2020-04-07
126
СЛАЙД
С появлением земледелия человек ввел в свой обиход представление о почве как об относительно рыхлом землистом слое, в котором укореняются наземные растения и который служит предметом земледельческой обработки; бытовавшее до этого понятие отождествляло почву с землей – участком поверхности, на которой обитает человек.
Накопление научных знаний о почве началось в глубокой древности, и многие тысячелетия практические знания о почве передавались из поколения в поколение. Отрывочные сведения имеются в трудах ученых Древней Греции, Рима, относительно обширными знаниями о них обладали в Древнем Египте, попытки классификации почв были сделаны 4 тыс. лет назад в Китае. Эмпирическая стадия развития почвоведения зародилась более 2-2,5 тыс. лет назад и его историю можно разделить на следующие этапы.
СЛАЙД
Стадии развития науки о почве
1. Накопление разрозненных фактов о свойствах почв, их плодородии и способах обработки (неолит, бронзовый век).
2. Обособление первичной системы использования почв для орошения, появление способов борьбы с засолением почвы, примитивный кадастр земель (Египет, Месопотамия, Индостан, Мезоамерика).
|
|
|
3. Первичная систематизация сведений о почвах (греко-римская цивилизация), попытка их классификации, первые примеры удобрения почв (Варрон), география почв (Геродот, Страбон).
4. В эпоху феодализма античные знания были в значительной мере утеряны. Однако и в этот период проводилось описание почв как земельных угодий для установления феодальных повинностей и привилегий.
5. В эпоху возрождения вновь обострился практический интерес к почвам. В это время появились агрономические трактаты Альберта Великого, возникли новые идеи о почвах в трудах Авиценны; о формировании почв под воздействием растений (Леонардо да Винчи); и о роли почвы в питании растений (XV-XVII вв). В развитии почвоведения в России в это время существенная роль принадлежит М.В. Ломоносову, который впервые дал правильное научное определение сущности почвообразовательного процесса, который заключается во взаимодействии растений и продуктов их перегнивания с горными породами. Он высказал правильные взгляды на происхождение черноземов, торфяников, процессы водной эрозии, причины бесплодия засоленных почв.
6. Зарождение современных воззрений на плодородие почв и их связь с горными породами 1761-1773 гг.
7. Расширение и углубление исследований почв и теоретических обобщений (XIX в.) гумусовая теория, начало агрономической химии в трудах Ю. Либиха, Ж.Б. Буссенго.
8. Создание генетического почвоведения, доказательство его важнейших концепций В.В. Докучаевым в его основных трудах.
|
|
|
9. Период развития докучаевского почвоведения между 1914 и 1941 г. характеризуется завоеванием его учения лидирующего положения в мире.
10. Интенсификация изучения и охраны почвенного покрова мира под эгидой ООН, ЮНЕСКО, ФАО и др. в современный период.
Простое представление о почве вполне удовлетворяло человечество в течение нескольких тысячелетий исторического развития, так как человек еще не сталкивался вплотную с теми проблемами земледелия, перед которыми он был поставлен в последние столетия, – проблемами голода, малоземелья, катастрофической эрозии, опустынивания, падения плодородия, необходимости получения все большей продукции со все меньшей площади.
Решение этих общих задач привело к зарождению новой науки на рубеже XX в. – почвоведения. Она развивалась не как чисто описательная и умозрительная дисциплина, а сформировалась в ответ на практические запросы бурно развивающегося земледелия индустриальной эры.
СЛАЙД
Почва – поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов.
Основная функция почвы – это условие существования и эволюции организмов. Наиболее интегральная функция – это почвенное плодородие, тесно связанное со всеми остальными.
СЛАЙД
Функции почвы, обусловленные ее физическими свойствами.
Функции почвы, связанные преимущественно с ее химическими и биохимическими свойствами.
Функции почвы, определяемые в основном физико-химическими параметрами.
Информационные функции почв.
Целостные биогеоценотические функции почвы.
СЛАЙД
Глобальные функции почвенного покрова:
Ø Обеспечение существования жизни на Земле.
Ø Обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов (циклов) веществ на земной поверхности.
Ø Регулирование химического состава атмосферы и гидросферы.
Ø Регулирование биосферных процессов.
Ø Аккумуляция активного органического вещества и связанной с ним химической энергии на земной поверхности.
Первая и главная из них – это обеспечение существования жизни на Земле.
Именно из почвы растения, а через них и животные, и человекполучают элементы минерального питания и воду для создания своей биомассы. В почве аккумулируются необходимые организмам биофильные элементы в доступных для них формах химических соединений. В почве укореняются наземные растения, в ней обитает огромная масса почвообитающих животных, она плотно населена микроорганизмами. Таким образом: почва – это следствие жизни и одновременно условие ее существования.
Вторая важнейшая глобальная функция почвы – это обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов (циклов) веществ на земной поверхности.
Попадая на поверхность земли, первичные горные породы подвергаются выветриванию. В верхней части коры выветривания формируется почва, аккумулирующая элементы питания живых организмов. Эти элементы захватываются из почвы растениями и через ряд промежуточных трофических циклов возвращаются назад в почву, что и составляет малый биологический круговорот веществ.
Из почвы элементы частично выносятся атмосферными осадками в гидрографическую сеть, в зоны аккумуляции и в конечном итоге в Мировой океан, где дают начало образованию осадочных горных пород, которые в геологической истории Земли могут либо выйти опять на поверхность, либо вначале подвергнуться глубинному метаморфизму. Это большой геологический круговорот веществ.
|
|
|
Таким образом почва является связующим звеном и регулятором взаимодействия двух этих циклов вещества на земной поверхности.
СЛАЙД
Третья глобальная функция почвы – регулирование химического состава атмосферы и гидросферы.
Четвертая глобальная функция почвы – регулирование биосферных процессов. Распределение живых организмов на суше Земли и их плотность в значительной степени определяются географической неоднородностью почвы и ее плодородием наряду с климатическими факторами.
Пятая глобальная функция почвы – это аккумуляция активного органического вещества и связанной с ним химической энергии на земной поверхности.
СЛАЙД
Основателем науки о почве считается Василий Васильевич Докучаев (1846-1903). Он опубликовал около 250 научных работ, в которых заложил научные основы науки о почве:
- им дано первое научное определение почвы.
- создано учение о факторах почвообразования.
- создано учение о горизонтальной и вертикальной зональности.
- ему принадлежит первая классификация почв. Некоторые термины, введенные Докучаевым в науку, стали международными.
- разработана методика полевого изучения почв с помощью разрезов.
- разработаны основы и методы картографирования, составлена первая карта северного полушария.
- предложен сравнительно-географический метод исследования почв; до настоящего времени он является ведущим методом исследования и в почвоведении, и в географии.
Свои исследования В.В.Докучаев проводил в тесной связи с запросами сельского хозяйства. Он разработал план реконструкции степей, включающий пасадки лесополос, мероприятия по задержанию и накоплению влаги, создание искусственных водоемов и борьбу с эрозией.
Значение работ В.В.Докучаева в почвоведении столь велико, что его сравнивают со значением Ч.Дарвина в биологии и Г.Лайэля в геологии.
СЛАЙД
В.В.Докучаев, впервые установил, что почва – это самостоятельное природное тело и ее образование есть сложный процесс взаимодействия пяти природных факторов почвообразования:
|
|
|
• климата,
• рельефа,
• растительного и животного мира,
•почвообразующих пород,
•времени.
В процессе формирования почвы все факторы, кроме антропогенного, являются равнозначными и незаменимыми. Отсутствие одного из них исключает возможность почвообразовательного процесса. На определенных стадиях или в специфических условиях развития почвы в качестве определяющего может выступить какой-либо один несколько факторов.
СЛАЙД
Процесс образования почвы из горной породы очень длителен (0,5-2 см почвы за 100 лет).
Сначала горные породы заселяют микроорганизмы, они выделяют органические кислоты, разлагающие горные породы. Затем появляются лишайники и мхи, механически разрушающие горную породу корневой системой. В трещинах накапливается мелкозем из смеси мелких обломков, органических и минеральных веществ, выделяемых бактериями, лишайниками и мхами. Далее заселяются высшие растения, в процессе жизнедеятельности которых в почве накапливаются различные органические вещества, определяющие ее плодородие – почвенный гумус.
СЛАЙД
В процессе почвообразования каждая почва проходит ряд последовательных стадий, направление, длительность и интенсивность которых определяются конкретным комплексом факторов почвообразования в каждой конкретной точке Земли. В процессе формирования почвы выделяется несколько стадий:
- стадия начального почвообразования;
- стадия развития почвы;
- стадия «зрелой» почвы.
Длительность и интенсивность каждой стадии зависит от сочетания факторов почвообразования.
На каком-то этапе существования почвы стадия зрелой почвы сменяется стадией ее эволюции в результате изменения одного или нескольких факторов почвообразования – климата, растительности, характера грунтового увлажнения, под влиянием орошения или осушения и т.д. Стадия эволюции может быть сопоставлена со стадией развития почвы. Ее итогом является новая стадия равновесия, которой соответствует новая почва с новым профилем и новым комплексом свойств. Примером эволюции почв может служить образование луговой почвы из болотной при обсыхании территории.
СЛАЙД
Успешное изучение и правильное использование большого разнообразия почв невозможны без их научной классификации, главная цель которой, создание системы, отражающей основные законы почвообразования и разделения совокупности почв на группы, которые могут объективно диагностироваться.
В процессе почвообразования формируются почвенные горизонты – однородные, обычно параллельные слои почвы, различающиеся по цвету, структуре, плотности, механическому и химическому составу.
Общий вид почвы (в вертикальном разрезе) со всеми почвенными горизонтами называется почвенным профилем. Количество и последовательность залегания горизонтов зависит от типа почвы.
Исследование всех генетических горизонтов почвенного профиля лежит в основе профильного метода классификации почв Докучаева.
СЛАЙД
Основными морфологическими признаками, используемыми при изучении почвенного профиля, являются:
- строение почвенного профиля,
- мощность почвы,
- цвет,
- влажность,
- гранулометрический (механический) состав,
- структура,
- сложение,
- новообразования и включения,
- характер перехода генетических горизонтов.
СЛАЙД
Основные типы почвенных горизонтов.
СЛАЙД
Профиль бывает простым и сложным.
Простое строение профиля включает в себя следующие пять типов:
СЛАЙД
Сложное строение почвенного профиля также характеризуется пятью типами:
Молодые почвы очень маломощны, близки к первоначальной материнской породе и горизонты в ней не сформированы. Почвенный профиль слаборазвитой почвы имеет слой, сильно обогащенный гумусом, который лежит сразу на материнской породе. В процессе развития почвы количество горизонтов увеличивается.
СЛАЙД
Мощность почвы – это ее вертикальная протяженность, которая измеряется от дневной поверхности до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. Мощность почв колеблется в среднем от 50 до 150 см. Мощность отдельных горизонтов бывает различной. Их определяют с точностью до 1 см, при этом отмечается верхняя и нижняя граница и средняя мощность горизонта.
Условно по мощности профиля все почвы можно разделить на следующие категории:
- маломощные < 50 см;
- среднемощные – 50-100 см;
- мощные – 100-150 см;
- сверхмощные – 150-200 см.
По существующим в почве горизонтам и их вертикальной мощности можно судить о характере почвообразующих процессов и наличии в почве тех или иных веществ. Богатая питательными веществами почва имеет мощный перегнойный горизонт, который свидетельствует о значительном развитии в ней процесса аккумуляции.
СЛАЙД
Окраска почвы – это морфологический признак, который является существенным показателем генезиса почвы, характера протекающих в ней почвообразовательных процессов и ее принадлежности к тому или иному типу. Окраска почвы частично наследуется от почвообразующей породы, особенно в нижних горизонтах, но в основном является результатом почвообразования. Многие почвы имеют название в соответствии со своей окраской: подзол, чернозем, краснозем.
Основные типы окраски и их взаимные переходы описываются в так называемом треугольнике Захарова. Современные авторы для получения наиболее точной цветовой характеристики почвы используют стандартную шкалу Манселла.
Окраску почв создают три группы соединений: 1) гумус, 2) соединения железа, 3) кремнекислота или углекислая известь. В основе лежит цвет почвообразующей породы. При этом все разнообразие окраски почвы можно свести к комбинациям и сочетаниям основных цветов: черного, красного, голубого и белого.
На окраску почвы также оказывает влияние гранулометрический состав, структурное состояние и влажность почвы. Суглинки и глины характеризуются красными оттенками, пески и супеси – желтоватыми, лессы – палевыми оттенками. Бесструктурные почвы выглядят светлее, чем комковатые или зернистые. Влажные оказываются более темные, чем сухие. В утренние часы преобладание ультрафиолетовых лучей в солнечном спектре, а вечером – инфракрасных изменяет цветовые оттенки почвы. Поэтому сравнивать цвета почв следует в сухом состоянии и в дневное время.
Различное сочетание различных групп веществ, окрашивающих почву, обуславливает большое разнообразие почвенных цветов. При характеристике почвы, как правило, указывается не только цвет, но и степень окраски (темно-серая, светло-бурая), оттенки (белесая с желтоватым оттенком), промежуточные тона (серо-бурая, коричнево-серая).
СЛАЙД
Влажность почв. В полевых условиях важно охарактеризовать внешние признаки увлажненности почв. Это позволяет сделать предположение о наличии капиллярного подъема воды в почвенный слой от горизонта почвенно-грунтовых вод, выявить присутствие свободной воды в профиле почв, влияющей на развитие восстановительных процессов, определить глубину промачивания почв после дождя или глубину иссушения почв в засушливый период лета и т.д.
В полевых условиях выделяют пять групп внешних признаков влажности почвенных горизонтов.
1. Почвенный горизонт сухой – образец почвы из горизонта, помещенный на ладонь, не холодит руку, после его сжатия в руке он рассыпается. Почва не светлеет при высыхании, темнеет при добавлении воды, поверхность горизонта пылит без прикосновения к ней.
2. Почвенный горизонт свежий – образец почвы холодит руку, после его сжатия в руке комок почти не рассыпается. Почва не мажется, светлеет при высыхании, темнеет при добавлении воды.
3. Почвенный горизонт влажный – образец почвы при сжатии в руке хорошо держит форму, но раскатать его в шнур не удается; лист фильтровальной бумаги, приложенный к почве, сыреет. Почва не темнеет при добавлении воды.
4. Почвенный горизонт сырой – образец почвы легко формуется, из него можно легко скатать шарик и раскатать его в шнур. Но при легком сжатии в руке вода не выделяется.
5. Почвенный горизонт мокрый – при сжатии образца в руке из него выделяется вода, которая может свободно просачиваться по стенке разреза.
СЛАЙД
Одной из важнейших характеристик почвы является ее гранулометрический состав, или содержание элементарных частиц различного размера. Эти частицы называются механическими элементами.
Существует много методов гранулометрического анализа почв. Наиболее часто в почвенных исследованиях используются методы, основанные на том, что после взбалтывания с водой частицы почвы или породы разного размера оседают на дно с различной скоростью. Собирая частицы через определенные промежутки времени с различных глубин, определяют их размер в соответствии с уравнением Стокса.
По гранулометрическому составу все многообразие почв и пород можно объединить в несколько основных групп с характерными для каждой группы физическими, физико-химическими и химическими свойствами, которые определяют интенсивность почвообразовательных процессов, содержание зольных элементов, плодородие.
Песок – характеризуется полным отсутствием связности, сыпучестью и крупным диаметром частиц. Песчаные почвы обеднены питательными веществами, попадающая в них влага не задерживается и уходит в нижележащие горизонты. Они имеют крупные поры, что способствует созданию аэробных условий и быстрому разложению органического вещества. Однако в северных условиях эти почвы считаются ценными.
Супесь – отличается крайне слабой агрегированностью, ее структурные агрегаты разрушаются при малейшем сжатии. Супесчаные почвы теплые, легкие в обработке, хорошо водопроницаемы и аэрируемы. В отличие от песчаных почв, обладают большей влагоемкостью и большим запасом питательных веществ. Однако внесенные с удобрениями элементы питания для растений быстро вымываются.
Суглинок – делятся на три группы, отличающиеся по свойствам:
- легкие суглинки и их агрегаты в сухом состоянии сравнительно легко разрушаются пальцами. При растирании прощупываются тонкие пылеватые частицы. В увлажненном состоянии не обнаруживают пластичности.
- средние суглинки в сухом состоянии обладают сравнительно прочной агрегатной структурой, при увлажнении приобретают некоторую пластичность.
- тяжелые суглинки характеризуются прочными трудно разрушаемыми агрегатами, при увлажнении приобретают повышенную пластичность.
Суглинистые почвы в агрономическом отношении считаются самыми лучшими. Они достаточно влагоемки и водопроницаемы, хорошо удерживают воду, структурны, достаточно легко обрабатываются, не склонны к заболачиванию, хорошо аэрируются. В этих почвах много питательных веществ, способствующих произрастанию растений.
Лесс – характеризуется теми же чертами, что и легкие и средние суглинки, однако обладает большей пылеватостью, которая ощущается при растирании.
Глина – в сухом состоянии отличается высокой твердостью, ее кусочки при сжатии не раздавливаются. При увлажнении приобретает высокую пластичность. Глинистые почвы обладают большой влагоемкостью, во влажном состоянии вязкие, липкие, плохо проветриваются. Эти почвы насыщены влагой, застаивание которой ведет к заболачиванию. В связи с тем, что на испарение влаги идет много тепла, глинистые почвы считаются холодными. В увлажненной зоне отрицательные качества глинистых почв усиливаются, в засушливой – уменьшаются. Следует отметить, что эти почвы богаты элементами питания для растений.
Механический состав почвы определяет ее физические свойства такие как:
• Водопроницаемость – способность пропускать воду.
• Влагоемкость – способность вмещать и удерживать определенное количество влаги. Чем меньше размер частиц, тем больше влагоемкость.
• Воздухоносность – количество газов в почве. При хорошей воздухоносности лучше условия прорастания семян и роста растений. Содержание кислорода в почве меньше, чем в воздухе (10-20%), углекислого газа – больше (до 15%).
СЛАЙД
Полевой метод определения гранулометрического состава почв и пород основан на увлажнении их образцов до оптимальной влажности (до сырого состояния), скатывании из него шарика между ладонями, раскатывании в шнур и изгибании шнура. Названия по гранулометрическому составу дают в зависимости от того, как ведет себя при этом образец.
| Полевое название гранулометрического состава | Признаки поведения сырого образца почвы |
| Песок: | |
| - рыхлый | Шарик не скатывается |
| - связный | Шарик скатывается плохо, образуются трещины |
| Супесь | Шарик скатывается, но раскатать его в шнур не удается |
| Суглинок: | |
| - легкий | Шарик раскатывается в шнур, но дробится на части или концы шнура не острые |
| - средний | Шнур имеет острые концы, но при изгибе в полукруг дает трещины |
| - тяжелый | Шнур не трескается при изгибе в полукруг |
| Глина | Из шнура можно сделать восьмерку без трещин. Образец плохо доводится до оптимальной влажности, так как жадно впитывает воду, при насыщении водой часто превращается в мягкую, сильно мажущуюся, «жирную» на ощупь массу |
СЛАЙД
Структурой называются соединенные между собой механические элементы (агрегаты), на которые может природно распадаться почва при ее слабом механическом повреждении, или изъятии из почвенного горизонта.
В зависимости от формы структурных элементов различают три основных типа структуры:
1) кубовидная, когда структурные элементы равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям.
2) призмовидная, когда структурные элементы развиты преимущественно по вертикальной оси.
3) плитовидная, когда структурные элементы развиты преимущественно по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении.
Каждый из перечисленных видов может делиться на более мелкие структурные единицы. В почве или почвенном горизонте структурные элементы не бывают одного размера и формы. Чаще всего встречается смешанный тип структуры, включающий в названии род и вид: комковато-пылеватая, комковато-пластинчатая, пластинчато-пылеватая.
Почва может быть структурной и бесструктурной. При структурном состоянии почвы или породы она делится на структурные элементы определенной формы и величины. При бесструктурном состоянии отдельные механические элементы, слагающие почву, не соединены между собой в более крупные структуры. Они существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой.
Различные генетические горизонты почв имеют определенные формы структуры. Для дерновых горизонтов характерна комковатая и зернистая структура, для иллювиальных – ореховая, элювиальных – пластинчато-листовая.
СЛАЙД
Сложение почвы – это внешнее выражение ее пористости и плотности, которое зависит от свойств материнской породы и структурных свойств почвы. По плотности различают следующие типы сложения:
1) рассыпчатое сложение – свойственно лишенным перегноя песчаным почвам, где отдельные механические частички не сцементированы, в сухом состоянии распадаются на отдельные составляющие и представляют сыпучую массу. Характерно для пахотных горизонтов песчаных и супесчаных почв.
2) рыхлое сложение – наблюдается в суглинистых и глинистых почвах с хорошо выраженной комковато-зернистой структурой, отдельные агрегаты которой мало сцементированы друг с другом, а также в верхних горизонтах супесчаных и песчаных почв, заметно обогащенных гумусом. Характерно для пахотных горизонтов спелых почв. Нож или лопата входят в горизонт легко.
3) уплотненное сложение – нож или лопата входят в горизонт с усилием (подзолистые горизонты, гумусовые подпахотные слои многих почв и др.)
4) плотное сложение – свойственно большинству суглинистых и глинистых почв, особенно их иллювиальным горизонтам, где вследствие обогащения илистыми фракциями, вынесенными из вышележащих слоев, происходит цементация почвенных частичек. Нож или лопата входят в горизонт с большим усилием.
5) слитное (очень плотное) сложение – является характерным свойством связных глинистых бесструктурных почв, главным образом их нижних горизонтов, отдельные частички которых плотно прилегают друг к другу, практически не образуя скважин и пор. Характерно для солонцов в сухом состоянии. Нож или лопата в горизонт почти не входят; при копке ямы приходится пользоваться ломом или киркой.
СЛАЙД
По пористости, которая характеризуется формой и величиной пор в почвенных горизонтах, различают:
- тонкопористое (диаметр пор менее 1 мм),
- пористое (1-3 мм),
- губчатое (3-5 мм),
- ноздреватое (5-10 мм),
- ячеистое (более 10 мм),
- трубчатое строение, когда почвенные каналы прорыты землероями.
Кроме различного рода пор и полостей, которые обычно пронизывают структурные отдельности, пористость почв характеризуется системой трещин, образующихся в сухое время года.
По этому признаку различают:
- тонкотрещиноватое сложение – ширина трещин не превышает 3 мм;
- трещиноватое – трещины достигают 10 мм ширины;
- щелеватое – ширина трещин более 10 мм.
Различные горизонты почвенного профиля характеризуются разным сложением. Верхним горизонтам свойственно более рыхлое сложение. Характер сложения во многом зависит от механического состава и структуры почвы, а также от деятельности корней растении и населяющих почву червей, насекомых и землероев. По сложению почв можно судить об аэрации, водопроницаемости, легкости обработки той или иной почвы.
СЛАЙД
Новообразования – это специфические вторичные минералы и их скопления, которые образуются и откладываются в горизонтах почвы и имеют различный химический состав и форму. В зависимости от преобладающего действия и направленности физических, химических и биологических процессов, происходящих в почвах, в ней могут формироваться новообразования химического и биологического происхождения.
Химические новообразования являются результатом химических процессов, которые приводят к образованию различного рода соединений.
Различают следующие виды химических новообразований:
1) присыпки, налеты, корочки, выцветы – сформированы тончайшими кристаллами различных соединений (легкорастворимыми солями, гипсом, углекислым кальцием, аморфным кремнеземом). Эти образования появляются на поверхности структурных частей, стенках трещин, поверхности почвы.
2) пятна, прожилки, трубки – образуются при выпадении в осадок легкорастворимых соединений вокруг корешков растений, в полостях, оставленных насекомыми и разложившейся органикой. В зависимости от химического состава соединений имеют различную окраску и свидетельствуют о влиянии грунтовых вод или болотном режиме почвообразования.
3) конкреции, стяжения – концентрически разросшиеся новообразования гипса, ангидрита, углекислого кальция и других соединений, имеющие различную консистенцию и размеры от 2-3 мм до 5-10 см. Образуют сростки, друзы, буравчики, скопления округлой или овальной формы.
4) пласты, плиты и горизонты цементации – значительные по площади и мощности новообразования, при которых первичный материал почвообразующей породы почти не различим.
Новообразования биологического происхождения являются продуктами механической и физиологической деятельности животных и растений. Они представляют собой извилистые ходы (червоточины), экскременты дождевых червей (копролиты), пустые или заполненные ходы роющих животных (кротовины), сгнившие крупные корни растений (корневины), узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей (дендриты). К новообразованиям также относятся гумус почвы.
СЛАЙД
Включениями называются тела, органического и минерального происхождения, образование которых не связано с почвообразовательными процессами, а унаследованы от материнской породы. Они имеют большое значение при оценке генезиса самих материнских пород и тех условий, в которых происходило почвообразование.
Основными включениями являются:
1) обломки горных пород.
2) раковины моллюсков.
3) остатки корней и стволов, ранее не произраставших в данной местности растений.
4) антропогенные включения.
СЛАЙД
Почвенный покров Донецкой Народной Республики в зависимости от климата, рельефа, состава почвообразующих пород, условий поверхностного и почвенного увлажнения, природной растительности очень разнообразен. Всего в Республике выделяется около 60 видов почв, а наиболее представленными являются почвы черноземного типа.
СЛАЙД
Черноземы сравнительно молодые почвы. Исследования с помощью радиоуглеродного датирования показали, что они образовались в послеледниковое время в течение последних 10-12 тыс. лет. Как правило, черноземы формировались на лессах или подобных им породах, хотя в качестве материнских встречаются и другие породы. Лесс – на редкость благоприятен для почвообразования: карбонатный, легко крошащийся и пористый, он представляет собой перемешанные наносы глинистых, песчаных и известняковых частиц.
Черноземы изначально были неразрывно связаны с травянистой растительностью, которая обеспечивает быструю смену циклов развития и отмирания корневой системы. Это способствует накоплению гумуса по всей толще почвы, а не только у поверхности. Однако в настоящее время около 80% целинных черноземов распахано, поэтому поступление растительных остатков в толщу почвы сократилось, что приводит к постепенному ее ухудшению. Также из-за отрицательного воздействия на почву плуга и лопаты, происходит утрата зернистой структуры, превращение черноземов в пылеватый субстрат, заплывающий при поливах. В связи с этим наиболее передовым способом обработки таких земель считается безотвальная вспашка.
СЛАЙД
Черноземы – одни из самых плодородных почв благодаря запасам гумуса, содержание которого доходит до 12%. И что очень важно – это самый питательный гуматный гумус. Он наиболее легко усваивается растениями, обладает другими полезными свойствами: высокой полимеризацией (большая длина молекул), богатым составом, высокой устойчивостью к разрушению. Вместе с накоплением гумуса при черноземообразовании идет закрепление в форме сложных органо-минеральных соединений важнейших элементов питания растений (N, P, S, Са и др.), а также возникновение в гумусовом слое зернистых водопрочных агрегатов.
К важнейшему преимуществу черноземов перед другими почвами – значительной толщине плодородного слоя – можно прибавить еще одно – он глубоко прогревается на солнце. В результате плодородный теплый слой почвы обычно составляет не менее одного метра, а часто и более. В таких исключительных условиях корневая система хорошо разрастается и имеет большую всасывающую поверхность, поэтому растения обеспечены обильным питанием даже при плотной посадке.
Реакция среды верхнего гумусового горизонта обычно близка к нейтральной. Но так как черноземы очень разнообразны, реакция среды верхнего горизонта может быть слабокислой или слабощелочной, в зависимости от идущих в почве процессов.
Несмотря на кажущуюся простоту выращивания на черноземе, знание природы этой почвы может очень пригодится для сохранения ее плодородия и для увеличения урожайности.
Первое важное условие для того, чтобы чернозем полностью себя проявил, – правильный летний полив. Редкое и глубокое (до 50 см) увлажнение почвы предпочтительнее частого и мелкого. Лишь молодые всходы в жаркую погоду нуждаются в ежедневном поливе. Следует учитывать также, что весной поверхность черноземов рано начинает пересыхать: майские посевы могут погибнуть, так как проростки оказываются в сухой земле и их корни не могут достать влагу из более глубоких слоев почвы.
Второе важное условие для достижения максимального успеха на черноземах – использование приемов, направленных на сохранение влаги. Чтобы сберечь талые воды, следует как можно раньше весной провести легкую вскопку, которая не позволит пересохнуть почве на ветру. В период роста обязательно надо мульчировать растения органическими материалами, рыхлить почву после полива, слегка вскапывать утрамбованные междурядья для разрушения капилляров. В самые жаркие месяцы допустимо сохранять низкорослые сорняки: они предохраняют почву от перегрева и предотвращают испарение влаги.
В-третьих, бытует мнение, что черноземы не нужно удобрять. Это неверно. Правильно проведенные подкормки в сочетании с поливами значительно увеличивают урожайность. Предпочтение следует безоговорочно отдавать органическим удобрениям, которые не только обеспечивают растения элементами питания, но и способствуют удержанию в почве значительного количества влаги. Конечно, применение минеральных удобрений дает на черноземах очень заметный и быстрый эффект: на фоне карбонатной почвы их кислая реакция не сказывается отрицательно, а питательные вещества активно потребляются растениями. Часто это приводит к злоупотреблению минеральными удобрениями. Однако успех от их применения оказывается временным. Не стоит забывать, что черноземы находятся в зоне с непромывным или слабопромывным водным режимом. В результате всевозможные примеси, содержащиеся в минеральных удобрениях, постепенно накапливаются в почве, приводя к повышению концентрации солей. То же самое можно сказать и о традиционном поливе: орошение дает очень быструю и высокую отдачу на черноземах, но избыток воды приносит непоправимый вред этим почвам, приводя к засолению.
В-четвертых, для сохранения зернистой структуры рекомендуется использовать для перекопки вилы вместо лопаты, особенно на небольших участках.
В-пятых, при посадке на черноземах необходимо учитывать то, что на этих почвах садовые растения образуют мощные кусты. Следовательно, несмотря на то, что корни не будут испытывать конкуренции за питание даже при тесной посадке, растения следует размещать на максимальном расстоянии друг от друга, рекомендованном для данной культуры. Иначе неизбежна конкуренция за солнечный свет.
Несмотря на то, что чернозем обладает рядом весомых достоинств, есть в нем и один недостаток. Чернозем не обладает рыхлостью, а посему, высаживая в эту землю растения со слабой корневой системой, важно позаботиться о том, чтобы придать чернозему рыхлость. Это можно сделать очень легко, добавив в землю немного песка, торфа или специальную компостную смесь. Самая оптимальная для создания естественной рыхлости чернозема пропорция три части самого чернозема к одной части любого из вышеперечисленных компонентов.
УДОБРЕНИЯ
СЛАЙД
Основная задача применения удобрений – регулирование круговорота питательных веществ с целью управления продуктивностью растений и качеством продукции путем создания оптимальных уровней всех факторов, участвующих в формировании урожая.
В разные периоды роста растения предъявляют неодинаковые требования к условиям внешней среды, в том числе и к питанию. Поглощение растениями азота, фосфора и калия в течение вегетации происходит неравномерно.
В начальный период развития растения потребляют относительно небольшие абсолютные количества всех питательных веществ, но весьма чувствительны как к недостатку, так и к избытку их в растворе. Начальный период роста – критический в отношении фосфорного питания. Недостаток фосфора в раннем возрасте настолько сильно угнетает растения, что урожай резко снижается даже при обильном питании фосфором в последующие периоды. Недостаток азота в этот период даже при усиленном питании в последующем приводит к уменьшению числа колосков в метелке или колосе и снижению урожая.
Размеры потребления всех элементов питания растениями значительно возрастают в период интенсивного роста надземных органов – стеблей и листьев. Темпы накопления сухого вещества могут опережать поступление питательных веществ, а относительное их содержание в растениях снижается по сравнению с предшествующим периодом. Ведущая роль в ростовых процессах принадлежит азоту. Повышенное азотное питание способствует усиленному росту вегетативных органов, формированию мощного ассимиляционного аппарата. Недостаток же азота в этот период приводит к угнетению роста, а в последующем – к снижению урожая и его качества.
Ко времени цветения и начала плодообразования потребность в азоте у большинства растений уменьшается, но возрастает роль фосфора и калия.
В период плодообразования, когда нарастание вегетативной массы заканчивается, потребление всех питательных веществ постепенно снижается, а затем их поступление приостанавливается.
Неодинаковая количественная потребность и интенсивность поглощения растениями отдельных элементов питания должна учитываться при разработке системы применения удобрений. Особенно важно обеспечить благоприятные условия питания растений с начала вегетации и в периоды максимального поглощения. Это достигается сочетанием различных способов внесения удобрений: в основное удобрение до посева, при посеве и в подкормки.
СЛАЙД
Задача основного удобрения (допосевного) – обеспечение питания растений на протяжении всей вегетации, поэтому до посева в большинстве случаев применяют полную норму органических удобрений и подавляющую часть минеральных. Удобрения вносят осенью или весной под основную или предпосевную обработку почвы, обычно сплошным способом, заделывают глубоко. Часто основное удобрение используют в два приема: фосфорные и калийные удобрения заделывают осенью под вспашку, азотные – под предпосевную культивацию.
Припосевное удобрение (в рядки, при посадке в лунки, гнезда) в относительно небольших дозах вносят одновременно с посевом для снабжения растений в начальный период развития легкодоступными формами питательных веществ. Заделывают на глубину заделки семян или глубже сбоку от семян. Наиболее распространено рядковое удобрение. При посеве зерновых в рядки вносят суперфосфат или аммофос. Для овощных, картофеля и сахарной свеклы – комплексные удобрения.
Для снабжения растений элементами питания в наиболее ответственные периоды вегетации применяются подкормки в дополнение к основному и припосевному удобрению. Это вспомогательный прием и применяется не всегда. Удобрения вносятся локально. Некорневые подкормки можно совмещать с обработками пестицидами.
Выбор срока, способа внесения удобрений и заделки их в почву зависит не только от особенностей биологии, питания и агротехники культур, но и от почвенно-климатических условий, вида и формы удобрений.
Визуальная диагностика
Культурные растения являются самыми надежными индикаторами при оценке плодородия почв и эффективности удобрений. Продуктивность растений, их химический состав и плодородие почв тесно взаимосвязаны, поэтому химический анализ растений в период вегетации позволяет судить об обеспеченности их элементами питания и прогнозировать урожайность.
Недостаток одного или нескольких элементов приводит к нарушению биохимических процессов в растении, изменению биометрических показателей и внешнего состояния. Поэтому симптомы недостатков элементов или избытка их в почвенном растворе можно определить и по внешним признакам растения.
Обеспеченность растений в тот или иной период развития элементами питания опытный агроном легко определит по внешнему виду. К основным признакам недостатка элементов питания относятся: изменение окраски листьев и жилок; слабое развитие всех органов (уменьшение высоты растений, листьев, соцветий, колоса и плодов); деформация листьев; усыхание и раннее опадение их.
Из перечисленных признаков наиболее характерен первый, по нему делают заключение о нуждаемости растений в элементах питания.
Описание состояния растений при недостатке и избытке питательных веществ в почве.
СЛАЙД
Азот. Азотное голодание сказывается на развитии всего растения, и его не трудно определить по внешним признакам.
При недостатке азота растение отстает в росте, все его органы слабо развиваются (укороченный стебель, мелкие листья, соцветия, колос, кочаны, клубни). Листья приобретают светло-зеленую и светло-желтую окраску, причем посветление начинается с нижних листьев, постепенно переходя к средним. Посветлевшие нижние листья деформируются, полностью теряют окраску, отмирают и опадают.
При избытке азота все растения, особенно листья, становятся крупными, сочными и имеют яркую темно-зеленую окраску. Наступление фаз сильно растягивается, созревание зерновых, овощных и картофеля запаздывает иногда на месяц. Урожай, собранный с таких полей, плохо хранится.
Недостаток и избыток азота наиболее ярко выражается на огурцах, капусте, кукурузе, картофеле, яровых зерновых, кустарниковых и плодовых культурах.
СЛАЙД
Фосфор. Недостаток фосфора у растений определить более сложно, чем других элементов. Основным признаком является изменение темно-зеленой окраски мелких листьев на красновато-фиолетовую и пурпурную. Растения отстают в росте и развитии, образуется мало соцветий и цветков, они мелкие и могут опадать во время цветения. Урожайность семян снижается за счет их щуплости, овощи и плоды в результате формируются мелкими.
Недостаток фосфора легко обнаруживается на томатах (низ листьев бурый), кукурузе (пурпурные листья), цитрусовых (менее сладкие, толстая кожура, растрескивание в центе плода), винограде (бурые, пожелтевшие листья), озимой ржи, корнеплодах, груше, яблоне, крыжовнике.
Калий. Внешним признаком недостатка калия является образование на листовых пластинках бурых пятен, которые появляются вначале в периферической части листа, а центральная часть жилок остается зеленой (краевой ожог). При этом листовые пластинки и сосудистая система развиваются неравномерно, что приводит к деформации листа. При недостатке калия он может подвергаться реутилизации, т.е. передвигаться из старых листьев в молодые. Старые листья в деформированном виде отмирают и опадают, в то время как молодые остаются зелеными. Вторичным признаком недостатка калия является бурное развитие мучнистой росы.
Недостаток калия легко обнаружить на картофеле, капусте, свекле, кукурузе, люцерне, яблоне, смородине.
СЛАЙД
Кальций. При сильном недостатке кальция страдает, прежде всего, корневая система – она ослизняется, заболевает и отмирает. На листьях развивается частичный хлороз, т.е. молодые верхние листья желтеют, иногда на них появляются желтые пятна, в то время как старые остаются зелеными. Побеги овощных культур часто изгибаются, поникают, а соцветия отмирают, наблюдается побурение жилок растения и появление на плодах томата сухой гнили. Также снижается устойчивость к неблагоприятным условиям внешней среды. У яблок – мягкая дряблая мякоть, огурцов – бороздка с 2-х сторон и ломкие, закручивающиеся внутрь верхушки листьев, крестоцветных – закручивание листьев, томаты – пожелтение листьев, злаковые – последний лист и колос не выпускаются.
Окраску листьев при недостатке кальция иногда путают с азотным голоданием, поэтому в визуальной диагностике следует обратить внимание на расположение хлорозных листьев.
Магний. Он является составной частью хлорофилла в листьях. При недостатке его на листьях появляются светло-зеленые жилки, иногда по краям листьев и вокруг жилок листа образуются ржавые пятна. Края листьев становятся морщинистыми, а кончики их загибаются. Таким симптомы видны на картофеле, цветной и кочанной капусте. Листья красной и черной смородины при недостатке магния могут приобретать оранжево-красный цвет. Очень часто недостаток магния растения испытывают на кислых песчаных и супесчаных почвах.
Сера. Богаты серой растения семейства капустных, она входит в состав белка зерновых культур. В почвах, находящихся вблизи промышленных предприятий, содержится большое количество серы, и растения не испытывают в ней недостатка. В отдаленных от промышленной зоны сельскохозяйственных районах, где вносят навоз и минеральные удобрения, не содержащие серу, растения могут испытывать ее недостаток.
Симптомом недостатка серы в питании растений является осветление листьев на всем растении и ухудшение роста и развития всего растения (уменьшается размер листьев, удлиняются стебли, листья и черешки становятся деревянистыми). При осмотре растений необходимо не путать серное голодание с азотным и кальциевым.
При высоком содержании серы в почве (вблизи нефтеперегонных комбинатов, сернокислых заводов), а также при выпадении ее с кислотными дождями на поверхность почвы и растений на листьях овощных, древесных и кустарниковых культур появляются коричневые пятна неопределенной формы, листья скручиваются и погибают за короткий срок. Если это происходит весной и в первой половине лета, то древесные и кустарниковые культуры погибают полностью.
СЛАЙД
Железо. Обычно в почвах этого элемента бывает достаточно. Недостаток его можно видеть в условиях теплиц, когда в качестве субстрата при выращивании овощей и цветов используют торф. При недостатке железа листья растений становятся светло-желтыми или совсем белыми. Они приобретают выраженную полосчатость, т.е. чередование темных жилок со светлыми междоузлиями. Растения заметно отстают в росте. На овощных культурах заметить недостаток железа сложно, более четко он проявляется на малине и древесных плодовых культурах.
Бор. Принимает участие в углеводном, белковом и нуклеиновом обмене растений. Под его влиянием усиливается накопление сахарозы в корнях свеклы и моркови, витаминов в плодах и овощах. Бор играет важную роль в оплодотворении растений, способствуя формированию полноценных завязей.
При недостатке бора междоузлия растений сильно укорочены, иногда отмирает конус роста, и верхушка полностью погибает, листья растений темно-зеленые, края их загибаются вниз. Цветки и завязи осыпаются. Особенно ярко недостаток бора проявляется на томате. Корнеплоды свеклы, клубни картофеля становятся дуплистыми. Недостаток бора можно наблюдать также на капусте, льне (развивается бактериоз), озимой ржи, подсолнечнике (отмирание точки роста), а у бобовых нарушается развитие клубеньков.
Марганец. На черноземных, серых лесных и дерново-подзолистых слабокислых почвах растения недостатка в этом элементе не испытывают. В кислых почвах его много, однако, доступность незначительна, так как он находится в неподвижном двухвалентном состоянии. В растениях марганец участвует в фотосинтезе, являясь своеобразным катализатором в процессах дыхания растений, в синтезе аскорбиновой кислоты, аминокислот и белков, восстановлении нитритов и нитратов до аммиака.
При недостатке марганца на листьях появляется межжилковый хлороз (с последующим некрозом) и серая пятнистость, происходит усыхание молодых веток у плодово-ягодных культур. Голодание сказывается также на картофеле, капусте, подсолнечнике, зерновых культурах. Пятнистость листьев хорошо заметна на овсе, сахарной свекле (пятнистая желтуха).
Молибден. Входит в состав фермента нитратредуктазы, который участвует в восстановлении нитратов и нитритов до аммиака, и в состав фермента нитрогеназы, способствующего фиксации азота атмосферы бобовыми культурами. При недостатке молибдена в растениях нарушается азотный обмен, в тканях может накапливаться большое количество нитратов и нитритов. Чувствительными к недостатку молибдена растениями считают горох, бобы, капусту, шпинат, плодово-ягодные культуры. Симптомы недостаточности молибдена сходны с азотным голоданием, т.е. листья растений приобретают бледно-зеленую окраску, деформируются и отмирают.
Цинк. Влияет на биохимические процессы в растениях, прежде всего на фосфатный режим. Недостаток цинка задерживает переход минерального фосфора в органическую форму, т.е. образование нуклеиновых кислот. Цинк влияет также на процессы фотосинтеза. Растения, испытывающие недостаток цинка, более чувствительны к резким колебаниям температуры воздуха и почвы, т.е. менее устойчивы к засухе и морозу. При недостатке цинка в растениях снижается содержание сахарозы и крахмала. Чувствительны к недостатку цинка яблоня и вишня. Внешние признаки недостаточности цинка – мелколистность и розетчатость у плодовых деревьев и томата, иногда скручивание листьев и черешков.
СЛАЙД
Существует две главных группы удобрений: минеральные и органические. Каждая из них подразделяются на массу подвидов в зависимости от используемых веществ.
