Агрономическая оценка органического вещества почв

Содержание и запасы органического вещества в почвах служат основными критериями оценки почвенного плодородия. Орг. в-во в целом и отдельные его группы разносторонне влияют на агрономические свойства и режимы почв. Орг. в-во в большой мере определяет пищевой режим почв, оказывая на него прямое влияние как источник элементов питания и косвенное, обусловленное действием различных групп орг. в-в на физ-хим. и водно-физ. свойства почв.

На почвах обогащенных орг. веществом, значительно снижаются потери элеиентов мин. питания удобрений в результате миграционных процессов и загрязнение сопряженных сред. В почвах постоянно происходят процессы трансформации инертных форм элементов мин. питания в лабильные. Эти процессы требуют энергетических затрат и происходят при участии почвенной биоты, поэтому их осуществление возможно при поступлении в почву орг. в-в, служащих энергетическим материалом для функционирования почвенной биоты.

Большое значение имеет комплексообразующая способность орг. в-ва. С ним связано образование агрономически ценной структуры почвы, увеличение влагоемкочти. В целях агрономической оценки органические вещества почвы разделяют на две группы: устойчивые(консервативные) и лабильные( легкоразлагаемые).

К устойчивым относятся: большая часть гумусовых веществ, частично лигнин и его производные, некоторые полисахариды. Они существуют в почвах сотни и тысячи лет,слабо вовлекаются в минерализацию и обусловливают устойчивые свойства почв (цвет, структуру, буферность, потенциальные запасы элементов питания). К ним относятся гуминовые кислоты, гуматы, другие органно-минеральные соединения, гиматомелановые кислоты и гумин.

Группа лабильных соединений включает низко- и среднемолекулярные углеводы, аминокислоты и пептиды, новообразованные гуминовые и фульвокислоты. Они сравнительно легко минерализуются почвенной биотой, служат источником элементов питания, энергетического материала, участвуют в формировании агрономической ценности структуры. Их быстрая минерализация усиливает поток в приземный слой атмосферы СО₂, необходимого для фотосинтеза. Недостаток лабильных соединений и слишком быстрое их разложение приводит к усилению минерализации гумусовых веществ, что может ускорить процессы деградации почвы

Дефицит лабильных форм орг. в-ва в почвах определяет состояние так называемой выпаханности, т.е. резкое ухудшение питательного режима и структурного состояния

34.

Агроэкологическая классификация земель таежно-лесной зоны

Агроэкологическая классификация включает агроэкологические группы и подгруппы земель, классы, разряды, роды, подроды, виды и подвиды.

Выделение агроэкологических групп земель осуществляется по ведущим агроэкологическим факторам, определяющим направление их в с/х (влагообеспеченность, эрозионноопасность, переувлажнение, периодическое затопление, засоление, солонцеватость, почвенный литогенез и т.п.) Агроэкологические группы делятся на подгруппы по интенсивности проявления лимитирующих факторов.

1 группа. Плоские дренированные равнины с автоморфными зональными почвами. При разделении на группы по условиям формирования ландшафтных систем земледелия исходной позицией является выделение земель наиболее соответствующих зонально-провинциональным условиям. На таких землях сложились традиционные системы земледелия с соответствующим набором культур и агротехникой.

2 группа. Эрозионные ландшафты различной сложности на четвертичных отложениях с отдельными выходами на поверхность более древних пород.

К таковым следует отнести территории с коэффициентом расчленения свыше 0,5.Они характеризуются значительным перераспределением влаги вследствие поверхностного стока. С усилением стока развивается водная эрозия которая наносит большой ущерб земледелию.

Подгруппы земель выделяются в зависимости от степени расчленения территории, а также по интенсивности проявления стока и эрозии.

3 группа Переувлажненные (слабодренированные равнины). Столь обширная группа земель имеет одну общую характеристику - экологическое переувлажнение, которое затрудняет или исключает рост и развитие с\х культур.

Степень экологического переувлажнения по Зайдельману - эколого-гидрологическое состояние почвы, определяющее необходимость применения осушения при возделывании различных культур.

Переувлажнённые земли разделяются на группы по степени экологического переувлажнения и, соответственно, характеру их использования. К первой подгруппе следует отнести земли, на которых наблюдается угнетение наиболее чувствительных к переувлажнению культур. Ко второй – земли, которые требуют устройства дренажа для большинства полевых культур. К наиболее сложным подгруппам относятся торфяные болота. Особую подгруппу представляют пойменные земли, увлажняемые и заболоченные намывными русловыми водами.

В таёжно-лесной зоне выделяют четыре группы переувлажнённых земель: полугидроморфно-зональные (комбинации дерново-подзолистых почв с различным участием дерново-подзолистых слабоглееватых и глееватых почв), полугидроморфно-эрозионные, полугидроморфные (полугидроморфные депрессий, полугидроморфные пойменные и осушенные минеральные), гидроморфные (гидроморфные депрессий, гидроморфные пойменные и осушенные болотные).

4 группа. Литогенные земли. Специфика земель этой агроэкологической группы связана с неблагоприятными свойствами почв, сформированных на древних почвообразующих породах и продуктах их размыва и переотложения.

Подгруппы выделяют в зависимости от генезиса почвообразующих пород и причин, определяющих неблагоприятные свойства сформированных на них почв.

Классы земель.

Разделение агроэкологических групп или подгрупп земель на классы осуществляется по литологии почвообразующих пород. (покровные, лессовидные карбонатные, ледниковые, ледниковые карбонатные, флювиогляцеальные, аллювиальные, озерно-ледниковые, элювий известняков.)

Подклассы земель.

Определяются по гранулометрическому составу. (глинистые, тяжелосуглинистые; средне и легко суглинистые; супесчаные; пески; пески, подстилаемые суглинками глубже 0,6м; пески, подстилаемые суглинками выше 0,6м; суглинки, подстилаемые песками; суглинки на водоупорных породах.)

Роды земель.

Подразделение земель на роды осуществляется в зависимости от положения на мезорельефе, крутизны склонов и соответственно типа геохимического ландшафта.

Подроды земель.

Деление родов на подроды предполагает идентификацию территории с близкими микроклиматическими условиями, которые в большей мере определяются экспозицией склонов.

1)на равнинах с уклоном до 1°,

2) на теплых (южные и западные) склонах,

3)на холодных (северные и восточные) склонах.

Виды земель.

Подроды земель разделяются на виды по категориям микроструктур почвенного покрова включающим: элементарные почвенные ареалы, комплексы, пятнистости, мозаики, ташеты.

Подвиды земель.

Виды земель, представленные контрастными микрокомбинациями, подразделяются на подвиды по степени контрастности, которая устанавливается по принадлежности почвенных компонентов к различным категориям земель по ограничивающим факторам и способам их преодоления (неконтрастные, слабоконтрастные, среднеконтрастные, сильноконтрастные, очень сильно контрастные и чрезвычайно контрастные) и по сложности почвенного покрова, которая устанавливается по доле участия компонентов в микрокомбинациях с учетом расчлененности контуров (несложные, умеренно сложные, сложные и очень сложные).

В соответствии с характером природных ограничений пригодности земель для возделывания с/х культур и характером мероприятий про их преодолению типы земель ранжируются по шести категориям:

1 категория. Земли пригодные для возделывания с/х культур без ограничений.

2 категория. Земли, пригодные для возделывания с/х культур с ограничениями, которые могут быть преодолены простыми агротехническими, мелиоративными и противоэрозионными мероприятиями.

3 категория. Земли пригодные для возделывания с/х культур с ограничениями, которые могут быть преодолены среднезатратными, гидротехническими, химическими, лесными, комплексными мелиорациями.

4 категория. Земли, мало пригодные для возделывания с/х культур вследствие неустранимых ограничений по условиям литологии почвообразующих пород, рельефа, мелиоративного состояния и весьма ограниченных возможностей адаптации.

5 категория. Земли, потенциально пригоднее для возделывания с/х культур после сложных гидротехнических мелиораций.(болотные, сильно засоленные)

6 категория. Земли, не пригодные для возделывания с/х культур из-за неустранимых ограничений и незначительных возможностей адаптации

35.

Агроэкологическая оценка и использование почв лесостепной зоны.I Группа. Плакорные земли - дренированные равнины с преобладающими автоморфными почвами (85 - 100 %). Используются в системе зерно-паро-пропашных севооборотов. Преобладающие типы земель этой группы не имеют особых ограничений на их использование. Они могут использоваться

в любых типах севооборотов с максимально возможным насыщением пропашными культурами. II группа. Эрозионно-автоморфные слаборасчлененные земли (слабоэрозионные). Использование эрозионных земель в пашне допустимо лишь при обеспечении защиты их от водной эрозии. С усложнением ландшафта усложняется комплекс противоэрозионных мероприятий. В системе использования данных земель ограничивается доля чистого пара, сахарной свеклы, увеличивается доля зерновых культур, желательно расширение посевов многолетних трав, введение пожнивных посевов, необходимо введение почвозащитных элементов обработки почвы с сохранением пожнивных остатков под зерновые культуры и однолетние травы, применение щелевания, почвоуглубления, агротехнических мероприятий по регулированию поверхностного стока (лункование, бороздование и др.), непременное проведение снегозадержания, посев поперек склона. Эрозионно-опасные ложбины стока следует залужать. На участках средне- и сильноэрозионных земель противоэрозионные мероприятия усиливаются вплоть до их залужения и залесения. III группа. Эрозионно-автоморфные среднерасчлененные (среднеэрозионные) земли. Эти земли при современном использовании подвергаются активному воздействию эрозионных процессов, которые характеризуются величинами смыва почвы 5-16 т/га в год и более. Эффективное и экологически безопасное земледелие на этих землях возмож-но лишь в специальной противоэрозионной системе. В структуре пашни на данных землях исключаются чистый пар и резко ограничивает-ся возделывание пропашных культур. При низком уровне интенсификации практикуются в основном зерно-травяные севообороты. Размещение полевых севооборотов необходимо проектировать в рациональном пространственном сочетании с луго-пастбищными угодьями. Повышение интенсивности использования этих земель в пашне возможно при контурно-полосной организации территории, то есть при прямолинейно-контурном размещении продольных границ производственных участков, дополнительном полосном размещении культур, усилении мер по регулированию поверхностного стока системой водорегулирующих лесных полос, а также привоовражных и прибалочных. При необходимости дальнейшего повышения интенсификации земледелия необходимо применение гидротехнических сооружений - валов, водоотводящих канав, террас и т.д. IV группа. Сильноэрозионные земли. При современном использовании этих земель в пашнке интенсивность смыва почвы составляет 15-20 т/га в год и более. Вовлеченность сильноэрозионных земель в активный оборот в традиционных системах земледелия ни экономически, ни экологически не оправдана. В структуре пашни на данных землях исключаются чистые пары и пропашные культуры. При необходимости использования их в пашне практикуются почвозащитные севообороты с преобладанием многолетних трав со всем комплексом противоэрозионных мероприятий. V группа Овражно-балочные земли В пашне не используются ввиду неустранимых ограничений по рельефу (сильная расчлененность и неудобная форма контуров, повышенные уклоны, высокая контрастность почвенного покрова). К овражно-балочным землям относится лощинно-балочная сеть. Используется в качестве низкопродуктивных пастбищ, особенно в личном подсобном хозяйстве. Необходима организация выпаса, в некоторых случаях залесение, с целью предупреждения оврагообразования. VI группа Полугидроморфные и гидроморфные земли депрессий Переувлажненые почвы, расположенные на днищах плоских депрессий. Возможно их использование в качестве продуктивных сенокосов. VII Группа Пойменные земли Пойменные земли весьма перспективны как сенокосы при проведении культуртехнических мероприятий. VIII Группа Нарушенные земли. В сельском хозяйстве не используются ввиду отсутствия почвенного покрова. Необходима рекультивация.

36.

Агроэкологическая оценка и использование почв степной зоны.Черноземы в степной зоне представлены обыкновенными и южными черноземами. Черноземы обыкновенные. Горизонт А темно-серый или черный, с отчетливой зернистой или комковато-зернистой структурой, мощностью 30-40см. Постепенно переходит в горизонт В1 - темно-серый с ясным буроватым оттенком,с комковатой или комковато-призматической структурой. Чаще всего мощность гумусового слоя у обыкновенных черноземов составляет 65-80 см. Ниже горизонта В1 залегает горизонт гумусовых затеков В2, который часто совпадает с карбонатным иллювиальным горизонтом или очень быстро переходит в него (Вн). Подтип обыкновенных черноземов делится на роды: обычные, карбонатные, солонцеватые, глубоковскипающие, слабодифференцированные и осолоделые. Черноземы южные. Занимают южную часть степной зоны и непосредственно граничат с темно-каштановыми почвами Горизонт А мощностью 25-40 см имеет темно-серую или темно-бурую окраску часто с небольшим коричневым оттенком, комковатой структуры. Горизонт В1 характеризуется ясной коричнево-бурой окраской, комковато-призматической структурой. Общая мощность гумусового слоя 45-60 см. В иллювиальном карбонатном горизонте обычно отлично выражена белоглазка. Линия вскипания расположена в нижней части горизонта В1 или на границе гумусового слоя. Южные черноземы подразделяются на следующие роды: обычные, солонцеватые, карбонатные, глубоковскипающие, слабо дифференцированные и осолоделые. Механический и минералогический состав. Черноземные почвы весьма разнообразны по мех. составу (от супесчаных до глинистых разновидностей). Общая особенность почв - отсутствие заметных изменений механического состава в процессе почвообразования. В минералогическом составе черноземов преобладают минералы. Из вторичных - монтмориллонитовой и гидрослюдистой групп. В илистой фракции черноземов содержатся так же окристаллизованные полуторные окислы (гетит, тиббсит), аморфные вещества и небольшое количество высокодисперсного кварца. Химический состав. Важнейшие его особенности - богатство черноземов гумусом, биогенная аккумуляция в гумусовом профиле элементов питания растений, относительная однородность валового состава минеральной части по профилю, иллювиальный характер распределения карбонатов и выщелоченность почв от легкорастворимых солей. В распределение гумуса наблюдается постепенное уменьшение его с глубиной. Гумус черноземов отличается преобладанием ГК (Сгк:Сфк>1,5). Содержание гумуса сильно зависит от условий почвообразования и мехсостава материнских пород. Максимум гумуса имеют глинистые и тяжелосуглинистые типичные, обыкновенные и выщелоченные черноземы. В соответствии с содержанием гумуса колеблется и содержание азота (0,2-0,5%). Физико-химические свойства. Богатство черноземов гумусом, интенсивная миграция биогенного кальция определяют их благоприятные ф-х свойства: высокая емкость поглощения (30-70 м-экв.), насыщенность поглощенного комплекса основаниями, близкой к нейтральной реакцией верхних горизонтов и высокой буферностью. в составе обменных катионов главная роль принадлежит кальцию. Магний составляет 15-20% от суммы. В обыкновенных и южных черноземах в составе находится небольшое количество натрия. Физические и водно-физичекие свойства. Черноземы характеризуются благоприятными физическими и вводно-физическими свойствами: рыхлым сложением в гумусовом слое, высокой влагоемкостью и хорошей водопроницаемостью. Лучше всего оструктурены обыкновенные черноземы тяжелосуглинистые и глинистые. Южные отличаются пониженным содержанием водопрочных агрегатов. Благодаря хорошей оструктуренности плотность черноземов в гумусовых горизонтах невысокая и колеблется в пределах 1-1,22 г/см. Плотность твердой фазы в верхних горизонтах невысокая (2,4-2,5 г/см). Хорошая структурность определяет высокую пористость в гумусовых горизонтах (50-60%). Водный режим. Черноземы степной зоны имеют непромывной водный режим: в нижней части их грунтовой толщи образуется постоянный горизонт с влажностью, не превышающей величину влажности завядания. Водный режим характеризуется полным физиологическим иссушением корнеобитаемого слоя под зерновыми ко времени их уборки. Питательный режим. Валовое содержание питательных веществ очень высокое. Основная часть азота входит в состав гумуса и трудно доступна для растений. Этот азот служит резервом образования в почве нитратных и аммиачных его форм. Имеют большой запас фосфора (0,15-0,35%), значительная часть которого (50-60%) содержится в органическом веществе. Сельскохозяйственное использование. Важнейшая задача сельскохозяйственного производства на черноземных почвах - правильное использование их высокого потенциального плодородия, предохранение гумусового слоя от разрушения. Основные пути в решении этой задачи - рациональные приемы обработки, накопления и правильного расходования влаги, внесение удобрений, улучшение структуры посевных площадей, введение высокоурожайных культур и сортов, борьба с эрозией.

37.

Агроэкологическая оценка с/х культур по их требованиям к почвенным условиям.Помимо почвенных условий произрастания с/х культур необходимо учитывать требования растений к температурному, воздушному режимам, свету, загрязнение воздуха, влияние рельефа.

1. Отношение растений к влагообеспеченности.

Растения извлекают воду из почвы до тех пор, пока сосущая сила корешков может конкурировать с сосущей силой почвы. Соответствующую влажность называют влажностью завядания (влажность, при которой растения увядают,т.е. теряют тургор и после полива он не восстанавливается. Влажность завядания зависит от плотности почвы, при ее уплотнении значительно сокращается количество водо- и воздухопроводящих пор, в которые могли бы проникать корни растений.

Оптимальная влажность корнеобитаемого слоя почвы, при которой достигается максимальная интенсивность роста растений, изменяется для различных видов в пределах 65-95% наименьшей влагоемкости.

При переувлажнении почв нарушается воздушный режим, накапливаются токсичные продукты анаэробиозиса. Длительность выживания растений в условиях затопления сильно зависит от температуры воды.

Растения по-разному реагируют на глубину залегания и качество грунтовых вод. Влияние может быть положительным, или растения могут угнетаться в результате заболачивания. Уровень грунтовых вод, при котором растения начинают угнетаться и погибать, называется критическим. Критический уровень грунтовых вод зависит от интенсивности капиллярного поднятия, мощности капиллярной каймы и минерализации вод. Растения по-разному переносят грунтовое переувлажнение, наиболее устойчивы к нему многолетние травы. В условиях недостаточного увлажнения продуктивность с/х растений определяется их засухоустойчивость – способность переносить значительное обезвоживание клеток и тканей. Под действием засухи снижается всхожесть семян, уменьшается рост зародышевых корней, листья вянут и скручиваются, ускоряется их старение, сильно сокращается КПД фотосинтеза.

Коэффициент водопотребления – количество воды (куб.м), расходуемое на испарение с поверхности почвы и транспирацию для образования 1т сухой биомассы.