Факторы почвообразования и их характеристика

СОДЕРЖАНИЕ

1. Факторы почвообразования и их характеристика

• Почвообразующие (материнские) породы                              - 3

• Климат                                                                                         - 6
• Рельеф                                                                                        - 8
• Возраст почв                                                                               - 9
• Производственная деятельность человека                              - 9

2. Агрономическая характеристика подзолистых почв, мероприятия по повышению их плодородия

• Подзолистые почвы                                                                   - 10
• Подзолообразовательный процесс                                           - 10
• Строение                                                                                     - 12
• Состав и свойства                                                                      - 13
• Классификация                                                                          - 13
• Агрономическая оценка и мероприятия по освоению

и окультированию                                                                         - 15

• Изменение при освоении и окультуривании                          - 16

3. Законы научного земледелия, их значение и применение          - 19

• Закон равнозначимости и незаменимости факторов

жизни растений                                                                               - 21

• Закон минимума (минимума, оптимума, максимума)         - 21
• Закон совокупного действия факторов жизни растений       - 21
• Закон возврата                                                                            - 21

4. Вред причиняемый сорными растениями                                      - 24

• Сорняки — конкуренты культурных растений                     - 25
• Борьба с сорняками                                                                   - 29

5. Список использованной литературы                                             -30

ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА

Свойства почв зависят от конкретного сочетания тех условий, при которых происходит почвообразовательный процесс. Главные факторы, влияющие на образование почв, — это почвообразующие породы, живые и отмершие организмы (зеленые растения, микроорганизмы и животные), климат, рельеф, возраст почв и производственная деятельность человека.

Значение первых пяти факторов было показано впервые В. В. Докучаевым, который назвал их факторами почвообразования, или почвообразователями. Роль производственной деятельности человека как фактора почвообразования сформулировал В. Р. Вильяме.

Почвообразующие (материнские) породы. Почвообразующие породы оказывают большое влияние на состав и свойства почв. Гранулометрический состав материнских пород определяет гранулометрический состав почв и тем самым в значительной степени их физические и водно-физические свойства: плотность, пористость, водопроницаемость, влагоемкость и т. д. Кроме того, от него во многом зависят скорость и характер превращения в почве растительных и животных остатков и органических удобрений.

Химический состав материнских  пород влияет на химический состав почв, а нередко и на направленность почвообразовательного процесса. Так, почвы, сформировавшиеся на легких водно-ледниковых отложениях, содержат гораздо больше кремния и меньше железа, алюминия, кальция, магния и других элементов по сравнению с почвами, образовавшимися на суглинистых ледниковых или других по происхождению породах.

Особенно большое значение, имеет карбонатность материнских пород. Кальций и магний карбонатов нейтрализуют фульвокислоты и низкомолекулярные органические кислоты и тормозят или делают невозможным развитие подзолообразовательного процесса. По этой причине в таежно-лесной зоне на карбонатных породах образуются дерново-карбонатные почвы, обладающие более высоким плодородием по сравнению с дерново-подзолистыми почвами, формирующимися на бескарбонатных материнских породах. Карбонаты материнской породы, переходя «по наследству» в почву, способствуют образованию в почве структуры, благоприятной для микроорганизмов   и растений, реакции и т. д.

Карбонатность материнских  пород оказывает большое влияние на степень жесткости грунтовых вод. Последние при близком залегании определяют тип образующегося болота.

Засоленность материнской  породы в условиях жаркого климата — причина образования засоленных почв, обладающих низким плодородием и требующих коренных мелиорации для повышения плодородия.

Большое значение имеет  минералогический состав материнских пород. Он определяет минералогический, а следовательно, и валовый химический состав почв, количество и состав глинистых минералов в почве. От последних, в свою очередь, во многом зависит обменная (физико-химическая) поглотительная способность почв, оказывающая большое влияние на плодородие.

Во многих случаях большое влияние на свойства почв и происходящие в них процессы оказывают некоторые физические свойства породы, послужившей материалом для образования почв: плотность, пористость, трещиноватость и т. д. С одной стороны, они в той или иной степени влияют на газообмен между приземным слоем атмосферы и почвой, на впитывание осадков и т. д., а с другой — при наличии в породе большого количества трещин (например, в лёссах) делают почву в определенных климатических условиях малоустойчивой против размывающего действия воды, что вызывает эрозию почв.

Зеленые растения, микроорганизмы,   животные организмы. Их роль в почвообразовании очень велика. Растительность определяет количество, состав и характер поступления органических остатков, которые служат исходным материалом для образования гумуса, а также аккумулируют элементы зольного питания и азот в верхних горизонтах почвы. Выделяя в процессе своего роста   и развития углекислый газ и органические кислоты, растения способствуют разложению минералов, а участвуя в образовании структуры почвы, они активно воздействуют на водно-воздушный режим почвы. Растительность  механически закрепляет верхнюю часть  почвенного профиля,   тормозя тем самым процессы эрозии. В то же время зеленые растения — древесные, травянистые и мхи — резко различаются по характеру воздействия на почву.

Древесная растительность — многолетняя. У нее ежегодно отмирает лишь часть надземной массы, поэтому источником образования гумуса в почвах под такой растительностью служит лиственный, хвойный или смешанный опад. Древесная растительность уменьшает испарение влаги с поверхности почвы, зимой способствует накоплению снега, который тает в лесу медленнее, чем на свободных участках. Это вызывает значительное промачивание почвенного профиля и вымывание легкорастворимых солей и карбонатов. При разложении хвойного опада в таежно-лесной зоне образуется много фульвокислот и низкомолекулярных органических кислот, разрушающих минеральную часть почвы. Сочетание периодического промывания почвы осадками с наличием в почвенном растворе подобных кислот приводит к развитию подзолообразовательного процесса.

Травянистая растительность в противоположность древесной имеет густую сеть ежегодно отмирающих корней. По сравнению с лесным хвойным опадом они содержат больше азота и оснований и разлагаются в толще почвы, поэтому образующийся из них гумус имеет лучший качественный состав и в большей степени закрепляется в почве. Травянистая растительность накапливает в верхней части профиля элементы питания, участвует в образовании структуры почвы. Тем самым она активно воздействует на питательный и водно-воздушный режимы почвы. Степень воздействия травянистой растительности на почвообразование и свойства почв зависит от видового состава, продуктивности и химического состава наземной массы, а также от количества, глубины проникновения   и химического состава корней.

Мхи играют особую роль в  почвообразовании. Они отличаются от других растений очень высокой влагоемкостью и поэтому способствуют заболачиванию почв.

Микроорганизмы (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, простейшие) первыми поселяются на материнской породе, усваивают атмосферный азот, переводя его в форму сложных белковых тел, разлагают органические остатки, минерализуя их до простых, доступных растениям солей. Они участвуют в образовании гумуса, разрушении и синтезе многих минералов. Следовательно, это такая группа организмов, без которых невозможны существование растительности и формирование плодородия почв.

Черви в процессе жизнедеятельности пропускают через пищеварительный тракт органические остатки и почву. Она пропитывается их выделениями, приобретает форму склеенных комочков и становится структурной. Таким образом черви улучшают физические свойства почвы.

Землерои (суслики, кроты и др.) образуют в почве большое количество нор, а на поверхности — бугорков различных форм и размеров. Тем самым они перемешивают почву, изменяют ее сложение и влияют на формирование микрорельефа местности.

Климат. Под климатом понимают совокупность атмосферных условий, характерных для той или иной территории. Он зависит от географического положения территории, которое определяет приток солнечной энергии и количество осадков. Основные элементы климата—температура воздуха, осадки (их количество и характер поступления), ветер и многолетняя мерзлота.

По сумме среднесуточных температур за вегетационный период выше 10 СС выделяют следующие 5 групп климата.

По условиям увлажнения осадками выделяют 6 групп климата Критерием для этого выделения является отношение количества осадков, выпадающих  в течение года, к испаряемости с открытой водной поверхности, которое называют коэффициентом увлажнения.

Климат оказывает громадное  влияние на почвообразование и свойства почв. Осадки и температура определяют водный и тепловой режимы почвы, ее влажность, скорость и характер превращения органических остатков, минерализацию гумуса, разрушение минеральной части почвы.

Они обусловливают также  скорость и направление процессов  передвижения водорастворимых солей  по профилю. При одном гидротермическом режиме преобладает вымывание солей, при другом — подъем их с грунтовыми водами. Например, в районах с влажным климатом происходит вымывание органических и минеральных веществ в нижнюю часть профиля или в грунтовые воды. В условиях жаркого сухого климата в пониженных формах рельефа, где близко к поверхности залегают грунтовые воды, происходит их подъем по капиллярам, а вместе с ними и растворенных солей, которые накапливаются в верхней части профиля.

Ветер способствует процессу физического выветривания горных пород и вызывает ветровую эрозию почв. Под влиянием ветра происходит опесчанивание верхних горизонтов почвы, развитие каменистых и щебнистых почв. Ветер способствует также засолению почв в результате приноса солей с поверхности засоленных водных бассейнов на сушу.

В тундре и лесотундре европейской части России, а в Восточной Сибири и в более южных районах — в таежно-лесной зоне — широко распространена многолетняя (вечная) мерзлота. Суть ее состоит в наличии на той или иной глубине мерзлого слоя с температурой ниже 0°С, содержащего обычно лед и сохраняющего отрицательную температуру в течение многих веков. Многолетняя мерзлота — следствие холодного климата. Она оказывает большое влияние на почвообразование: задерживает влагу в надмерзлотном слое почвы, понижает ее температуру, резко тормозит разложение органических остатков и вызывает заболачивание почв, препятствует вымыванию продуктов почвообразования.

Рельеф. Рельефом называют характер поверхности той или иной территории. Выделяют 3 группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф.

Макрорельефом называют самые крупные его формы — возвышенности, плато, равнины, ущелья и др., которые определяют общий облик большой территории и являются чаще всего результатом проявления тектонических процессов.

Мезорельеф — это  формы рельефа меньшего размера: холмы, камы, озы, речные долины, потяжины, лиманы, падины и т. д., которые образовались в результате экзогенных процессов.

Микрорельефом называют формы, характеризующиеся незначительными площадью, глубиной или высотой: блюдцеобразные запад инки, образовавшиеся в результате просадочных явлений и имеющие площадь в несколько квадратных метров или в несколько десятков квадратных метров и глубину 10 — 40 см, бугорки высотой 30 — 60 см и диаметром у основания около 1 м — результат жизнедеятельности землероев. Эти формы характерны для зоны сухих степей. В северных районах страны на лугах широко распространены кротовины.

Рельеф оказывает большое  влияние на характер почвообразования и свойства почв. От него зависит перераспределение влаги. Склоны из-за стока теряют часть влаги, в понижениях же накапливается избыточное ее количество. С рельефом тесно связан уровень грунтовых вод: на возвышенных местах он находится на значительной глубине, в понижениях нередко подходит к поверхности. Близкое залегание грунтовых вод на пониженных участках приводит к образованию болот, а при их засоленности в условиях жаркого сухого климата — к формированию солончаков. Во многом рельеф определяет степень эрозии почв, так как они сильнее разрушаются под действием воды в условиях пересеченной местности. Кроме того, он влияет на тепловой режим почв: северные склоны получают значительно меньше тепла, чем южные, поэтому хуже прогреваются, что, в свою очередь, отражается на водном режиме и характере растительности. Часто рельеф определяет интенсивность почвообразовательного процесса. Оподзоливание, например, сильнее происходит на плоских, хорошо промываемых участках, а не на склонах.

Особенно велика роль рельефа в горных районах, где  от абсолютной высоты зависит структура вертикальной зональности почв, а от экспозиции склонов — наличие на одной и той же высоте различных типов почв.

Возраст почв. Под возрастом почв подразумевается время, прошедшее с начала формирования той или иной почвы до настоящего времени. При сравнении возраста почв исходят из следующего. В течение длительного времени территория нашей страны, как уже отмечалось ранее, несколько раз подвергалась оледенениям, во время которых ледник «наступал» в основном с севера на юг. После «отступления» ледника почвообразовательный процесс раньше начинался на тех территориях, которые скорее освобождались от льда и воды. Поэтому черноземы, например, по возрасту старше дерново-подзолистых почв, а дерново-подзолистые почвы старше почв тундры, так как они позже других освободились от льда и почвообразовательный процесс там начался тоже позднее. Возраст почв территории нашей страны исчисляют тысячами и десятками тысяч лет.

Производственная  деятельность человека. Производственная деятельность человека играет громадную роль в почвообразовании. Осушение пли орошение почв, строительство гидроэлектростанций, вырубка и посадка лесов, создание водохранилищ — все это воздействует на водный режим территории, а следовательно, и почв. Внесение органических и минеральных удобрений, известкование кислых или гипсование щелочных почв меняют их свойства и питательный режим.

Обработка почвы, посев  и возделывание сельскохозяйственных культур вызывают изменение комплекса физических, химических и биологических свойств.

В то же время неправильное осуществление тех или иных мероприятий может привести к заболачиванию, засолению почв, резкому ухудшению их физических и химических свойств, развитию процессов эрозии и другим неблагоприятным последствиям. Поэтому воздействие человека на почву должно быть таким, чтобы ее свойства прогрессивно улучшались.

АГРОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ, МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ИХ ПЛОДОРОДИЯ

Подзолистые почвы. Подзолистые почвы формируются в результате развития подзолообразовательного процесса, который наиболее ярко и в чистом виде протекает под пологом сомкнутого хвойного леса, поэтому больше всего они распространены в подзонах северной и средней тайги. Подзолистые почвы образуются и в подзоне южной тайги, но занимаемые ими здесь площади невелики, так как чистых хвойных лесов тут немного.

Подзолообразовательный процесс - разрушение первичных и вторичных минералов в верхней части профиля в условиях кислой реакции с последующим вымыванием продуктов разрушения в нижние горизонты и в грунтовые воды. Для развития подзолообразовательного процесса необходимы два условия: промывной тип водного режима и отсутствие в зоне разрушения минералов карбонатов кальция. Основные факторы этого процесса в соответствии с учением В. В. Докучаева, Н. М. Сибирцева, В. Р. Вильямса, В. В. Пономаревой, И. С. Кауричева и других исследователей — фульвокислоты и низкомолекулярные органические кислоты (щавелевая, лимонная, уксусная и др.), образующиеся при разложении органических остатков. Часть кислых продуктов нейтрализуется основаниями, освобождающимися при разложении растительных остатков, большая же часть вступает в контакт с почвой и взаимодействует с ее минеральной частью. Фульвокислоты и низкомолекулярные органические кислоты реагируют при этом с обменными формами кальция и магния и свободными формами железа и алюминия, образуя растворимые в воде соли кальция, магния, железа и алюминия. Под действием нисходящих токов влаги эти соли вымываются вниз. Вследствие вытеснения обменных кальция и магния поглощающий комплекс почвы насыщается водородом, становится не насыщенным основаниями, а благодаря разрушению свободных форм железа и алюминия и вымыванию образующихся продуктов почвенный профиль в зоне разрушения постепенно осветляется и приобретает белесоватый вид.

При дальнейшем воздействии  кислые продукты разрушают глинистые  минералы «расшатанного» водородом  поглощающего комплекса, а также первичные минералы — полевые шпаты, слюды и др. При этом опять-таки образуются разнообразные соли — фульваты, которые вымываются вниз, а первичный кварц и аморфный кремнезем как нерастворимые соединения остаются в верхней части профиля и придают горизонту белесую окраску.

Часть веществ, вымываемых из подстилки и оподзоливающегося горизонта, закрепляется ниже подзолистого горизонта, формируя иллювиальный горизонт (горизонт вмывания). Другая часть вымываемых веществ достигает почвенно-грунтовых вод и уходит с ними за пределы почвенного профиля.

Определенное участие  в формировании подзолистых почв принимает лессиваж — перемещение илистых частиц из верхней части в нижнюю без их предварительного разрушения.

В результате сочетания  процессов разрушения и выноса веществ формируется подзолистая почва, имеющая определенное строение и характерные для нее химические и физические, свойства.

Строение. Профиль подзолистых почв состоит из последовательно сменяющих один другого горизонтов А₀ + А₂ + В + С. Внешние признаки горизонтов у суглинистых почв следующие.

А₀ — лесная подстилка мощностью 3—5 см, рыхлая, состоит из полуразложившихся и неразложившихся хвои, кусочков коры, шишек и т. д.

А₂— подзолистый, или элювиальный, горизонт (горизонт вымывания), белесый, бесструктурный или плитчатый, с редкими новообразованиями железа в нижней части. По мощности различный — от нескольких сантиметров до 30—40 см. Переход в нижележащий горизонт выражен резко.

В — горизонт вмывания, или иллювиальный, бурый или коричнево-бурый, с большим количеством новообразований железа в виде пятен, точек и т. д., очень плотный, глыбистой или ореховатой структуры. По мощности различный, часто подразделяется на подгоризонты В₁, В₂ и т. д. В следующий горизонт переходит постепенно.

С — материнская порода, внешний вид и отдельные признаки которой отражают особенности внешнего вида и свойств породы того или иного происхождения.

Между лесной подстилкой и подзолистым горизонтом нередко выделяют маломощный — менее 5 см — гумусовый горизонт А1, представляющий хорошо разложившуюся нижнюю часть подстилки или окрашенную гумусовыми веществами минеральную часть профиля. Вместо горизонта А1 между подстилкой и подзолистым горизонтом нередко располагается переходный горизонт А₀А₁, совмещающий признаки подстилки и гумусового горизонта, а на стыке подзолистого и иллювиального горизонтов выделяют переходный горизонт А₂В (рис. 1).

Таким образом, для подзолистых  суглинистых почв характерны отсутствие или крайне незначительная мощность гумусового горизонта и четкая дифференциация профиля на подстилку, подзолистый и иллювиальный горизонты.

Строение состав и свойства. Состав и свойства подзолистых почв определяются, с одной стороны, составом и свойствами материнских пород, из которых они образовались, а с другой — подзолообразовательным процессом, под воздействием которого они сформировались. При этом подзолообразовательный процесс сказывается на гранулометрическом, минералогическом, валовом химическом составах, физико-химических и физических свойствах.

Валовый химический состав подзолистых почв неоднороден по профилю. В результате подзолообразователыюго процесса элювиальный горизонт относительно обогащается кремнеземом, а в средней части профиля накапливаются железо и алюминий (табл. 1).

Агрохимические свойства подзолистых почв неблагоприятные: гумуса в верхней части профиля практически нет, емкость поглощения незначительна, в составе обменных катионов, кроме Са²⁺ и Mg²⁺, в большом основаниями поэтому невелика и составляет, как правило, 30—40% (табл. 2). Реакция почвы кислая, рН солевой вытяжки обычно ниже 4,0—4,5, питательные элементы в доступной растениям форме содержатся в незначительном количестве.

С переходом в иллювиальную часть профиля свойства меняются: емкость поглощения увеличивается, степень насыщенности основаниями возрастает, кислотность уменьшается, иногда увеличивается содержание органических веществ и элементов минерального питания растений.

Физические их свойства неблагоприятны: структура элювиальной части профиля обычно плитчатая или листоватая, не обладающая водопрочностью и механической прочностью. Иллювиальный горизонт содержи значительное количество илистых и коллоидных частиц, имеет плотное сложение, незначительную пористость, глыбистую структуру и очень часто служит водоуиором для фильтрующихся осадков.

Классификация. В зависимости от характера увлажнения подзолистые почвы подразделяют на два подтипа: подзолистые и глеево-подзолистые. Первые имеют показанные выше строение профиля и свойства. Глеево-подзолистые, сохраняя все признаки типичных подзолистых почв, характеризуются, кроме того, отчетливо выраженным оглеением верхней части профиля и наличием торфянистой или оторфованной подстилки. Нередко подтипы выделяют с учетом их провинциальных особенностей.

Рис. 1. Профиль подзолистой (А) и дерново-подзолистой (Б) почв

Табл.№1. Валовый химический состав неглубокоподзолистой почвы (Калининская область)

Табл.№2. Химические свойства неглубокоподзолистой почвы (Калининская область)