Меню

Химический состав лесных почв

Почвы лесов

Для окружающей среды леса и почвы, на которых они растут, играют существенную и достаточно важную роль. Грунты лесов — это основа для роста деревьев и другой растительности, один из самых существенных компонентов. Земля поглощает воду и питательные вещества, которые потом используются растительностью для роста и укоренения. В свою очередь, деревья и другие растения, листва которых опала и перегнила, являются важным элементом для формирования новых слоёв почвы.

Где расположена зона лесов

Лесные зоны занимают достаточно большие территории на поверхности планеты. На карте они обозначаются зелёным цветом. Расположена зона лесов в умеренном поясе освещённости немного южнее тундры и севернее зоны степей. На этой территории все времена года ярко выражены: зимой достаточно холодно, выпадает снег, а летом — тепло.

Типы и классификация лесных почв

Лесные почвы распределяются на разные типы, каждый их которых отличается природными условиями формирования, почвообразовательным процессом и общими свойствами. Базовые типы:

  • – дерново-подзолистые;
  • – чернозёмы;
  • – торфяно-болотные;
  • – дерновые;
  • – бурые;
  • – серые;
  • – вулканические.

Вместе с типами существуют и подтипы почв. Это когда в пределах отдельного вида существуют грунты, которые отличаются по свойствам или вешнему виду. Например, серые лесные почвы распределяются на светло-серые и тёмно-серые грунты, а чернозёмы могут быть выщелоченные, оподзоленные, южные или типичные.

Классификация почв — это причисление их к разным систематическим единицам. Классифицировать почвы необходимо для более глубокого изучения и разработки приёмов их улучшения.

Из всего многообразия признаков лесных почв выбираются те, которые имеют одинаковое отношение к поставленным задачам. Род почв выражает их особенности в пределах определённого подтипа. Эти отличительные черты, как правило, связаны с почвообразующими породами или грунтовыми водами.

Вид почв выделяются по соотношению обломков разного размера. Бывают глинистые, песчаные, торфяные почвы и чернозёмы.

На поверхности Земли формирование грунта происходило в определённой последовательности и зависело от природно-климатических особенностей: температуры, влажности, выветривания. Также на почвообразование прямое влияние оказывала растительность, части которой падали на землю, перегнивали и впитывались в землю.

Характеристика лесных почв

Единого принятого мнения по классификации почв и их характеристик нет. Учёные в разных отраслях пользуются различными классификациями. Тип грунта объясняется элементами, из которых он состоит. Все почвы сформированы из трёх основных материалов, которые отличаются между собой размерами частиц.

Для глинистых почв характерны самые маленькие размеры частичек. Такой грунт плохо впитывает воду, слабо прогревается солнечными лучами, имеет недостаток кислорода. Песчаная почва быстро прогревается, но задерживать тепло надолго не может. То же самое происходит и с влагой и минеральными веществами, которым легко попасть, но очень трудно задерживаться в песчаной земле. Известковая почва требует регулярных минеральных и органических удобрений. В другом случае будет наблюдаться низкое плодородие и плохое развитие растений.

Строение лесных почв

Строение серых лесных почв имеет некоторые особенности:

– постепенные переходы между слоями;

– наличие карбонатов в породе, которая повлияла на образование почвы;

– мощность почвенного профиля — около 2м.

Строение серых лесных почв выглядит так: А0 — А1В — А1 — А2В — В1 — В2 — ВС — С. На глубине 120 см есть новообразования кальция, а в верхних слоях содержится гумус.

Бурые лесные почвы используют под цитрусовые, технические и эфиромасличные культуры. Они требуют фосфорных удобрений. Строение: А0 — А0А1 — А1 — АВt — Вt. Эти почвы имеют высокое содержание калия, фосфора и азота.

Подзолистые почвы имеют строение: А0 — А1А2 — А2 — В1 — В2 — С. Они малоплодородные, имеют низкую степень поглощения, высокую кислотность. Верхняя часть периодически переувлажняется. Обычно это случается весной, когда снежный покров начинает таять.

Каждый символ (латинская буква) обозначает отдельный слой почвенного профиля, который имеет отличительные особенности по составу, признакам и свойствам.

А0 — это органогенный слой, который состоит из опавшей и не полностью сгнившей листвы.

А1 — гумусовый слой. Является самым плодородным, содержит максимум полезных для развития растительности веществ.

А2 — горизонт вымывания, который залегает после перегнойного (гумусового) слоя. В этой части почвы мало питательных веществ, низкое плодородие.

В — самый плотный слой, содержащий множество частиц из вышележащих горизонтов.

С — горизонт так называемой материнской породы. Здесь начинается основное почвообразование.

Особенности лесных почв

В создании и защите почвенных ресурсов леса выполняют главную роль: предотвращают эрозию грунта, уменьшают его засоленность. В регионах, где в год выпадает недостаточно осадков, проблема лесов — это максимально защитить почвы от обезвоживания, обеспечить хорошую водоотдачу.

Корневая система деревьев помогает сохранять стабильность на горных склонах, хребтах и холмах, предотвращает образование оползней. Также корни деревьев не допускают передвижение континентальной поверхности.

Формирование почв лесов

На формирование почв лесов воздействует растительность, рельеф и климатические условия. Деревья, кусты и прочие растения влияют на физико-химические особенности почв: состав, биологическую активность, распределение гумуса в слоях грунта, способность к поглощению.

Рельеф в почвообразовании играет не менее важную роль, чем растения. Благодаря рельефным особенностям поверхности перераспределяются осадки, солнечная энергия, влага.

Климат оказывает прямое влияние на грунт. Водно-тепловой режим почв определяется характером климатических условий. Температура воздуха, количество осадков, сила и интенсивность ветров, испарение непосредственно воздействует на характер и качество почв.

Подзолистые почвы

Подзолистые почвы образуются в местностях с холодным климатом и хорошим водным режимом. Ещё они характерны для северных лесов. Как правило, на подзолистых почвах растут хвойные растения.

Типичные подзолистые грунты очень трудно пропускают воздух и влагу, бедны на минералы и полезные вещества, имеют неблагоприятные физические свойства. Они требуют систематических и усиленных органических удобрений, которые являются отличным источником гумуса. Благодаря таким удобрениям в земле развивается полезная микрофлора, на порядок улучшаются физические свойства.

Дерново-подзолистые почвы

Они являются одним из подтипов подзолистых почв. Содержание гумуса достигает 7%. В таких местностях растут, как правило, широколиственные леса. Свойства дерново-подзолистых грунтов зависят от гумусового и подзолистого слоя. В земле с содержанием гумуса менее 1-2% плодородие низкое, и есть необходимость внесения большого количества минеральных и органических удобрений. В почвах с содержанием гумуса более 4% плодородие значительно повышается. Такой грунт требует к себе меньше внимания и ухода.

Дерново-подзолистые почвы имеют низкую способность снабжать растительность азотом, поэтому нейтральные по физиологическому составу удобрения подходят таким грунтам лучше всего. Это, как правило, кальциевая и натриевая селитра. Мочевина, которая обладает достаточно высоким содержанием азота, также прекрасно удобряет дерново-подзолистые почвы.

Мерзлотно-таёжная почва

Мерзлотно-таёжные грунты имеют сравнительно низкую биологическую активность. Они обладают крайне низким плодородием, потому что температурный и питательный режим таких почв неблагоприятно сказывается на растениях. Такие почвы обязательно нуждаются в крайне высоких количествах удобрений. На грунтах с повышенной кислотностью необходимо как можно чаще проводить известкование.

Мерзлотно-таёжные почвы по сравнению с другими грунтами недостаточно изучены. Учёные до конца не разобрались, как их классифицировать. Формируются эти почвы кустарниковыми лесами в условиях постоянных низких температур. В летний период верхний слой немного оттаивает, формируя почвенный профиль. В тайге осадки по объёму значительно превышают испарение, поэтому количество поверхностных вод превышает норму. Из-за таких условий происходит заболачивание грунта.

Серые лесные почвы

Серые лесные почвы сформировались от выветривания пород юрских отложений — глин и суглинок, а также делювиальных минералов глинистого механического состава. Эти земли занимают более 40% всей территории лесных почв.

Серые грунты расположены в лесостепной зоне под смешанными, мелколиственными и широколиственными травяными лесами. Они формировались в основном на возвышенных территориях. На ровных поверхностях и склонах серые лесные почвы освобождены под пашню, а леса в таких местностях не сохранились.

Распространены серые почвы в Северном полушарии планеты, в большинстве случаев они расположены в умеренном поясе. Этот тип сформировался под сильным влиянием дернового и подзолистого процесса.

Бурые лесные почвы

Бурые земли обладают хорошим естественным плодородием. Из-за этого были вырублены огромные участки широколиственных лесов. Теперь эти площади используют для развития и ведения сельского хозяйства.

Бурые почвы можно встретить в разных уголках планеты. Как правило, это территории лиственных и широколиственных лесов. В почвах этого типа содержится около 17% гумуса, благодаря чему они считаются самыми ценными.

Читайте также:  Мел подкормка для вишни

Формируются бурые грунты на разнообразных участках планеты: равнинах, межгорьях, предгорьях или в горной местности. Леса, под которыми происходит образование бурозёма, имеют разнообразную растительность. Листья содержат много полезных элементов, благодаря которым бурые почвы обладают хорошей плодородностью без использования удобрений и минеральных добавок. Верхние слои грунта имеют более высокий процент плодородия, чем нижние.

Вулканические лесные почвы

Лесные вулканические почвы в основном сосредоточились на территории полуострова Камчатка и Курильских островов. Формирование происходит под травянистыми берёзовыми лесами, а иногда — под хвойными. Состав и свойства вулканических земель различаются в зависимости от характера климатических и биологических условий, почвообразующих пород. Здесь бывают интенсивные, слабые или средние пеплопады. Климат достаточно холодный и влажный, поэтому вулканические лесные почвы подходят для выращивания кормовых культур или холодостойких овощей.

Вулканические грунты требуют внесения минеральных удобрений, питательных элементов, а также известкования.

Почвы, характерные для лесных зон России

Для территорий, на которых расположена Россия, характерны подзолистые, дерново-подзолистые и серые лесные почвы. Природная лесная зона страны занимает огромную часть Восточно-Европейской равнины и Сибири, которая сформировалась в условиях умеренного климата с обильными осадками. Благодаря обильной влажности и небольшому испарению влага в почве сохраняется надолго.

Плодородие лесных почв

Под плодородием лесных почв понимают их способность насыщать растительность полезными элементами, влагой, кислородом и теплом. Плодородные земли, как правило, имеют хорошую пористую структуру, насыщены органическими веществами и химическими элементами.

Продуктивность почвы зависит от насыщения её кислородом. Если грунт уплотняется, то аэрация снижается, тем самым сокращая плодородие. Чтобы повысить способность грунта к качественному плодородию необходимо вносить органические и минеральные удобрения, вовремя обрабатывать землю, при необходимости применять известкование.

Использование лесных почв

Человечеству нужно использовать почвы максимально рационально и целесообразно. На грунте, который подвержен эрозии, необходимо создавать новый лесной покров или сохранять имеющийся. В местностях с засушливым климатом стоит защищать от засухи и удобрять землю. Рационально обоснованные методы использования лесов смогут снизить риск эрозии и оползней.

Экологические проблемы почв лесов

Лесные зоны на планете являются самыми большими. Они находятся на всех уголках Земли. Для людей лес играет очень важную роль и используется для производства медикаментов, строительства, бумажной промышленности. Лесной покров выполняет климатическую, оздоровительную, почвенную, экономическую функции. Также лесная растительность выделяет кислород, является жильём для многих представителей животного мира.

Экологические проблемы в основном связаны с вырубкой лесных массивов, накоплением мусора, лесными пожарами, браконьерством и изменением климатических условий. На изменения погоды приходится приблизительно половина проблем, связанных с экологией почв. Остальные проблемные для грунта ситуации исходят от результата деятельности человечества. Люди оставляют в лесах тонны мусора, занимаются браконьерством, истребляют деревья. Множество пожаров также случается по вине людей.

Каждое государство должно заниматься охраной лесных массивов. Также всем жителям планеты стоит осознать, что природу нужно хранить и защищать, и от этого зависит качество жизни на Земле. Если каждый из нас будет убирать за собой мусор после отдыха на природе, то это, несомненно, позитивно повлияет на лесную экологию.

Источник

Химический состав почв. Основные питательные элементы для растений. Микроэлементы

Для нормального роста и развития растениям необходимы свет, тепло, вода, воздух и питательные вещества. Все эти условия жизни для растений равноценны и незаменимы.

В почвах элементы питания растений находятся в составе минералов, органических и органо-минеральных соединений твердой фазы почв, в почвенных растворах (в основном в ионной форме) и в газовой фазе почв.

Химический состав почв

В результате поглощения питательных элементов растения формируют корневые и надземные массы, которые используются людьми как продукты питания, корм для животных или как сырье для промышленности (клубни картофеля, зерно, лен и т. д.).

В почвах содержатся практически все элементы периодической системы Д. И. Менделеева, но для питания растениям наиболее необходимы 19 элементов: С, Н, О, N, P, S, К, Са, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, В, CI, Na, Si, Co.

Из них 16 элементов, кроме С, Н, О, относятся к минеральным. Углерод, водород и кислород поступают в растения преимущественно в виде СО2, О2 и Н2О. Необходимость натрия, кремния и кобальта не для всех растений установлена.

Углерод, водород, кислород и азот называют органогенными элементами, так как в основном из них состоит организм растений. Углерода содержится в среднем 45 % от сухой массы тканей растений, кислорода — 42, водорода — 6,5, азота — 1,5 %. Их сумма составляет 95 %. Оставшиеся 5 % приходятся на зольные элементы: Р, S, К, Са, Mg, Fe, Si, Na и др. Они называются так потому, что преобладают в золе растений.

Химический состав золы является показателем валового количества усвоенных растениями из почвы зольных элементов питания. Их выражают в оксидах или в элементах по отношению к массе сухого вещества, или к массе золы в процентах.

Валовой химический состав растений значительно отличается от валового состава почвы вследствие избирательности растений к поглощению отдельных элементов для формирования урожая (табл. 12). В растениях всегда больше азота, фосфора и калия.

12. Валовой химический состав пахотных горизонтов почв (% на прокаленную навеску) в сравнении с зольным составом растений (% на золу)

Дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая В. П. Ковриго Серая лесная оподзоленная тяжелосуглинистая В. П. Ковриго Чернозем типичный тяжелосуглинистый Е.А.Афанасьева Картофель (клубни)

Н.А.Максимов

В естественных биоценозах питательные элементы, усвоенные растениями и другими живыми организмами, снова возвращаются в почву после их отмирания и перегнивания, поэтому, как правило, обеднения почвы питательными элементами не происходит.

Устанавливается их относительное природное равновесие, характерное для разных типов почв.

Пахотные земли

На пахотных же землях после уборки урожая в почву возвращается только часть поглощенных растениями минеральных элементов, например с корневыми и стерневыми остатками зерновых культур; при тереблении льна почти ничего не возвращается.

В связи с этим в пахотные почвы необходимо вносить минеральные удобрения, что позволяет возвратить в почву не только отчужденные с урожаем питательные элементы, но и сбалансировать их по количеству и соотношению для последующих сельскохозяйственных культур.

Тем самым обеспечить получение запланированного урожая. Для повышения эффективности удобрений и снижения их доз очень важно осуществлять агроприемы по регулированию почвенных процессов, направленных на накопление биологического азота и высвобождение из твердой фазы почв элементов питания в доступной для растений форме.

Кроме азота и зольных элементов, называемых в агрономической практике макроэлементами, в составе растений присутствуют микроэлементы, содержание которых составляет

Валовое содержание элементов

В агрономических целях для характеристики условий питания растений определяют валовое содержание элементов в почве, ближайший для растений резерв доступных элементов и количество непосредственно усвояемых элементов из почвы.

Обеспеченность почв усвояемыми питательными элементами может быть выражена по отношению к разным сельскохозяйственным культурам в связи с тем, что они поглощают неодинаковое их количество. По этому признаку сельскохозяйственные культуры делят на три группы.

  1. Культуры невысокого выноса питательных элементов (зерновые).
  2. Культуры повышенного выноса (кормовые культуры, картофель).
  3. Культуры большого выноса (овощные, некоторые технические культуры, чайный куст, цитрусовые, виноград).

Азот и зольные элементы растения поглощают преимущественно в виде ионов из почвенного раствора и твердой фазы почв (Са 2+ , Mg 2+ , K + , Na + , NH4 + , Al 3+ , Fe 2+ , NO3 – , HPO4 2– , Н2РO4 – , SiO3 2– , CI – , SO4 2– и др.).

Питательные вещества растения извлекают избирательно из почвенного раствора физико-химической адсорбцией их на внешней поверхности корней или в результате контактного ионного обмена с твердой фазой почв.

Содержание доступных элементов питания растений в почвах варьирует в течение вегетационного периода в связи с изменением температуры, влажности, концентрации СO2 в почвенном воздухе, биологической активности почв.

Оно достигает максимума в европейской части России обычно в июле—августе; динамичность доступных элементов определяется также неравномерным их поглощением растениями.

Динамика почвенных и физиологических циклов доступных элементов питания не всегда совпадает, поэтому в критические периоды питания растений рекомендуют проводить подкормки удобрениями. Например, весенняя подкормка озимых зерновых культур азотными удобрениями.

Читайте также:  Что такое мочевина для подкормки рассад

Азот в почвах

Валовое количество азота в почвах составляет 0,1—0,5 %(от 2 до 10 т/га в пахотном слое 0—20см). В почвообразующих породах азота почти нет. Почвенный азот находится в основном в составе органического вещества — гумуса (1/20 –1/40 часть его процентного содержания).

Этот азот растениям недоступен. Однако в течение теплого времени года часть гумуса (1—2 % его содержания) разлагается микроорганизмами и азот высвобождается в доступной для растений форме.

Резервом доступного для растений азота является легкогидролизуемый азот. Его содержание в почвах составляет 2—5 % валового количества азота.

Это азот, который может быть минерализован в «ближайшее время» за счет наиболее разлагаемой части органического вещества почв (аминокислот и амидов). Однако по его количеству нельзя делать прогноз об обеспеченности растений азотом как элементом питания.

Основную роль в азотном питании растений играют минеральные формы азота: окисленная (NO3 – ) и восстановленная (NH4 + ).

Минерального азота содержится в среднем от 50 кг/га в пахотном слое дерново-подзолистых суглинистых почв, до 100 кг/га и более — в черноземах, что составляет 0,5-1 % валового количества азота в почвах. За вегетационный период растениями усваивается около 40 % минерального азота.

Аммонийный азот образуется в почвах в результате жизнедеятельности аммонифицирующих гетеротрофных микроорганизмов, превращающих органический азот растительных и животных остатков, а также азот гумуса в NH4 + .

Аммонийный азот

Находится в почвах в форме фиксированного глинными минералами аммония, входит в состав обменных катионов (0,3-0,4 % суммы катионов оснований), является компонентом почвенного раствора (5-6 мг/л).

Содержание доступного для растений аммония (обменного и водорастворимого) зависит от типа почв, численности аммонифицирующих бактерий и изменяется в динамике. Количество аммония практически не меняется при окультуривании почв, он довольно равномерно распределен по их профилю.

Нитратный

Образование нитратного азота в почвах обязано биологическому окислению NH3 + (NH4 + ) до NO3 – в результате микробиологического процесса нитрификации, осуществляемого двумя группами автотрофных бактерий.

Бактерии Nitrosomonas окисляют аммиак до азотистой кислоты, a Nitrobakter — азотистую кислоту до азотной. В настоящее время различают три группы нитратного азота в почве:

  • свободный,
  • подвижный,
  • адсорбированный (табл. 13).

Свободный нитратный азот находится в почвенном растворе (30-60 мг/л), может с ним передвигаться по профилю почв, хорошо поглощается корнями растений; часть нитратного азота подвергается денитрификации.

Подвижный нитратный азот — это адсорбированный NO3 – , легко переходящий в почвенный раствор из твердой фазы после высыхания почвы и последующего ее увлажнения.

Адсорбированный NO3 – находится в твердой (коллоидной) фазе почв в обменном состоянии. Особенно активно нитратный ион обменивается на фосфат-ион. Подвижный и адсорбированный нитратный азот, находясь в почвах в виде поглощенных ионов, не подвергается вымыванию и денитрификации.

13. Содержание N—N03 в пахотных горизонтах основных типов почв Удмуртии разной степени окультуренности, мг/кг (Ковриго, Ирьянова, 1982)

Степень окультуренности почв

Адсорбированный (A) N-NO3

Дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая почва

Серая лесная тяжелосуглинистая почва

Дерново-карбонатная выщелоченная глинистая почва

В лесных почвах процесс нитрификации подавлен; в них преобладает аммонийный азот. При распашке лесных почв процесс нитрификации активизируется, количество нитратного азота в пахотных почвах, как правило, преобладает над аммонийным.

Содержание нитратного азота в пахотных почвах зависит от типа почв, степени их окультуренности и состава глинных минералов. Об уровне возможной обеспеченности сельскохозяйственных культур свободным нитратным почвенным азотом судят по нитрификационной способности почв (табл. 14).

14. Уровень обеспеченности сельскохозяйственных культур азотом по нитрификационной способности дерново-подзолистых и серых лесных почв

Уровень обеспеченности, мг/кг N—N03

I – очень низкий

Для расчета доз азотных удобрений для получения планируемого урожая сельскохозяйственных культур необходимо знать содержание минерального азота в почвах.

Г. Гамзиков (1981) предложил метод определения ориентировочных доз азотных удобрений по содержанию свободного нитратного и аммонийного азота в пахотном слое почв перед посевом (табл. 15). Однако в этом методе не учитывается количество подвижного и адсорбированного азота.

Тем не менее он имеет преимущество над другими методами определения доз азотных удобрений, при которых содержание минерального азота в почвах в расчет вообще не берется, а дозы определяют или, например, по соотношению выноса растениями из почвы с урожаем азота и фосфора (табл. 16), или с помощью других расчетов.

Это приводит к большому завышению доз азотных удобрений, снижает качество растениеводческой продукции, причиняет вред экологической обстановке.

15. Шкала обеспеченности растений легкоусвояемыми формами азота для почв Западной Сибири (Гамзиков, 1981)

Обеспеченность растений азотом

Интервалы содержания N в почвах, мг/кг, перед посевом

Ориентировочные дозы внесения N, кг/га

Почвы, на которых рекомендуют применение метода

Дерново-подзолистые, серые лесные, черноземы

Серые лесные и черноземы

16. Вынос питательных веществ с урожаем зерновых культур (обобщенные показатели опытов по Удмуртии)

Вынос с общим урожаем биомассы, кг на 100 кг основной продукции

*Основная продукция — зерно.

Наиболее полное представление о содержании минерального азота в почвах перед посевом дает сумма всех трех групп азота нитратного и аммонийного в слое 0—100 см в западных районах России.

0-60 см – в восточных районах европейской части России и 0-40 см – в Средней Сибири, так как в слоях этой мощности наблюдается большей частью миграция нитратов в суглинистых почвах. Из этих слоев наиболее вероятно также усвоение минерального азота корнями растений.

Фосфор в почвах

Фосфор является «дефицитным» элементом, так как в мире запасы фосфатного сырья (апатитов и фосфоритов) для производства фосфорных удобрений невелики. Наряду с этим содержание валового фосфора (Р2О5) в почвах низкое — 0,05-0,25 % (от 1 до 5 т/га в пахотном слое 0-20 см).

Основное его количество растениям труднодоступно, а фосфор удобрений сильнее, чем азот и калий, закрепляется почвами в неподвижные формы. Естественных путей возобновления запасов фосфора в отличие от азота в почвах нет.

Соединения фосфора в твердой фазе почв по доступности растениям подразделяются на пять групп (по Ф. В. Чирикову).

  1. I группа – наиболее доступные растениям, легко переходят в раствор под воздействием угольной кислоты – фосфаты щелочей и NH4, одно- и двузамещенные фосфаты Са и Mg, Mg3(PО4)2, часть Са3(РО4)2.
  2. II группа – ближайший резерв фосфора для питания растений – это Са3(РО4)2, часть фосфора фосфорита и апатита, часть АlРO4 и часть органических фосфатов; извлекаются раствором уксусной кислоты.
  3. III группа в основном представлена труднодоступными фосфатами железа и алюминия, фосфорита, апатита и фитина.
  4. IV группа – это фосфаты органического вещества почвы; непосредственно растениям недоступны.
  5. V группа – фосфаты невыветрившихся минералов; непосредственно растениям недоступны.

Содержание разных форм соединений фосфора в почвах по группам дано в таблице 17. Их количество зависит от типа почв, минералогического и гранулометрического составов, содержания гумуса, изменяется по генетическим горизонтам и в динамике.

Часть фосфора содержится в твердой фазе почв в адсорбированном состоянии, в почвенных растворах (0,1-0,3 мг/л) в виде фосфат-ионов (в основном Н2РO4), которые входят в состав групп фосфатов, наиболее доступных растениям.

17. Групповой состав фосфатов в почвах по Ф.В. Чирикову

Глубина взятия образца, см

Валовой фосфор, мг/100г

Дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая почва

Серая лесная оподзоленная тяжелосуглинистая почва

*В числителе — в мг/100 г, в знаменателе — в % от валового.

Для агрономических целей определяют содержание подвижных фосфатов в почвах, т. е. условную сумму ближайшего резерва и непосредственно усвояемого фосфора растениями. Для этого применяют разные химические методы извлечения фосфора в зависимости от типа почв и их свойств.

По количеству подвижного фосфора проведена агрономическая группировка почв (табл. 18), которую используют для характеристики почвенных условий питания растений фосфором, составления картограмм и расчетов доз фосфорных удобрений.

18. Группировка почв по содержанию подвижных форм фосфора (для зерновых культур)

Количество Р2О5, мг/100 г почвы

по методу Кирсанова

серых лесных почв

по методу Чирикова

[в 1%-ном(NH4)2CO3] для карбонатных черноземов,каштановых, бурых и сероземов

3 ;

  • hпах — мощность пахотного слоя, см.
  • За вегетационный период растения используют 5-10 % фосфора от содержания подвижных фосфатов в почвах, т. е. непосредственно усвояемый фосфор.

    Количество усвояемого фосфора зависит от особенностей химического состава органической и минеральной частей почв, их кислотности, гранулометрического состава и может быть охарактеризовано степенью подвижности фосфора (содержанием Р2О5, мг/л, в вытяжке 0,03 н. раствором K2SO4).

    Читайте также:  Как определить площадь почвы

    Использование показателя степени подвижности фосфора в агрономической группировке почв дополнительно к содержанию подвижных форм фосфора дает более полную и правильную характеристику условий фосфорного питания растений (табл. 19).

    19. Группировка почв по содержанию кислопгорастворимого фосфора в сочетании с показателями степени подвижности фосфора (для зерновых культур Среднего Предуралья) (Дерюгин, 1978)

    P,Os, мг/1 г почвы (по Кирсанову)

    P2O5, мг на 1 л (по Карпинскому, Замятиной; степеньподвижности, в вытяжке 0,03 н. K2SO4)

    Калий в почвах

    Валового калия (К2О) в почвах больше, чем азота и фосфора, вместе взятых, – 1,5-2,5 % (30-50 т/га в пахотном слое), что зависит от минералогического, гранулометрического составов и содержания гумуса.

    Основное количество калия находится в труднодоступных для питания растения формах. Главным источником усвояемого калия служат обменно-поглощенные и водораствори-мосолевые его формы. Обменный калий составляет 0,5-1,5 % валового.

    В почвенных растворах Нечерноземной зоны России содержится 30-40 мг/л калия (К2О). Количество обменного калия изменяется по генетическим горизонтам почв. Для агрономических целей разработана группировка почв по содержанию в почвах обменного калия (табл. 20).

    Этой группировкой, так же как и по подвижному фосфору, пользуются для характеристики почвенных условий питания растений калием, для расчетов доз калийных удобрений и составления картограмм. Растения усваивают 10-20 % калия отчего обменных форм.

    20. Группировка почв по содержанию обменного калия (для зерновых культур)

    по методу Мачигина

    сероземов

    Группа почв* Содержание обменного калия Количество К20, мг/100 г почвы
    по методу Кирсанова (в 0,2 н. НС1) для подзолистых, дерново-подзолистых, серых лесньк почв по методу Масловой (в 0,5 н. CH3COONH,) для подзолистых, дерново-подзолистых, серых лесньк почв
    1 Очень низкое 25 >30
    * 2 – низкое содержание для I группы сельскохозяйственных культур, 3 – низкое содержание для II группы, 4 –низкое содержание для III группы сельскохозяйственных культур.

    Микроэлементы в почвах

    Микроэлементы (бор, марганец, медь, цинк, кобальт, молибден, йод и др.) играют важную биохимическую и физиологическую роль в жизни растений, а также животных и человека. Неблагоприятным является как недостаток микроэлементов в питании, так и их избыток.

    Кобальт

    Недостаток в кормах кобальта вызывает беломышечную болезнь у овец, недостаток йода в пище человека — заболевание щитовидной железы, цинка — кожные заболевания.

    Бор

    Недостаток в почве подвижного бора приводит к сердцевинной гнили корнеплода сахарной свеклы, а у капусты — к рыхлости кочана, недостаток меди — к недоразвитию метелки у овса и пустозерности.

    Медь

    Высокая концентрация в почве меди и низкая — цинка способствует заболеванию яблони розеточностью. Избыток в пище человека молибдена приводит к развитию подагры, бора в кормах — к пневмонии и нервным расстройствам овец, бора в почвах — к побурению листьев люцерны.

    На содержание микроэлементов в почвах оказывают влияние прежде всего материнские (почвообразующие) породы, принадлежащие к тем или иным геохимическим провинциям. Геохимические провинции микроэлементов — это территории, на которых в поверхностных участках земной коры содержатся различные их количества (пониженные или повышенные).

    Неодинаковое содержание микроэлементов в геохимических провинциях обусловлено происхождением материнских пород, включая их генетическую связь с определенными горными системами.

    В результате породы различаются по составу и количественному соотношению минералов, содержащих оксиды, соли и другие соединения микроэлементов как примеси.

    Известна приуроченность микроэлементов к первичным минералам: Со, Zn — к авгиту, биотиту, ильмениту, роговой обманке; Cu — к биотиту, апатиту, гранату, авгиту, полевым шпатам; В — к турмалину и т. д.

    В географическом плане содержание микроэлементов в почвах и материнских породах европейской территории России в целом повышается в южном направлении от зоны подзолистых почв к каштановым. В Нечерноземной зоне отмечается повышение количеств меди, кобальта и марганца от центральных областей к Уралу.

    В агрономических целях в почвах определяют валовые и подвижные количества микроэлементов, которые принято выражать в миллиграммах на килограмм (мг/кг) почвы.

    Содержание микроэлементов для некоторых почв Среднего Предуралья приведено в таблице 21. Из таблицы видно, что только небольшая часть валовых запасов микроэлементов находится в доступной для питания растений форме.

    21. Среднее валовое количество микроэлементов* и содержание подвижных форм** в пахотных горизонтах почв Среднего Предуралья,мг/кг (в вытяжках по Пейве-Ринькису) ( Кузнецов, 1990)

    Дерново-подзолистыесупесчаные и песчаные Дерново-подзолистые суглинистые Серые лесные оподзоленные суглинистые и глинистые Аллювиальные луговые суглинистые * Числитель; ** Знаменатель.

    В разных типах почв распределение валовых и подвижных форм микроэлементов по профилю неодинаковое, что обусловлено особенностями состава и свойств почв, и является результатом воздействия процессов почвообразования.

    Один из важных показателей поведения микроэлементов в почвах—величины их элювиально-аккумулятивных коэффициентов (ЭАК): отношение валового содержания элементов в верхних горизонтах почв к содержанию в почвообразующих породах.

    Величины коэффициентов зависят от почвообразовательных процессов, активности биогенной аккумуляции микроэлементов, реакции почв, насыщенности их основаниями, типа водного режима и других факторов.

    В таблице 22 показаны величины элювиально-аккумулятивных коэффициентов микроэлементов для некоторых почв Среднего Предуралья.

    22. Элювиально-аккумулятивные коэффициенты (ЭАК) микроэлементов в пахотных почвах Среднего Предуралья (Кузнецов, 1990)

    Дерново-подзолистые

    супесчаные и песчаные

    Дерново-подзолистые

    суглинистые

    Серые лесные оподзоленные суглинистые и

    глинистые

    Дерново-карбонатные

    глинистые

    Дерново-глеевые

    глинистые

    В образовании этих почв значительное участие принимали элювиальные процессы, поэтому у многих почв коэффициенты ЭАК меньше единицы. Это означает, что содержание валовых форм микроэлементов в таких почвах ниже, чем в почвообразующих породах.

    Марганец

    Марганец во всех почвах имел положительную величину коэффициента накопления, так же как йод, благодаря своей высокой биогенности. Величина ЭАК больше единицы у дерново-карбонатных и дерново-подзолистых легких почв.

    В дерново-карбонатных почвах аккумулятивные процессы микроэлементов преобладают над элювиальными благодаря карбонатному геохимическому барьеру нижних горизонтов, а в легких дерново-подзолистых почвах из-за низкого содержания микроэлементов в почвообразующих породах даже незначительная их аккумуляция в гумусовом горизонте отражалась положительно на величине ЭАК.

    Показатели содержания подвижных микроэлементов в почвах используют в агрономической практике для определения необходимости использования микроудобрений. В таблице 23 приведена группировка по обеспеченности растений подвижными формами микроэлементов, которую широко используют в агрономической практике.

    23. Группировка почв do обеспеченности растений микроэлементами (по Важеыину)

    Обеспеченность Содержание подвижных микроэлементов, мг/кг почвы (в вытяжках по Пейве-Ринькису)
    В Мп Си Zn Со Мо
    I группарастений (невысокого выноса микроэлементов)
    Низкая 0,3 >30 >1,5 >1,5 >1,0 >0,15
    II группа растений (повышенного выноса микроэлементов)
    Низкая 0,5 >70 >4,0 >3,0 3,0 >0,3
    III группа растений (высокого выноса микроэлементов)
    Низкая 1,0 >150 >7,0 >5,0 >5,0 >0,5

    Следует иметь в виду, что потребность сельскохозяйственных культур в тех или иных микроэлементах, как и в макроэлементах, различная. Поэтому группировка почв составлена для трех групп растений по выносу микроэлементов из почвы.

    1. К первой группе культур невысокого выноса относятся зерновые хлеба, кукуруза, зерновые бобовые, картофель.
    2. Ко второй группе относятся культуры повышенного выноса микроэлементов: корнеплоды, овощи, травы (бобовые, злаковые, разнотравье), подсолнечник, плодовые.
    3. К третьей группе высокого выноса относятся сорта интенсивного типа, а также сельскохозяйственные культуры первой и второй групп, возделываемые в условиях высокого агрофона, когда применяют повышенные дозы макроудобрений, осуществляют хороший уход за растениями, а также при орошении.

    Регулирование режима питания растений

    Самыми мощными приемами регулирования питания растений макро- и микроэлементами является внесение органических и минеральных удобрений, а также приемы обработки почв, так как они активно воздействуют на режим влажности и содержание почвенного воздуха.

    Большое значение имеет регулирование реакции почв с помощью известкования кислых и гипсования щелочных почв. При этом изменяются величины катионной и анионной обменной поглотительной способности почв, подвижность макро- и микроэлементов, направленность биологических и биохимических процессов и т. д.

    Эффективны агроприемы по увеличению емкости поглощения почв в результате внесения природных адсорбентов, таких, как цеолиты, бентониты, вермикулит, а также глинование песчаных почв, регулирование их температурного режима, проведение мероприятий по борьбе с плоскостной водной эрозией.

    24. Модели плодородия для некоторых типов почв восточной части европейской территории России* (Ковриго, 1989)

    Оптимальные показатели свойств пахотного слоя почв перед посевом

    Источник

    Adblock
    detector