Классификация почв

                                     КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ

Задачей классификации почв является объединение почв в таксономические  группы по строению, составу, свойствам, происхождению и плодородию. Классификационная  проблема в почвоведении — одна из наиболее трудных, и объясняется  это прежде всего сложностью почвы как особого тела природы, развивающегося в результате одновременного, совокупного действия всех факторов почвообразования (климата, горной породы, растительности и животного мира, условий рельефа, возраста), т. е. в результате тесного взаимодействия со средой.

Основой научной классификации  почв является точка зрения на почву  как на самостоятельное особое тело природы, такое же, как минералы, растения и животные. Согласно этой точке зрения, классификация почв должна основываться не только на их признаках  и свойствах, но и на особенностях их генезиса, т. е. происхождения. Первая такая генетическая классификация  почв была разработана В. В. Докучаевым.

Основной единицей классификации  почв является тип почв. Понятие  «тип почв» имеет такое же важное значение в почвоведении, как вид в биологической науке. Под типом почв понимают почвы, образованные в одинаковых условиях и обладающие сходными строением и свойствами.

К одному типу почв относятся  почвы:

1) со сходными процессами  превращения и миграции веществ; 

2) со сходным характером  водно-теплового режима;

3) с однотипным строением  почвенного профиля по генетическим  горизонтам;

4) со сходным уровнем  природного плодородия;

5) с экологически сходным  типом растительности.

Широко известны такие  типы почв, как подзолистые, черноземы, красноземы, солонцы, солончаки и  др.

Каждый тип почв последовательно  подразделяется на подтипы, роды, виды, разновидности и разряды.

Подтипы почв представляют собой  группы почв, различающиеся между  собой по проявлению основного и  сопутствующего процессов почвообразования и являющиеся переходными ступенями  между типами. Например, при развитии в почве наряду с подзолистым  процессом дернового процесса формируется  подтип дерново-подзолистой почвы. При сочетании подзолистого процесса с глеевым процессом в верхней  части почвенного профиля формируется  подтип глееподзолистой почвы.

Подтиповые особенности почв отражаются в особых чертах их почвенного профиля. При выделении подтипов почв учитываются процессы и признаки, обусловленные как широтнозональными, так и фациальными особенностями природных условий. Среди последних первостепенную роль играют термические условия и степень континентальности климата.

В пределах подтипов выделяются роды и виды почв. Роды почв выделяются внутри подтипа по особенностям почвообразования, связанным прежде всего со свойствами материнских пород, а также свойствами, обусловленными химизмом грунтовых вод, или со свойствами и признаками, приобретенными в прошлых фазах почвообразования (так называемые реликтовые признаки).

Роды почв выделяются в  каждом типе и подтипе почв. Вот  самые распространенные из них:

1) обычный род, т. е.  отвечающий по своему характеру  подтипу почв; при определении  почв название рода «обычный»  опускается;

2) солонцеватые (особенности  почв определяются химизмом грунтовых  вод);

3) остаточно-солонцеватые (особенности  почв определяются засоленностью  пород, которая постепенно снимается);

4) солончаковатые;

5) остаточно-карбонатные; 

6) почвы на кварцево-песчаных  породах; 

7) почвы контактно-глеевые  (формируются на двучленных породах,  когда супесчаные или песчаные  толщи подстилаются суглинистыми  или глинистыми отложениями; на  контакте смены наносов образуется  осветленная полоса, образующаяся  за счет периодического переувлажнения);

8) остаточно-аридные.

Виды почв выделяются в  пределах рода по степени выраженности основного почвообразовательного  процесса, свойственного определенному  почвенному типу.

Для наименования видов используют генетические термины, указывающие  на степень развития этого процесса. Так, для подзолистых почв — степень  подзолистости и глубина оподзоливания; для черноземов — мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, степень выщелоченности; для солончаков — характер распределения солей по профилю, морфология поверхностного горизонта (пухлые, отакыренные, выцветные).

Внутри видов определяются разновидности почв. Это почвы  одного и того же вида, но обладающие различным механическим составом (например, песчаные, супесчаные, суглинистые, глинистые). Почвы же одного вида и одного механического  состава, но развитые на материнских  породах разного происхождения  и разного петрографического  состава, выделяются как почвенные  разряды.

Приведем пример определения  почвы до разряда:

тип — чернозем,

подтип — чернозем обыкновенный,

род — чернозем обыкновенный солонцеватый,

вид — чернозем обыкновенный солонцеватый малогумусный,

разновидность — чернозем обыкновенный солонцеватый малогумусный пылевато-суглинистый,

разряд — чернозем обыкновенный солонцеватый малогумусный пылевато-суглинистый на лёссовидных суглинках.

Почвы Урала обнаруживают особую, горноширотную зональность (от тундр на севере до степей на юге), отличающуюся от зональности на равнинах тем, что почвенно-растительные зоны смещены здесь далеко на юг. В предгорьях заметно сказывается барьерная роль Урала. Так, в результате барьерного фактора на Южном Урале (предгорья, нижние части склонов гор) вместо обычных степных и южнолесостепных ландшафтов сформировались лесные и северолесостепные ландшафты (Ф. А. Максютов).

 Крайний север Урала  от подножий до вершин покрыт  горными тундрами. Однако они  очень скоро (севернее 67° с.  ш.) переходят в высотный ландшафтный пояс, замещаясь у подножий горно-таежными лесами.

 Леса — самый распространенный  на Урале тип растительности. Сплошной зеленой стеной тянутся  они по хребту от полярного  круга до 52° с. ш., прерываясь на высоких вершинах горными тундрами, а на юге — у подножий — степями.

 Леса эти разнообразны  по составу: хвойные, широколиственные  и мелколиственные. Уральские  хвойные леса имеют вполне  сибирский облик: помимо сибирской  ели и сосны в них встречается  сибирская пихта, лиственница  Сукачева и кедр. Для распространения  сибирских хвойных пород Урал  не представляет серьезного препятствия,  все они переваливают через  хребет, и западная граница их  ареала проходит по Русской  равнине.

 Более всего хвойные  леса распространены в северной  части Урала, севернее 58° с.  ш. Правда, они встречаются и южнее, но роль их здесь резко уменьшается, так как возрастают площади мелколиственных и широколиственных лесов. Наименее требовательной к климату и почвам хвойной породой является лиственница Сукачева. Она дальше других пород идет на север, достигая 68° с. ш., и вместе с сосной дальше других распространяется на юг, лишь немного не доходя до широтного отрезка реки Урала.

 Несмотря на то, что  ареал лиственницы столь обширен,  она не занимает больших площадей  и почти не образует чистых  насаждений. Главная роль в хвойных  лесах Урала принадлежит елово-пихтовым  насаждениям. Треть лесной области  Урала занимает сосна, насаждения  которой с примесью лиственницы  Сукачева тяготеют к восточному  склону горной страны.

 Широколиственные леса  заметную роль играют лишь  на западном склоне Южного  Урала. Они занимают примерно 4—5 % площади лесного Урала —  дуб, липа, остролистный клен, ильм. Все они, за исключением липы, не заходят на восток дальше  Урала. Но совпадение восточной  границы их распространения с  Уралом — явление случайное.  Продвижению в Сибирь этих  пород препятствуют не сильно  разрушенные Уральские горы, а  сибирский континентальный климат.

 Мелколиственные леса  рассеяны по всему Уралу, но  больше в его южной части.  Происхождение их двоякое —  первичное и вторичное. Береза  — одна из самых распространенных  пород на Урале.

 Под лесами развиты  горно-подзолистые почвы различной  степени заболоченности. На юге  области хвойных лесов, там,  где они приобретают южнотаежный облик, типичные горно-подзолистые почвы уступают место горным дерново-подзолистым.

 Еще южнее под смешанными, широколиственными и мелколиственными  лесами Южного Урала распространены  серые лесные почвы.

 Чем дальше на юг, тем все выше и выше в  горы поднимается лесной пояс  Урала. Верхняя граница его  на юге Полярного Урала лежит  на высоте 200 — 300 м, на Северном  Урале — на высоте 450 — 600 м,  на Среднем Урале она поднимается  до 600 — 800 м, а на Южном Урале — до 1100 — 1200

 Между горно-лесным поясом и безлесными горными тундрами тянется неширокий переходный пояс- подгольцовым. В этом поясе заросли кустарников и искривленных низкорослых лесов чередуются с полянами влажных лугов на темных горно-луговых почвах. Заходящие сюда береза извилистая, кедр, пихта и ель местами образуют стланиковую форму.

 Южнее 57° с. ш. сначала на предгорных равнинах, а затем и на склонах гор лесной пояс вытесняется лесостепью и степью на черноземных почвах. Крайний юг Урала подобно его крайнему северу безлесен. Горные черноземные степи, местами прерываясь горной лесостепью, покрывают здесь весь хребет, включая и его пенепленизированную осевую часть. Помимо горно-подзолистых почв в осевой части Северного и отчасти Среднего Урала широко распространены своеобразные горно-лесные кислые неоподзоленные почвы. Для них характерна кислая реакция, ненасыщенность основаниями, относительно высокое содержание гумуса и постепенное уменьшение его с глубиной [ Мильков Ф. Н., Гвоздецкий Н. А.,1976]

Основные законы земледелия

Теоретической основой и  руководством в практической работе земледельцам служат законы действия и взаимовлияния факторов жизни  в процессе роста и развития растений. В агрономической науке сформулировано пять законов земледелия:

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений.

Закон минимума.

Закон минимума, оптимума, максимума.

Закон совокупного действия факторов жизни растений.

Закон возврата.

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений утверждает, что для роста и развития растений должны быть в наличии все факторы в нужных количествах и ни один из них не может быть заменен другим. Независимо от количества фактора, в котором нуждается растение, отсутствие этого фактора вызывает нарушение обмена веществ в растении, снижение урожая или гибель растения. Отсутствие одного из элементов питания растений, например, калия нельзя заменить даже близким по химическим свойствам натрием. Точно также недостаток одного из факторов нельзя компенсировать избытком другого, например, недостаток воды избытком вносимых удобрений и т.д.

Закон минимума утверждает, что величина урожая ограничивается фактором, находящимся в минимуме. Согласно этому закону необходимо прежде всего увеличивать фактор, находящийся в минимуме. Немецкий химик Ю. Либих, впервые сформулировавший этот закон, считал, что рост урожая прямо пропорционален увеличению количества фактора, находящегося в минимуме. Однако исследования других ученых доказали, что рост урожая происходит только до тех пор, пока не окажется в минимуме другой фактор, что закон минимума нужно принимать с учетом действия всей совокупности факторов жизни растений и что эффект от каждого увеличения отдельно взятого фактора значительно снижается.

Закон минимума, оптимума, максимума выражает изменение урожайности растений при увеличении количества одного из факторов без изменения остальных факторов жизни растений. Повышение урожайности растений по мере увеличения одного фактора, например, влажности почвы, происходит до определенного уровня, после которого начинается снижение. Самая высокая урожайность соответствует оптимуму влажности, после которого начинается снижение урожайности от недостатка кислорода в почве, которое заканчивается гибелью культурного растения при полной влагоемкости почвы, что соответствует максимуму фактора. Это частный случай проявления закона минимума, оптимума, максимума.

 Если же при увеличении  количества одного из факторов  одновременно увеличивать другие  факторы, например, при увеличении  влажности почвы вносить органические  и минеральные удобрения, усиливать  освещенность, улучшать аэрацию  почвы и др., то происходит значительное  увеличение оптимума урожайности  от взаимодействия факторов жизни  растений.

Закон совокупного действия факторов жизни растений утверждает, что все факторы действуют совокупно при взаимодействии друг с другом в процессе роста и развития растений. Увеличение количества фактора, находящегося в минимуме, тем эффективнее повышает урожайность растений, чем больше других факторов находится в оптимуме. Познание этого закона имеет большое значение в земледелии, является основой повышения урожайности растений. В природе все элементы комплекса условий взаимосвязаны, представляют одно органическое целое. Воздействие на один из элементов вызывает необходимость воздействия на другие. Например, при недостатке фосфора в почве внесение суперфосфата в рядки в малых дозах (10 кг д. в. на 1 га) повышает урожайность зерна пшеницы на 2 – 3 ц/га. Дальнейшее увеличение доз фосфорного удобрения незначительно повышает урожайность пшеницы по сравнению с рядковым удобрением. Необходимо воздействовать на другие факторы, улучшать водный режим, вносить другие виды удобрений и т. д., чтобы получать устойчивые и высокие урожаи растений.

Закон возврата обязывает земледельца возвращать в почву вещества и энергию, поглощаемые растениями на формирование урожая и отчуждаемые с ним. При ежегодном отчуждении из почвы элементов питания и энергии с урожаями снижается её плодородие, ухудшаются состав и свойства, возникает необходимость возврата веществ, которые оказываются в минимуме и лимитируют урожайность растений.

 При возврате отчужденных  веществ и энергии в почву  она сохраняет свое плодородие, то есть происходит простое  воспроизводство почвенного плодородия. При внесении веществ и энергии  в почву больше выноса добиваются  повышения почвенного плодородия, то есть расширенного воспроизводства.

 Законы земледелия учитываются и используются при разработке и освоении систем земледелия. Системный метод позволяет принимать наиболее эффективные технологические решения, исключает одностороннее, необоснованное увлечение каким – либо отдельным приемом.

 Для того, чтобы разработанные технологии возделывания сельскохозяйственных культур были оптимальными, нужно учитывать все возможные прямые и косвенные, близкие и отдаленные факторы, влияющие на формирование урожая и его качество, на плодородие почвы, экологические последствия и охрану окружающей среды. Ведение земледелия без научного обоснования, при несоблюдении или игнорировании законов земледелия, оказывается неэффективным и неконкурентным.

Закон незаменимости и  равнозначности факторов жизни растений. Взаимоотношения растений с отдельными факторами их жизни были и остаются предметом научных исследований отечественных и зарубежных ученых.

В результате большого числа  проведенных опытов установлено, что  ни один из факторов жизни растений не может быть заменен другим. Это  первый закон земледелия— закон незаменимости факторов жизни растений.

Как логическое следствие  этого закона вытекает вывод о  физиологической равнозначимости факторов жизни растений.

В практике земледелия закон  незаменимости факторов жизни проявляется  всегда, когда пытаются восполнить недостаток одного из них другим, например воды удобрением или наоборот. Не принесли успеха и попытки замены одного элемента питания растений другим.

Закон равнозначимости выражается в том, что ничтожная потребность растения в каком-либо элементе, если она не удовлетворяется, приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности растений, так же как и недостаток элемента, потребляемого в неизмеримо большем количестве.

Закон минимума, оптимума и  максимума. Несмотря на то, что урожай любой сельскохозяйственной культуры зависит от обеспеченности растений всеми факторами жизни, он ограничивается прежде всего тем фактором, который находится в минимуме. По мере удовлетворения потребности растений в недостающем факторе урожай повышается до тех пор, пока он не будет ограничен каким-либо другим фактором, оказавшимся в минимуме. Либих так сформулировал закон минимума: «Продуктивность поля находится в прямой зависимости от необходимой составной части пищи растений, содержащейся в самом минимальном количестве», и выразил его формулой:

В этом легко убедиться, если обратиться к действию на растения тепла. Любой жизненный процесс начинается при какой-то минимальной температуре, протекает наилучшим образом при оптимальной, замедляется, а затем и совсем прекращается по мере дальнейшего ее повышения.

Выводы из этих опытов были использованы буржуазными учеными  для подтверждения так называемого закона убывающего плодородия почвы, согласно которому каждое последующее вложение труда и капитала в земледелие дает все меньшую прибавку дохода.

Неправильность вывода о  затухающем действии факторов жизни  растений была доказана дальнейшими  исследованиями и особенно диалектическим анализом полученных результатов.

Выводы из опытов и из практического  земледелия послужили обоснованием закона совокупного действия факторов жизни растений, который утверждает, что для получения высоких  урожаев сельскохозяйственных культур  необходимо одновременное наличие  или приток всех факторов жизни в  оптимальном соотношении.

Максимальная величина урожая определяется биологическими возможностями  данного вида и сорта растений, а также количеством поступающей  солнечной энергии и коэффициентом  его использования, а это зависит  от уровня развития науки и техники.

Закон совокупного действия факторов жизни не устраняет закон  минимума, так как фактор, находящийся  в минимуме, имеет ведущее значение в общей совокупности и на него необходимо прежде всего направить усилия земледельца. Это позволит повышать урожайность сельскохозяйственных культур при наименьших затратах труда и средств.

Закон возврата впервые был  сформулирован Либихом. Как применение закона сохранения материи к земледелию он обязывает для сохранения плодородия почвы возвращать все вещества, которые  взяты из почвы урожаем или  вследствие потерь, с удобрениями  или иным путем.

                            Классификация севооборотов

Тип севооборота определяется производимой главной продукцией (зерно, корма, овощи и т.д.), а вид —  структурой посевных площадей. Выделяют три типа севооборотов — полевые, кормовые и специальные.

Полевыми называют севообороты, предназначенные для производства зерна, технических культур, картофеля. Их подразделяют на два подтипа — универсальные и специализированные.

Кормовые севообороты предназначены в основном для произ­водства грубых и сочных кормов. Этот тип севооборотов также подразделяется на два подтипа — прифермские и сенокосно-пастбищные.

К специальным относят севообороты, в которых возделывают культуры, требующие особых условий и специальной технологии. Они подразделяются на подтипы — овощные, бахчевые, рисовые, конопляные, табачные, плодопитомнические, почвозащитные и другие.

По видам севообороты  делятся на зернопаровые, зернопаропропашные, пропашные, зернопропашные, зернотравяные, плодосменные, травопольные, травяно-пропашные, сидеральные.

Одни и те же виды севооборотов могут относиться к различным  типам  и подтипам севооборотов.

В зернопаровых севооборотах большая часть пашни занята посевами зерновых культур и имеется поле чистого пара.

Зернопаропропашные севообороты  отличаются от зернопаровых тем, что  в них зерновые культуры, занимая 50 — 70% площади пашни, чередуются еще  и с пропашными культурами:

В зернопропашных севооборотах 50 % и более пашни отводят под  зерновые, которые чередуются с пропашными культурами:  1) горох на зерно; 2) озимая пшеница; 3) кормовые корнеплоды; 4) кукуруза на зерно; 5) картофель ранний; 6) озимая пшеница; 7) кукуруза на зерно; 8) кукуруза на силос; 9) овес и ячмень; 10) подсолнечник.

В зернотравяных севооборотах большая часть пашни занята зер­новыми культурами, а остальная часть — многолетними и однолетними травами. Это севообороты Нечерноземной зоны и других районов достаточного увлажнения: 1) занятый пар (вика — овес); 2) озимая рожь; 3) ячмень с подсевом многолетних трав; 4) многолетние травы первого года пользования; 5) многолетние травы второго года пользования; 6) озимая пшеница; 7) овес.

В плодосменных севооборотах около половины площади пашни  занимают зерновые культуры, чередующиеся с пропашными и бобовыми культурами

К пропашным относят севообороты, в которых большая часть площади пашни занята пропашными культурами.

Травянопропашные севообороты состоят из чередующихся друг с другом пропашных культур и многолетних трав.

В сидеральных севооборотах одно или несколько полей отводится под культуры на зеленое удобрение.

В травопольных севооборотах большая часть пашни занята посевами многолетних трав. К ним относятся  кормовые сенокосно-пастбищные с чередованием:

К озимым промежуточным относятся  культуры озимого сева — рожь, вика, пшеница, рапс и другие, которые убирают  весной на корм, а после них возделывают  основные поукосные культуры.

Пожнивные промежуточные  культуры высевают после уборки зерновых культур и используют в том  же году.

Поукосные промежуточные культуры высевают после уборки одно- или многолетних трав на корм. Поукосно могут быть высеяны те же культуры, которые используют и для пожнивного сева.

Подсевные промежуточные  культуры высевают весной под по­кров зерновых культур и однолетних трав и убирают осенью того же года. Как подсевные используют вику, рапс, райграс.