Строение почвы ее охрана

ПОЧВА, ЕЕ СОСТАВ И СТРОЕНИЕ

ОХРАНА ПОЧВ

Площадь суши 15 млрд. га, т.е. около трети поверхности земного шара. Из них леса занимают 28%, пустыни, ледники, населенные пункты и другие участки со слабо выраженным почвенным по­кровом — 45, пастбища — 17, обрабатываемые земли — 10%, при­мерно столько же земли пригодно для обработки, но использование ее в земледелии экономически невыгодно. Таким образом, питание людей обеспечивает в основном 1450 млн га возделываемых почв, и в силу этого они 1аслуживают бережного использования и тща­тельной охраны.

Почва — это поверхностный слои земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растительности, животных, микроорганизмов, материнской породы и является самостоятельным природным образованием.

Основателем научного почвоведения является русский учёный В.В.Докучаев (1846-1903), который впервые дал определение понятиям: «почва» и «почвенный профиль», выявил главные отличительные свойства и раскрыл сущность почвообразовательного процесса. К пяти факторам почвообразования, установленным В.В.Докучаевым: материнской породе, климату, рельефу и времени, растительным и животным организмам — позже была добавлена вода (почвенная и грунтовая) и хозяйственная деятельность человека.

Любую почву можно рассматривать как гетерогенную систему, состоящую из трех фаз: твердой (минеральный скелет, органические и биологические компоненты), жидкой (почвенный раствор) и газообразной (почвенный воздух).

Твердая фаза почвы содержит основной запас питательных ве­ществ для растений. Она состоит на 90 % и более из сложных минера­лов и примерно на 10 % и менее из органических веществ, которые иг­рают очень важную роль в плодородии почвы. Почти половина твердой фазы почвы приходится на связанный кислород, одна треть — на крем­ний, более 10 % — на алюминий и железо, и только 7 % — на остальные элементы.

Совокупность мелкораздробленных (коллоидных) частиц почвы и органических веществ составляет почвенно-поглощающий комплекс (ППК). Суммарный заряд ППК большинства почв отрицательный, и тем самым он удерживает на своей поверхности в поглощенном состоянии в основном положительно заряженные ионы — катионы.

Почвенный раствор — наиболее подвижная и активная часть почвы, в которой совершаются разнообразные химические процессы и из которой растения непосредственно усваивают питательные вещества. Элементы питания, находящиеся в почвенном растворе, наиболее досту­пны для растений.

Почвенный воздух служит основным источником кислорода для дыхания корней растений. Он отличается от атмосферного повышенным содержанием углекислого газа и несколько меньшим – кислорода.

Строение почв характеризуют сочетанием генетических горизонтов. Генетическими называют те горизонты, которые образовались в результате общего почвообразовательного процесса, так что формирование каждого из присутствующих в почве горизонтов тесно связано (или даже обусловлено) формированием других горизонтов. Это проще всего проиллюстрировать на примере строения некоторых почв. Если заложить почвенный разрез (выкопать яму) с вертикальной передней стенкой, то на последней станет отчетливо видна последовательность генетических горизонтов.

В результате перемещения и превращения веществ почва расчленяется на отдельные слои, или горизонты, сочетание которых составляет профиль почвы.

Поверхностный горизонт, подстилка или дернина, состоит большей частью из свежеопавших и частично разложившихся листьев, веток, останков животных, грибов и других органических веществ. Окрашен обычно в темный цвет — коричневый или черный. Лежащий под ним гумусовый горизонт А1, как правило, представляет собой пористую смесь частично разложившегося органического вещества (гумуса), живых организмов и некоторых неорганических частиц. Обычно он более темный и рыхлый, чем нижние горизонты. В этих двух верхних горизонтах сконцентрирована основная часть органического вещества почвы и корни растений. О почвенном плодородии многое может сказать ее цвет. Например, темно-коричневый или черный гумусовый горизонт богат органическими веществами и азотом. В серых, желтых или красных почвах органического вещества мало, и для повышения их урожайности требуются азотные удобрения.

В лесных почвах под горизонтом А1 залегает малоплодородный подзолистый горизонт А2, имеющий светлый оттенок и непрочную структуру. В черноземных, темно-каштановых, каштановых и других типах почв этот горизонт отсутствует. Еще глубже во многих типах почв расположен горизонт В-иллювиальный, или горизонт вмывания. В него вымываются и в нем накапливаются минеральные и органические вещества из вышележащих горизонтов. Чаще всего он окрашен в бурый цвет и имеет большую плотность. Еще ниже залегает материнская горная порода С, на которой формируется почва.

Все горизонты почвы представляют собой смесь органических и минеральных элементов. Свыше 50 % минерального состава почвы составляет кремнезем (SiO₂), остальную часть могут составлять глинозем, оксиды железа, магния, калия, фосфора, кальция. Органические вещества, поступающие в почву с растительным опадом, включают углеводы, белки, жиры, смолы, дубильные вещества. Органические остатки в почве минерализуются с образованием более простых веществ (вода, диоксид углерода, аммиак и др.) или превращаются в перегной, или гумус.

Посредством почвы — важнейшего компонента биосферы — осуществляются эко-логические связи живых организмов с литосферой, педосферой, атмосферой.

Важнейшим свойством почвы является плодородие.Плодородие почвы — это совокупность свойств почвы, обеспечивающая высокую урожайность сельскохозяйственных растений, а также биологическую продуктивность естественных фитоценозов. Плодородие почвы зависит от оптимального содержания в ней питательных веществ (азота, фосфора, калия, микроэлементов), степени увлажненности, правильных методов агротехники, отсутствия вторичного засоления, процессов эрозии и др. Плодородие почвы определяют по наличию в ней гумуса.

Гумус — высокомолекулярные темно-окрашенные органические вещества почвы. Состоит из гуминовых кислот, образуется в результате биохимического разложения растительных и животных остатков. Содержит элементы питания растений, которые после разложения гумуса переходят в доступную для них форму. От его качества зависит плодородие почвы.

Различают плодородие естественное и искусственное, естественное определяется, в основном природными факторами, а искусственное осуществляется внесением удобрений и проведением; комплекса агротехнических мероприятий (мелиорация, севообороты, снегозадержание, водосберегающие технологии полива и др.).

По наличию типов почв территория Омской области делится на три зоны: южная таёжно-лесная, лесостепная и степная,

Таёжно-лесная зона имеет наиболее ограниченную площадь сельскохозяйственных угодий, около 600 тыс. га, и пашни — 294 тыс. га или 14%. Эта зона наиболее понижена и заболочена, длительно переувлажнена, грунтовые воды залегают на глубине 1-3 м. Основной земельный фонд представлен подзолистыми, болотными и луговыми почвами. Как правило, кислые, маломощные, с низким запасом гумуса, азота и фосфора. Количество гумуса в почве не превышает 2,5-3,0%. Каждый гектар пашни требует известкования, комплексного окультуривания. Наиболее пригодные под земледелие массивы почвы располагаются по приречьям и на водоразделах. Поля сложной конфигурации имеют вкрапления мелких контуров леса, разобщены оврагами, болотами и лесными массивами. Зона слабо освоена.

Лесостепная зона занимает наибольшую часть территории области (51,3%), сложная по рельефу, характеристике залегания грунтовых вод, почвенным образующим породам, по сочетанию, зональных и интразональных факторов, приводящих к формированию исключительно комплексного почвенного покрова. В почвенном покрове зоны господствуют сочетания, образованные лугово-чернозёмными. чернозёмно-луговыми и луговыми почвами, а также комплексами солонцов. Среднее содержание гумуса в почвенном покрове колеблется в пределах 4,0-5,0%.

Степная зона занимаетвсего 8,6% территории области, но она наиболее освоена в сельскохозяйственном отношении и распахана. Распашка земли в отдельных хозяйствах достигает 95%. Целинная залежь юга области была освоена в 1954 году в девяти степных районах (Таврическом, Черлакском, Щербакульском, Нововаршавском, Одесском,Оконешниковском, Павлогорадском, Полтавском, Русско-Полянском). Омская целина — это 1400 тыс. га, введенных в пашню целинных и залежных земель.

Источник

7. Понятие о почвах и факторы почвообразования. Классификация и география почв. Экологические функции почв. Охрана и рациональ­ное использование почв.

Первое научное определение почвы дал В.В. Докучаев.

Почва — это обладающая плодородием, сложная полифункциональная, многофазная система в поверхностном слое коры выветривания горных пород, являющаяся комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени.

Почва, по выражению ак. Вернадского, явл. биокостным телом природы. Это особое положение почвы определя­ется тем, что в ее составе присутствуют как минеральные, так и органические вещ-ва, также неотъемлемую часть почвы, а точнее ее живую фазу, составляют живые организмы.

Природная почва состоит из последовательно сменяющих друг друга вниз от поверхности слоев, генетических го­ризонтов, которые образовались в результате изменения исходной горной породы в процессе горообразования.

Под факторами почвообразования понимаются внешние по отношению к почве компоненты природной среды, под воздействием и при участии которых формируется почвенный покров земной поверхности. Основы учения о факторах почвообразования заложены В.В.Докучаевым, который установил, что почва как особое природное тело формируется в результате тесного взаимодействия следующих факторов — климата, растительности (биологический фактор), почвообразующих пород, рельефа местности и возраста страны (времени). Сочетание факторов почвообразования — это комбинации экологических условий развития почвообразовательного процесса и почв.

Наряду с указанными пятью природными факторами почвообразования выделяется еще шестой -— производствен­ная деятельность человека, оказывающая как прямое, так и косвенное влияние на почвообразование и почвенный покров.

Почвенным институтом имени В. В. Докучаева был разработан ряд схем классификации почв СССР.

Каждая зонально-экологическая группа характеризуется типом растительности (таежно-лесные, лесостепные, степные и т. д.), суммой температур почвы на глубине 20 см от поверхности, длительностью замерзания почвы на той же глубине в месяцах и коэффициентом увлажнения.

Внутри зонально-экологических групп почвы разделяются по биофизикохимическим свойствам (состав гумуса, реакция почв, карбонатность, солонцеватость, засоление, осолодение и т. д.), а также по условиям увлажнения (автоморфные, полугидроморфные, гидроморфные).

Основной таксономической единицей современной классификации почв является генетический почвенный тип, установленный еще В. В. Докучаевым.

Ниже почвенного типа предусматриваются следующие таксономические единицы: подтипы, роды, виды, разно­видности и разряды почв. Эту нисходящую ветвь почвенной классификации (ниже почвенного типа) часто называют систематикой почв.

Подтипы почв выделяют в пределах типа. Это группы почв, качественно отличающиеся по проявлению основного и налагающегося процессов почвообразования и являющиеся переходными ступенями между типами. При выделении под­типов учитывают процессы, связанные как с подзональной, так и с фациальной сменой природных условий.

Роды почв выделяют в пределах подтипа, качественные генетические особенности их определяются влиянием комплекса местных условий: составом почвообразующих пород, химизмом грунтовых вод и т. д., включая и свойства почвообразующего субстрата, приобретенные в процессе предшествующих фаз выветривания и почвообразования (реликто­вые горизонты и признаки древних почвообразовании).

Виды почв выделяют в пределах рода, и отличаются они по степени ранний» почвообразовательных процессов (степени подзольности, глубине и степени гумусированности, степени засоленности и т. д.) и их взаимной сопряженности.

Разновидности почв определяются по механическому составу верхних почвенных горизонтов и почвообразующих пород.

Разряды почв обусловливаются генетическими свойствами почвообразующих пород (плотные породы, моренные, аллювиальные, покровные и т. д.).

Закономерности географ, распределения почв определяются распределением природных условий на земной по­верхности. Это положение лежит в основе развития следующих важнейших разделов географии почв: учения о горизон­тальной зональности, о вертикальной зональности, о почвенно-климатических фракциях и провинциях и о неоднородности и структурах почвенного покрова.

Учение о зональности почв Докучаев В.В. Он впервые изучил широтно-зональное распределение почв на Русской равнине, где при движении с севера на юг последовательно сменяют др. др. почвы тундр, подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые, бурые полупустынные почвы.

В почвенном покрове суши выделяют широтные почвенно-климатические пояса, обусловленные главным образом термическими особенностями климата (полярный, бореальный, суббореальный, субтропический, тропический). Почвенно-климатические пояса разделяют на почвенно-биоклиматические области, почвы которых характеризуются определенным режимом атмосферного увлажнения и типам растительного покрова. Различают следующие области: влажные (экстрагу-мидные и гумидные) с лесным, таежным или тундровым растительным покровом; переходные (субгумидные и субарид­ные) со степным, ксерофитно-лесным и саванным растительным покровом и сухие (аридные и экстрааридные) с полупус­тынным и пустынным растительным покровом. В каждой почвенно-биоклиматической области выделяют 2-3 почвенные зоны. Почвенная зона определяется как ареал одного или 2-х зональных почвенных типов и сопутствующих им интразональных и внутризональных почв. Внутри почвенных зон на переходах к соседним зонам выделяют почвенные подзоны (со своими подтипами почв), а по простиранию почвенных зон обособляются почвенные фации и провинции.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ПОЧВ:

1. Первичное преобразование верхних слоев литосферы. В результате хим. выветривания магматической и ме­таморфической породы преобразуются в рыхлые, ведущую роль в этом принадлежит живым организмам. Эти литофильные организмы используют малейшие неровности и трещины и совместно с гидротермическими факторами оказывают разрушающее действие. Такие физ. свойства рыхлых пород, как порозность, рыхлость, влагоемкость, водо- и воздухопро­ницаемость обеспечивают возможность поселения более высокоорганизованных растений.

2. Трансформация почвой атмосферных осадков, почвенные и грунтовые воды. В результате просачивания через почву влаги происходит её изменение: химического состава, газового.

3. Участие почв в формировании речного стока. Почва оказывает существенное влияние на формирование реч­ного стока, регулирует соотношение грунтового и поверхностного питания рек. Именно от этого зависит равномерность питания рек. Если почва достаточно водопроницаема, а в подстилающей толще имеются рыхлые и трещиноватые породы, в этом случае создаются благоприятные условия для равномерного питания рек. В противоположном случае увеличивается поверхностный сток, что приводит к длительному паводку весной и пересыхание рек в засушливый период.

4. Участие почвы в формировании водного баланса Земли. Почвы контролируют функциональные механизмы ЭС, способствуя образованию осадков. За счет местных вод суши эти осадки хотя и играют роль, но в критический период является единственным источником влаги для растений. Возрожденные воды — воды образовавшиеся в разных термодинамических зонах земной коры из гипергенных продуктов, обращенной связанной водой. При темп-ре 80-90°С гипс превращается в ангидрид и освобождается 250 т воды.

5. Почвенный покров и атмосф. Геохимически доказано, что существование в атмосфере О₂ обязано деятельностью организмов, прежде всего растений, а атмосферный СО₂ многократно прошел ч/з организмы и почву.

6. Обеспечение среды обитания живых существ. Все животные связанные своим существованием с почвой и делятся на группы:

1) геобионты, постоянные обитатели почв, дождевые черви;

2) геофилы — организмы живущие в почве лишь на протяжении части жизненного цикла, личинки;

3) геоксены, временно находящиеся, вредная черепашка.

7. Обеспечение растений влагой и поведение растений. Почва действует как абсорбент воды и затем служит ис-точником воды для растения в промежутках м/ду повторными увлажнениями.

8. Депонирование семян и др. зачатков. Известно, что почва в основном аридных районов может быть кладовой, в которой сохраняются семена долгие годы. Это объясняется тем, что семена содержат ингибиторы прорастания. Семена некоторых однолетних растений пустыни прорастают лишь после сильного дождя и не прорастают после слабого.

9. Сорбция микроорг-мов. Среди микроскопических геобионтов можно встретить представителей разных жизненных форм: гидробионтов, аэробионтов, обитателей твердой фазы. Наиболее характерная особенность жизни организмов в почве — это их абсорбция, т.е. они закреплены на поверхности почвенных частиц, на органических остатках, на корнях растений в виде небольших колоний.

Среди многих природоохранительных задач важнейшее значение имеет охрана земель, их рациональное и береж­ное использование. Основу охраны земель составляет борьба с эрозией почв.

Мероприятия при борьбе с эрозией:

1) противоэрозийная организация территории, предусматривающая различные противоэрозийные мероприятия в сочетании с правильным размещением севооборотов, защитных лесонасаждений и гидротехнических сооружений;

2) введение почвозащитных полевых и лугопастбищных севооборотов, в том числе многолетние травы, занятые пары, сокращение площади пропашных культур, черных паров и др.;

3) прекращение рядового посева и культивации паров вдоль склона;

4) создание на крутых склонах полос-буферов из многолетних трав;

5) укрепление, облесение оврагов, песков, сильно эродированных склонов, создание лесозащитных насаждений и лесов хозяйственного назначения;

6) заложение и закрепление ложбин, крутых склонов, заравнивание промоин;

7) регулирование выпаса в балках, на крутых склонах, на песчаных и супесчаных почвах;

8) защиту дорог от размыва;

9) создание применительно к конкретным условиям полезащитных лесных полос;

10) гидротехнические мероприятия.

Загрязнение почв чужеродными химическими веществами (пестициды) наносит им большой ущерб. Необходимо создавать такие препараты, которые сравнительно быстро разрушаются, а продукты их естественной переработки должны быть неядовитыми. Другая проблема — правильное использование химических удобрений. Важнейшими мерами борьбы про­тив вторичного засоления являются строго дозированный расход воды в оросительных системах, дренирование почвы с целью удаления сильно минерализованной воды, полив растений дождевальными установками, промывка хорошо дрени­рованных почв. Предупреждение и борьба с увлажнением осуществляются путем мелиорации избыточно увлажненных земель с целью регулирования их водного режима.

Источник