный водный поток и являются мерами борьбы с эрозией. Большую роль играет посадка полезащитных лесных полос (рис. 157).
Рис. 157. Действие полезащитных лесных полос
• Пользуясь рис. 157, объясните положительную роль лесополос в борьбе с эрозией.
Низкая культура земледелия, а также чрезмерный выпас скота в южных районах приводят к опустыниванию - потери почвы своего плодородия. Это произошло, например, в Калмыкии и ещё усугубилось развеиванием песков.
Многие почвы вокруг городов и дорог загрязнены вредными веществами. Для улучшения почв используется мелиорация. Мелиорация сельскохозяйственных угодий - это комплекс мероприятий, направленных на повышение плодородия почв. Мы уже рассмотрели пример мелиорации по борьбе с эрозией. Большое значение имеют водные мелиорации, связанные с искусственным орошением или осушением. В засушливых районах при дефиците влаги строят оросительные системы, с помощью которых сельскохозяйственные растения обеспечиваются водой (рис. 158).
Рис. 158. Различные виды полива
• Рассмотрите виды полива на рис. 158. От чего, на ваш взгляд, зависит выбор вида полива? Какой полив вы применяете на своём участке?
В районах избыточного увлажнения необходимо осушение земель путём отвода излишков воды или понижения уровня грунтовых вод.
Мелиоративные проекты должны учитывать особенности местных природных условий. В противном случае возможны отрицательные результаты. Так, избыточный полив вызывает засоление почв в южных районах.
С урожаями из почвы выносится значительное количество минеральных веществ. Почва обедняется и требует пополнения различных видов удобрения. Их внесение должно быть строго дозированным с соблюдением определённых сроков.
Пестициды - это ядохимикаты, которые используются для защиты растений от сорняков и болезней. Часть из них, оставаясь в почве, загрязняет её, а другая, попадая в организм человека через растения и животных, вызывает заболевания. Поэтому всё шире используются биологические средства защиты растений. В ряде регионов России внедряется так называемое адаптивное земледелие, которое основывается на соблюдении севооборотов, приспособленных к данной местности, применении органических удобрений, биологических средств защиты. Получаемая продукция при этом не содержит вредных химикатов, а процесс её получения сохраняет почвенное плодородие.
География почв России, отражая общий закон географической зональности, представлена типами почв: тундровые, подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные, чернозёмные, каштановые, бурые почвы полупустынь, серо-бурые. Под влиянием нерационального сельскохозяйственного природопользования развивается эрозия почв, опустынивание, засоление, заболачивание, загрязнение. Для многих почв требуется мелиорация и внедрение адаптивного земледелия.
Почвы: тундровые, тундрово-глеевые, подзолистые, дерново-подзолистые, мерзлотно-таёжные, торфяно-болотные, серые лесные, бурые лесные, чернозёмные, каштановые, бурые почвы полупустынь, серо-бурые, солонцы, солончаки; земельные ресурсы, сельскохозяйственные угодья. Земельный кадастр, водная эрозия, дефляция, опустынивание, мелиорация, адаптивное земледелие
• 1. Почему в Восточной Сибири почвы тайги не подзолистые, как на Русской равнине, а мерзлотно-таёжные?
• 2. С чем связано высокое плодородие чернозёмов?
• 3. Как повысить урожайность сельскохозяйственных культур, растущих на серых лесных почвах?
• 4. К каким последствиям приводит нерациональное использование почвенно-земельных ресурсов? Как их предотвратить?
• 1. Раскройте с помощью схемы механизм засоления почв. Из-за чего оно происходит и чем опасно?
• 2. Сравните традиционное и адаптивное земледелие и спрогнозируйте перспективы их развития.
• Выясните, какие виды мелиораций применяются в вашем районе. Изучите и оцените их результаты.
- Алтайский край – самый большой кусок плодородной земли за Уралом, а урожайность в соседних регионах выше. Почему?
- Дело в климате?
- По кислотности, по питательным веществам, гумусу они очень похожи на наши. Но там более умеренная температура, осадки выпадают равномерно. У нас выше качество зерна, а соседи собирают урожая больше. В Канаде получают более четырех тонн зерна с гектара на каштановых почвах, что есть и у нас. Все дело в осадках. В Канаде они распределяются равномернее чем у нас на таких же каштановых почвах в Кулунде. А росток как ребенок. Его в первый месяц нужно обеспечить влагой и питательными веществами. А у нас в первый месяц после посева часто засуха, а в сенокос – льет.
Отряды плодородия
- Климат меняется очень медленно и мало зависит от человека, а вот на качество почв человек повлиять может. Как?
- Агрохимия. Начало моей научной деятельности в 1965 году совпало с внедрением химизации на Алтае. В 70-е годы наша страна занимала первое место по производству удобрений. Была создана агрохимическая служба, включающая зональные лаборатории агропромхимии в каждом районе, оснащенные техникой для перевозки удобрений и их применению. Зональные лаборатории делали и сейчас проводят диагностику свойств почвы на наличие гумуса, калия, фосфора и микроэлементов. Исследовалась структура верхнего плодородного слоя гумуса.
- Чем алтайские почвы отличаются от других?
- Наши почвы возникли на лёссах, лёссовидных суглинках, покровных глинах богатых калием. В отличие от европейских почв имеют много глинистых минералов, которые придают определенный минеральный состав. Однако в них не всегда хватает фосфора, кстати в наших почвах он появился в результате ветровой эрозии из соседнего Казахстана. Азот формируется в результате жизнедеятельности растений, накапливается за счет минерализации гумуса и поступает с осадками. Эти элементы и формируют показатели плодородия почвы. Для поддержания баланса всех этих элементов питания в семидесятых годах при районных агропромхимиях были созданы отряды плодородия, которые проводили комплексное агрохимическое окультуривание полей или сокращению КАХОП. Обследование полей, усовершенствование техники для локального внесения удобрений и научно-обоснованные нормы, проведение химической мелиорации почв позволили на рубеже восьмидесятых-девяностых годов получить редкий по качеству урожай зерновых – 1 и 2 классов по14-15 центнеров с гектара. К началу нового века стали исчезать агропромхимии в районах, финансирование из бюджета химической мелиорации сократилось, разрушилась система орошения, количество удобрений из-за отсутствия сельскохозяйственной цены на них резко уменьшилось. Как следствие, на сегодняшний день 46% алтайских почв являются малогумусированными, четверть пашни имеет кислую среду и недостаток серы, кальция, магния и микроэлементов.
Гранулы не пахнут
- Нас спасут удобрения?
- В крае ежегодно накапливается около 6 млн. тонн продуктов жизнедеятельности с/х животных и птицы, а используется как органические удобрения до 0,5 млн. тонн. Остальное – удар по экологии. Казалось бы, используйте эти природные дары, но здесь возникает целый ряд трудностей. Органика в отличии от неорганических удобрений вносится тоннами. Минеральные удобрения мы можем распределить по 100-200 килограммов на гектар, а навоз измеряется десятками тонн. При этом нужно сразу после распределению по полю запахать, иначе уже на второй день он теряет до 70% ценных веществ. На гектар овощных культур или картофеля необходимо минимум 30 тонн навоза. Вот вам сложная логистика – нужен караван машин, нужна техника для заделки и прочее. Сегодня у большинства хозяйств такой возможности нет или в силу внедрения No-Till, запрещающей запашку.
- Где выход?
- Биоутилизация и гранулирование. Большой животноводческий комплекс, а рядом маленький цех, который обрабатывает навоз или помет и превращает его в гранулы. А гранулированное удобрение может быть использовано в любом количестве, в любое время. У ученых Алтайского государственного аграрного университета давно есть технологии, есть проект - внедряй хоть завтра. Опыты говорят, что урожайность зерновых культур и картофеля серьезно увеличивается и не уступает минеральным удобрениям.
- Есть мнение, что свиной навоз лучше не использовать.
- Как правило, отталкивает запах, но, когда этот продукт жизнедеятельности проходит гранулирование, запах исчезает. Речь конечно же идет о твердом навозе или его твердой фракции.
Сено-солома
- Удобрение навозом – многовековая традиция. Есть ли другие недорогие органические способы?
- После уборки зерновых на полях остается солома. Именно она позволяет сохранить гумус. Стерня защищает от эрозии, сохраняет влагу, позволяет накапливать азот. Увеличивается слой гумуса, усиливается биологическая активность почвы. Нет возможности оставлять солому – высаживайте на поле сидеральные культуры (рапс, сурепицу, горчицу, зеленую редьку). И здесь открываются удивительные возможности – убрали рожь, овес на сено и сразу посадили сидеральные культуры, которые выдерживают осенние низкие температуры. В итоге два урожая с одного поля, при этом сидеральные культуры улучшают структуру почвы, обогащают ее органическими веществами, накапливают азот и борются с сорняками и болезнями.
Золотая грязь
- Одна из ваших научных публикаций посвящена дефекату. Что это такое?
- Что мешает вернуть этот эффективный способ?
- Одна бюрократическая трудность - дефеката нет в федеральном реестре химикатов разрешенных к применению. Вместо него нужно везти доломитовую муку из тьмутаракани, за которую дают 30 % дотацию, а не использовать свой продукт, как это делает сахарный завод в Черемном, где активно используется дефекат на полях своих подсобных хозяйств. Мы на залежах золота сидим. У нас на Бийском и Алейском заводах дефекатом в свое время дороги отсыпали.
Сложные удобрения
- Исключить полностью из средств защиты растений фунгициды, инсектициды нельзя. Пример - колорадский жук. Он к нам пришел с семенами из Украины и Беларуси. И если с ним не бороться инсектицидами, погибнет >70% урожая. Но важно подбирать яды, которые разлагаются в течении месяца. Обработал в период цветения и яд не уйдет в корнеплоды. В свое время применяли ДДТ и ТХЦ Г, у которых продукты распада опасней, чем сам препарат. Они разлагаются от 29 до 100 лет. Сейчас все больше новейших сложных удобрений. Статистика дает интересные цифры – 5 лет назад большую часть удобрений в Алтайском крае закупали для нормализации недостатка азота. Теперь азотные и сложные удобрения со всеми макроэлементами закупаются примерно 50 на 50.
Целина
- Спустя 65 лет после освоения целинных и залежных земель пришло переосмысление этого Всесоюзного почина. Было ли это благом для алтайских полей?
- Целина подняла благосостояние человека. Ее освоение позволило накормить страну хлебом. Строились заводы, появлялись рабочие места. Заведующий кафедрой почвоведения нашего института Николай Васильевич Орловский еще в конце 50-х годов предостерегал – не все почвы можно распахивать. Так получилось и с целинными землями. Появилось много солончаков вторичного типа, и большинство освоенной тогда целины, сегодня используются как много веков назад как пастбище для скота.
Помечтаем
- Футурологи рисуют картину технократического будущего, когда к каждому ростку будет подведена оросительная система, над полями будут летать коптеры и определять качество почвы, а обработкой займутся роботы. Это только мечты?
Красная книга Алтая
- Школа почвоведения на Алтае была сформирована Лидией Макаровной Бурлаковой (1932-2011)?
- Да, я ее ученица. Она первая начала создавать красную книгу почв Алтая. Создала научные направления, воспитала достойных учеников, среди них ученые Алтайского государственного аграрного университета Виталий Александрович Рассыпнов, Геннадий Геннадьевич Морковкин, Елена Григорьевна Пивоварова, Елена Владимировна Коновцева, Сергей Иванович Завалишин, Андрей Ермолаевич Кудрявцев. Они оценивают уровень плодородия сегодня, сравнивая с тем что было много-много лет назад. В агрохимии тоже создана сильная школа. Под моим руководством защищены 16 кандидатских и 2 докторские диссертации. Сейчас мы готовы реализовывать самые амбициозные проекты, что подтверждает грантовая поддержка.
- А власть поддерживает?
- С министерством сельского хозяйства у нас хорошие отношения. Были совместные работы по оценке действия No-Till, когда земля не обрабатывается, а укрывается остатками соломы. Было показано, что при этой технологии за 8 лет увеличивается гумусовый слой и качество гумуса. Были общие решения по известкованию почвы. Но самая лучшая коммуникация выстраивается с хозяйствами. Многие мои ученики стали фермерами и используют агрохимию как науку для практики.
Это тип почв, формирующийся под широколиственными, смешанными и мелколиственными травянистыми лесами с периодически промывным водным режимом. Образовались они на глинистых и суглинистых отложениях, в основном лессовидного происхождения. У них достаточно мощный гумусовый горизонт. Климатические условия существенно повлияли на их строение и свойства. Почвы преимущественно распространены в Северном полушарии. Это зона умеренного климата Канады, США и России. Северная граница проходит по южной части тайги, а южная по лесостепи. Светло-серые почвы занимают ее северную территорию. Серые почвы расположены в средней части, а темно-серые в южной зоне.
Особенности серых почв
Грунты отличаются строением профиля и условиями почвообразования. У серых почв имеется второй гумусовый горизонт, который совмещается с субэлювиальным горизонтом. Грунты содержат большое количество полезных элементов и имеют невысокие параметры кислотности. Под действием грибков и бактерий происходит разложение древесного опада. В результате чего вырабатывается много гуминовых кислот и повышается содержание гумуса до 9%. Гумусовый горизонт по мощности достигает 70 см. Сформировался такой тип почв под воздействием подзолистого и дернового процессов.
Почвообразующей породой являются суглинки и лессы. Иногда встречаются моренные отложения. В серых лесных почвах дерновый процесс преобладает над оподзоливанием. Поэтому у них идет более мощное накопление гумуса. Плотность твердой фазы пахотного слоя уменьшается от светлых почв к темным. Однако иллювиальные горизонты у всех подтипов имеют одинаковую высокую плотность до 1, 65 г/см³.
Классификация и типы серых почв
Светло-серые лесные
В верхнем горизонте почвы имеют светло-серую окраску. Лесная подстилка маломощная до 5 см. У гумусового горизонта непрочная комковатая структура и слабокислая реакция. Его мощность составляет 20 см. Емкость поглощения небольшая. Верхние горизонты обогащены кремнекислотой. Почвы обладают наибольшей оподзоленностью, что приближает их по своим свойствам к дерново-подзолистым почвам. Иллювиальный горизонт сильно уплотненный. Физические свойства грунтов плохие. Они способны уплотняться и образовывать корку. Насыщение почв основаниями достигает 85%. Для повышения сельскохозяйственной ценности требуется глубокая вспашка, удобрение и известкование. Такие почвы распространены в Предволжье и Предкамье.
Серые лесные
Образовались на лессах, глинах и суглинках. Содержание гумуса доходит до 8% и уменьшается с глубиной. Растительный покров представлен остатками лесной и травянистой растительности. От светло-серых отличаются большей мощностью горизонта – 30 см и темной окраской. В гумусовом горизонте преобладают гуминовые кислоты. Хотя в почве меньше выражены признаки оподзоливания, дерновый процесс развит еще довольно слабо. В верхнем слое присутствует кремнекислота. Грунты имеют слабокислую реакцию и насыщены основаниями. Водный режим периодически промывной. Для средней части профиля характерно оглинивание. Распространены почвы в южной зоне тайги Северной Америки и центральной части Восточно-Европейской равнины. Серые лесные почвы встречаются в лесостепных зонах равнин. На них выращивают зерновые и плодовые культуры.
Темно-серые лесные
Имеют рыхлую комковато-зернистую структуру. У них присутствует кремнеземистая присыпка и слабокислая реакция. Гумусовый горизонт составляет 50 см. Заметно преобладание гуминовых кислот над фульвокислотами. На глубине 150 см имеются новообразования из кальция. Дерновый процесс выражен более интенсивно, чем подзолистый. Грунты обычно формируются в речных поймах и низинах. Доля гумуса на целине может доходить до 10%, а на распаханных участках не превышает 5%. Структура хорошо выражена. Но при контакте с водой грунт легко размывается. Доля оснований доходит до 95%. По своим свойствам такие почвы приближаются к оподзоленным черноземам.
Светло-серые лесостепные
Содержат 3% гумуса и наиболее близки к подзолистым почвам. Перегнойный горизонт имеет мощность 20 см. В нем содержится большое количество кремнеземистой присыпки и пылеватых частиц. Грунт бесструктурный и имеет плохие физические свойства. Под гумусовым горизонтом располагается белесоватый подзолистый горизонт пластинчатого сложения, а ниже красно-бурый иллювиальный с ореховатой структурой. Во всех горизонтах присутствует обильная кремнеземистая присыпка. Образованы почвы на песчанисто – суглинистых и супесчаных почвообразующих породах. Развиты на легких лессах в лесостепях Украины. Для улучшения агрономических свойств в севооборот вводят бобовые и злаковые травы с систематическим применением удобрений.
Серые лесостепные
Это почвы равнин. Сформировались на лессовидных суглинках. Делятся на суглинистые и тяжелосуглинистые. Распространены на Окско-Донской низменности и Среднерусской возвышенности. По внешним признакам близки к черноземам. У серых лесостепных почв содержание гумуса достигает 5%, а перегнойный горизонт более мощный -40 см. Также имеется кремнеземистая присыпка. Подзолистый горизонт у них отсутствует, так как оподзоленный совмещается с перегнойным горизонтом. Ниже залегает иллювиальный горизонт с ореховатой структурой и бурой окраской.
Темно-серые лесостепные
Характеризуются более мощным гумусовых горизонтом до 70 см и высоким содержанием гумуса – 9%. Гумусовый горизонт структурный, темно-серой окраски. В его пределах наблюдается кремнеземистая присыпка. Расположенный ниже иллювиальный горизонт имеет ореховатую структуру. Почвы выделяются высоким плодородием, но требуют постоянного обогащения удобрениями.
Формирование и образование серых почв
Почвы сформировались на глинах, суглинках и лессах, в условиях континентального и умеренно влажного климата. Средние перепады температур составляют от -25ºC в январе до +20ºC в июле. Главным условием формирования данного типа почв, является насыщение верхнего слоя органикой из древесной растительности лиственных лесов и обилия травяного покрова. Разлагается опад за счет бактериальных и грибковых биологических процессов.
В результате чего образуется много гуминовых кислот, которые вступают в реакцию с кальцием и магнием, создавая малоподвижное соединение. Его количество прямо пропорционально влияет на окраску почвы. Чем больше, тем темнее окрас. Умеренное количество осадков – не более 500 мм в год, уменьшает процесс оподзоливания грунта и ускоряет образование дерна. Поэтому серые почвы сформировались под влиянием двух процессов: преобладающего дернового в сочетании с менее выраженным подзолистым, при участии лессиважа.
Плодородие серых почв
Наиболее плодородными считаются темно-серые почвы. У них высокое содержание гумуса до 9% и правильная структура. Их плодородный слой превышает 50 см. Серые и светло-серые почвы менее плодородны. Серые почвы подвержены эрозии. Поэтому для получения хорошего урожая необходимо создавать глубокий пахотный слой, высаживать полезащитные лесные полосы и проводить снегозадержание. Для повышения плодородия применяется глубокая вспашка и посев трав. А также постоянное внесение органики и минералов. Особенно почвы нуждаются в азотных удобрениях, так как мало поглощают нитратов. Избыток кислотности гасится известкованием. Для серых почв важно поддерживать правильный водно-воздушный режим.
Строение серых почв
Подстилка у этих почв формируется из опавших листьев и трав. Ее глубина достигает 40 мм. Расположенный под ней гумусово-аккумулятивный горизонт имеет серый окрас и комковато-ореховую структуру. Его мощность составляет 200 мм. Расположенный ниже оподзоленный гумусово-элювиальный слой имеет ореховую структуру и занимает 150 мм. Из-за кремнеземистой присыпки, его расцветка приобретает белесый цвет. Под ним находится темно-серый горизонт с мелкоореховой структурой. Еще ниже залегает иллювиальный уровень, затем переходный пласт и материнская горная порода, содержащая карбонаты. По гранулометрическому составу почвы глинистые и тяжелосуглинистые.
Свойства серых почв
Серые почвы по своим свойствам занимают промежуточное положение между подзолистыми и черноземными почвами. Они образовались в разных географических условиях, что обеспечило формирование хорошо гумусированного профиля с признаками оподзоленности. Длительное использование почв в пашне, сформировало гуматно-фульватный тип гумуса. Гумус серых почв накапливается в верхнем горизонте и содержит много фосфора и прочих элементов.
Его содержание не превышает 9% и с глубиной уменьшается. Верхняя часть профиля обогащена кремнекислотой. Оподзоленность ярче выражена у светло-серых почв. Дерновый процесс преобладает у темно-серых почв. Почвы характеризуются кислой и слабокислой реакцией. Водный режим периодически промывной. Большей влагоемкостью обладают темно-серые почвы. У светло-серых почв худшая водопроницаемость по сравнению с другими подтипами. Грунты насыщены основаниями на 85%.
Географическое распространение серых почв
Это лесостепная зона, граничащая на севере с тайгой, а на юге – со степной областью. В Северном полушарии территория серых почв приходится на лиственно-лесную зону, которая тянется узкой полосой по южной части тайги, как в Северной Америке, так и в России. В этом природном поясе присутствует континентальный климат с умеренной влажностью. Количество выпадающих осадков равно испарению и составляет 500 мм в год. В Северной Америке – это зона смешанных лесов Аппалачей из сосен, елей, дубов и кленов.
Здесь мягкий и влажный климат. На Российской территории зона серых почв делится на западную и восточную часть. Восточная часть более холодная с коротким вегетационным периодом. Грунт промерзает до вечной мерзлоты. Поэтому мощность горизонта у него ниже, соответственно и продуктивность. На западе климат мягкий и почвы более плодородные. Южная граница серых почв располагается в лесостепях и луговых степях европейской части России. Серые лесостепные почвы встречаются в лесостепях Украины.
Растительность серых почв
Представлена широколиственными и смешанными лесами, а также разнотравьем. Западнее Урала на серых почвах растут дубы, буки и грабы. Подлесок сформирован из кленов, лещины и бересклета. Травы цветут весной и летом. За Уралом лиственные травянистые леса состоят из березы и осины. В Восточной Сибири к лиственным деревьям добавляются сосновые. В таежной зоне Северной Америке на серых почвах растут тюльпановые деревья, ясени, дубы и сосны.
Хозяйственное использование серых почв
На них активно выращивают зерновые, плодоовощные и кормовые культуры. В земледелии требуется систематическое внесение удобрений, углубление пахотного слоя и травосеяние. Почвы не способны накапливать нитраты, поэтому ежегодно, ранней весной требуется внесение азотных удобрений. Наименее пригодны в сельском хозяйстве светло-серые почвы. При распашке таких земель формируется вредная корка и грунт уплотняется даже после простого дождя.
Тепловой режим лесостепных зон благоприятный и почвы успевают оттаять к началу пахотного сезона. Серые лесные почвы западной части России находятся в умеренно холодном климате и могут периодически замерзать, что негативно сказывается на урожае озимой пшеницы. В Западной и Восточной Сибири мощные морозы сопровождаются слабым снеговым покровом, и грунт промерзает до вечной мерзлоты. Земледелие в этих районах ограничено. На серых почвах умеренных широт выращивают сельскохозяйственные культуры: лен, озимую и яровую пшеницу, картофель, сахарную свеклу и кукурузу.
Проблемы серых почв
Сниженное плодородие
Многовековое использование почв привело к обеднению грунта. Почву необходимо постоянно удобрять и известковать. Органические и минеральные удобрения обогащают ее питательными микроэлементами. Известкование нейтрализует избыточную кислотность. Крайне важно регулярно углублять пахотный горизонт и создавать мощный культурный слой. Все это улучшает поступление питательных веществ к корням растений и повышает плодородие.
Эрозия
Разрушает почву и делает ее непригодной в сельском хозяйстве. Для ее предотвращения создаются лесозащитные полосы, и проводится снегозадержание. В земледелии проводится регулярная глубокая вспашка.
Выпаханность
Это негативное явление характеризуется утратой структуры почвы и снижением органики в плодородном слое. Ухудшение биологических, физико-химических и экологических свойств приводит к снижению продуктивности. Для повышения плодородия необходимо проводить землевание, пескование, оструктуривание, мелиорацию и другие методы. Очень эффективна растительная мелиорация – фитомелиорация. Почва засевается растениями с высокой биологической продуктивностью и мощной корневой системой. Через 4 года урожайность повышается с 10 ц до 35 ц зерна с гектара.
Благодаря неплохим природным свойствам и географическому расположению, серые почвы интенсивно эксплуатируются в сельском хозяйстве. Регулярная мелиорация и обогащение нужными элементами повышает их урожайность и ценность.
Серые лесные почвы формируются в южной части лесной зоны и в лесостепи под травянистыми широколиственными лесами в Европейской России и мелколиственными лесами в Сибири на глинистых и суглинистых отложениях различного генезиса преимущественно лёссовидных, как карбонатных, так и бескарбонатных, а также в южных горных системах (Северный Кавказ, Южный Урал, Алтай, Забайкалье).
Морфологическое строение профиля
О – А – АЕL – (ЕLВt) – Вt – ВtС(са) – С(са)
Профиль почв состоит из лесной подстилки О мощностью 1–2–5 см; гумусово-аккумулятивного горизонта А серого или темно-серого цвета, комковато-порошистой или зернистой структуры мощностью 10–30 см; гумусово-элювиального горизонта АЕL белесовато-серой окраски за счет белесой присыпки, комковато-плитчатой или ореховато-комковатой с признаками горизонтальной делимости структуры; переходного горизонта ЕLВt темно-бурого с белесой присыпкой, мелкоореховатого; текстурного горизонта Вt бурой окраски, ореховато-призматической структуры с хорошо выраженными по граням структурных отдельностей иллювиальными темно-серыми глянцевитыми гумусово-глинистыми пленками. Ниже, в горизонте ВtС, при переходе в почвообразующую породу окраска светлеет, структура становится призмовидной. В нижней части профиля (на глубине 120–200 см) возможно присутствие карбонатов в виде прожилок и твердых конкреций (журавчиков).
Основные почвообразовательные процессы
Хозяйственное использование
Серые лесные почвы широко используются в земледелии. На них выращивают зерновые культуры, кукурузу, свеклу, картофель и др. Наиболее плодородны темно-серые почвы. Серые и светло-серые в большей степени требуют внесения органических и минеральных удобрений, известкования, углубления пахотного слоя. Весьма актуальна борьба с эрозией.
Аналитическая характеристика серой лесной почвы [247, 257]
Свойства
Серые лесные почвы характеризуются кислой или слабокислой реакцией верхней части профиля и нейтральной или слабощелочной — нижней. Емкость поглощения колеблется от 10–15 до 25–45 ммоль (экв.)/100 г почвы, степень насыщенности основаниями 60–95%. Содержание гумуса в горизонте А 3–8 (12)% при отношении Сгк/Сфк от 1 до 1,3, характерно расширение этого отношения в горизонтах АЕL или ЕLВt благодаря увеличению доли гуминовых кислот, связанных с кальцием; ниже гумус становится фульватным. Профиль почв отличается ясной элювиально-иллювиальной дифференциацией по распределению ила и полуторных оксидов. В зависимости от интенсивности гумусирования и выраженности признаков элювиально-иллювиальной дифференциации профиля тип серых лесных почв разделяется на три подтипа: светло-серые, серые и темно-серые лесные почвы. В ряду почв светло-серые — серые — темно-серые увеличиваются мощность гумусового горизонта, содержание гумуса в нем и доля гуминовых кислот в составе гумуса, убывают признаки оподзоленности и ослабляется степень элювиально-иллювиальной дифференциации профиля, уменьшается кислотность, повышается емкость катионного обмена и степень насыщенности основаниями.
Почвенная катена. Зона серых лесных почв. Мещёвское ополье. Калужская область [254]
Микроморфологическая характеристика
А Гумус присутствует в составе темноокрашенной изотропной гумусово-глинистой плазмы. Значительно участие копролитов в составе агрегатов. Облик растительных остатков свидетельствует о высокой активности разных функциональных групп почвенной биоты. Плазма изотропна, признаки миграции выражены слабо: редкие вокругскелетные или околопоровые обособления, слабая неоднородность в распределении скелетных зерен.
Bt Горизонт сероватого или коричневатого оттенка, с выраженнной мелко- и среднеореховатой структурой. Обилие глинистых и гумусово-глинистых кутан, субкутан. Плазма анизотропна, имеет чешуйчатое, вокругскелетное, реже волокнисто-чешуйчатое строение. Основная масса слабо агрегирована. Поры упаковки сочетаются с каналовидными и камерами. Возможны хлопьевидные железистые образования.
ВtС В микростроении проявляются элементы породных микростроений (в основной массе и ее тонкодисперсной компоненте) и признаки современной аккумуляции карбонатов. Агрегированность выражена слабо, поры немногочисленны, частично заполнены глинистыми кутанами. Строение глинистой плазмы преимущественно наследуется от породы. Карбонаты присутствуют в виде рассеянных зерен мелкокристаллического кальцита или околопоровых микрокристаллических кальцитан [46, 253].
Профильное распределение основных групп глинистых минералов
Серые лесные почвы чаще всего имеют элювиально-иллювиальное распределение илистой фракции. Элювиальные горизонты по сравнению с нижележащими характеризуются повышенным содержанием иллита и каолинита, вниз по профилю возрастает количество смектитовых минералов.
Гель-хроматограмма гуминовых веществ
Читайте также: