Что делают с плодородным слоем почвы

Плодородный слой почвы: состав и характеристики

Под словом почва подразумевается биофизическая, биологическая, биохимическая среда или почвенный субстрат. Многие биологи утверждают, что почва представляет собой живое существо, называя ее желудком растений. Некоторые же привыкли называть ее легкими всего растительного мира. Почва является средой, в которой находится корневая система большинства растений. При помощи нее они способны держаться в вертикальном положении.

Особенности

Плодородный слой почвы будет зависеть от биофизического и физического состояния, куда следует отнести плотность, рыхлость, пористость. Биохимический и химический состав, наличие первичных химических элементов и тех элементов, которые входят в состав минеральных органических углеводородных цепей, также отражается на плодородности грунта. Плодородный слой почвы может быть также минеральным, искусственным, химическим. Также принято выделять естественное биологическое плодородие.

Почва является тонким слоем, уникальным компонентом биосферы, который разделяет твердую и газовую среду биосферы нашей планеты. В плодородном слое почвы происходят все процессы жизнеобеспечения животного и растительного мира. От состояния почвы будет зависеть полноценная жизнь всего живого на Земле. Безграничное, естественное плодородие создают:

останки растительной органики, например, трава, сено, опилки, солома, ветки;
останки покойной, отжившей животной органики, например, бактерии, микроорганизмы, микрогрибы, насекомые, черви и другие организмы;
микро- и нанорастения, куда относятся водоросли.

Около 20 % почвенной массы представляет собой мертвую минеральную часть. Живая микрофауна и микрофлора плодородного слоя почвы формирует живые органические вещества растений.

Если же говорить о верхних плодородных слоях почвы, то их имеется пять. Каждый год эти слои утолщаются, растут, расширяются, перемещаются от одного в другой. Благодаря этому создается плодородный слой из чернозема и минеральной глины.

Мульча

Мульча, как правило, состоит из животных и растительных останков. Если произвести снятие плодородного слоя почвы мульчи, то можно заметить там траву, лиственный опад, плесень, мертвых микроживотных и животных. Помимо этого, там имеются различные микроорганизмы, грибы.

Под слоем мульчи живут разнообразные микронасекомые и микроживотные: черви, блохи, жуки и мошки. Количество этих особей в плодородном слое почвы может доходить до нескольких тонн при расчете на 1 гектар земли. Вся эта живность перемещается, передвигается, ест и пьет, справляет свои естественные нужды, размножается и умирает. Мертвые организмы, микробы, бактерии, черви, вирусы, насекомые и животные, которые живут в почве, начинают разлагаться до своего изначального биоминерального и биогазового состояния.

При этом стоит отметить, что трупы насекомых и других живых организмов состоят из большого количества азотных соединений. Также в состав тел входит аммиак, который начинает выделяться при разложении и поглощается корневой системой растений. Поэтому при использовании плодородного слоя почвы для выращивания каких-либо культур не всегда надо вносить удобрение, так как в грунте может уже содержатся большое количество разнообразных и живых бактерий, насекомых, микрогрибов.

Биогумус

Биогумус представляет собой выделения, фекалии, отходы жизнедеятельности, принадлежащие различным насекомым и микроживотным. Толщина этого плодородного слоя почвы может составлять от 20 и более сантиметров. Биогумус — это переработанные в желудках различных насекомых и червей останки отмершей корневой системы растений, животных и растительные органические останки. Сюда также следует отнести останки еды микронасекомых и микроживотных.

Биогумус является для растений некем молозивом. Этот тип почвы дает культурам через их корневую систему хорошее питание, которое поспособствует развитию, а также стимулирует и развивает иммунную систему растения.

Биоминеральный слой

Биоминеральный почвенный слой включает в себя природные останки растительного и животного органического биогумуса. Этот плодородный слой почвы на протяжении многих лет формируется микрорастениями, микроорганизмами, микроживотными из верхних матирующих слоев и слоя биогумуса. В верхний слой мульчи свободно попадает атмосферная влага, например, роса, туман, морось, а также атмосферная вода в виде растаявшего снега, дождя.

Помимо этого, здесь содержатся растворенные атмосферные газы: азот, кислород, водород, углерод, окислы углерода и азота. Все эти газы способны хорошо поглощаться атмосферной влагой и водой. Растворенные газы и вода совместно начинают проникать во все низнаходящиеся почвенные слои.

Гумусовый слой

Гумус образуется благодаря различным микроорганизмам, покойной растительной и живой органике при ограниченном доступе в уплотненные, низнаходящиеся почвенные слои. Также в гумусе присутствует атмосферная влага и вода, в которой имеются растворенные атмосферные газы.

Процесс формирования гумуса в почве принято называть биосинтезом с образованием перегноя из растений. Во время биосинтеза также образуются энергонасыщенные углеводородные соединения и некоторые горючие биогазы, например, метановый газовые ряд и углекислый газ.

Гумус для культур играет роль источника углеводородной энергии. Гумус, находящийся в нижних слоях почвы, обеспечивает культуры теплом. Углеводородные соединения способны согревать растения от холода. Метан и углекислый газ поглощаются корневой системой культур.

Подпочва и глина

Пятый слой плодородной почвы включает в себя глинистый грунт, который располагается на глубине от 20 см и больше от поверхности. Глинистый слой участвует в регулярном влагообмене и газообмене других слоев, а также ниженаходящихся грунтов.

Снятие и сохранение плодородного слоя почвы

Если на территории планируется производить какие-либо работы, то снимать плодородный слой рекомендуется в теплое время года. Если слой почвы будет сниматься в мерзлом состоянии, то необходимо в обязательном порядке его разрыхлить. Снимается плодородный слой почвы при помощи бульдозера, после этого перемещается в отвал, где будет находиться некоторое время.

Рабочим проектом удаление слоя почвы предусматривается на участках при:

разработке траншеи при строительстве нефтепровода;
размещении отвалов минеральных грунтов;
долгосрочной аренде, которая необходима для размещения знаков, опор КИПов и постоянных переездов.

Чтобы избежать выветривания и размыва, рекомендуется укрыть снятый слой почвы какими-либо подручными средствами, например, нетканым или тканым материалом, ветками от деревьев.

Рекультивация плодородного слоя почвы

Рекультивация земель осуществляется для того, чтобы восстановить их для лесохозяйственных, сельскохозяйственных, строительных, водохозяйственных, природоохранных, рекреационных и санитарно-оздоровительных целей. Эта процедура требует восстановления плодородия почвы, а осуществляется последовательно в 2 этапа: технический и биологический.

Первый при этом представляет собой планировку, снятие и нанесение плодородного слоя почвы, формирование откосов, обустройство мелиоративных и гидротехнических сооружений, захоронение токсичных грунтов, а также осуществление других работ, которые создают требуемые условия для дальнейшего применения рекультивированных почв по целевому назначению или же для организации мероприятий, которые направлены на улучшение плодородия.

Биологический этап подразумевает проведение фитомелиоративных и агротехнических мероприятий, которые направлены на улучшение агрохимических, агрофизические, биохимических и других свойств грунта.

Земли, подлежащие рекультивации

Рекультивироваться могут те земли, которые были нарушены при добыче нефти, разработке месторождений полезных ископаемых подземным или открытым способом. Также это может делаться при закладке трубопровода, проведении мелиоративных, строительных, лесозаготовительных, испытательных, геологоразведочных, эксплуатационных, проектно-изыскательных и других работ, которые связаны с нарушением земляного покрова.

Рекультивация может проводиться и при ликвидации военных, промышленных, гражданских и других объектов и строений, а также при захоронении и складировании промышленных, бытовых и иных отходов.

Целью проведения рекультивации считается восстановление продуктивности водоемов и нарушенных грунтов, а также улучшение состояния окружающей среды.

Источник

Сохранение почвы: основные причины деградации и методы рекультивации земель

Ключевая характеристика сельскохозяйственной земли — это ее плодородность. Она складывается из разных составляющих (химический состав, увлажнение, уровень инсоляции и т.д.), но в конечном итоге значение имеет лишь общая характеристика. К сожалению, современные методы земледелия таковы, что они неизбежно приводят к деградации почв, то есть к снижению их плодородности. Задача каждого фермера, который хочет и далее получать высокие урожаи, заключается в сохранении плодородия почв, которые он обрабатывает или в восстановлении прежнего уровня плодородности, если земли сильно деградировали.

Причины деградации почвы

В природе характеристики плодородности почвы почти всегда постепенно увеличиваются. Дикие растения, впитавшие из земли различные химические элементы, погибая, возвращают их назад, привнося вдобавок еще и то, что они выработали из воздуха и солнечного света в процессе фотосинтеза.

Свой вклад в повышение плодородности дикой почвы вносят и животные организмы. Кому-то может показаться это невероятным, но на один гектар дикого поля приходится не менее 200 (!) кг микроорганизмов и еще около тонны животных покрупнее (от червей и насекомых до грызунов и мелких хищников). Помимо того, что все эти животные активно способствуют превращению местных растений в удобрения, они также создают в земле бесчисленное множество ходов и нор, по которым в землю попадает вода и воздух. А их наличие не менее важно для сохранения и повышения плодородия почвы.

Читайте также: Урожай призов от виталюр

К сожалению, методы обработки сельскохозяйственной земли радикально отличаются от естественных процессов и неизбежно наносят вред как всей экосистеме поля в целом, так и показателям плодородности почвы в частности. Регулярная вспашка, а также уничтожение сорняков и вредителей самым драматическим образом прерывают естественный ход вещей. Нарушается обмен воды и воздуха в почве, гибнет значительная часть мелкой фауны, целенаправленно пресекается видовое разнообразие растений.

Но хуже всего то, что люди, во-первых, изымают из природного круговорота органики на поле значительную часть биомассы в виде урожая, который никогда потом уже не возвращается в ту землю, из которой он высосал столько соков. Во-вторых, чтобы как-то компенсировать потерю питательных веществ в земле, ушедших вместе с увезенным урожаем, люди вносят огромное количество синтетических удобрений, а для борьбы с сорняками и вредителями используют ядохимикаты (пестициды и гербициды). Эта химия дает разовый эффект для увеличения одного конкретного урожая, под который она вносится, но в долгосрочной перспективе также снижает плодородность почвы, поскольку опять-таки истребляет микрофауну, так важную для сохранения плодородного слоя почвы.

Последствия деградации почв

Результаты сельскохозяйственной деятельности проявляются в виде катастрофических последствий, как в локальном, так и в глобальном масштабе. Если говорить о втором, то нужно отметить, что за последние 10 тыс. лет (когда люди занимались земледелием) общая площадь пригодных для использования в сельском хозяйстве земель сократилась вдвое. Доказано, что значительная часть современных пустынь и полупустынь появилась в результате антропогенного воздействия. Особенно здесь показателен пример Ближнего Востока, природа которого в древние времена была ближе к южной Европе, чем к северной Африке, как это имеет место быть сейчас.

Разумеется, не все земли, утратившие плодородность, деградировали именно из-за сельского хозяйства. Также очень сильно на это повлияла вырубка лесов и другие факторы.

Подводя итоги, среди основных причин, из-за которых возникает необходимость сохранения почвы, наиболее значимыми являются следующие:

нарушение природной структуры почвы вследствие постоянной вспашки;
уничтожение естественной экосистемы поля и разрыв круговорота питательных веществ в ней путем изъятия урожая и применения агрохимикатов;
водная и ветровая эрозия из-за нарушения прочности и целостности верхнего слоя почвы при вспашке;
интенсивный выпас скота, что, по сути, является тем же самым изъятием из круговорота экосистемы значительной части биомассы;
уничтожение лесов значительно меняет баланс всей экосистемы на этой местности, способствуя ветровой и водяной эрозии, а также опустыниванию;
неправильное орошение может приводить к засаливанию, закислению или заболачиванию местности в зависимости от природно-климатических особенностей региона;
нерациональное внесение минеральных удобрений и пестицидов, а также промышленное загрязнение также делают землю непригодной для использования в сельском хозяйстве.

Отдельно стоит упомянуть о тех ситуациях, когда происходит снятие и сохранение плодородного слоя почвы. Например, при крупномасштабном строительстве прилегающая к стройплощадке территория подвергается значительному урону в плане целостности и плодородности верхнего слоя грунта. Чтобы потом эту землю можно было использовать для выращивания культурных растений, перед строительством ее срезают, а по окончании строительных работ — возвращают обратно. Однако это идеальная ситуация. К сожалению, так делается далеко не всегда.

Методы сохранения плодородных почв

На то, чтобы сформировать 1 см гумуса (плодородного слоя почвы) в природных условиях средней полосы требуется около ста лет. Очевидно, что такие сроки для фермеров никуда не годятся, поскольку выращивать урожаи нужно сейчас, а не через тысячу лет. Поэтому первоочередной задачей становится сохранение плодородности грунта хотя бы на текущем уровне и постепенное его повышение из года в год.

Чтобы сохранение и восстановление плодородия почв представляло собой постоянный процесс, который в то же время не мешает заниматься сельскохозяйственной деятельностью, следует придерживаться известных каждому фермеру правил:

Меньше химии. По возможности использовать меньше ядохимикатов и синтетических удобрений. О том, что пестициды и гербициды убивают не только вредителей, но и значительную часть полезной микрофлоры и микрофауны поля, известно каждому более-менее подготовленному фермеру. Не следует злоупотреблять химией просто потому, что так сегодня принято в отрасли. Если имеется возможность заменить хотя бы часть минеральных удобрений навозом, торфом или компостом, непременно следует это сделать. Также не нужно обрабатывать посевы всеми доступными ядохимикатами просто ради профилактики. Их применение должно быть сфокусировано против конкретной проблемы, поскольку всегда нужно помнить и о неизбежном ущербе для экосистемы поля от этой химии. Выиграв чуть-чуть на борьбе с почти отсутствующими вредителями, можно здорово проиграть на потере организмов-симбионтов.
Строгое соблюдение правил севооборота. Много распространятся о преимуществах и пользе чередования сельхозкультур на одном участке поля нет никакой необходимости. Для тех, кого интересует сохранение почвы, севооборот обязателен. Он значительно снижает истощение почвы и предотвращает массовое размножение вредителей. За счет этого опять-таки снижается необходимость в применении агрохимии. Часто без нее можно обойтись вовсе, заменив ее натуральными аналогами.
Черный пар. О пользе «отдыха» для земли было хорошо известно еще нашим предкам. До появления всякой агронауки и ботаники, крестьяне знали, что если поле перестало давать богатые урожаи, нужно оставить его на несколько лет или даже десятилетий. Конечно, столетия назад не было такой проблемы, как отсутствие свободной земли. Каждый мог взять себе новый участок взамен истощенного и обрабатывать его по мере своих возможностей. Но даже сегодня можно выделить в севообороте время для черного пара ради сохранения плодородных почв. Каждый обрабатываемый участок поля должен хотя бы раз в 5-6 лет просто постоять сезон без посевов. Помимо чисто химических процессов, происходящих в «отдыхающей» земле, в ней также происходит восстановление микрофауны, значение которой для плодородности почвы очень велико.
Сидераты. Если достать необходимое количество натуральных удобрений не удается, их можно с успехом заменить растениями-сидератами. Когда их зеленая масса достигает максимальной величины, сидераты просто запахивают в поле как удобрения.
Мульчирование. В промышленном сельском хозяйстве эта технология довольно трудно применима, так как требует специального оборудования и повышенных трудозатрат, но вот в условиях частного огорода или сада такой метод очень даже действенен. Мульчирование очень хорошо помогает бороться с ветровой и водяной эрозией, а также способствует сохранению влаги в почве.

Рекультивация земель

Выше мы уже вскользь упомянули о таком способе восстановления земли, как рекультивация. Простое занятие сельскохозяйственной деятельностью редко бывает настолько разрушительным, чтобы возникла необходимость в проведении столь серьезных восстановительных мер. Обычно рекультивацию проводят на землях, сильно пострадавших от промышленной или строительной деятельности человека:

загрязненных токсичными веществами или разнообразным мусором,
полностью или частично утративших плодородный слой почвы,
получивших значительные нарушения целостности рельефа (ямы, бугры).

Также рекультивации, сохранению и восстановлению почв подлежат земли, в которых была нарушена естественная циркуляция поверхностных и грунтовых вод. На них искусственно восстанавливаются естественные направления движения воды.

За очень редким исключением рекультивация осуществляется в два этапа:

Комплекс технических мероприятий. На этом этапе восстанавливается природный рельеф местности, или проводится его имитация. Например, отвалы и терриконы горнодобывающих предприятий, которым нельзя вернуть исходный вид Вид – эволюционно сложившаяся совокупность особей, характеризующаяся единым . ровного участка, подвергаются террасированию. На ровных же участках удаляется либо закапывается весь мусор, а также загрязненные слои почвы. В случае необходимости укладывается новый верхний слой плодородной земли, строятся дренажные или наоборот оросительные системы, укрепляются склоны холмов.
Биологическая культивация. На втором этапе проводятся мероприятия, направленные непосредственно на улучшение плодородных характеристик почвы. В частности проводится биологическая очистка, вносятся удобрения, участок засаживают многолетними травами и деревьями. Проводятся другие агротехнические мероприятия по сохранению почвы и ее восстановлению.

В России порядок проведения работ по восстановлению нарушенных земель регламентируется законодательством и уполномоченными органами государственной и местной власти. Рекультивация проводится строго на основе предварительно составленного проекта.

В зависимости от того, каковы были изначальные причины, по которым возникла необходимость в проведении восстановительных работ, использование рекультивированной земли в сельском хозяйстве становится возможным как в течение ближайших лет, так и может оказаться недопустимым в обозримой перспективе в принципе. Например, площадка, восстановленная после проведения обычных строительных работ или демонтажа здания, может быть включена в севооборот в самые кратчайшие сроки, в то время как рекультивированные территории бывших свалок и промышленных предприятий не подлежат использованию в сельском хозяйстве вообще.

Источник