Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Рациональное использование земель сельскохозяйственного назначения Челябинской области. Монография
.pdf
Горизонты различаются по структуре, химическому составу
и цвету. Верхний горизонт А, гумусовый, содержащий многочисленные виды отмерших растений, остатки животных, микроорганизмов. Следующий горизонт состоит в основном из минеральной
части почвы с небольшой примесью органических веществ. Горизонт С представляет собой незначительно измененную материальную породу. Для каждой природно-климатической зоны
и определенного состава рельефа местности характерны свой почвенный
профиль, размеры, химический и физический состав горизонтов.
Самым важным свойством почвы является ее плодородие –
способность обеспечить высокий урожай растений. Она сохраняет плодородие до тех пор, пока содержит многочисленные живые
организмы, участвующие в сложных процессах гумификации,
т. е. образование гумуса. От
количества гумуса в почвах зависит
их плодородие, так как в нем происходят сложные обменные процессы, образующие элементы питания растений.
Плодородие почв в некоторой степени зависят и от их физических свойств (размера частиц, влагоемкости, влагосодержания, содержания в них частиц песка, супеси, суглинка, глины)
и насыщенности почв воздухом. Химические свойства
почв зависят от содержания в них минеральных веществ в виде растворимых ионов, а также от концентрации в них ионов водорода,
т.е. значение рН в которых должно быть близко к нейтральному.
Известковые и засоленные почвы имеют рН, равный 8–9, а торфяные – 4.
Структура почв Челябинской области по агроклима-
тическим зонам приведена в табл. 1.6 [79, 81, 171].
Основными почвами горно-лесной зоны являются горные
серые лесные почвы (68% пашни), горные черноземы (16%) и
неполноразвитые черноземы (5%). В северной лесостепной зоне
преобладают выщелоченные черноземы (53% пашни), серые лесные почвы (23%) и обыкновенные черноземы (11%). Для Южной
лесостепной зоны характерны черноземы выщелоченные (47%
пашни) и
обыкновенные (42%). Преобладающими почвами южной степной зоны являются обыкновенные черноземы (45% пашни), выщелоченные черноземы (22%) и южные черноземы (9%).
Черноземные почвы являются наиболее плодородными пахотными почвами области. Они способны обеспечить высокий урожай
культур хорошего качества.
21
Степная
Южная
Северная
Горно-
зона
лесостепь
лесостепь
лесная зона
Таблица 1.6. Структура земель по агроклиматическим зонам, в том числе пашня по зонам, тыс. га
Общая площадь, в том числе
Всего сельхозугодья пашня
группы почв
Наименование
Серые лесные 400,6 226,9 166,7 - 160,0 3,7 3,0
Черноземы выщелоченные 1713,6 1429,4 1094,5 - 380,9 429,7 284.0
Черноземы обыкновенные 11109,3 1335,3 1033,2 - 79,7 383,6 569,9
Черноземы южные 138,0 137,8 112,2 - - - 112,2
Неполноразвитые черноземы 283,8 223,2 45,5 4,8 8,7 18,5 14,4
Солонцы 542.9 477,4 243,8 - 28,1 43,0 172,7
Горные серые лесные почвы 136,5 88,5 54,3 54.3 - - -
Горные черные земли 19,6 15,0 12,1 12,1 - - =
Прочие земли 11098,4 1034,3 320,4 13.8 78,0 43,1 185,5
Всего по области 8852,9 5008,3 3082,7 84,0 735,4 921,6 1331,7
22
Черноземы выщелоченные относятся к лучшим пахотным
почвам, распространены повсеместно на хорошо дренированных
участках. Они имеют достаточно мощный гумусовый горизонт,
благоприятную реакцию почвенного раствора. По содержанию
гумуса подразделяются на малогумусные (менее 6%), среднегумусные (от 6 до 9%) и тучные (более 9%). По мощности гумусовых горизонтов представлены очень маломощными (менее 25 см),
маломощными (25...40 см) и среднемощными
(40...60 см). Почвы
характеризуются высокой насыщенностью основаниями, значительным содержанием обменного калия, но малыми запасами подвижного фосфора. Имеют комковатую структуру гумусовых горизонтов, в значительной мере утраченную на пашне.
Черноземы обыкновенные занимают относительно спокойные элементы рельефа, формируются на карбонатных породах,
характеризуются наличием карбонатных включений в нижней
части гумусового горизонта,
а почвы карбонатного рода – по
всему профилю. Это обстоятельство приводит к некоторой законсервированности питательных веществ в почвах, слабой их
подвижности. В то же время богатые карбонатами почвы менее
устойчивы к ветровой эрозии. Содержание гумуса в верхних горизонтах изменяется от 4,9 до 9,8%, мощность гумусовых горизонтов преимущественно составляет 30...40 см.
Менее распространены
черноземы с укороченной мощностью гумусовых горизонтов (20...25 см) и среднемощные
черноземы (от 40 до 60 см). Особенностью солонцеватого рода
обыкновенных черноземов является повышенное (от 5 до 20%)
содержание поглощенного натрия в составе обменных оснований, чем обусловлены неблагоприятные физико-химические
свойства этих почв.
Черноземы южные сосредоточены в основном в IV (степной)
зоне. Они характеризуются слабой
интенсивностью гумусонакопления (среднее содержание гумуса 4...5%), малой мощностью
гумусовых горизонтов, повышенной карбонатностью, частью
солонцеваты, подвержены ветровой эрозии. Горные черноземы встречаются в I зоне среди горных лесных почв. Эти почвы
выщелоченного и оподзоленного подтипов занимают плоские
участки плато, склоны южных экспозиций. Водный их режим
периодически промывной.
23
Специфической их особенностью по сравнению с равнинными аналогами является высокая гумусность, достигающая 15%.
Имеют развитые гумусовые горизонты (до 50...60 см), довольно
высокую насыщенность основаниями, слабокислую или среднекислую реакцию почвенного раствора, хорошую обеспеченность
подвижными питательными элементами. Подвижность фосфорных соединений, как и у черноземов других зон, невелика. По
условиям залегания могут быть
подвержены водной эрозии.
Серые лесные почвы распространены повсеместно, формируются в условиях периодически промывного водного режима, почвообразовательный процесс характеризуется выносом гумуса и коллоидов
из верхних горизонтов. В зависимости от степени гуммусированности подразделяются на светло-серые (содержание гумуса менее 3%),
серые (от 3 до 5%) и темно-серые (свыше 5%). Имеют кислую реакцию почвенной среды, малую обеспеченность питательными веществами, неблагоприятные водно-физические свойства.
Горные серые лесные почвы приурочены к районам I зоны
и формируются в условиях более влажного климата, имеют промывной водный режим. По содержанию гумуса почвы подразделяются так же, как и их равнинные аналоги. При этом содержание гумуса у
темно-серых почв значительно выше и может
достигать в отдельных случаях 10%. Для них также характерна
кислая реакция почвенного раствора, повышенная гидролитическая кислотность, низкая нитрификационная способность, слабая
обеспеченность подвижным фосфором. По условиям залегания
эти почвы подвергаются высокой водной эрозии.
Неполноразвитые черноземы и солонцы, как правило,
встречаются пятнами среди других почв,
первые – повсеместно, вторые – преимущественно в IV зоне, в меньшей степени во
II–III зонах, в их восточных районах на низменных ландшафтах.
Таким образом, природно-климатические и почвенные условия Челябинской области вполне пригодны для выращивания
зерновых, овощных, картофеля, кормовых, масличных и других
сельскохозяйственных культур. Наиболее благоприятной для их
возделывания является северная лесостепная
зона и несколько в
меньшей степени южная лесостепная зона. Всего в лесостепной
зоне размещается около 70% посадок картофеля, в том числе 90%
пашни общественного сектора.
24
В лесостепной зоне обычно величину урожая определяет
влага: по степени увлажнения вегетационный период здесь в 6%
случаев характеризуется как избыточно увлажненный, в 12% –
влажный, в 36% – достаточно влажный, в 32% – недостаточно
влажный и в 14% случаях как засушливый. То есть в 46% случаев урожайность многих сельскохозяйственных культур снижается из-за недостатка почвенной влаги, а в
6%, наоборот, из-за
ее избытка.
В горно-лесной зоне лимитирующим фактором, ограничивающим уровень урожайности, является тепло, а именно короткий
безморозный период, реже недостаток эффективных температур
за вегетационных период не всегда позволяет получать кукурузу
на зерно, подсолнечник на семена, крупяные культуры, а также
качественное зерно пшеницы.
1.3.3.Факторы, влияющие на почвообразовательный
процесс
земель сельскохозяйственного назначения
Приведенные выше погодно-климатические условия, состояние рельефа местности и растительность оказывают существенное влияние на процессы почвообразования. Так, например,
ведущим элементарным процессом почвообразования (ЭПП) в
черноземах является гумусообразование, для которого созданы
наиболее оптимальные условия:
– высокое количество ежегодного опада;
– преобладающая часть опада растений (более 60 %) посту-
пает
в почву в виде корней;
– высокое содержание оснований и азота в составе опада;
– высокое содержание оснований в почвообразующих породах;
– насыщенность почв кальцием и магнием, близкая к нейтральной реакции почвенного раствора;
– умеренная биологическая активность.
По мнению В.П. Ковриго, перечисленные условия предполагают гуматный тип гумуса черноземов, сложность
гуминовых кислот, преимущественное закрепление их в форме гуматов
кальция, пониженное присутствие фульвокислот [78]. Процесс
оструктуривания в черноземах протекает при взаимодействии
гумусовых кислот с минеральной частью почвы с образованием
устойчивых органо-минеральных соединений [119].
25
Вторичные минералы (монтмориллонит и другие) при черноземном процессе образуются как при выветривании первичных
минералов, так и путем синтеза из продуктов разложения опада,
но они не перемещаются по профилю почвы. Вместе с накоплением гумуса идет закрепление важнейших элементов питания
растений (N, P, S, Ca и др.), а также возникновение в гумусовом
слое зернистых водопрочных
агрегатов, которые образуются в
результате клеющей способности гумусовых веществ.
Наиболее благоприятным условием для черноземного процесса является южная часть лесостепной зоны с оптимальным
гидротермическим режимом, приводящим к формированию максимальной биомассы. Севернее более влажные условия климата способствуют выносу оснований из опада, выщелачиванию и
оподзоливанию черноземов.
Южнее уменьшается количество атмосферных
осадков, нарастает дефицит влаги в почве, снижается количество поступающих в почву органических остатков, усиливается их минерализация, что приводит к снижению интенсивности гумусообразования
и гумусонакопления. В соответствии с особенностями факторов
почвообразования в зоне черноземов выделяют следующие подзоны: оподзоленные и выщелоченные черноземы, типичные черноземы, обыкновенные и южные черноземы
. Первые две подзо-
ны относятся к лесостепи, третья и четвертая – к степи.
Изменение климата, растительности в направлении с запада
на восток привели к существенным различиям черноземных почв,
проявляющимся в разной мощности гумусового слоя, содержания гумуса, формах выделения карбонатов, глубине промывания,
особенностях водного и теплового режима. Дерновый процесс в
черноземах
сочетается с целым рядом ЭПП: элювиальных (выщелачивание, оподзоливание, лессиваж, осолодение), метаморфических, гидрогенно-аккумулятивных (олуговение, засоление),
иллювиально-аккумулятивных (карбонатно-иллювиальный) и
других. В результате этих процессов формируются свойства, позволяющие разделять черноземы на разных таксонометрических
уровнях (подтип, род, вид).
Почвенный покров территории северной лесостепной зоны
определяется развитием дернового, солончаково-солонцового
и подзолистого процессов почвообразвания, поэтому для этой
26
подзоны характерно разнообразие почв. На всей территории преобладают черноземы выщелоченные, на них приходится 17,4%
общей площади, 45,5% пахотных земель и 34,6% сельскохозяйственных угодий. Значительная доля почвенного покрова приходится на серые, лесные и осолоделые почвы (соответственно
13,6; 15,3 и 13,0%), меньше распространены черноземы обыкновенные и солонцеватые (2,4; 5,9 и 4,6%).
Климат, почвообразующие породы и растительность лесостепи области благоприятствовали формированию почв черноземного типа, в составе которых чернозёмы выщелоченные
наиболее распространены. Они занимают 56,1–59,9% площади
пахотных земель 34,6–45,9% сенокосов и пастбищ [79]. Лесостепная зона охватывает северо-восточные и центральные районы области. На этой территории формируются черноземы обыкновенные и выщелоченные, с высоким содержанием гумуса (6–9%) и
достаточно мощным почвенным
слоем (30–60 см).
Обеспеченность растений азотом зависит от процессов минерализации и нитрификации азотистых соединений почв. На
парах они активны, поэтому в почве накапливается много доступного растениям минерального, преимущественно нитритного азота. После других предшественников запас этого элемента в
черноземах выщелоченных к посеву сельскохозяйственных культур иногда бывает недостаточным [137].
Калием
черноземы выщелоченные в большинстве случаев обеспечены в полной потребности растений и гарантируют урожайность
зерновых 22–25 ц/га. Причина изменения показателей физико-химических свойств черноземов выщелоченных, в меньшей степени
черноземов обыкновенных – это дефицит кальция и магния, что подтверждается балансом. В лесостепной зоне в среднем за 1988–1997 гг.
интенсивность баланса кальция составила
69–72%, магния – 34–36%.
Это естественно сказалось на составе поглощенных оснований, степени насыщенности основаниями черноземов лесостепи,
росте гидролитической, обменной и актуальной кислотности.
Поэтому не случайно, что за последние 20 лет в лесостепной зоне
площадь сильнокислых почв (преимущественно черноземов выщелоченных) возросла на 1,4 тыс. га, среднекислых – на 84,6 тыс.
га и слабокислых – на 222,3 тыс. га.
Практически 86 тыс. га чер-
ноземных почв нуждаются в известковании [164].
27
Кроме того, черноземы лесостепной зоны теряют
137–646 кг/га кальция в результате вымывания в нижние гори-
зонты и за пределы почвенного профиля. Эти потери в конце концов истощают запасы свободных солей кальция (карбонатов) и
почвенного поглощающего комплекса. Потребление растениями
обменного кальция без его внутренней и внешней компенсации
приводит к замене
катионов Са2+ на катионы НГ и является глав-
ной причиной возрастания кислотности черноземов.
Процесс выщелачивания характерен только для черноземов
выщелоченных. Внешними признаками его является очень слабая белесоватость, отсутствие буроватого оттенка в гумусовом
горизонте. В черноземах южных отчетливо проявляется процесс
осолонцевания, внешне он выражается в уплотнении горизонта
В1 и образовании ореховатой структуры,
то есть на основной
гумусово-аккумулятивный процесс накладывается солонцовый,
снижающий уровень плодородия этих почв.
Таким образом, выраженность комковатой структуры, окраска черноземов свидетельствуют о развитии гумусово-аккумулятивного процесса. Черноземы выщелоченные характеризуются
большим его проявлением как на целине, так и на пашне, слабее
этот процесс протекает в южных черноземах, особенно на
пашне.
Для выщелоченных чернозёмов характерно заметное уплотнение переходного (АВ) и иллювиального (В) горизонтов, отсутствие кремнеземистой присыпки и ореховатой структуры.
Мощность аккумулятивно-гумусового горизонта (A1+AB или
Aп+АВ) у чернозёма выщелоченного составила 32–38 см с доверительным интервалом ±2,0–5,3 см. Глубина почвенного профиля колеблется в пределах 95,4–103,7 см [106].
Горные почвы образовались на
элювиальных (неперемытых) и делювиальных (перемытых) отложениях горных пород,
состоящие из щебенчатых или пылевато-суглинистых отложений. Такие почвы в большинстве случаев обладают небольшой
мощностью. Характер гумусового горизонта таких почв определяется климатом и растительностью. Хвойные леса горно-лесной
зоны дают небольшое количество растительного опада, богатого
органическими кислотами. В условиях
повышенной влажности
при промывном водном режиме из опада образуются легкорастворимые фульвокислоты. Для таких участков характерно опод-
28
золивание и формирование горных серых лесных и горно-лесных бурых почв.
Накопление гумуса (3…6%) происходит в маломощном
(6…15 см) горизонте. В горизонте вымывания (элювиальном)
мощностью 10–30 см содержание гумуса около 1…1,5%. Горные
серые лесные почвы подразделяют на горно-лесные светло-серые, горно-лесные серые и горно-лесные темно-серые. Общая их
площадь 59.6
тыс. га, большая часть занята лесами. Серые почвы
более плодородны, чем светло-серые, и богаче гумусом. Общая
площадь таких почв 1100,7 тыс. га, под пашней не более 1%, на
большей части территории занята лесами.
Темно-серые почвы по агрохимическим показателям и плодородию приближаются к оподзолистым черноземам. Их площадь 293,0 тыс. га, под
пашней 39,4 тыс. га, под сенокосами и
пастбищами 22,8 тыс. га. На склонах и вершинах с выраженной
водной эрозией формируются темно-серые неполноразвитые почвы площадью 23,8 тыс. га.
На участках с травянистой растительностью (степных склонах, лугах) преобладает аккумуляция гумуса (дерновый процесс),
на увлажненных участках формируются горные луговые почвы,
на степных – горные
черноземы (выщелоченные и оподзолистые).
Выщелоченные черноземы более плодородны, имеют мощный гумусовый горизонт (50…60 см), содержание гумуса достигает 14%
[133]. Общая площадь 31,5 тыс. га, под пашней – 7,6 тыс. га. Горные почвы часто встречаются в комплексе с обнажениями горных
пород, в долинах и межгорьях граничат с равнинными почвами –
серыми лесными, луговыми, болотными и др.
Горные почвы подвержены сильной водной (плоскостной)
эрозии, т. к. более половины пахотных земель расположено на
склонах с крутизной З° и более, а в год количество осадков
может превышать 600 мм. Около 264,4 тыс. га земель в горно-лесной зоне эродировано, из них 38,3% – пахотные угодья.
Элементы питания, находящиеся в подвижной форме, быстро
выщелачиваются
, поэтому пахотные земли бедны азотом, фосфором и калием, имеют низкую биологическую активность и
нитрификационную способность. Горные почвы отличаются
довольно высокой кислотностью, 78,7% пашни размещены на
почвах с pH менее 5, внесение гидролитически и физиологиче-
29
ски кислых удобрений вызывает повышение гидролитической
кислотности.
Серые лесные почвы распространены повсеместно. Формируются они в условиях периодически промывного водного режима, почвообразовательный процесс характеризуется выносом
гумуса и коллоидов из верхних горизонтов. В зависимости от
степени гумусированности подразделяются на светло-серые (содержание гумуса менее 3%), серые (от 3 до 5%) и темно-серые
(свыше 5%). Они имеют кислую реакцию, малую обеспеченность
питательными веществами, неблагоприятные водно-физические
свойства.
Особой структурой обладают солонцовые почвы, их неблагоприятные для растений агрофизические, агрохимические и физико-химические свойства обусловлены содержанием обменного
натрия и магния в составе почвенного поглотительного комплекса [50]. Признаки солонцеватости почвы (почвенного горизонта)
начинают проявляться при
содержании обменного натрия более
5% и магния 34–49% от емкости поглощения катионов, но со-
лонцеватый горизонт формируется при содержании обменного
натрия более 20% или суммы Na
+
+Mg2+ , превышающей 55%
емкости.
По типу водного режима солонцы подразделяются на черноземные (автоморфные), лугово-черноземные (полугидроморфные), черноземно-луговые, луговые (гидроморфные). По глубине
горизонта скопления легкорастворимых солей солонцы бывают
солончаковые, у которых соли находятся глубже 39 см, но в пределах почвенного слоя, солончаковые легкорастворимые соли
присутствуют в верхнем 30-сантиметровом слое.
Пахатнопригодными
являются глубокие черноземные лугово-черноземные солонцы. Наиболее трудны для сельскохозяйственного освоения средние и высокие гидроформные по водному и, следовательно, солевому режиму солонцы, то есть в том
случае, когда засоленные грунтовые воды залегают на глубине
менее 3 м.
Плодородие солонцов зависит от глубины залегания солон-
цового горизонта. По этому показателю
они делятся на глубокие,
у которых солонцовый горизонт находится глубже 18 см, средние – 10–18 см и мелкие – менее 10 см. Их площади в составе
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]