Источники органического вещества в почве

Источники органического вещества в почве. 

Органическое вещество почвы - Органическое вещество почвы - комплекс органических соединений, входящих в состав почвы; один из основных признаков, отличающих почву от материнской породы. Количество и состав содержащихся в почве органических веществ тесно связаны с направлением процесса почвообразования, биологическими, физическими, химическими свойствами почвы и ее плодородием. Органическое вещество почвы отличается сложным составом. В него входят различной степени разложения растительные и животные остатки. 
 
Основной источник органического вещества в почве - опад растительного покрова в виде отмирающих корней и надземной массы. Меньшая часть органической массы поступает в почву в форме отмерших животных и микроорганизмов. Количество поступающего в почву опада зависит от видового состава растительных ассоциаций и климатических условий. Так, под злаково - разно - травной растительностью в умеренно - засушливых условиях опад достигает 15 тга, в засушливых степных районах - около 5 тга. После уборки зерновых культур опад составляет в среднем около 4 тга, а под многолетними травами 3 - 4 - летнего возраста - 4 - 6 тга. 
 
Основные химические компоненты органических остатков - жиры, простые сахара, полисахариды (клетчатка, гемицеллюлозы), белки, аминокислоты, лигнины и другие вещества. 
 
Органические остатки в почве под воздействием микроорганизмов подвергаются гумификации. В этом сложном процессе 70 - 80 % компонентов, входящих в состав органических остатков, разлагается до конечных продуктов (воды, аммиака, углекислоты) и некоторого количества низкомолекулярных органических соединений. Остальная часть (20 - 30 %) превращается в гумусовые вещества. 
 
Органические вещества почвы имеют огромное значение в образовании почвенной структуры и как источник минерального питания растений, так как с каждой тонной растительной массы в почву поступает 5 - 10 кг азота и 30 - 50 кг зольных веществ (фосфора, калия, кальция, серы и других элементов). Кроме того, органическое вещество почвы служит источником углекислого газа, а также физиологически активных веществ (витаминов, стимуляторов роста, антибиотиков), поступающих в почву с растительными остатками и вырабатываемых микроорганизмами. 
 
В условиях сельскохозяйственного производства важно рационально использовать органическое вещество почвы, пополняя его запасы путем внесения навоза, торфа, компостов, посевом многолетних трав.  

Образование и состав гумуса. 

Гумус, состав - Гумус - это сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении органических остатков. Содержание гумуса в почвах определяется условиями и характером почвообразовательного процесса; оно колеблется в верхних горизонтах от 1 - 2 до 12 - 15%, резко или постепенно уменьшаясь с глубиной. 
 
В составе почвенного гумуса выделяют специфическую часть (85 - 90 % всего гумуса), представленную гумусовыми веществами, и неспецифическую часть (10 - 15%), представленную негумифицированными органическими веществами. Последние по своему составу могут, быть весьма разнообразны и включать: азотистые соединения (белки, ферменты, аминокислоты), углеводы (моносахариды, олигосахариды, полисахариды), липиды (жиры, воски, фосфолипиды), дубильные вещества (таннины, галловая кислота, флобафены и другие полифенолы), органические кислоты; кроме того, лигнины, смолы, спирты, альдегиды. 
 
Гумусовые вещества почвы представлены гуминовыми и фульвокислотами, а также гуминами. 
 
Гуминовые кислоты - это высокомолекулярные азотсодержащие (до 3 - 6%) органические кислоты, имеющие циклическое строение, не растворимые в воде и минеральных кислотах, но растворимые в слабых щелочах и некоторых органических растворителях. 
 
Гуминовые кислоты состоят из углерода (50 - 62%), водорода (3 - 7%), кислорода (31 - 40%) и азота (2 - 6%). Их элементный состав зависит от типа почвы, химического состава разлагающихся остатков, условий гумификации. Так, гуминовые кислоты в подзолистых почвах в отличие от черноземов и каштановых почв содержат меньшее углерода, но больше водорода. 
 
В составе гуминовых кислот может содержаться от 1 до 10 % зольных элементов, однако они не являются постоянными компонентами молекулы, а присоединяются в результате химических реакций. 
 
Молекулы гуминовых кислот неодинаковы по размерам и химическому составу. Молекулярная масса их колеблется от 4000 до 100 000, поэтому они легко разделяются на фракции. Гуминовые кислоты в почвах находятся преимущественно в виде гелей, которые под действием минеральных кислот слабо гидролизуются, а под действием щелочей переходят в раствор. 
 
Взаимодействуя с минеральной частью почвы, гуминовые кислоты образуют соли - гуматы, сложные органо - минеральные комплексы, которые могут устойчиво и прочно адсорбироваться поверхностью глинистых минералов. 
 
Гуматы щелочей (натрия, калия, аммония) хорошо растворимы в воде, образуют истинные и коллоидные растворы, могут вымываться из верхних горизонтов почв, а при соответствующих условиях - иллювироваться в глубину почвенного профиля и там осаждаться и накапливаться. Это хорошо выражено в осолоделых солонцах и солонцеватых почвах. 
 
Гуматы кальция и магния нерастворимы в воде и закрепляются в почве в виде гелей. Они способны склеивать и цементировать механические элементы в агрегаты и способствуют образованию водопрочной структуры. Это наблюдается в черноземных, лугово - черноземных и дерново - карбонатных почвах. 
 
При взаимодействии гуминовых кислот с несиликатными соединениями образуются сложные органо - минеральные комплексы. Железо с гуминовыми кислотами связывается прочно и в последующем в реакциях обмена не участвует. В комплексах с алюминием часть алюминия проявляет способность к обмену. Образование комплексных соединений гуминовой кислоты способствует ее прочному закреплению в почве. 
 
Основная часть гуминовых кислот в любой почве (рН более 5) находится в форме нерастворимых в воде органо - минеральных соединений, а в почвах с кислой реакцией (рН менее 5) - в форме дегидратированных гелей и частично растворяется при действии щелочных растворов, образуя молекулярные и коллоидные растворы. 
 
Фульвокислоты, как и гуминовые кислоты, представляют собой высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты. Они растворяются в воде, кислотах, слабых растворах щелочей, пирофосфата натрия и водном растворе аммиака, образуя водорастворимые соли - фульваты. Кроме того, они растворяются во многих органических растворителях. Их растворы в зависимости от концентрации имеют окраску от соломенно - желтой до оранжевой. Водные растворы их обладают сильнокислой реакцией (рН 2,2 - 2,8). Фульвокислоты состоят из углерода, водорода, кислорода и азота, но меньше, чем гуминовые кислоты, содержат углерода и больше кислорода. В среднем в фульвокислотах содержится углерода 40 - 52 %, водорода 4 - 6 %, кислорода 40 - 48 % и азота 2 - 6 %  
 
Фульвокислоты благодаря сильнокислой реакции и хорошей растворимости в воде энергично разрушают минеральную часть почвы. 
 
Фулызатные соли (фульваты) щелочных и щелочно - земельных металлов хорошо растворимы. Комплексные соединения фульвокислот с железом и алюминием также частично растворимы, причем фульватно - железистые сильнее, чем комплексы с алюминием. Степень подвижности таких комплексных соединений зависит от насыщенности их металлом. При высокой насыщенности комплекс становится нерастворимым и выпадает в осадок. 
 
Гумины представляют ту часть гумуса, которая не извлекается из декальцинированной почвы щелочами. Они почти полностью извлекаются при попеременном воздействии на остаток почвы с гуминами различных кислот и щелочей. Исследования показали, что в большинстве случаев гумины состоят из тех же групп гуминовых и фульвокислот, что и извлекаемые щелочью из гумуса. Эти кислоты в гуминах находятся в сложных и проч ных связях как между собой, так и с минеральной частью почвы. 
 
В группу гуминов входят также инертные карбонизированные углистые частицы и неполностью гумифицированные органические остатки. Содержание гуминов в гумусе составляет 15 - 20%, а в некоторых почвах даже 40 - 48 %.

Роль  гумуса в плодородии почвы. 

Гумусовые вещества, образующиеся в почве, активно участвуют  в процессах почвообразования. Гумус играет главную роль в формировании профиля почвы. В благоприятных для роста растений условиях формируется хорошо выраженный темноокрашенный гумусовый горизонт. Гумус склеивает почвенные частицы в агрегаты (комочки), способствуя созданию агрономически ценной структуры и благоприятных для жизни растений физических свойств почвы. В гумусе содержатся основные элементы питания растений (N, Р, К, S, Са, Mg) и различные микроэлементы. Эти элементы в процессе постепенной минерализации гумусовых веществ становятся доступными для растений.

Гумусовые вещества почвы служат пищей для гетеротрофных  почвенных микроорганизмов. От содержания гумуса в почве зависит интенсивность  биологических и биохимических  процессов, обусловливающих накопление питательных веществ, необходимых растениям.

Почвенный гумус  придает почве темную окраску  и способствует поглощению солнечной  энергии. Богатые гумусом почвы  более теплые, в них создаются  благоприятные условия для роста  и развития культурных растений, а  также для почвенных микроорганизмов.

Почвы с низким содержанием гумуса отличаются бесструктурностью, плохими водными, воздушными и тепловыми  свойствами.

Почвы, богатые  гумусом, характеризуются большей  поглотительной способностью, лучшими  водными и физическими свойствами. В этом отношении особая роль принадлежит гуминовым кислотам, которые образуют с катионами кальция и магния устойчивые соединения, предохраняют эти элементы от вымывания.

Условия почвообразования и  почвы таёжно-лесной зоны. 

Почвообразовательный процесс - Развитие почвы из горной породы совершается под влиянием одновременно протекающих на земной поверхности процессов выветривания и почвообразования. 
 
При выветривании горная порода из сплошной превращается в рыхлую породу, представляющую собой пористое тело, обладающее большой проницаемостью и ничтожной влагоемкостью. Выделяющиеся в процессе выветривания растворимые соединения элементов минерального питания растений поступают в большой геологический круговорот веществ в природе (между сушей и океаном) и уносятся вместе с атмосферными осадками в реки и моря. Таким образом, конечный продукт выветривания - так называемая почвообразующая, или материнская, порода - не обладает большой и устойчивой влагоемкостью, элементы зольной пищи растений из нее совершенно вымыты, кроме того, там нет азота. 
 
Процесс почвообразования - это биологический процесс, возникающий и развивающийся только под воздействием живых организмов, главным образом высших растений и микроорганизмов. 
 
Корни поселившихся в горной породе растений, проникая на значительную глубину и охватывая большой объем, извлекают из почвы рассеянные элементы зольного питания (фосфор, серу, кальций, магний, калий и др.) и азот, появление которого в породе вызвано результатом жизнедеятельности микроорганизмов. Используя углекислоту воздуха, воду, зольные элементы, азот и лучистую энергию солнца, растения синтезируют органическое вещество. Остатки отмерших растений, содержащие зольные элементы, откладываются на поверхности породы и в ее верхнем слое. Они служат источником пищи и энергии для микроорганизмов. 
 
В процессе микробного разложения одна часть органических остатков превращается в новые органические вещества - гумусовые, которые медленно разрушаются микроорганизмами, накапливаясь в верхнем слое породы, другая часть минерализуется, освобождая элементы азотного и зольного питания. Последние переходят в раствор, образуя новые, менее подвижные соединения с минеральной частью породы и гумусовыми веществами, и поглощаются корнями новых поколений растений. 
 
Таким образом, в результате почвообразовательного процесса рассеянные в породе зольные элементы, а также азот под воздействием высших растений и микроорганизмов концентрируются, проходят ряд биохимических превращений и в новой, менее подвижной форме накапливаются в верхнем слое породы. Следовательно, между растениями и горными породами, превращающимися в почвы, возникает круговорот зольных элементов и азота, вследствие которого в верхнем слое породы происходит постепенное накопление одного из факторов почвенного плодородия - элементов минерального питания 
 
Данный круговорот веществ В. Р. Вильяме предложил называть малым биологическим круговоротом. В отличие от геологического здесь растворимые продукты выветривания и минерализации органических веществ перехватываются растениями в качестве пищи и тем самым частично или полностью задерживаются в породе, концентрируясь в ее верхнем слое. Накопление в верхнем слое породы биологически активных или жизненно необходимых элементов питания растений обусловлено присущей растительным организмам избирательной поглотительной способностью. 
 
Малый биологический круговорот не является полностью замкнутым или сбалансированным циклом. Некоторая часть питательных элементов, освобождающихся при разложении минеральных и органических веществ, которые не использованы растениями, могут вымываться из почвы и поступать в геологический круговорот. 
 
В процессе почвообразования верхние слои породы обогащаются не только минеральными веществами, но и органическими, богатыми химической энергией, которая представляет собой превращенную в процессе фотосинтеза лучистую энергию солнца. При разложении органических веществ отмерших растений химическая энергия расходуется на развитие процессов, которые не могли бы возникнуть без органического вещества в горной породе. Однообразная вначале минеральная масса горной породы постепенно приобретает новый состав, строение, водно - воздушные, тепловые и другие физические свойства и обособляется в особое природное тело - почву. 
 
Основные процессы, способствующие превращению горной породы в почву, следующие:

1. выветривание горной породы и минералов, приводящее к образованию новых минералов и освобождению в доступной форме элементов зольного питания растений;
2. извлечение из материнской горной породы, а в дальнейшем из почвы элементов питания;
3. синтез и накопление в верхних слоях породы остатков растений и животных, минерализация и превращение их в гумусовые вещества (гумификация), сопровождающиеся освобождением и аккумуляцией элементов зольного и азотного питания;

взаимодействие  минеральных и органических веществ, образование органоминеральных соединений разной степени подвижности; 
 
перемещение и осаждение минеральных, органических и органоминеральных продуктов почвообразования в почвенной толще. 
 
Между продуктами выветривания минералов, минерализации и гумификации органических остатков непрерывно протекают сложные процессы взаимодействия, в результате чего образуются новые соединения, совершенно не характерные для рыхлой горной породы, не затронутой почвообразовательным процессом. Они играют важную роль в формировании почвы и ее плодородия. Такие соединения получаются главным образом ii результате взаимодействия минеральных веществ и гумиковых кислот. 
 
Соли некоторых гуминовых кислот со щелочноземельными металлами, особенно кальцием, нерастворимы в воде. Осаждаясь, они обволакивают пленками минеральные части почвы, склеивают и цементируют их, накапливаются в мелких порах и полостях между частицами. При взаимодействии гуминовых кислот с солями алюминия, железа и другими компонентами минералов образуются сложные органоминеральные соединения, обладающие разной растворимостью, а следовательно, и разной способностью закрепляться на поверхности минеральных частиц. 
 
Продукты взаимодействия минеральных и органических веществ, передвигаясь в толще рыхлой породы, осаждаются на различных глубинах. В результате однообразная материнская порода дифференцируется на ряд слоев, не одинаковых по химическому и механическому составу, физическим свойствам и внешним признакам. Эти слои называют почвенными горизонтами. 
 
В процессе почвообразования образуется гумус. Накопление гумуса в верхних слоях почвы происходит более интенсивно, чем в нижних. В результате этого верхний горизонт приобретает черную, темно - бурую или серую окраску и рыхлость, связанную с образованием структурных комочков. С накоплением гумуса в почве увеличивается содержание питательных для растений элементов. Это происходит вследствие избирательной поглотительной способности растений. Она выражается в том, что растения усваивают не все химические элементы, содержащиеся в целом в почве или в почвенном растворе, а лишь те, которые им нужны для роста. Так, соединений кремния в почвенном растворе находится ничтожное количество, между тем в золе растений они есть. Некоторые растения (злаки, осоки, хвощи, диатомовые) характеризуются как накопители кремнезема; в злаковой растительности степей кремнезем составляет 50 - 70 % массы золы. В крестоцветных и зонтичных растениях серы в 5 - 10 раз больше,чем в других растениях. Плауны содержат алюминия до 30 % массы золы. Солянки пустынных степей и пустынь содержат большое количество хлористого натрия. Некоторые растения накапливают цинк, железо и другие элементы. 
 
При промывании почвы водой (особенно в зонах повышенного увлажнения) почвенный раствор обедняется минеральными элементами, в том числе и кальцием, в результате чего минерально - органические гели становятся неустойчивыми, разрушаются водой и в виде илистых суспензий выносятся из верхних слоев. Почвенный горизонт обедняется, теряет характерную для рыхлых пород окраску (бурую, красно - бурую и пр.), обесцвечивается и становится светло - серым, белесым, в нем увеличивается относительное содержание более крупных почвенных частиц. Горизонт, где происходят указанные процессы, называют горизонтом вымывания, или элювиальным. 
 
Вымываемые сверху илистые суспензии, коллоидально растворимые соединения, а также солевые продукты выветривания и почвообразования осаждаются в глубине почвы. Здесь при взаимодействии поступающих веществ может проходить вторичное образование новых минералов (в частности, глинистых). В первую очередь осаждаются частицы илистых суспензий и коллоидально растворимые вещества. Накопление их внешне выражается в изменении механического состава почвы, уплотнении и потемнении слоя, в котором происходит осаждение. Соли выносятся глубже. Выпадение солей в осадок идет в порядке уменьшения их растворимости: первыми осаждаются наименее растворимые карбонаты кальция и магния, далее следует осаждение сульфата кальция и, наконец, сульфатов, щелочей и хлоридов. Часть солей и гумусовых веществ может быть вовсе вымыта из почвы. 
 
Минеральные соли и другие растворимые вещества могут поступать в почву также и из глубинных слоев с поднимающимися по капиллярам грунтовыми водами. 
 
Горизонты, где осаждаются вещества, поступающие из вышележащих слоев почвы или снизу из горных пород, называются иллювиальными. 
 
Ниже иллювиального горизонта располагается слабо затронутая почвообразованием материнская порода. Все горизонты почвенного профиля связаны между собой общностью происхождения, поэтому их называют генетическими почвенными горизонтами. 
 
Итак, в процессе развития почва приобретает характерное для нее строение, которое выражается в чередовании различных по составу, свойствам и внешним признакам генетических горизонтов, отличных от слоев подстилающих пород. Совокупность подстилающих горизонтов образует генетический профиль почвы. 
 
Одновременно с развитием почвы растет ее плодородие, т. е. способность обеспечивать растения пищей, водой и другими условиями. Количество питательных веществ, доступных корням растений, постепенно увеличивается за счет включения в биологический круговорот зольных элементов, освобождающихся при выветривании минералов, и азота атмосферы, ассимилируемого почвенными азотфиксирующими микроорганизмами. По мере накопления гумуса в форме различных его соединений с минеральной частью возрастает способность почвы поглощать минеральные вещества и удерживать их от вымывания. Одновременно с этим изменяются физические свойства почвы: увеличивается рыхлость, воздухо - и водопроницаемость, влагоемкость. 
 
Из всего сказанного становится ясно, что почвообразование представляет собой сложный механический, физический, биологический и физико - химический процесс. По определению А. А. Роде, почвообразовательным процессом называется совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще. 
 
Почвообразовательный процесс протекает непрерывно, вследствие чего также непрерывно изменяется состав и свойства почвы. Этот процесс слагается из различных и противоположно направленных явлений: синтеза и разрушения органических соединений, синтеза и разрушения минералов, аккумуляции органических и минеральных веществ, их вымывания и т. д. В каждой почве одновременно и взаимно влияя друг на друга протекают противоположно направленные процессы (синтез - разрушение, окисление - восстановление и др.), но интенсивность их в разных почвах неодинакова. Один и тот же процесс в разных горизонтах почвы может проходить с различной скоростью или идти только в одном горизонте. Вследствие этого формируются почвы с различным строением генетического профиля. На структуру и строение почвенного профиля влияют также многочисленные факторы почвообразования.  

Почвы таежно-лесной зоны - Таежно - лесная зона расположена между тундровой и лесостепной зонами. Широкой полосой она простирается от западных границ бСССР на восток до побережья Охотского моря. Общая площадь зоны 1150 млн га, или около 52 % территории бСССР; из них 65 % занято равнинами и 35 % - горами. 
 
Климат таежно - лесной зоны умеренно холодный и влажный, на востоке континентальный, а в западной части более мягкий. Средняя годовая температура воздуха изменяется от 4°С на Европейской части бСССР до 10 - 16 °С в Восточной Сибири. Продолжительность периода с температурой выше 5°С уменьшается с запада на восток от 180 до 120 дней. Среднее годовое количество осадков в этом же направлении уменьшается от 600 - 700 до 200 - 300 мм; максимум осадков приходится на теплый период года. Испарение достигает 70 - 90 % количества выпавших осадков. 
 
Рельеф на европейской части равнинный с многочисленными грядами и холмами моренно - ледникового происхождения. В азиатской части огромная территория занята Западно - сибирской равниной, которая к востоку сменяется обширной системой горных цепей. 
 
Почвообразующие породы имеют различное происхождение и различаются как по генезису, так и по минералогическому составу. На европейской части страны и Западно - сибирской равнине они представлены преимущественно бескарбонатными и реже карбонатными отложениями ледникового происхождения. К востоку почвообразование идет в основном на элювии и делювии коренных пород. 
 
Растительность таежно - лесной зоны представлена лесной, луговой и болотной формациями. Луга вкраплены в лесные массивы отдельными пятнами, постепенно расширяющимися к югу, тогда как площадь болот в этом же направлении значительно сокращается. 
 
Почвообразовательный процесс на территории таежно - лесной зоны характеризуется большим разнообразием. В пределах зоны в направлении с севера на юг можно выделить три подзоны - это северная, средняя и южная тайга. В направлении с запада на восток выделяются четыре фации: теплая (западноевропейская), умеренная (восточно - европейская), холодная (западно - среднесибирская) и длительномерзлотная (восточносибирская). 
 
Почвенный покров таежно - лесной зоны формируется главным образом в результате трех основных почвообразовательных процессов: подзолистого, дернового и болотного, каждый из которых протекает в чистом виде или накладывается один на другой. 
 
Подзолистый почвообразовательный процесс идет под лесное растительностью. Непременное условие его развития - наличие медленно разлагающейся лесной подстилки и промывной тип водного режима, обусловливающий вынос продуктов разложения с нисходящим током воды. В чистом виде подзолистый процесс развивается под пологом сомкнутого хвойно - мохового леса. 
 
Особенностью подзолистого процесса почвообразования является распад минеральной части почвы под воздействием кислот, которые образуются в процессе разложения, и вынос продуктов разложения из верхней части почвенного профиля вниз. 
 
Основная морфологическая особенность подзолистых почв - резкая дифференциация на генетические горизонты их профиля, который имеет следующее строение: 
 
А0 - лесная подстилка мощностью 2 - 6 см; А0А1 - грубогумусный перегнойный горизонт, обычно выражен слабо (мощностью до 3 см), иногда отсутствует; А2 - подзолистый, или элювиальный, горизонт белесого цвета с сероватым оттенком, пластинчатой структуры, мощностью до 5 - 10 см и более; В - иллювиальный горизонт бурой окраски, уплотненный, призматической структуры, развит в пределах метровой толщи; 
 
С - материнская горная порода, мало затронутая почвообразовательным процессом. Подзолистые почвы можно разделить на три подтипа: глееподзолистый, подзолистый и дерново - подзолистый. Для последнего характерны торфяная подстилка и оглеение верхней части профиля, вызванное систематическим переувлажнением почв. По степени выраженности подзолообразовательного процесса эти почвы подразделяют на виды: слабоподзолистые - мощность подзолистого горизонта не более 5 см, среднеподзолистые - мощность 5 - 15 см, сильноподзолистые - от 15 - 25 см и подзолы - более 25 см. 
 
Подзолистые почвы обладают плохими агрохимическими свойствами. Содержание гумуса в перегнойном горизонте не превышает 1 - 2 %. Верхние горизонты обеднены зольными элементами (Р₂O₅ - 0,03 0,09 %, К₂O - 1,5 - 2 %), полуторными окислами алюминия и железа и коллоидной фракцией (рН водной вытяжки 4 - 5,5), насыщенность основаниями слабая (20 - 40 %) при низкой емкости поглощения (6 - 12 мг - экв на 100 г почвы). Физические свойства подзолистых почв не обеспечивают нормальных условий для роста и развития растений. Общая пористость у них не более 40 - 45 %, а пористость аэрации редко достигает 10 - 20 %. Эти почвы бесструктурны, слабоводопроницаемы, так как нижние горизонты сильно уплотнены (1,35 - 1,55 гсм³). 
 
Дерновый процесс интенсивно развивается под луговой травянистой растительностью на любых породах. В ряде случаев на карбонатных породах дерновый процесс может протекать и под травянистым и мохо - травянистым лесом. Особенностью данного почвообразовательного процесса является накопление гумуса, питательных веществ и создание водопрочной структуры в верхнем горизонте почвы. 
 
Профиль дерновой почвы имеет следующее строение: А0 - дернина или лесная подстилка мощностью не более 2 - 5 см; 
 
Ai - гумусовый илиперегнойно - аккумулятивный горизонт темно - серого цвета, зернисто - ореховатой структуры, мощностью 10 - 20 см и более; В - переходный горизонт буро - коричневой окраски, комковатой структуры; С - материнская горная порода, часто имеет щебнистые включения карбонатов. В верхней части дерновых почв выделяется дерновый (гумусовый) горизонт, мощность которого может составлять 10 - 15 см и более. 
 
Дерновые почвы разделяют по характеру почвообразующих пород на три типа: дерново - карбонатные, литогенные и дерново - глеевые. 
 
Дерново - карбонатные почвы развиваются на выходах карбонатных пород. По степени выраженности дернового процесса эти почвы подразделяют на маломощные - мощность дернового горизонта не превышает 15 см, среднемощные - дерновый горизонт 15 - 25 см, мощные - дерновый горизонт 25 - 35 см и глубокодерновые - мощность горизонта более 35 см. Дерновые почвы обладают высоким естественным плодородием. Характеризуются повышенным содержанием гумуса (5 - 22%), близкой к нейтральной реакцией гумусового слоя. Водопрочная зернисто - комковатая структура обеспечивает хорошие водно - физические свойства почв. 
 
Дерновые литогенные почвы формируются на породах, которые содержат значительное количество силикатных форм кальция и магния, кроме того, на элювиальных породах, богатых железом. Содержание гумуса в почвах сильно колеблется, от 2 до 9 %; с глубиной оно резко уменьшается. Реакция гумусового слоя близка к нейтральной. 
 
Дерново - глеевые почвы развиваются при участии сильно минерализованных, богатых кальцием грунтовых вод. Они отличаются высоким содержанием гумуса (10 - 15%), большой емкостью поглощения (30 - 40 мг - экв на 100 г почвы), высокой насыщенностью основаниями, нейтральной или слабокислой реакцией. Вследствие близкого залегания грунтовых вод почвы имеют неблагоприятный водно - воздушный режим. Таким образом, обладая высоким потенциальным плодородием, дерново - глеевые почвы нуждаются в регулировании водного режима. 
 
Дерново - подзолистые почвы развиваются под воздействием подзолистого и дернового процессов. В верхней части профиля они имеют гумусоэлювиальный (дерновый) горизонт, образовавшийся в результате дернового процесса, ниже - подзолистый горизонт, сформировавшийся под влиянием подзолистого процесса. Эти почвы характеризуются небольшой мощностью дернового горизонта (более 5 см, иногда 15 - 20 см), низким содержанием гумуса (2 - 5 %) и питательных веществ, кислой реакцией и наличием малоплодородного подзолистого горизонта. 
 
Распространены дерново - подзолистые, почвы в южных районах европейской и азиатской части таежно - лесной зоны.  

Методы  учета засорённости посевов и почвы.Техника 

составления карты засорения.Её значение в деле

  планоиерной борьбы с сорняками. 

 Засоренность полей - Для успешной борьбы с сорнякам необходимо ежегодно проводить учет засоренности полей. Для этого используют глазомерный, количественный и количественно - весовой методы. Наиболее доступным и простым из них является глазомерно - маршрутный метод (по диагонали поля), оценивающий засоренность по 4 - балльной шкале. 
 
Баллом 1 оцениваются поля, где встречаются единичные сорняки (слабая засоренность). Если сорняки составляют не более 25 % общего травостоя, засоренность поля оценивается баллом 2. Поля, где количество сорняков примерно равно числу культурных растений, оцениваются баллом 3 (сильная засоренность). Если сорняки преобладают над культурными растениями, ставят балл 4 (очень сильная засоренность). 
 
Наряду с учетом засоренности посевов по балльной системе проводится учет по типу засоренности. Всего различают семь типов засоренности: корнеотпрысковый, корневищный, малолетний, корнеотпрысково - корневищный, корнеотпрысково - малолетний, корневищно - малолетний, корнеотпрысково - корневищно - малолетний. 
 
Наиболее удобными сроками учета засоренности посевов зерновых культур является период от фазы полного кущения до уборки урожая, многолетних и однолетних трав - перед сенокосом, на парах и пропашных культурах - соответственно перед обработкой почвы и перед уборкой пропашной культуры. 
 
Количественный метод учета сорняков заключается в подсчете на пробных площадках количества культурных и сорных растений, а затем в определении среднего процента засоренности. 
 
Учетные площадки размером 1X1 м для пропашных культур и 0,5x0,5 м для культур сплошного сева выбирают произвольно в различных частях поля, в наиболее типичных по составу растительности местах. Число таких площадок зависит от площади поля, но не должно быть менее 10. Одновременно с подсчетом количества сорных растений учитывается их видовой состав и определяется биологическая группа. 
 
Количественно - весовой метод учета сорняков более трудоемок, но и более точен. В типичных по засоренности местах на пробных площадках размером 1X1 м или 0,5x0,5 м отбирают не менее четырех растительных проб на исследуемом поле. На каждой учетной площадке подсчитывают количество сорняков по биологическим группам, после чего растения срезают и определяют массу сорняков и культурных растений, а затем вычисляют процент засоренности. Степень засоренности почвы семенами сорняков учитывают путем взятия почвенных проб буром, позволяющим разделять почву по слоям. По результатам учета сорняков составляется карта полей каждого севооборота, на которой штриховкой или окраской обозначают тип засоренности. Степень засоренности изображается кружками с баллом засоренности. В кружке условным знаком отмечают виды и группы сорняков, определяющие тип засоренности (например, «б» - бодяк, «о» - осот, «в» - вьюнок и др. с пояснением в легенде значений букв). Наиболее злостные, трудно отделимые и ядовитые сорняки отмечают квадратиком, карантинные - треугольником на месте каждого очага с обозначением балла засоренности. К карте прилагают список наиболее распространенных сорняков по полям севооборота и ведомость отмеченных в полевом журнале очагов засоренности. Карты и ведомости засоренности посевов и почвы служат исходным материалом для разработки агротехнических и химических мер борьбы с сорняками.

Для разработки и осуществления планомерных мероприятий по борьбе с сорной растительностью необходимо в каждом предприятии систематически проводить обследование и учет засоренности полей севооборотов, а также других сельскохозяйственных угодий.

Засоренность полей изменяется под влиянием многих причин, в том числе агротехнических мероприятий. Поэтому обследование полей на засоренность необходимо проводить ежегодно. Эта работа выполняется два раза в год: в начале лета для учета наличия ранних сорняков и в конце лета — поздних, яровых, озимых зимующих, двухлетних и многолетних сорняков. Учет сорняков следует проводить перед прополкой.

В результате обследования и учета дается оценка засоренности полей по количеству (в  баллах) растений на 1 кв. м, по массе (сырая, воздушно-сухая, абсолютно сухая) в  граммах на 1 кв. м, по проективному покрытию, т. е. доля поверхности почвы, занимаемой горизонтальной проекцией надземных частей растений, выраженной в процентах. Для подсчета сорняков обычно пользуются рамочками разного размера — 0,1; 0,25; 0,50; 1 кв. м и более.

Наиболее часто используются следующие методы учета засоренности полей: глазомерный (визуальный), количественный и количественно-массовый.

Глазомерный метод разрабатывался многими учеными, но наибольшее распространение получил  метод А. И. Мальцева. В основе его лежит соотношение количества сорных и культурных растений на единице площади сплошных рядковых посевов.

Глазомерная оценка засоренности полей используется в производственных условиях на больших  площадях.

С 1982 г. применяются единая для всей страны методика оценки засоренности сельскохозяйственных угодий и методика картирования сорнополевой растительности.

Техника определения засоренности угодий включает: 1) основное сплошное обследование; 2) оперативное обследование.

Основное сплошное обследование. Каждое поле (участок) проходят по наибольшей диагонали и через равные расстояния накладывают рамку размером 50×50=0,25 м2. Количество проб: на площади до 50 га —10 точек, от 50 до 100 га—15, свыше 100 га — 20 точек. Внутри рамки подсчитывают общее количество сорняков и каждого вида в отдельности. Результаты подсчета заносят в форму.

Сорняки, не попавшие в рамку, но имеющиеся  на поле, особенно вредоносные и  карантинные, также фиксируют. Неизвестные  обследователю сорняки заносятся  в строку «Прочие виды».

Обследованные площади группируются по степени засоренности (по количеству сорняков на 1 м2): до 5; 6—15; 16—50; 51— 100; более 100.

Ведомости первичного учета засоренности по каждому  полю хранятся у главного агронома хозяйства не менее 10 лет и служат источником информации о динамике засоренности полей.

Материалы основного обследования используются для разработки комплексных мер  борьбы с сорняками и заказа пестицидов.

Районные  объединения «Сельхозхимия» выделяют и поставляют гербициды хозяйствам только при наличии ведомости учета засоренности полей.

Оперативное обследование на засоренность полей проводится визуально перед началом работ по борьбе с сорняками в следующие сроки: яровых зерновых культур и риса — в фазе начала кущения; озимых зерновых — в конце осенней вегетации и вслед за возобновлением вегетации; кукурузы — в фазе 2—3 листьев; зерновых бобовых — при высоте до 8 см; льна-долгунца — в фазе «елочки»; суданки, могара — в фазе кущения; пропашных культур — перед прополкой, т. е. междурядной обработкой; многолетних трав — до фазы кущения злакового растения и в фазе первого тройчатого листа или при отрастании бобового растения; чистых паров и необрабатываемых земель — при массовом появлении сорняков; в плодоовощных насаждениях — перед первой обработкой почвы в междурядьях.

По результатам  оперативного обследования уточняются видовой состав сорняков, площадь  полей для обработки гербицидами  или для борьбы с ними другими  методами.

Полученные  результаты сплошного основного  обследования полей на засоренность представляют огромную производственную ценность для планирования мероприятий по борьбе с засоренностью посевов.

Данные  учета засоренности оформляются  в виде карт (картограмм) засоренности полей севооборотов хозяйства с  подробным описанием характера  и степени засоренности каждого поля в отдельности.

Решающее значение в оценке и контроле за изменением засоренности посевов принадлежит систематически составляемым картам на протяжении ряда лет. Сопоставление данных засоренности каждого поля минимум за последние 3—5 лет характеризует динамику количественного и видового состава засоренности посевов независимо от погодных условий отдельных вегетационных периодов, которая фиксируется в книге истории полей.

Ежегодное обследование полей на засоренность и составление картограмм с пояснительной запиской и приложением гербария сорняков к ней — неотъемлемая профессиональная обязанность агронома.

Кроме глазомерного и количественного методов учета засоренности полей в научно-исследовательских учреждениях применяется более точный и детальный количественно-весовой метод. Сущность его состоит в том, что на делянках полевого опыта по изучению, например, изменения засоренности посева под влиянием применения гербицидов или новых приемов обработки почвы в борьбе с сорняками, в пробе (рамочка 0,25 м2) не только подсчитываются количество сорняков, но и их масса. Для этого сорняки подрезают на уровне почвы и взвешивают в сыром, а затем — в высушенном виде.

Засоренность почвы семенами и вегетативными органами размножения учитывается особыми методами.

Для определения  запаса семян сорняков специальным  буром с известным диаметром  с нужной глубины пахотного слоя (0— 10; 10—20; 20—30 см) берут почвенный  образец, который доставляют в лабораторию. С использованием тяжелого раствора можно отделить семена сорняков от почвенной массы, а затем, определив площадь режущей части бура и коэффициент пересчета на 1 м2, рассчитать запас семян сорняков в том или другом слое вначале на 1 м2, а затем на 1 га.

Запасы  вегетативных органов размножения  сорняков определяются на пробных площадках (на одной четвертой или на одной шестнадцатой квадратного метра) путем осторожного откапывания, извлечения, например, корневищ и очищения их от приставшей почвы. Затем ведутся подсчеты: масса корневищ, количество почек или глазков на корневищах, а также протяженность их по отдельным слоям почвы в пересчете на 1 га.

В целях  предупреждения возможного заноса семян  сорняков на поля вместе с семенами высеваемых культур, а также получения  высококачественной продукции необходимо определять засоренность семенного материала всех сельскохозяйственных культур, продовольственной и технической продукции растениеводства. Для этого существуют специальные государственные стандарты на качество семенного материала, продовольственного зерна и т. д.

Для того чтобы продукция отвечала требованиям  стандарта, ее необходимо путем соответствующей  очистки или обработки довести  до требуемых кондиций. Так, посевной материал зерновых культур очищают  на зерноочистительных машинах по различным  показателям формы зерновок: по толщине (на решетах с продолговатыми отверстиями); по ширине (с круглыми отверстиями); по длине (на триерах) и т. д. Соответствующие требования предъявляются и к продовольственной растениеводческой продукции. 

Углубление  пахотного слоя на дерново-подзолистых почв.

Успех углубления пахотного слоя дерново-подзолистых  почв путем постепенного припахивания зависит от мощности пахотного слоя и характера нижележащих генетических горизонтов.При углублении пахотного  слоя необходимо обязательно вносить  органические и минеральные удобрения, а также известь. На песчаных и супесчаных почвах используют сидераты (люпин, сераделла и др.).Углубление пахотного слоя без последующего применения органических и минеральных удобрений совершенно недопустимо, так как снижается плодородие почвы.По данным В. П. Нарциссова, увеличение глубины вспашки на 5 см (с 13 до 18 см) без удобрений снижает урожайность первой культуры — озимой ржи — на 3,8 ц зерна с гектара, второй культуры— овса—на 0,7 ц и третьей — клевера — на 11,8 ц сена. 
На почвах временного избыточного увлажнения (глеевых и глееватых) при углублении пахотного слоя эффективны плуги с почвоуглубителями и вырезным отвалом. Положительная роль углубления пахотного слоя дерново-подзолистых почв с применением почвоуглубителей на урожайность картофеля установлена многими опытными учреждениями.   

Биологизация  севооборотов. 

В последние  годы в системе земледелия наметилась тенденция к биологизации отрасли.

Существует несколько  систем земледелия основанных на использовании  различных факторов биологизации, полном отказе или минимализации применения химических препаратов защиты растений и минеральных удобрений .

При этом исходят  из того, что использование преимущественно  биологических факторов должно привести к некоторому уменьшению затрат антропогенных ресурсов (в первую очередь минеральных удобрений) на производство единицы растениеводческой продукции.

Целью интенсификации и максимализации использования  биологических факторов являются не только обеспеченность растений земными  факторами жизни, но и предотвращение, устранение или существенное ослабление отрицательных последствий использования средств химизации .

На наш взгляд, биологизация земледелия не должна полностью  исключать использование минеральных  удобрений и химических средств защиты. Это лишь способ снижения их доз и повышение агрономической, энергетической и экономической эффективности вносимых минеральных источников энергии. Для получения запланированного урожая недостающую часть питательных элементов необходимо дополнить удобрениями и применять их локально, в рядки при посеве, в корневую подкормку по результатам диагностики, строго соблюдать рекомендованные нормы, сроки, способы и соотношения азота, фосфора и калия с добавлением микроэлементов.