Виды мелиорации. Мелиорация земель, почв. Мелиорация — это.
Использование земель в сельскохозяйственных целях не утрачивает актуальности даже в век высоких технологий. Однако эффективное применение почвы для выращивания культурных растений возможно только при условии, что она соответствует необходимым агротехническим характеристикам. Практически не встречаются земли, которые изначально готовы обеспечить высокий урожай после посева без соответствующей подготовки. Достичь оптимального результата в процессе эксплуатации почвы позволяет мелиорация сельскохозяйственных земель, в ходе которой улучшаются качества обрабатываемого участка. Речь идет не только о непосредственном повышении продуктивности слоя почвы, но и о рационализации земель с точки зрения дальнейшего использования для сельскохозяйственных нужд.
Что такое мелиорация?
Под мелиорацией понимается целый комплекс мер, направленных на повышение производительности земли с точки зрения роста урожайности. Достигается это за счет применения организационных, технических и хозяйственных мероприятий, в результате которых происходит улучшение свойств почвы. При этом существуют разные виды мелиорации, которые повышают конкретные характеристики. Это может быть, к примеру, комплекс мер по оздоровлению почвенного слоя, который подвергся чрезмерному окислению.
Распространены мелиоративные операции не только в профессиональной сельскохозяйственной сфере, но и в области частного садоводства. Например, это может быть регулярная культивация дачного участка или огорода. Но в данном случае важно интенсивное и длительное воздействие на землю, так как мелиорация – это система агротехнических приемов, выполнение которых коренным образом и в лучшую сторону меняет состояние почвы.
Гидромелиорация земель
Это один из самых распространенных видов мелиорационных работ, который используется и в специализированных хозяйствах, и рядовыми дачниками. Гидромелиорация предусматривает улучшение состояния почв посредством водного или воздушного воздействия. Данные мероприятия используют в обработке чрезмерно увлажненных, заболоченных, эродированных, засушливых и смытых земель. В таких случаях обычно применяют основные виды мелиорации, которые нормализуют водный, тепловой и питательный режимы почвы. К наиболее популярным разновидностям гидромелиорации относят осушительные, оросительные, противоэрозионные, противопаводковые и противоселевые мероприятия. Распространенность данного направления сельскохозяйственной профилактики обусловлена используемыми ресурсами. В частности, вода и тепло с воздухом – это первостепенные компоненты, от которых зависит продуктивность почвы.
Агролесомелиорация земель
Мероприятия этого типа предусматривают использование почвозащитных и водорегулирующих свойств лесного массива. Иными словами, агролесомелиорация ставит целью именно обеспечение защитных барьеров, формирование которых также происходит разными путями. Например, противоэрозионная мелиорация – это агротехнические мероприятия, направленные на защиту почвы от эрозии с помощью лесных насаждений. В этом случае производится посадка деревьев на территориях балок, оврагов, берегов рек и т. д. Еще одно направление агролесомелиорации – это полезащитные мероприятия. В данном случае предполагается обеспечение защиты от неблагоприятных факторов разного происхождения. Например, от явлений антропогенного, природного и техногенного характера. Достигается защита земель также посредством лесных насаждений, которые формируются по границам сельскохозяйственных участков.
Химическая мелиорация земель
С помощью химических внесений улучшается минеральный состав почвенного слоя. Но проводить такие мероприятия следует только в случае с малопригодными или изначально непригодными землями. В процессе химической мелиорации из почвы удаляются вредные для растительности элементы, а также производится обогащение земли полезными компонентами. Используются разные виды мелиорации этого типа, среди которых известкование, кислование и гипсование. Первый вариант применяется с целью обогащения нечерноземных земель известковыми удобрениями. Гипсовые добавки используют в солонцах для сокращения щелочности в составе почвы. Подкисление земель практикуется реже, но в случае выращивания чая этот способ мелиорации наиболее эффективен.
Тепловая мелиорация почв
Данную технику мелиорации можно отнести к сезонным методам, так как используют ее преимущественно в зимнее время. Главной задачей подобных мероприятий является обеспечение оптимального теплового режима для почвы. Проводятся работы перед заморозками с целью повышения температуры глубинных и поверхностных слоев, чтобы корни растений получили защиту от холода, проходящего через почву. Достигается это разными способами, среди которых внесение минерального грунта. Классическая тепловая мелиорация – это мульчирование, которое выполняется посредством раскладки компоста на земле. Это простейший способ утепления, для которого могут использоваться различные материалы. Даже в небольшом хозяйстве можно найти сырье для мульчирования – в частности, используются опилки, стружка, листья, помет, а также другие отходы.
Культуртехническая мелиорация
Такой вид обработки можно назвать поверхностным, так как он не предполагает вторжение в структуру почвы и в ее химический состав. Как правило, культуртехнические мероприятия на земле сводятся к избавлению площади от инородных предметов – это могут быть сорняки, камни, пни и другие объекты, которые становятся помехой для прямого использования земли. Очистка может выполняться как вручную, так и с помощью специальной техники. Например, культуртехническая мелиорация земель может предусматривать рыхление культиваторами и пескование. Подобные работы позволяют защитить почву от зарастания бурьяном и повысить ее стойкость перед вредителями.
Лесомелиорация
Уже отмечались мероприятия, которые в качестве инструмента защиты почв используют лесные насаждения. Но данная мера может применяться в качестве самостоятельного приема мелиорации. Дело в том, что искусственные и естественные лесополосы способны эффективно регулировать стоки вод. По этой причине земли в лесных массивах практически не подвергаются процессам эрозии. Данная характеристика особенно ценится в больших сельскохозяйственных предприятиях и хозяйствах, где необходим водорегулирующий компонент. Можно сказать, лесная мелиорация – это вспомогательный фактор, который позволяет на постоянной основе формировать благоприятные гидротехнические условия для почвы.
Какие факторы влияют на выбор мелиорации?
Существует множество аспектов, на основе которых определяется применение того или иного способа мелиорации. В первую очередь это изначальное состояние почвы. Те же операции окисления или известкования проводятся лишь в случаях, когда земля требует дополнительного питания или восстановления на фоне нарушения химического баланса. Иными словами, в зависимости от текущего положения специалисты определяют, какие виды мелиорации уместно использовать в данном случае. Не менее важны и внешние факторы – то же наличие лесополосы и климатические условия могут добавить или скорректировать выбор агротехнических мероприятий. Не обходится анализ потребностей в улучшении эксплуатационных свойств почвы и без учета особенностей будущего использования земель. Для каждой культуры важны свои показатели состава почвы.
Заключение
Мелиорационные работы нельзя назвать чем-то новым для сельского хозяйства. Возможно, это один из старейших видов деятельности человека, который обрабатывал землю и уже в древности понимал значение плодородной почвы. Другое дело, что современная мелиорация почв предусматривает использование технически продвинутых инструментов и специальной техники. С помощью производительных агрегатов работники сельскохозяйственной отрасли выполняют орошение, культивацию, химическую обработку, удобрение и другие мероприятия. В то же время остается место и для народных средств мелиорации, среди которых мульчирование, рыхление, расчистка и всевозможные способы защиты земельного покрова от нежелательных внешних воздействий.
Источник
Закисление почвы
Подкисление почвы — это накопление катионов водорода , которые снижают pH почвы . Химически это происходит, когда в почву добавляется донор протонов . Донором может быть кислота , такая как азотная кислота , серная кислота или угольная кислота . Это также может быть такое соединение, как сульфат алюминия , который реагирует в почве с выделением протонов. Подкисление также происходит при выщелачивании из почвы основных катионов, таких как кальций , магний , калий и натрий .
Подкисление почвы происходит естественным образом, когда лишайники и водоросли начинают разрушать поверхность горных пород. Кислоты продолжают растворяться по мере развития почвы. Со временем и погодными условиями почвы в природных экосистемах становятся более кислыми. Скорость подкисления почвы может варьироваться и увеличиваться с определенными факторами, такими как кислотные дожди , сельское хозяйство и загрязнение. [1]
СОДЕРЖАНИЕ
Причины [ править ]
Кислотный дождь [ править ]
Осадки имеют естественную кислотность из-за углекислоты, образующейся из углекислого газа в атмосфере. Это соединение вызывает pH дождя около 5,0-5,5. Когда уровень pH осадков ниже естественного, это может вызвать быстрое подкисление почвы. Диоксид серы и оксиды азота являются предшественниками более сильных кислот, которые могут привести к образованию кислотных дождей, когда они вступают в реакцию с водой в атмосфере. Эти газы могут присутствовать в атмосфере из-за естественных источников, таких как молнии и извержения вулканов, или из-за антропогенных выбросов. [2] Основные катионы, такие как кальций, вымываются из почвы по мере прохождения кислотных дождевых осадков, что способствует повышению уровня алюминия и протонов. [3]
Биологическое выветривание [ править ]
Корни растений подкисляют почву, выделяя протоны и органические кислоты, чтобы химически выветривать минералы почвы. [4] Разлагающиеся остатки мертвых растений на почве также могут образовывать органические кислоты, которые способствуют подкислению почвы. [5] Подкисление из-за листового опада на почве более выражено под хвойными деревьями, такими как сосна , ель и пихта , которые возвращают меньше основных катионов в почву, чем под лиственными деревьями . [6]
Исходные материалы [ править ]
Некоторые исходные материалы также способствуют подкислению почвы. Граниты и связанные с ними магматические породы называются «кислыми», потому что в них много свободного кварца , который при выветривании выделяет кремниевую кислоту . Кроме того, в них относительно мало кальция и магния. Некоторые осадочные породы, такие как сланцы и уголь , богаты сульфидами , которые при гидратации и окислении производят серную кислоту, которая намного сильнее кремниевой кислоты. Многие угольные почвы слишком кислые, чтобы поддерживать энергичный рост растений, а уголь выделяет сильные предшественники кислотных дождей при сжигании. Морские глины во многих случаях также богаты сульфидами, и такие глины становятся очень кислыми, если их дренировать до окислительного состояния.
Поправки в почву [ править ]
Поправки почвы , такие как удобрения и удобрения могут вызвать подкисление почвы. Удобрения на основе серы могут сильно подкислять, примеры включают элементарную серу и сульфат железа, в то время как другие, такие как сульфат калия , не оказывают значительного влияния на pH почвы . Хотя большинство азотных удобрений обладают подкисляющим действием, азотные удобрения на основе аммония подкисляют больше, чем другие источники азота. Азотные удобрения на основе аммиака включают сульфат аммония , диаммонийфосфат , моноаммонийфосфат и нитрат аммония . Источники органического азота, такие какмочевина и компост менее подкисляют. Источники нитратов , которые имеют мало или вообще не аммоний, такие как нитрат кальция , нитрат магния , нитрат калия и нитрат натрия , не подкисление. [7] [8] [9]
Загрязнение [ править ]
Подкисление может также происходить из-за выбросов азота в воздух, поскольку азот может в конечном итоге оседать в почве. [10] На животноводство приходится почти 65 процентов антропогенных выбросов аммиака . [11]
Антропогенные источники диоксидов серы и оксидов азота играют важную роль в увеличении образования кислотных дождей. [ требуется разъяснение ] Использование ископаемого топлива и выхлопных газов двигателей являются крупнейшими антропогенными источниками выбросов серных газов и оксидов азота, соответственно. [12]
Алюминий — один из немногих элементов, повышающих кислотность почвы. Это достигается за счет того, что алюминий выводит ионы гидроксида из воды, оставляя ионы водорода. [13] В результате почва становится более кислой, что делает ее непригодной для жизни многих растений. Еще одно последствие содержания алюминия в почве — это токсичность алюминия, которая препятствует росту корней. [14]
Эффекты [ править ]
Подкисление почвы может вызвать повреждение растений и организмов в почве. У растений закисление почвы приводит к уменьшению размера и прочности корней. Кислые почвы иногда повреждают кончики корней, что снижает дальнейший рост. [15] Уменьшается высота растений и снижается всхожесть семян . Подкисление почвы влияет на здоровье растений, что приводит к уменьшению площади покрытия и плотности растений. В целом у растений наблюдается задержка роста. [16] Подкисление почвы напрямую связано с сокращением количества исчезающих видов растений. [17]
Подкисление почвы снижает разнообразие микробов и макрофауны . [18] Это может уменьшить ухудшение структуры почвы, что делает ее более чувствительной к эрозии. В почве доступно меньше питательных веществ, более сильное воздействие токсичных элементов на растения и последствия для биологических функций почвы (например, фиксация азота ). [19]
В более широком масштабе подкисление почвы связано с потерями в сельскохозяйственной продуктивности из-за этих эффектов. [18]
Воздействие кислой воды и закисления почвы на растения может быть незначительным или в большинстве случаев значительным. К незначительным случаям, которые не приводят к гибели растений, относятся: менее чувствительные растения к кислым условиям и / или менее сильным кислотным дождям. Также в незначительных случаях растение в конечном итоге погибнет из-за того, что кислая вода снижает естественный pH растения. Кислая вода попадает в растения и заставляет важные минералы растения растворяться и уноситься; что в конечном итоге приводит к гибели растения из-за недостатка минералов для питания. В более серьезных случаях; происходит тот же процесс повреждения, что и в незначительных случаях, то есть удаление основных минералов, но гораздо более быстрыми темпами. Точно так же кислотные дожди, выпадающие на почву и листья растений, вызывают высыхание восковой кутикулы листа;что в конечном итоге вызывает быструю потерю воды растением во внешнюю атмосферу и приводит к гибели растения. Чтобы увидеть, подвержено ли растение закислению почвы, можно внимательно наблюдать за листьями растения. Если листья зеленые и выглядят здоровыми, pH почвы нормальный и приемлемый для жизни растений. Но если листья растения пожелтели между прожилками на листьях, это означает, что растение страдает от подкисления и нездорово. Более того, растение, страдающее закислением почвы, не может фотосинтезировать. Высыхание растения из-за кислой воды разрушает органеллы хлоропластов. Без возможности фотосинтеза растение не может создавать питательные вещества для собственного выживания или кислород для выживания аэробных организмов; который влияет на большинство видов Земли и в конечном итоге уничтожает цель существования растений. [20]
Профилактика и управление [ править ]
Подкисление почвы — обычная проблема в многолетнем растениеводстве, которую можно уменьшить путем внесения извести. В культурах сои и кукурузы, выращиваемых на кислых почвах, внесение извести привело к восстановлению питательных веществ, повышению pH почвы, увеличению корневой биомассы и улучшению здоровья растений. [21]
Для предотвращения дальнейшего подкисления также могут применяться различные стратегии управления: использование менее подкисляющих удобрений, учет количества удобрений и сроков внесения для уменьшения выщелачивания нитрат-азота, хорошее управление орошением с помощью нейтрализующей кислоты водой и учет соотношения основных питательных веществ к азоту в собранном урожае посевы. Серные удобрения следует использовать только для чувствительных культур с высокой степенью восстановления урожая. [22]
За счет сокращения антропогенных источников диоксидов серы, оксидов азота и принятия мер по борьбе с загрязнением воздуха давайте [ кто? ] пытаются уменьшить кислотные дожди и подкисление почвы во всем мире. [23]
Источник