Плодородие различных типов почв

Виды почвенного плодородия

Лекция 5

Реакция почвы. Плодородие почв. Почвенно-географическое и природно-сельскохозяйственное районирование. Классификация почв. Зональность почвенного покрова

РЕАКЦИЯ ПОЧВЕННОЙ СРЕДЫ

Состав поглощенных катионов определяет многие свойства почв; с ними связаны кислотность и щелочность. Реакция среды имеет существенное значение для направленности почвенных процессов и уровня почвенного плодородия. Кислотно-щелочные условия зависят от типов почв, их подтиповых, родовых различий и могут колебаться в широких пределах.

Кислотность почв

Различают актуальную и потенциальную кислотность.

Актуальная кислотность почв – это концентрация ионов Н + в почвенном растворе в граммах-эквивалентах (моль) на 1 литр, выражаемая величинами pH, где pH = -lg [Н + ].

Нейтральную реакцию характеризует рН=7, кислую – рН 7.

Актуальная кислотность определяется в водной вытяжке или суспензии, в связи с чем к индексу рН добавляется буквенный индекс «в» или «Н₂О» (рН_в или pH_Н2О).

Величина pH является наиболее устойчивым генетическим показателем конкретной почвы. Варьирование pH в границах типичных значений составляет 5-10%. Всякое изменение реакции среды приводит к резкой смене характера почвообразования. Ряд почвенных процессов имеет строгую приуроченность к определенным пределам водородного показателя. Это солонцовый процесс, оподзоливание, пептизация и коагуляция коллоидов, ферраллитизация, микробиологические явления и т.д. Антропогенетические изменения pH происходят при окультуривании или деградации почв. Для всех почв величина их pH считается существенным диагностическим критерием.

В почвах рН_в может находиться в пределах от 4 до 8 и более. Крайне низкие значения рН характерны для некоторых торфяно-болотных и болотно-подзолистых почв. Для подзолистых, дерново-подзолистых почв и красноземов рН_в равен 4,5-5,6, для серых лесных оподзоленных – 5,5-6,5, черноземов, каштановых, сероземов – 6,5-7,5, в карбонатных почвах, солонцах, солончаках рН_в более 8,5.

Потенциальная кислотность – это количество обменных ионов Н + и А1 3+ в составе почвенного поглощающего комплекса, выражаемое в миллиграмм-эквивалентах на 100 граммов почвы (мг-экв/100г). Это кислотность твердой фазы почвы. Потенциальная кислотность подразделяется на обменную и гидролитическую, характеризующиеся как последовательные этапы выделения в раствор дополнительных количеств протонов из твердой фазы почвы.

Обменная кислотностьопределяется количеством поглощенных Н + и А1 3+ , вытесняемых из почвы катионами нейтральных солей. Обычно для ее определения используют 1 н раствор КС1 (рН около 6,0).

По степени кислотности, определяемой в солевой вытяжке 0,1 н. КСl почвы делятся на:

очень сильно кислые рН менее 4,0

сильно кислые 4,1-4,5

средне кислые 4,6-5,0

слабо кислые 5,1 -5,5

близкие к нейтральным 5,6-6,0

нейтральные рН 6-7

Природа обменной кислотности зависит от состава и свойств почвенных коллоидов. Кислотность органических почвенных коллоидов (гумусовые кислоты) обусловлена главным образом обменным водородом, причем непосредственным источником обменного водорода служат органические кислоты, включая гумусовые, и угольная кислота. Кислотность минеральных коллоидовсвязана с наличием в почвенном поглощающем комплексе обменных ионов водорода, алюминия или железа. Источником обменных алюминия и железа служат ионы кристаллической решетки глинистых минералов и гидроксидов, мобилизуемые органическими кислотами или присутствующие в почвенном растворе и также внедряющиеся в диффузный слой почвенных коллоидов.

Гидролитическая кислотностьопределяется количеством поглощенных Н + и А1 3+ , вытесняемых гидролитически щелочной солью (CH₃COONa). Количество образующейся уксусной кислоты, эквивалентное количеству поглощенных водорода и алюминия в почве, определяет величину гидролитической кислотности и ее обозначают как Н_г. Так как нейтральная соль вытесняет лишь часть поглощенного водорода, а гидролитически щелочная соль – почти весь, то гидролитическая кислотность обычно больше обменной.

Гидролитическую кислотность рассматривают как суммарную кислотность почвы, состоящую из актуальной и потенциальной кислотности. Ее величина обусловливает ненасыщенность почв основаниями.

Щелочность почв

Различают актуальную и потенциальную щелочность почв.

Актуальная щелочностьобусловлена наличием в почве гидролитически щелочных солей (Na₂CО₃, NaHCО₃, Ca(HCО₃)₂ и др.), которые при диссоциации определяют повышенную концентрацию гидроксил-ионов.

При характеристике актуальной щелочности природных вод и почвенных растворов различают общую щелочность, щелочность от нормальных карбонатов и щелочность от гидрокарбонатов. Эти виды щелочности различаются по граничным значениям рН.

Потенциальная щелочностьобусловлена содержанием обменно-поглощенного Na, который может переходить в раствор и подщелачивать его. Характерна для солонцеватых почв. Следовательно, потенциальная щелочность – не что иное как солонцеватость почв.

Сильная щелочность почвы, как и кислотность, оказывает неблагоприятное действие на развитие растений и микроорганизмов, усиливает пептизацию почвенных коллоидов, ухудшает структурное состояние почвы и ее физические свойства.

Буферность почв

В широком смысле буферная способность или буферность характеризует способность почвы противостоять изменению концентрации почвенного раствора, его щелочно-кислотного, окислительно-восстановительного состояний и др. Чаще под буферностью понимают способность почвы лишь противостоять изменению ее актуальной реакции под воздействием различных факторов.

Буферность проявляется либо против подкисления, либо против подщелачивания. Кислота или щелочь, появляющаяся в почвенном растворе, вступает во взаимодействие с ППК, что уменьшает изменение реакции. Почвы, в ППК которых находятся Са 2+ и другие катионы оснований, проявляют буферность против подкисления, а в ППК которых находится Н + – против подщелачивания.

Буферность почвы измеряется количеством миллилитров кислоты или щелочи, которое необходимо внести в почву, чтобы изменить реакцию (рН) в почвенном растворе.

На величину буферности оказывают влияние минералогический и гранулометрический составы почвы, содержание гумуса, емкость поглощения, состав обменных катионов.

Чем больше в почве вторичных минералов, чем тяжелее гранулометрический состав и чем больше в почве коллоидов, гумуса и выше емкость поглощения, тем выше буферность почвы.

Буферность почв – один из важнейших элементов почвенного плодородия. Она позволяет сохранять благоприятные для растений свойства почв или оказать сопротивление приемам по регулированию реакции почвенного раствора и твердой фазы почвы.

ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

Неотъемлемым специфическим свойством почвы как природного тела является ее плодородие. По мере накопления сведений о почве и развития естествознания и агрономии менялись представления о том, чем обусловлено плодородие почвы и определение самого понятия. В то время, когда была распространена «гумусовая» теория питания растений, под плодородием почвы понимали способность ее обеспечивать растения перегноем, а несколько позже сторонники минерального питания растений – способность почвы обеспечивать растения всеми минеральными элементами. Также широко распространено определение плодородия почвы, данное академиком В.Р. Вильямсом. Согласно ему, под плодородием почвы понимается ее способность непрерывно обеспечивать растения одновременно водой и элементами питания. Тепло и свет, необходимые растениям, рассматриваются им как космические факторы. Однако в настоящее время плодородие почвы понимается шире.

Плодородие – это способность почвы удовлетворять потребность конкретных растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы воздухом и теплом. Питание, вода, воздух, тепло – главнейшие слагаемые плодородия почв. Почва считается плодородной, если растения на ней не страдают от холода и перегрева, а корневые системы получают в нужном количестве элементы питания, воду, не испытывают недостатка в кислороде воздуха. Недостаток или избыток одного из слагаемыхкомпонентов плодородия ограничивает возможности получения урожая и часто приводит к гибели растений.

Виды почвенного плодородия

Возникновение плодородия связано с естественным почвообразованием, поэтому каждой почве присуще природное, или естественное плодородие. Оно определяется сложным взаимодействием свойств и режимов почв, обусловленных развитием природного почвообразовательного процесса, не нарушенного воздействием человека. В чистом виде оно присуще целинным почвам и характеризуется продуктивностью произрастающих на почве ценозов.

Земледельческое освоение почв вносит существенные изменения в естественное развитие почвенных процессов и режимов, в свойства почв. Эти изменения обусловлены обработкой, внесением удобрений, различными мелиорациями и т.д. Качественные и количественные изменения в свойствах и режимах почв, вызванные воздействием человека, характеризуют их искусственное плодородие. В чистом виде оно возникает при создании субстратов для выращивания растений в теплицах, парниках и т. д.

При сельскохозяйственном использовании почв искусственное плодородие в совокупности с естественным проявляется как эффективное плодородие. Оно реализуется в урожае сельскохозяйственных культур. Эффективное плодородие зависит не только от уровня природного плодородия, но в большой степени от условий использования почв в производстве, развития науки и техники и реализации их достижений.

Эффективное плодородие всегда связано с определенными затратами труда и средств для получения продукции возделываемых растений, с хозяйственной деятельностью человека. Оно может быть оценено в экономических показателях. Это экономическое плодородие.

Потенциальное плодородиехарактеризуется общими запасами элементов питания растений, формами их соединений и сложным взаимодействием всех других свойств, определяющих способность почвы в благоприятных условиях обеспечивать растения также другими земными факторами (водой, воздухом, теплом), длительное время мобилизовать в необходимых для растений количествах элементы питания и поддерживать высокий уровень эффективного плодородия.

Высоким потенциальным плодородием обладают, например, черноземные почвы, низким – подзолистые почвы. Примером почв с высоким уровнем потенциального плодородия могут служить также болотные низинные торфяные почвы, которые характеризуются значительными запасами элементов питания и способны после осушительных мелиораций обеспечивать высокое эффективное плодородие за счет частичного расхода запасного фонда.

Поскольку проявление плодородия дифференцируется в зависимости от требований различных сельскохозяйственных (и естественных) растений, то плодородие почвы по отношению к какой-либо определенной группе или виду растений называют относительным плодородием.

Источник

Типы почв и их особенности

Почва — это сложный биологический комплекс, включающий в себя минеральную (механическую) и органическую части, почвенные воздух, воду, микрофлору и микрофауну. От данного комплекса и совокупности влияющих факторов, таких как климатические условия, сроки посадки, сорт, своевременность и грамотность агротехнических приемов зависит качество выращивания садово-огородных культур на вашем приусадебном участке. Также не менее важным при закладке сада, газона или разбивке огорода является тип почвы. Он определяется по содержанию минеральных и органических частиц.

От того, какой вид почвы преобладает на вашем участке, зависит выбор культур, их размещение, а в конечном счете и урожай. В зависимости от этого вырабатывается конкретный комплекс по поддержанию плодородия путем правильной обработки и внесением необходимых удобрений.

К основным видам почв, с которыми чаще всего сталкиваются владельцы приусадебных и дачных участков, относятся: глинистая, песчаная, супесчаная, суглинистая, известковая и болотистая. Более точная классификация выглядит следующим образом:

Каждая почва имеет как положительные, так и отрицательные свойства, а значит отличается в рекомендациях по улучшению и подбору культур. В чистом виде они встречаются редко, в основном в комбинации, но с преобладанием определенных характеристик. Рассмотрим подробно каждый тип.

Песчаная почва (песчаники)

Песчаники относятся к легким видам почв. Они рыхлые, сыпучие, легко пропускают воду. Если горсть такой земли взять в руки и попробовать сформировать комок, то он будет рассыпаться.

Достоинство таких почв — они быстро прогреваются, хорошо аэрируются, легко обрабатываются. Но вместе с тем, быстро охлаждаются, пересыхают, слабо удерживают в зоне корней минеральные вещества — и это недостаток. Питательные элементы вымываются водой в глубинные слои грунта, что приводит к снижению наличия полезной микрофлоры и пригодности для выращивания культур.

Для поднятия плодородия песчаников необходимо постоянно заботиться об улучшении их уплотняющих и связующих свойств. Добиться этого можно путем внесения торфа, компоста, перегноя, глиняной или буровой муки (до двух ведер на 1 м²), применением сидератов (с заделкой в почву), качественным мульчированием.

Более нестандартным методом облагораживания данных почв является создание искусственного плодородного слоя путем глинования. Для этого, на месте грядок, необходимо устроить глинистый замок (выложить глину слоем в 5 – 6 см) и на него насыпать 30 – 35 см. супесчаной или суглинистой почвы.

На начальном этапе обработки допускается выращивние следующих культур: моркови, лука, дыни, клубники, смородины, плодовых деревьев. Несколько хуже на песчаниках будут себя чувствовать капуста, горох, картофель и свекла. Но, если удобрять их быстродействующими удобрениями, в малых дозах и достаточно часто, то можно добиться хороших результатов.

Супесчаная почва (супеси)

Супеси — это еще один вариант легких по механическому составу грунтов. По своим качествам они схожи с песчаником, но содержат немного больший процент глинистых включений.

Основные достоинства супесей — они обладают лучшей удерживающей способностью к минеральным и органическим веществам, быстро прогреваются и относительно долго его удерживают, меньше пропускает влагу и медленнее пересыхает, хорошо аэрируется и легко поддается обработке.

При обычных методах и выборе районированных сортов на супесчаной почве может расти все. Это один из неплохих вариантов для садов и огородов. Однако приемы повышения и поддержания плодородия для данных почв так же приемлемы. Это предполагает внесение органики (в обычных дозах), высев сидеральных культур, проведение мульчирования.

Глинистая почва (глинозем)

Глиноземы относятся к тяжелым почвам с преобладанием в составе глинистых и лессовых (илистых) осадочных пород. Их трудно обрабатывать, в них мало воздуха и они холоднее песчаных почв. Развитие растений на них несколько запаздывает. На поверхности очень тяжелых почв может застаиваться вода из-за низкого коэффициента водопоглощения. Поэтому выращивать на ней культуры достаточно проблематично. Однако, если глинистую почву грамотно окультурить, она способна стать достаточно плодородной.

Как определить глинистую почву? После перекопки она имеет крупнокомковатую плотную структуру, увлажненная липнет к ногам, плохо впитывает воду, легко слипается. Если из горсти влажного глинозема скатать длинную «колбаску», то ее можно легко согнуть в кольцо, при этом она не станет рассыпаться на части или трескаться.

Для облегчения обработки и обогащения глинозема, рекомендуется периодическое внесение таких веществ, как крупнозернистого песка, торфа, золы и извести. А повысить биологические качества можно с помощью навоза и компоста.

Внесение в глинистую почву песка (не более 40 кг на 1 м 2 ) позволяет снизить показатели влагоемкости и таким образом повысить ее теплопроводность. После пескования она становится пригодной для обработки. Кроме того, возрастает ее способность к прогреванию и водопроницаемости. Зола обогащает питательными элементами. Торф разрыхляет и увеличивает водопоглощающие свойства. Известь снижает кислотность и улучшает воздушный режим почвы.

Рекомендуемые деревья для глинистых почв: граб, груша, дуб черешчатый, ива, клен, ольха, тополь. Кустарники: барбарис, барвинок, боярышник, вейгела, дерен, калина, кизильник, лещина, магония, смородина, снежноягодник, спирея, хеномелес или айва японская, чубушник или жасмин садовый. Из овощей на глине неплохо себя чувствуют картофель, свекла, горох и топинамбур.

Для остальных культур можно порекомендовать высокие грядки, посадку на гребнях, применение меньшей глубины заделки семян и клубней в почву, высадку рассады наклонным способом (для лучшего прогревания корневой системы).

Особое внимание на глинистых почвах необходимо уделять рыхлению и мульчированию.

Суглинистая почва (суглиники)

Суглинистая почва — самый подходящий вид для выращивания садово-огородных культур. Она легко поддается обработке, содержит большой процент питательных элементов, имеет высокие показатели воздухо- и водопроводимости, способна не только сохранять влагу, но и равномерно распределять ее по толще горизонта, хорошо удерживает тепло.

Определить суглиник можно, взяв пригоршню данного грунта в ладони и скатать его. В результате можно легко сформировать колбаску, но при деформировании она разрушиться.

Благодаря совокупности имеющихся свойств, суглинистую почву не нужно улучшать, а необходимо только поддерживать ее плодородие: мульчировать, периодически вносить органические и минеральными удобрениями.

Выращивать на суглиниках можно все виды культур.

Известковая почва

Известковая почва относится к категории бедных почв. Обычно она имеет светло-коричневый цвет, большое количество каменистых включений, плохо отдает растениям железо и марганец, может иметь тяжелый или легкий состав. При повышенных температурах она быстро нагревается и пересыхает. У выращиваемых культур на такой почве желтеет листва и наблюдается неудовлетворительный рост.

Чтобы улучшить структуру и повысить плодородие известковых почв необходимо регулярно вносить органические удобрения, мульчировать, высевать сидераты, применять калийные удобрения.

Выращивать на данном виде грунтов, можно все, но при частом рыхлении междурядий, своевременных поливах и продуманном применении минеральных и органических удобрений. От слабой кислотности будут страдать: картофель, томаты, щавель, морковь, тыква, редька, огурцы и салаты. Поэтому подкармливать их нужно удобрениями, склонными подкислять (сульфатом аммония, мочевиной), а не подщелачивать почву, например.

Болотистая почва (торфяник)

Болотистые (торфяные) почвы не редкость на садовых участках. К сожалению, назвать их хорошими для выращивания культур сложно. Это обусловлено минимальным содержании в них элементов питания для растений. Такие почвы быстро впитывают воду, так же быстро ее и отдают, плохо прогреваются, часто имеют высокий показатель кислотности.

Единственное достоинство болотистых почв — они хорошо задерживают минеральные удобрения и легко поддаются окультуриванию.

Чтобы улучшить плодородие болотистых почв необходимо обогатить землю песком или глиняной мукой. Также можно применять известкование и удобрение.

Для закладки сада на торфяных почвах лучше высаживать деревья либо в ямы, с индивидуально заложенным под культуру грунтом, либо в насыпные холмы, высотой от 0,5 до 1 метра.

Используя в качестве огорода, торфяник нужно тщательно окультуривать или, как в варианте с песчаными почвами, закладывать глиняную прослойку и уже на нее засыпать перемешанный с торфом суглинок, органические удобрения и известь. Для выращивания крыжовника, смородины, черноплодной рябины и садовой земляники можно ничего не делать, только поливать и выпалывать сорняки, так как данные культуры на таких почвах произрастают и без окультуривания.

Черноземы

Черноземы – это почвы высокого потенциального плодородия. Устойчивая зернисто-комковатая структура, высокое содержание гумуса, большой процент кальция, хорошие водопоглощающие и водоудерживающие способности позволяют рекомендовать их, как лучший вариант для выращивания сельскохозяйственных культур. Однако, как и любые другие почвы они имеют свойство истощаться от постоянного использования. Поэтому уже через 2 – 3 года после их разработки, на грядки рекомендуется вносить органические удобрения, высевать сидераты.

Черноземы сложно назвать легкими почвами, поэтому их часто разрыхляют внесением песка или торфа. Так же они могут быть кислыми, нейтральными и щелочными, что так же нужно контролировать. Чтобы определить чернозем, необходимо взять гость земли и сжать ее в ладони. В результате должен остаться черный жирный отпечаток.

Сероземы

Для формирования сероземов необходимы лессовидные суглинки и лессы с подстилкой из галечника. Равнинные сероземы образуются на глинистых и тяжелосуглинистых делювиальных и аллювиальных породах.

Для растительного покрова зон с сероземами характерна ярко выраженная поясность. На нижнем уровне, как правило, возникает полупустыня с мятликом и осокой. Он постепенно переходит в следующий пояс с полупустыней и представляющими ее мятликом, осокой, маком и ячменем. Более высокие районы предгорий и низкогорий занимают в основном пырей, ячмень другие культуры. На участках речных пойм растут ивы и тополя.

В профиле сероземов выделяются следующие горизонты:

• Гумусовый (толщиной от 12 до 17 см.).
• Переходный (толщиной от 15 до 26 см.).
• Карбонатный иллювиальный (толщиной от 60 до 100 см.).
• Пылевато-суглинистый с включениями на глубине более 1,5 м. мелкокристаллического гипса.

Для сероземов характерно сравнительно низкое содержание гумусовых веществ – от 1 до 4%. Кроме того, они отличаются повышенным уровнем карбонатов. Это щелочные почвы с незначительными показателями поглотительной способности. В их составе присутствует некоторое количество гипса и легкорастворимых солей. Одним из свойств сероземов является биологическое скапливание калия и фосфора. Почвы такого типа содержат достаточно много легкогидролизуемых азотных соединений.

В сельском хозяйстве сероземные грунты можно использовать при условии проведения специальных оросительных мероприятий. Чаще всего на них выращивают хлопчатник. Помимо этого, на участках с сероземами можно успешно возделывать свеклу, рис, пшеницу, кукурузу и бахчевые.

Для улучшения качества сероземных грунтов, кроме орошения, рекомендуются меры, направленные на предотвращение вторичного засоления. Потребуются также регулярное внесение органических и минеральных удобрений, формирование глубокого пахотного слоя, применение метода люцерно-хлопкового севооборота и высевание сидератов.

Бурые почвы

Бурые лесные грунты образуются на пестроцветных и красноцветных щебнисто-суглинистых, пролювиальных, аллювиальных и аллювиально-делювиальных породах равнин, располагающихся в предгорьях под лиственными, буково-грабовыми, дубово-ясеневыми, буково-дубовыми и дубовыми лесами. В восточной части России они локализованы на предгорных и межгорных равнинах и располагаются на глинистых, суглинистых, аллювиальных и элювиально-делювиальных основаниях. На них часто произрастают смешанные, еловые, кедровые, пихтовые, кленовые и дубовые леса.

Процесс формирования бурых лесных почв сопровождается выходом из толщи почвенного профиля продуктов почвообразования и выветривания. Они обычно имеют минеральную, органическую и органо-минеральную структуру. Для формирования грунта указанного типа особое значение имеет так называемый опад (опавшие части растений), являющийся источником зольных компонентов.

Можно выявить следующие горизонты:

• Лесная подстилка (толщиной от 0,5 до 5 см).
• Грубогумусный перегнойный.
• Гумусовый (толщиной до 20 см).
• Переходный (толщиной от 25 до 50 см).
• Материнский.

Основные характеристики и состав бурых лесных почв значительно изменяются от одного горизонта к другому. В целом это грунты, насыщенные гумусом, содержание которого достигает 16%. Значительную часть его составляющих занимают фульвокислоты. Грунты представленного типа являются кислыми или слабокислыми. В них нередко происходят процессы оглинения. Иногда верхние горизонты бывают обеднены илистыми компонентами.

В сельском хозяйстве бурые лесные почвы традиционно используют для выращивания овощных, зерновых, плодовых и технических культур.

Чтобы определить, какой тип почвы преобладает на вашем участке, лучше всего обратиться к специалистам. Вам помогут узнать не только вид почвы по содержанию минеральных веществ, но и наличие в ней фосфора, калия, магния и других полезных микроэлементов.

Источник