Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Плодородие почв экологические, социальные и почвенно-генетические особенности. Монография
.pdf
21
ной деградации почв по пути образования латеритных панцирей. Естественный тропический
ется, а продуктивность вторичных лесов значительно ниже их исходного
уровня. В наших условиях умеренного пояса природоохранными объектами являются леса на песках, особенно кварцевых, леса на гранитах, кварцитах, диабазах, гнейсах и других массивно-кристаллических породах, леса
на крутых склонах с маломощными почвами и т
для лесов, крайне неблагоприятны в агрономическом отношении и требуют
капитальных затрат на окультуривание.
Лесные сообщества в своем большинстве развиваются в условиях
влажного климата. К ним относятся таежные хвойные леса с подзолистыми
почвами в бореальном поясе, широколиственные леса дубово-буковограбовые с бурыми лесными почвами в суббореальном поясе, леса влажных
лес на латеритизированных почвах не восстанавлива-
.д. Все эти почвы удобные
субтропиков с красноземами и желтоземами, постоянно влажные тропические леса с красными и желтыми аллитными почвами и многие другие.
Влажный климат лесов создает в почвах промывной водный режим:
количество осадков превосходит возможность расхода влаги на транспирацию и испарение. В почвах остается избыток воды, которая постоянно
промывает почвенные горизонты и уходит в грунтовые воды. Растворимые
в воде вещества должны
выноса питательных веществ из почвы в грунтовые воды практически не
происходит. Лесные фитоценозы сформировались как элювиальноустойчивый тип растительности. Они хорошо
были бы вымываться из профиля почвы. Однако
переносят обильное увлаж-
нение и выщелачивание веществ атмосферными водами. Сущность приспособления состоит в накоплении и удержании лесом необходимых ему
запасов элементов-органогенов не в почве,
вание, а в более надежном хранилище - в биомассе. Биологический круговорот элементов в лесах приближается к непосредственному обмену эле-
из которой легко идет вымы-
22
ментов между организмами и их отмирающими остатками. В лесных сообществах миграция элементов происходит не с нисходящими фильтрующимися водами, а с восходящими к кронам деревьев растворами различных
веществ и их закреплением в биомассе деревьев.
Биологический круговорот элементов в лесном сообществе характеризуется следующим. Опад, формирующий лесную подстилку, - главный
источник снабжения растений элементами питания. Биологическая масса
(древесина, хвоя, листья, ветки) - основная кладовая хранения элементовбиофилов. Корневые системы даже деревьев-гигантов неглубоко проникают в почву. Почвенные горизонты находятся под постоянным воздействием фильтрующихся атмосферных осадков. Почва в процессе почвообразования все больше теряет потенциальные элементы плодородия, беднеет. В
ней образуются почти бесплодные кремнеземистые (подзолы) или железисто-алюминевые (желтые и красные) почвы. Очень многие минеральные
элементы, поступающие в растворы почвы, перехватываются корнями. Вода, проходящая почвенные горизонты, - мягкая, почти не содержит микроэлементов, слегка желтоватая от органических кислот.
Сосредоточение элементов минерального питания в биогенном веществе - важнейшая особенность лесных биогеоценозов. Из-за постоянного
промывания элементы просто не могли бы остаться в почве. Однако в целом биогеоценозы леса содержат большой объем элементов питания и не
выпускают его из своего биологического круговорота.
В экологическом отношении степные растительные сообщества резко
отличаются от лесных (табл. 1.2).
23
1.2. Оценка экологических и почвообразовательных функций лесных и тра-
вянистых биогеоценозов
Показатели Биогеоценозы
лесные травянистые
Соотношение надземной и
подземной биомассы
Особенности поступления
растительного опада в
почвообразовательный
процесс
Химический состав
растительных
остатков
Конечные продукты гумификации и
минерализации
Конечный
почвообразовательный
эффект
Биомасса корней незначительна, надземная часть составляет
80-90% всей биомассы
Основной растительный опад
поступает на поверхность почвы, образуя горизонт лесной
подстилки, АО, участие корневых систем
незначительное
Много целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина, смол, восков,
дубильных веществ. Очень мало белков, аминокислот и
зольных элементов
При преимущественно грибном разложении образуются
ненасыщенные подвижные
фульвокислоты. Растворы
имеют кислую и слабокислую
реакцию среды
Формирование горизонта кислая реакция почвенного профиля, фрагментарность или
крайне малая мощность гумусового профиля, провоцирование процессов преобразования
и распада алюмосиликатной
почвенной массы, сильное
элювиирование
Корневые системы
растений составляют 8090% всей биомассы
Основной растительный
опад поступает в почвенные горизонты в виде
ежегодного отмирания
корневой массы
Повышенное количество
белков, аминокислот,
зольных элементов
При преимущественно
бактериальном разложении образуются насыщенный фульватно-гуматный
гумус. Растворы имеют
нейтральную и слабощелочную реакцию среды
Формирование мощного
гумусового горизонта
А+АВ, оструктуривание
почвенной массы мезоагрегатного типа, нейтральная реакция среды почвенного профиля. Подавленность процессов преобразования алюмосиликатной массы, ослабленное элювиирование
Степная растительность живет на собственном почвенно-водноминеральном питании, вследствие чего она развивает мощную, глубоко
проникающую в почву корневую систему и формирует в зоне распределения своих корней богатейшую природную кладовую питательных элементов - почвы черноземного типа. В этом случае продуктивность биоценоза
24
зависит от свойств самой почвы. Между типично лесными (тайга, гилея) и
типично степными (луговая степь, высокотравная саванна) биогеоценозами
существуют весьма разнообразные формы природных сообществ, в которых
в разной степени участвуют в создании биомассы как сама растительность,
так и свойства и богатство почвы. К таким биогеоценозам со сложным биологическим круговоротом относятся широколиственные леса с серыми и коричневыми лесными почвами, листопадные сезонно-влажные тропические леса и
пр.
1.4. ВИДЫ И ФОРМЫ АГРОЦЕНОТИЧЕСКОГО ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ
Возникновение плодородия связано с естественным почвообразованием, поэтому каждой почве присуще природное, или естественное пло-
дородие. Если почва распахивается либо используется под кормовые угодья, она включается в трудовой процесс. Ее природное плодородие начинает проявляться в продуктивности сельскохозяйственных угодий. Этот вид
плодородия часто называют эффективным, в котором объединены есте-
ственное
и искусственное плодородие.
Искусственное плодородие создается человеком, его разносторонним
воздействием на природу почвы. Однако человек по-разному влияет на
почву. Известно много примеров, когда благодаря его деятельности и культурной растительности, естественные малопродуктивные ландшафты пустынь, болот, солончаков, солонцов были преобразованы в плодородные пахотные земли. В цветущие сады превратились
болота Колхиды, плодородными стали земли Фландрии, Голодной степи, оазисы Хорезма и Сахары,
высокие урожаи риса получают в дельте Кубани и т.д. Все это иллюстрирует положительное влияние человека на естественные свойства почв, искусственное плодородие проявляется по отношению к природному в высоком
эффективном плодородии. Но часто земледелец по незнанию
или из-за не-
25
радивого хозяйствования, пренебрежительного отношения к почве снижает
естественный уровень плодородия, что приводит к деградации почвенного
покрова. Наиболее распространенные формы нарушения естественного
плодородия – эрозия и дефляция почв, засоление и осолонцевание, химическое загрязнение, машинная деградация и т.д.
Плодородие почв проявляется в двух формах.
Во-первых, плодородие почвы выражается в продуктивности (
жайности) произрастающих на ней растений, в количестве синтезируе-
мой фитомассы. Плодородная почва должна давать высокий урожай сель-
скохозяйственных растений. Примером могут служить черноземы Кубани,
обладающие превосходными естественными свойствами для культурной
растительности и по праву считающиеся плодороднейшими почвами мира.
Однако высокая урожайность растений может быть достигнута за
счет увеличения искусственного
балтийских стран Западной Европы – рекордсмены мира по урожайности
зерновых культур. Поэтому плодородие разных почв, их бонитет сравнивается по многолетней урожайности культурных растений, но обязательно –
при равных экономических затратах на получение урожая.
Во-вторых, плодородие почвы выражается в богатстве элементами
плодородия. Нечерноземные почвы При-
уро-
питания, гумусом, в растительно-экологических свойствах и
венно-качественных особенностях. В данном случае плодородие определя-
ется содержанием в почвах азота, фосфора, калия и других биогенных элементов, необходимых для питания растений и поддержания их различных
физиологических функций. Большое значение имеют также свойства почвы, ее характеристики, создающие определенные экологические условия,
среду для жизнедеятельности растений. К
(рН), физические свойства, содержание солей, гранулометрический состав,
каменистость, солонцеватость, увлажненность и др.
ним относят реакцию среды
их количест-
26
Для плодородия почвы важны оптимальное содержание элементов
питания и свойства, которые способствуют нормальному усвоению этих
элементов. Например, на сильнокислых и сильнощелочных почвах задерживается поступление многих веществ в растение. На почвах, содержащих
известь, некоторые растения страдают от хлороза. Железо здесь переходит
в недоступные для корней формы. А для улучшения кислых
рот, вносят известь.
Гранулометрический состав – существенный показатель плодородия
почвы. От содержания в почве различных по крупности механических элементов зависят многие химические, физико-химические, водно-физические
и физические свойства. Изучение влияния гранулометрического состава на
урожайность сельскохозяйственных растений позволило установить определенные закономерности. Общее правило таково: у большинства полевых
культур
В коллоидах этих почв в адсорбированном состоянии присутствует ион натрия в избыточных концентрациях. Он создает щелочную, почти безжизненную реакцию среды, вызывает появление соды, резко ухудшает физиче-
на песчаных почвах плодородие снижается.
На больших площадях встречаются солонцы и солонцеватые почвы.
почв, наобо-
ские и водные свойства почв.
Отрицательно сказывается на уровне
повышенных концентраций легкорастворимых солей, сульфатов и хлоридов натрия, кальция, магния. Это явление, называемое солончаковатостью
почв, вызывает у культурных растений нарушение минерального питания,
поглощение воды и обмена веществ. В результате на засоленных почвах
сельскохозяйственные культуры дают низкие урожаи. Причем плодородие
засоленных почв тем ниже, чем больше концентрация солей
поверхности почвы накапливаются вредные соли.
плодородия почв присутствие
и чем ближе к
27
При выходе на поверхность коренных пород в почвах увеличивается
количество скелета, т.е. содержание камней и щебня. Этот материал
уменьшает общие достоинства почвы за счет его инертности. В скелетных
почвах снижается объем активной почвенной массы, становится меньше
гумуса, уменьшается влагоемкость. Все это приводит к снижению урожайности растений. Чем больше
Продуктивность в ряде случаев снижается из-за повышенной уплотненности профиля. В уплотненных почвах возникают неблагоприятные агрономические свойства, увеличивается доля твердой части почвы и доля,
занимаемая недоступной влагой. Чем суше почва, тем большее угнетение
испытывают растения от повышенной плотности. Общеизвестны следующие неблагоприятные
стояния, снижение водопроницаемости, развитие поверхностного заболачивания, приводящего к вымыванию посевов.
там приплод от деревьев, и по воле своей зеленеет трава...
качества плотных почв: ухудшение структурного со-
Здесь счастливее злак возрастет, а там виноградник,
рыхлая ли почва или сверх меры плотна, ты исследуй.
в почве каменистых частей, тем хуже почва.
ибо одна для хлебов подходяща,другая - для
Вергилий, древнеримский поэт, I в. до н.э.
Вакха.
1.5. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ КОНКРЕТНОСТЬ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ
Главный парадокс плодородия заключается в том, что все почвы обладают плодородием, и в то же время нет вообще плодородных земель. Их
плодородие очень конкретно.
Различные почвы не могут быть одинаково хороши для всех растений. Экологические особенности растительных организмов крайне разнообразны в отношении требований к почвенным условиям: к реакции
среды,
28
физическим свойствам, гранулометрическому составу и даже к богатству
органическим веществом и элементами питания. Например, чай и люпин
растут только на кислых почвах, а люцерна предпочитает нейтральные и
слабощелочные почвы. Для зерновых культур оптимальны тяжелые структурные почвы, а картофель, бахчевые культуры и черешня лучше растут на
легких почвах. На богатых
го вещества почвах не размещают плантации виноградников и табака из-за
резкого ухудшения качества продукции, а конопля и овощные культуры
требуют очень богатых почв. Поэтому на практике почвы всегда разделяются на более благоприятные для полевых культур, для садов, для виноградников, для картофеля, для
что одна и та же почва для одних растений может быть плодородной,
для других – малоплодородной.
В этой особенности почвенного плодородия заложена основа рационального, т.е. в наибольшей степени отвечающего почвенным условиям,
размещения сельскохозяйственных растений, направленного на оптимальную специализацию сельскохозяйственного производства
венного покрова, почвенное районирование позволяют выделить террито-
в отношении элементов питания и органическо-
огородов, для чайных плантаций и т.д. Так
. Изучение поч-
рии с наиболее благоприятными природно-почвенными условиями для
разных направлений сельского хозяйства, для разных культурных растений. С особенностями почвенного плодородия связано развитие зернового
хозяйства, льноводства, хлопководства, виноградарства, табаководства, садоводства, субтропического плодоводства и др.
Учитывая экологические особенности культурных растений, плодородная почва должна обладать следующими качествами:
Соответствовать по своим свойствам экологическим особен-
ностям возделываемых культур. Например, богатые черноземные почвы
– лучшие пшеничные земли, на легких почвах хорошо растет картофель и
29
бахчевые культуры, тяжелые пойменные земли – оптимальны для риса, чай
и люпин растут только на кислых почвах, а люцерна предпочитает нейтральные и слабощелочные, и т.д.
Обеспечивать растения минеральными веществами. Доступ-
ность и количество этих веществ неравнозначны для разных культур. Овощи и конопля требуют почв, богатых органикой и
том, фосфором и калием, хорошо гумусированные почвы оптимальны для
зерновых культур и подсолнечника, в то же время виноград, табак, гречиха
отрицательно относятся к богатству почвы гумусом, снижая урожайность и
качество продукции.
Обладать оптимальным и устойчивым запасом влаги. И здесь
экологический оптимум отличается широким разнообразием. Рис возделывают
при затоплении, для овощных культур необходимо хорошее, но не
избыточное увлажнение, а виноград и сорго нормально вегетируют при
влажности почвы, которая для большинства растений означают их гибель
от засухи.
Быть достаточно рыхлой и иметь комковато-зернистую или
легкодоступными азо-
ореховатую структуру, что обеспечивает свободное и глубокое развитие
корневой системы растений. Черешня
только на рыхлых почвах, слива же может нормально плодоносить на
плотных почвах, а для кукурузы, подсолнечника, люцерны плотные почвы
- не препятствие, наоборот, они их улучшают, мелиорируют.
Обладать оптимальной теплоемкостью и теплопроводностью,
быть достаточно теплой для обеспечения жизнедеятельности соответствующих растений. Здесь также характерно экологическое разнообразие
Холодные условия необходимы для картофеля, брюквы, турнепса, а яблоня, груша, слива и виноград не переносят высоких температур тропиков.
, яблоня, груша хорошо плодоносят
.
30
Экологическая конкретность плодородия четко прослеживается при
анализе особенностей оригинальных черноземов Северного Кавказа. Они
относятся к южно-европейской фации и отличаются почти круглогодичным
циклом непрекращающихся почвообразовательных явлений. По Классификации почв России (2004) - это черноземы миграционно-сегрегационные и
отчасти миграционно-мицелярные разной степени выщелоченности от карбонатов. Преобладают малогумусные виды, но локально-
географически
встречаются от природы и слабо, даже очень, гумусированные, а также
среднегумусные и высокогумусные. Несмотря на разные классификационные построения, старые названия «предкавказские» и «приазовские» устойчиво бытуют в разных социальных средах.
Специфика черноземообразования в северокавказских условиях в
значительной степени отразилась на эколого-генетических характеристиках
местных черноземов, которые в результативном итоге проявились в разных
количественных и качественных формах агроценотического плодородия и
его конкретного содержания.
Количественное плодородие отражается в урожайности основных
полевых культур (озимая пшеница, ячмень, кукуруза, сахарная свекла и
др.) и плодовых насаждений. Это четко зафиксировано кадастровой бонитировкой почв. Интегральным же показателем бонитировочной оценки
черноземов Юга России является гумусовое содержание, выраженное в
мощности гумусовых горизонтов и запасах гумуса в т/га. Это убедительно
было показано еще 60-е г.г. основоположником бонитировочных исследований на Северном Кавказе профессором Ф.Я. Гаврилюком. Типичные вариации бонитета в разном географическом плане для черноземов рода
обычных тяжелосуглинистых в пределах региона составляют 100-50 баллов.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]