Почвы хозяйства "Маслянинский" Маслянинского района Новосибирской области, их агрономическая характеристика и мероприятия по рациональному использованию

При кислой реакции в почве недостаточно катионов кальция, магния, молибдена и др. элементов, в то же время проявляется токсичное влияние катионов водорода и, особенно, алюминия и марганца. При этом нарушается питание растений фосфором и азотом, кислая среда подавляет деятельность полезной микрофлоры, угнетающе действует на процессы аммонификации и нитрификации.

Для большинства культурных растений оптимальной является нейтральная и близкая к нейтральной реакция почвенного раствора (рН 6-7). Только для незначительного числа культурных растений оптимальной является кислая среда (рН 4,5-6). К ним относится чайный куст, картофель, люпин и некоторые другие.

Для оптимизации реакции среды кислых почв проводят химическую мелиорацию -- известкование. При внесении извести кальций замещает водород в ППК и нейтрализует свободные органически И минеральные кислоты почвенного раствора. Существует несколько способов расчёта норм извести: по гидролитической кислотности, по обменной кислотности, по сдвигу рН при внесении СаСО3, по буферной способности почвы. Наибольшее распространение получил метод расчёта по гидролитической кислотности, основанный на том, что для нейтрализации 1мг-экв ионов Н+/100 г требуется 50 мг СаСО3. Потребность в известковании можно определить по степени насыщенности основаниями. При V более 80% почвы не нуждаются в известковании, при V менее 50% потребность высокая; в промежутке -- средняя и слабая.

При определении дозы извести по обменной кислотности учитывается гранулометрический состав и содержание гумуса. Почвы тяжёлого гранулометрического состава и более гумусированные требуют более высокую дозу извести, поскольку обладают повышенной буферностью к сдвигу рН.

Уменьшению кислотности способствует систематическое применение навоза и компостов. Повышают почвенную кислотность физиологически кислые минеральные удобрения.

I. По химическим свойствам лугово-черноземные почвы близки к черноземам.

Содержание гумуса в лугово-черноземных почвах подтаежной зоны очень высокое - 9-20%, в лесостепной - от 7 до 17, а в степной зоне - от 3 до 8,7%. Вниз по профилю его количество снижается довольно плавно, лишь в степной зоне - резко.

Валовое содержание азота находится в прямой зависимости от содержания гумуса. В верхних горизонтах его количество колеблется от 0,4-0,8%, книзу снижается, иногда до 0,1-0,2%. Содержание подвижного фосфора варьирует в широких пределах - от 3,0 до 10,0 мг/100 г почвы. В осолоделых лугово-черноземных почвах содержание подвижного фосфора в нижних горизонтах больше, чем в верхних гумусовых горизонтах. Подвижным калием эти почвы хорошо обеспечены: 15-45 мг/100 г (табл. 12).

Величина рН пахотных горизонтов имеет нейтральное (близко к поверхности - слабокислое) значение, на глубине от 80 см и глубже - слабо- и среднещелочное. Емкость обмена высокая и колеблется от 50 до 70 мг-экв/100г почвы. Состав поглощенных оснований благоприятный. Почвенный поглощающий комплекс насыщен преимущественно катионами кальция и магния. На долю поглощенного натрия даже в солонцеватых лугово-черноземных почвах приходится не более 4-5 мг-экв/100 г почвы, что составляет менее 10% емкости обмена.

Таблица 12. Физико-химические свойства лугово-черноземных почв, Маслянинский район

Глубина, см	рH водн.	Гумус, %	Обменные катионы, мг-экв/100 г почвы	Емкость обмена, мг-экв/100 г почвы	Валовой азот	Подвижный, мг/100 г почвы
			Ca2+	Mg2+	Na+			фосфор	калий
0-5	5,3	20,27	58,47	7,25	2,4	68,26	0,887	8,4	не опр.
10-15	5,9	11,38	51,28	6,81	2,0	60,23	0,490	4,2
20-25	5,9	8,80	42,61	5,29	1,6	49,62	0,389	4,2
35-40	6,8	6,38	27,09	4,43	1,8	33,46	0,295	4,2
55-60	7,0	1,87	23,73	3,79	не опр.	27,64	0,092	8,3
80-85	8,3	0,68	22,20	3,89		26,09	не опр.	не опр.
85-140	8,0	0,58	19,77	3,88		23,65
140-170	8,5	0,44	19,01	4,25		23,26

II. Данные валового химического анализа оподзоленных черноземов свидетельствуют о некотором передвижении вниз по профилю полуторных окислов железа и алюминия и накоплении в верхней части профиля кремнезема (табл. 13).

Таблица 13. Валовой химический состав чернозема оподзоленного, Маслянинский район (на безгумусную бескарбонатную почву, %)

Глубина, см	Потери при прокаливании, %	SiO2	Fe2O3	Al2O3	CaO	MgO	SiO2 / R2O3
2-10	11,59	72,11	5,64	14,54	2,09	1,74	6,7
25-35	10,02	73,08	5,99	15,69	1,89	2,22	6,4
70-80	5,59	70,64	5,15	15,67	1,72	1,89	6,3
105-112	4,99	69,69	5,93	16,44	1,74	2,06	5,9
137-147	4,30	67,20	5,34	15,22	4,68	1,94	6,2

Оподзоленные черноземы имеют высокое содержание гумуса - от 8 до 10%, т.е. они являются средне- и высокогумусными. Изменение содержания гумуса по профилю происходит более плавно, чем в серых лесных почвах. Высокое содержание гумуса обеспечивает значительное количество в них общего азота: в гумусовом горизонте А - 0,4-0,45%, в горизонте В - 0,10-0,2%. Кроме того, они достаточно хорошо обеспечены подвижным фосфором и калием и в меньшей степени подвижным азотом.

Величина рН пахотных горизонтов имеет нейтральное значение. Почвенный поглощающий комплекс черноземов оподзоленных практически полностью насыщен катионами кальция и в значительно меньших количествах - катионами магния. В небольшом количестве в нем присутствуют катионы водорода, что свидетельствует о протекании в профиле процессов оподзоливания (табл. 14).

Таблица 14. Состав поглощенных катионов и величина рН в черноземах оподзоленных

Глубина, см	Ca2+	Mg2+	H+	Сумма	Ca2+	Mg2+	H+	pH
	мг-экв / 100 г почвы	от суммы, %	водный	солевой
0-10	40,42	6,66	0,11	47,19	85,7	14,1	0,2	6,4	5,6
13-23	31,89	3,83	0,06	35,78	89,1	10,7	0,2	6,8	6,0
26-36	23,64	3,58	0,06	26,98	86,5	13,2	0,3	7,1	6,0

3.5 Содержание гумуса в почвах, его типы, роль в почвообразовании и плодородии (расчёты запасов гумуса в почвах и их оценка по Орлову)

Каждая почва состоит из органических, минеральных и органоминеральных комплексных соединений. Органические соединения почвы формируются в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Неразложившиеся остатки растений и животных, которые видны в образце почвы невооруженным глазом или под лупой, составляют 5-10% общего содержания органического вещества неживой фазы большинства почв. Часть их полностью распадается до углекислоты, воды и простых солей в процессах минерализации. Другая часть преобразуется в сложные специфические органические вещества, называемые гумусовыми веществами. Совокупность специфических и неспецифических органических веществ, растительных и животных остатков разной степени разложения, кроме тех, которые еще не утратили тканевого строения, получило название гумуса или перегноя.

Гумус - основная часть органического вещества почвы, полностью утратившая черты анатомического строения организмов. Гумус определяет плодородие почвы, причем важно не только его количественное содержание в почве, но и его качественный состав.

Гумус состоит из 2 больших групп веществ:

1) неспецифические органические соединения, которые могут быть выделены из почвы, идентифицированы и количественно определены (сахара, аминокислоты, белки, органические основания, дубильные вещества, органические кислоты и т. п.). В большинстве минеральных почв составляют единицы процентов общего содержания органического вещества;

2) специфические гумусовые соединения - наиболее характерная специфическая часть, составляющая приблизительно 80-90 % общего содержании органического вещества в большинстве минеральных почв.

Гумусовые вещества представляют собой смесь различных по составу и свойствам высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений, объединенных общностью происхождения, некоторых свойств и чертами строения. Гумусовые вещества по растворимости и экстрагируемости делят на большие группы: фульвокислоты (ФК), гуминовые кислоты (ГК) и гумин; иногда выделяют особую группу гиматомелановых кислот.

Фульвокислоты - наиболее растворимая группа гумусовых соединений, обладающая, высокой подвижностью, значительно более низкими молекулярными массами, чем средневзвешенные молекулярные массы гумусовых веществ в целом. Фульвокислоты имеют более светлую окраску, чем вещества других групп. Преобладают в почвах подзолистого типа, красноземах, некоторых почвах тропиков, сероземах.

Гуминовые кислоты - нерастворимая в минеральных и органических кислотах группа гумусовых соединений. Имеют в среднем более высокие молекулярные массы, повышенное содержание углерода (до 62 %), менее выраженный кислотный характер. Преобладают в черноземах, каштановых почвах, иногда в серых лесных и хорошо окультуренных дерново-подзолистых.

Гумин - неэкстрагируемая часть гумуса. Представлена двумя типами соединений: гумусовыми веществами, наиболее прочно связанными с глинистыми минералами (глиногумусовый гумин); частично разложившимися растительными остатками, утратившими анатомическое строение и обогащенными наиболее устойчивыми компонентами, прежде всего лигнином (детритный гумин)

Гиматомелановые кислоты - группа гумусовых веществ с промежуточными свойствами между фульвокислотами и гуминовыми кислотами. Ранее включались в группу гуминовых кислот. Отличаются от последних растворимостью в полярных органических растворителях и другими свойствами.

Содержание гумуса в верхних горизонтах разных почв варьирует в широких пределах - от 0,5-1 до 10-12 % и более. Сельскохозяйственное использование в условиях низкой культуры земледелия приводит к снижению уровня гумусированности. Соотношение между гуминовыми и фульвокислотами определяет качественную характеристику гумуса разных типов почв. Обычно учитывается, прежде всего, отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот. В том случае, когда это отношение меньше 1, гумус называют фульватным, а когда отношение больше 1 - гуматным. В природном почвообразовании складывается закономерность, согласно которой при наиболее благоприятных условиях гумусонакопления формируется гумус, относительно обогащенный гуминовыми кислотами (черноземы, перегнойные почвы). Освоение и окультуривание почв в ряде случаев оказывают обычно неоднозначное влияние и на тип гумуса, изменяя его качественный состав.

Запасы гумуса в почве определяют уровень её потенциального и эффективного плодородия. Запасы гумуса в почве принято выражать в тоннах на гектар (т/га) и рассчитывать в слое 0-20 (пахотный) и 0-100 см.

ЗГ (т/га) = гумус (%) • h • d,

где гумус (%) - содержание гумуса в слое почвы, %;

h - мощность (толщина) слоя почвы, см;

d - плотность слоя почвы, г/см³.

Таблица 15. Оценка запасов гумуса в почве (по Д.С. Орлову, Л.А. Гришиной)

Запасы гумуса, т/га в слое почвы	Оценка запасов гумуса
0 - 20 см	0 - 100 см
Более 200	Более 600	Очень высокие
150 - 200	400 - 600	Высокие
100 - 150	200 - 400	Средние
50 - 100	100 - 200	Низкие
Менее 50	Менее 100	Очень низкие

I. Лугово-черноземные почвы:

Таблица 16. Расчет запасов гумуса в лугово-черноземных почвах

Горизонт	Глубина, см	h, см	d, г/см3	Гумус, %	ЗГ, т/га
А	0-25	25	1,12	8,8	246,4
АВ	25-34	9	1,27	7,3	83,4
В	34-46	12	1,34	6,38	102,6
ВС	46-63	17	1,40	3,5	83,3
С	63-100	37	1,6	0,68	40,3
556 т/га

Запасы гумуса в пахотном слое (0-20 см) очень высокие.

Запасы гумуса в метровом слое (0-100 см) высокие.

Лугово-черноземные почвы являются высокогумусными. Характеризуются глубоким проникновением гумуса по профилю, содержание которого постепенно снижается.

II. Черноземы оподзоленные:

Таблица 17. Расчет запасов гумуса в черноземах оподзоленных

Горизонт	Глубина, см	h, см	d, г/см3	Гумус, %	ЗГ, т/га
А0	0-5	5	1,02	6,7	34,2
А1	5-39	34	1,11	5,1	192,5
АВ1	39-77	38	1,38	2,1	110,1
В	77-93	16	1,55	0,7	17,4
ВС	93-100	7	1,55	0,1	1,1
355,3 т/га

Запасы гумуса в пахотном слое (0-20 см) высокие.

Запасы гумуса в метровом слое (0-100 см) средние.

Оподзоленные черноземы являются высоко- и среднегумусными. Изменение содержания гумуса по профилю происходит в них более плавно, чем в лугово-черноземных почвах.

3.6 Водные свойства и водный режим почв. Расчёты и оценка запасов продуктивной влаги в почвах и приёмы их регулирования

Почвенная вода - жизненная основа растений, почвенной фауны и микрофлоры, получающих воду главным образом из почвы. От содержания воды в почве зависят интенсивность химических и физико-химических процессов, передвижение веществ в почве, водно-воздушный, питательный и тепловой режимы, её физико-механические свойства, т. е. важнейшие показатели почвенного плодородия.

Для растений доступна та часть почвенной влаги, которая может быть усвоена в процессе их жизнедеятельности. Её называют продуктивной (полезной) влагой (ЗПВ), так как она используется на формирование урожая.

Если доступная влага использована полностью, растения завядают, такая влажность почвы называется влажностью завядания (ВЗ). Влажность завядания зависит от вида растений и свойств почвы. Чем тяжелее гранулометрический состав почвы, тем больше в ней органического вещества, тем выше ВЗ. В среднем ВЗ составляет: в песках - 1-3 %, в супесях - З_6, в суглинках - 6-15, в торфяных почвах - 50-60 %.

Запас продуктивной влаги в почве (ЗПВ) принято выражать в миллиметрах толщины водяного слоя. В таком виде его удобнее сопоставлять с данными по количеству выпавших осадков: 1 мм осадков на 1 га соответствует 10 тоннам воды (1 мм • S1 га • dН₂О = 0,1 см • 10 8 см 2 · 1 г = 10 т = 10 м ₃/га). см ³

Запас продуктивной влаги в почве определяется как разница между общими запасами влаги (03 В) и запасами труднодоступной влаги (ЗТВ).

03 В = 0, 1 • h • d • В, мм;

ЗТВ = 0,1• h • d • ВЗ, мм,

где 0,1 - коэффициент пересчёта запасов влаги в почве из м 3/га в мм/га;

h - мощность слоя почвы, для которого рассчитывают запас влаги, см;

d - плотность слоя почвы, г/см 3;

В - полевая влажность почвы, на абсолютно сухую почву, %;

ВЗ - влажность завядания, на абсолютно сухую почву, %.

ЗПВ = 03В - ЗТВ, мм

ЗПВ = (0,1• В •d• В) - 0,1 • h • d • ВЗ) = 0,1•h•d (В - ВЗ), мм, т. е.

ЗПВ =0,1•h•d (В - ВЗ); мм

Запасы продуктивной влаги оценивают по таблице 16.

Таблица 18. Оценка запасов продуктивной влаги (Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А.)

Мощность слоя почвы, см	Запасы воды, мм	Качественная оценка запасов воды
0 - 20	Более 40	Хорошая
	20 - 40	Удовлетворительная
	Менее 20	Неудовлетворительная
0 - 100	Более 160	Очень хорошая
	130 - 160	Хорошая
	90 - 130	Удовлетворительная
	60 - 90	Плохая
	Менее 60	Очень плохая

Типы водного режима почв

Водный режим почвы - совокупность процессов поступления, передвижения и расхода влаги в почве. Основы учения о водных режимах почв были заложения Г.Н. Высоцким и А.А. Роде. Ими было выделено 6 типов водного режима и несколько подтипов. В настоящее время принято выделять 14 типов водного режима.

Водный баланс для разных почвенно-климатических зон и отдельных участков местности складывается неодинаково. В зависимости от соотношения основных статей годового баланса может быть несколько типов водного режима почв. Тип водного режима почв определяют по величине коэффициента увлажнения (КУ), который вычисляют отношением годового количества выпадающих осадков на данной территории к годовой испаряемости. В разных природных зонах КУ колеблется от 3 до 0,1.

Для различных природных условий Г.Н. Высоцкий установил 4 типа водного режима: промывной, периодически промывной, непромывной и выпотной. Развивая учение Г.Н. Высоцкого, профессор А.А. Роде выделил 6 типов водного режима, разделив их на несколько подтипов.

1. Мерзлотный тип. Распространен в условиях многолетней мерзлоты. Мерзлый слой грунта водонепроницаем, является водоупором, над которым проходит надмерзлотная верховодка, которая обусловливает насыщенность водой верхней части оттаявшей почвы в течение вегетационного периода.

2. Промывной тип (КУ > 1). Характерен для местностей, где сумма годовых осадков больше испаряемости. Весь профиль почвы ежегодно подвергается сквозному промачиванию до грунтовых вод и интенсивному выщелачиванию продуктов почвообразования. Под влиянием промывного типа водного режима формируются почвы подзолистого типа, красноземы и желтоземы. При близком к поверхности залегании грунтовых вод, слабой водопроницаемости почв и почвообразующих пород формируется болотный подтип водного режима. Под его влиянием формируются болотные и подзолисто-болотные почвы.

3. Периодически промывной тип (КУ =1, при колебаниях от 1,2 до 0,8). Этот тип водного режима отличается средней многолетней сбалансированностью осадков и испаряемости. Для него характерны чередование ограниченного промачивания почв и пород в сухие годы (непромывные условия) и сквозное промачивание (промывной режим) во влажные. Промывание почв избыткомосадков происходит 1-2 раза в несколько лет. Такой тип водного режима присущ серым лесным почвам, черноземам оподзоленным и выщелоченным. Водообеспеченность почв неустойчивая.

4. Непромывной тип (КУ < 1). Характеризуется распределением влаги осадков преимущественно в верхних горизонтах и не достигает грунтовых вод. Связь между атмосферной и грунтовой водой осуществляется через слой с очень низкой влажностью, близкой к ВЗ. Обмен влагой происходит путем передвижения воды в форме пара. Такой тип водного режима характерен для степных почв - черноземов, каштановых, бурых полупустынных и серо-бурых пустынных почв. В указанном ряду почв уменьшается количество осадков, увеличивается испаряемость. Коэффициент увлажнения снижается с 0,6 до 0,1.

Влагооборот захватывает толщу почв и грунта от 4 м (степные черноземы) до 1 м (пустынно-степные, пустынные почвы). Запасы влаги, накопленные в почвах степей весной, интенсивно расходуются на транспирацию и физическое испарение и к осени становятся ничтожно малыми. В полупустынной и пустынной зонах без орошения земледелие невозможно.

5. Выпотной тип (КУ < 1). Проявляется в степной, полупустынной и пустынной зонах при близком залегании грунтовых вод. Преобладают восходящие потоки влаги по капиллярам от грунтовых вод. При высокой минерализации грунтовых вод в почву поступают легкорастворимые соли, происходит ее засоление.

6. Ирригационный тип. Он создается при дополнительном увлажнении почвы оросительными водами. При правильном нормировании поливной воды и соблюдении оросительного режима водный режим почвы должен формироваться по непромывному типу с КУ, близким к единице.

I. Водный режим лугово-черноземных почв, по классификации А.А. Роде, относится к типу выпотного, подтипу лугово-степного; по классификации В.А. Ковды -- к типу промывного гидроморфного. Н.И. Базилевич определяет этот режим как попеременный промывной-десуктивно-выпотной. В последнем названии наиболее ясно отражается особенность этого режима, который характеризуется чередованием периодов глубокого промачивания почв талыми снеговыми водами и иногда обильными летними осадками и возвратного капиллярного поднятия влаги. В течение значительной части вегетационного периода сохраняется связь нижней части почвенного профиля с почвенно-грунтовыми водами через капиллярную кайму. Лугово-черноземные почвы значительно лучше увлажнены, чем черноземы.

Грунтовые воды находятся на глубине 3-6 м, имеют слабую минерализацию. При относительно большой глубине залегания их воздействие на почвообразование ограничено. Оно проявляется в слабом оглеении нижних горизонтов, возникающем периодически при сезонном повышении уровня залегания грунтовых вод.

Таблица 19. Расчет запасов продуктивной влаги для лугово-черноземных почв

Горизонт	Глубина, см	h, см	d, г/см3	В, %	ВЗ, %	ЗПВ, мм
				05.05	20.07		05.05	20.07
А	0-25	25	1,12	29,0	11,0	7,8	59,4	9,0
АВ	25-34	9	1,27	25,0	10,0	6,5	21,1	4,0
В	34-46	12	1,40	24,0	11,5	6,2	29,9	8,9
ВС	46-63	17	1,40	23,0	11,8	6,0	40,5	13,8
С	63-100	37	1,6	22,5	12,8	6,5	94,7	37,3
	244,6	73,0

На 5 мая: ЗПВ в пахотном слое (0-20 см) - хорошие.

ЗПВ в метровом слое (0-100 см) - очень хорошие.

На 20 июля: ЗПВ в пахотном слое (0-20 см) - неудовлетворительные.

ЗПВ в метровом слое (0-100 см) - плохие. По сравнению с показателями на 5 мая запасы продуктивной влаги значительно уменьшились, так как влага испаряется и расходуется растениями, а осадков в летний период выпадает недостаточное количество. Необходимо проводить мероприятия, увеличивающие влагообеспеченность растений в летний период.

II. Водный режим черноземов оподзоленных:

На территории обследуемого хозяйства под влиянием периодически промывного типа водного режима сформировались черноземы оподзоленные. Такой тип водного режима характеризуется неустойчивой водообеспеченностью почв. Поэтому основные задачи по регулированию водного режима сводятся к накоплению, сохранению и продуктивному использованию влаги выпадающих осадков для поддержания необходимой обеспеченности возделываемых культур. В этих зонах большое значение приобретают мероприятия, направленные на ослабление поверхностного стока воды, снегозадержание, уменьшение физического испарения воды из почвы.

Важная роль принадлежит системе обработки почвы, чистым парам, борьбе с сорняками, лесополосам. Так, зяблевая обработка почвы, обеспечивая рыхлое строение пахотного слоя, способствует лучшему поглощению дождевых и талых вод, уменьшает поверхностный сток и снижает потери влаги на физическое испарение. Это улучшает влагообеспеченность сельскохозяйственных культур и повышает их урожай.

Таблица 20. Расчет запасов продуктивной влаги для черноземов оподзоленных

Горизонт	Глубина, см	h, см	d, г/см3	В, %	ВЗ, %	ЗПВ, мм
				05.05	20.07		05.05	20.07
А0	0-5	5	1,02	28,0	18,0	9,0	1,0	0,5
А1	5-39	34	1,11	24,0	19,0	7,6	61,9	43,0
АВ1	39-77	38	1,32	22,0	16,0	7,0	75,2	45,1
В	77-93	16	1,55	19,0	15,0	9,3	24,1	14,1
ВС	93-100	7	1,55	19,0	14,0	9,3	10,5	5,1
	172,7	107,9

На 5 мая: ЗПВ в пахотном слое (0-20 см) - удовлетворительные.

ЗПВ в метровом слое (0-100 см) - очень хорошие.

На 20 июля: ЗПВ в пахотном слое (0-20 см) - удовлетворительные.

ЗПВ в метровом слое (0-100 см) - удовлетворительные, но по сравнению с показателями на 5 мая запасы продуктивной влаги значительно уменьшились, так как влага испаряется, расходуется растениями, а осадков в летний период выпадает недостаточное количество.

4. Агропроизводственная группировка и бонитировка почв. Расчёты бонитета почв, его оценка по Благовидову

Для практического использования материалов почвенных исследований целесообразно объединение выделенных на карте почв в группы по сходности свойств, определяющих агропроизводственные их качества и общность приемов использования. В этих целях проводят агропроизводственную группировку почв или объединяют почвы в группы (типизация земель).

Агропроизводственная группировка почв представляет собой объединение видов и разновидностей почв в более крупные агропроизводственные группы по общности агрономических свойств почв, близости экологических условий, сходству качественных особенностей и уровней плодородия, однотипности необходимых агротехнических и мелиоративных мероприятий.

Агропроизводственную группировку почв разрабатывают на базе агрономических свойств почвы с учетом особенностей сельскохозяйственных культур, состояния хозяйства и перспектив их развития в виде картограмм. Почвы в агропроизводственные группы необходимо объединять по следующим признакам и свойствам:

1. генетическая близость (принадлежность к одному и тому же типу, подтипу, роду, виду);

2. морфологическое строение почвенного профиля, его верхних горизонтов, мощность гумусового горизонта, содержание в нем гумуса;

3. гранулометрический состав;

4. почвообразующие и подстилающие породы;

5. глубина залегания и качество грунтовых вод;

6. основные физические свойства почв, их водно-воздушный и тепловой режимы;

7. химические и физико-химические свойства;

8. пригодность почв для выращивания определенных групп культур;

9. однотипность и близость показателей, лимитирующих плодородие почв и затрудняющих их использование (каменистость, эродированность, солонцеватость, засоленность и др.);

10. степень однородности почвенных контуров, их размер и конфигурация.

По указанным признакам и их свойствам можно наметить общий комплекс мероприятий по повышению плодородия почв и наиболее рациональному их использованию, объединив их в одну группу. Число агропроизводственных групп всегда меньше числа почв, выделенных на почвенной карте. Все почвы хозяйства объединены в 14 агропроизводственных групп.

1-я агропроизводственная группа - пахотные почвы лучшего качества:

А) черноземы выщелоченные;

Б) черноземы оподзоленные.

2-я агропроизводственная группа - пахотные почвы хорошего качества:

А) темно-серые оподзоленные;

Б) лугово-черноземные.

3-я агропроизводственная группа - пахотные почвы хорошего качества:

А) черноземы обыкновенные;

Б) черноземы солонцеватые.

Почвы 3-ей агропроизводственной группы приобретают высокие качества при хорошем, в т.ч. искусственном увлажнении. Пригодны для возделывания всех сельскохозяйственных культур.

4-я агропроизводственная группа - пахотные почвы среднего качества:

А) дерново-подзолистые средне-задернованные;

Б) серые лесные.

5-я агропроизводственная группа - пахотные почвы среднего качества:

А) серые лесные оподзоленные;

Б) серые оподзоленные слабосмытые.

6-я агропроизводственная группа - пахотные почвы ниже среднего качества:

А) серые оподзоленные среднесмытые;

Б) серые оподзоленные среднесмытые в комплексе со светло-серыми оподзоленными до 25%.

7-я агропроизводственная группа - условно-пахотные почвы:

А) черноземно-луговые оподзоленные;

Б) луговая типичная;

В) все пахотопригодные почвы с комплексом непахотопригодных от 15 до 25%.

8-я агропроизводственная группа - почвы кормовых угодий лучшего качества:

А) аллювиально-перегнойная;

Б) прибрежные почвы пойм;

В) луговая оподзоленная почва.

9-я агропроизводственная группа - почвы кормовых угодий среднего качества:

А) дерновая сильно подзолистая;

Б) комплексные почвы балок;

В) все кормопригодные почвы с комплексом некормопригодных более 25%.

10-я агропроизводственная группа - почвы кормовых угодий ниже среднего качества:

А) лугово-болотная.

Б) собственно подзолистые;

11-я агропроизводственная группа - почвы под лесами, почвы мелиора-ивного фонда:

А) дерновая сильно подзолистая;

Б) аллювиально-болотные.

12-я агропроизводственная группа - почвы болот - регулируют уровень грунтовых вод и микроклимат данной территории

А) болотная, низинная

Б) торфяно-глеевая.

I. Лугово-черноземные почвы относятся ко второй агропроизводственной группе. Они имеют большое распространение на территории хозяйства и характеризуются разнообразием плодородия. Агрономическая ценность лугово-черноземных почв зависит от погодных условий - в нормальные и увлажненные годы по плодородию они не уступают черноземам, в сухие на них получают высокие урожаи, а во влажные и холодные - низкие. Рекомендации по их использованию и улучшению те же, что и для черноземов.

Отрицательным показателем агропроизводственных свойств этих почв является засоленность (особенно на территории Барабинской низменности и Северной Кулунды). Незасоленные разности имеют высокую агрономическую оценку, а засоленные в пределах 0-30 см (солончаковатые) - самую низкую. На солончаковатых почвах резко снижается урожайность сельскохозяйственных культур и их качество, поэтому использовать их следует при возделывании весьма ограниченного перечня солеустойчивых культур.

II. Черноземы оподзоленные относятся к первой агропроизводственной группе. Почвы первой группы являются преобладающими на территории хозяйства, используются все пахотные земли. Оподзоленные и выщелочные черноземы в большинстве случаев являются наиболее богатыми почвами. Мощность гумусового горизонта в этих почвах составляет 40 - 65 см у среднемощных и 25 - 40 см у маломощных. В соответствии с большими запасами гумуса в почвах первой подгруппы содержится много валового и, очевидно, подвижного азота. По обеспеченности подвижным фосфором и калием эти почвы также стоят на первом месте. Но все эти показатели черноземов при их неправильном использовании могут быть понижены.

Бонитировка почв

Бонитировка почв - сравнительная оценка почв по их производительности. Она производится в количественных показателях - баллах, которые рассчитываются на основе объективных данных - свойствах почв и средней многолетней урожайности сельскохозяйственных культур на этих почвах.

Балл бонитета каждого оценочного признака почвы вычисляют по формуле:

Б = Пф / Пэ * 100%,

где Б - балл оценочного признака;

Пф - фактическое значение какого-либо признака (мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, pH, гранулометрический сосотав и т. д.);

Пэ - значение признака почвы, принятой за эталон.

За 100 баллов принимают величину соответствующего признака или свойства лучшей по качеству и урожайности почвы области. В Новосибирской области такой почвой (эталоном) считают чернозём средневыщелоченный среднемощный среднесуглинистый дренированной лесостепи на лессовидном карбонатном суглинке (табл. 21).

Таблица 21. Основные оценочные признаки и их значения

Оценочный признак	Величина	Балл
	эталон	факт. 1	факт. 2	эталон	факт. 1	факт. 2
Мощность гумусового горизонта, см	40	34	39	100	85	97,5
Содержание гумуса, %	8	8,8	6,7	100	100	83,7
рН	7	5,9	6,4-6,8	100	95	100
Гранулометрический состав	Средне-суглинистый	Тяжелый суглинок	Тяжелый суглинок	100	90	90

Балл бонитета почв по pH и гранулометрическому составу определяют по таблице 21.

Средний балл рассчитывается по формуле:

Б_ср = (Б₁+Б₂+Б₃+Б₄) / 4

Для исследуемых почв:

Б_{ср I} = (Б₁+Б2+Б3+Б4) / 4 = 85 + 95 + 100 + 90 = 92,5

Б_{ср II} = (Б₁+Б2+Б3+Б4) / 4 = 97,5 + 83,7 + 100 + 90 = 92,8

Таблица 21 Оценка качества почв по величине рН и гранулометрическому составу

Величина рН	Балл	Гранулометрический состав	Балл
< 4,5	50	Супесь	70
4,6 - 6,0	70
5,1 - 5,5	90	Легкий суглинок	90
5,6 - 6,0	95
6,1 - 7,0	100	Средний суглинок	100
7,1 - 7,5	90
7,6 - 8,0	60	Тяжелый сглинок	90
> 8,0	40

Качественная оценка почв по величине урожайности зависит также от среднегодового количества выпавших осадков. Для Новосибирской области оно в среднем составляет 400 мм, что соответствует КУ=1 и позволяет в совокупности с вышеперечисленными свойствами почвы-эталона получать на ней в передовых хозяйствах по 30 ц/га. Эта урожайность также принята за 100 баллов.

КУ = кол-во осадков за год фактическое / испарение

Для Новосибирской области испарение в среднем составляет 400 мм.

На территории хозяйства среднегодовое количество осадков 450 мм.

КУ = 450 / 400 = 1,125

При окончательной качественной оценке почв необходимо учитывать другие важные их свойства: степень оподзоленности и оглеенности, переувлажнения, луговости, смытости, засоления и т.д. Они не поддаются строгому количественному учету и определяются количественно-качественным методом по системе: слабая, средняя, сильная с помощью поправочных коэффициентов.

Поправка среднего балла бонитета с учетом осадков (коэффициента увлажнения) и других поправочных коэффициентов:

Б_ср ¹ = КУ * Б_ср * К_см* К_оп

КУ = 1,125

При слабой степени оподзоленности К_оп = 1,0.

Коэффициент переувлажненности К_{переувл.} = 0,8 (степень переувлажнения слабая)

Б_{ср I} ¹= 1,125 * 92,5 * 0,8 = 83,50

Б_{ср II} ¹= 1,125 * 92,8 * 0,8 = 83,52

В соответствии со шкалой оценки почв по Благовидову исследуемые почвы относятся:

I. Лугово-черноземная - к IХ классу бонитета

II. Чернозем оподзоленный - к IХ классу бонитета

Это лучшие по качеству почвы.

5. Плодородие почв и современные пути его сохранения и рационального использования в хозяйстве. Баланс гумуса в севооборотах и его регулирование

Снижение плодородия почв по большей части связано со снижением количества подвижного азота в пахотном горизонте и с потерей гумуса (дегумификацией). Особенно ярко это проявляется на осушенных землях, где мощность торфяного слоя уменьшается в среднем на 3-5 см в год. Водная и ветровая эрозия также приводит к уменьшению количества гумуса в почве. Весной при таянии снега и отсутствии растительности, летом и осенью при выпадении осадков в виде ливней на пахотных землях при наличии даже незначительных уклонов местности развивается водная эрозия. Она приводит к ухудшению структуры почвы, уплотняет ее пахотный слой, резко уменьшает количество гумуса, уменьшает или уничтожает гумусовый горизонт, что приводит к снижению содержания питательных веществ и плодородия в целом.

Ветровая эрозия (дефляция) начинает проявляться уже при скорости ветра более 6 м/с. Наиболее она развита в южной лесостепи и степной зоне, где почвы имеют маломощный гумусовый слой, более легкий гранулометрический состав и менее оструктурены. Она проявляется в виде пыльных бурь и повседневной дефляции, наносит большой вред сельскому хозяйству, разрушая почву, унося с посевами до 15-20 см гумусового слоя. Выдувание верхнего слоя, как и при водной эрозии, способствует сокращению мощности гумусового слоя, снижению запасов гумуса, азота и других питательных веществ. Поэтому в районах с развитой эрозией следует проводить организационно-хозяйственные, агротехнические и лесомелиоративные мероприятия.

Равнинные территории с небольшим уклоном (до 2^о) следует использовать под обычные сельскохозяйственные культуры. На склонах большей крутизны необходимо размещать почвозащитные севообороты. Более крутые склоны (свыше 5-7^о) используют под посевы многолетних трав. Там, где эрозия опасна, размещают полосы из многолетних трав, кустарников и деревьев. Эродированные участки отводят под почвозащитные лугово-пастищные севообороты, а сильноэродированные - под постоянное залужение или облесение.

Для снижения потерь гумуса в почву следует вносить научно обоснованные дозы минеральных и органических удобрений, проводить известкование кислых и гипсование щелочных почв, вводить севообороты с многолетними травами, регулировать соотношение пропашных и зерновых культур.

Положительное воздействие на содержание гумуса повсеместно оказывают оставление и запахивание стерни и пожнивных остатков. Важным приемом накопления гумуса является щадящая обработка почвы. Замена отвальной обработки на безотвальную и минимальную способствует сохранению и накоплению гумуса.

Главным залогом сохранения почвенного плодородия и рационального его использования в сельскохозяйственном производстве может служить повсеместное освоение адаптивно-ландшафтных систем земледелия.

С 50-х годов в России получили развитие различные направления разработки систем земледелия, в том числе система Т.С. Мальцева, почвозащитная система А.И. Бараева и др. В 80-х годах они были интегрированы в зональные системы земледелия. В каждой области, крае и автономных республиках были изданы книги-рекомендации с такими названиями. В 90-х годах они получили дальнейшую разработку и были дифференцированы применительно к различным агроландшафтам в пределах природно-сельскохозяйственных провинций различных природных зон. Эти системы названы адаптивно-ландшафтными. Им дано конкретное определение академиком РАСХН Валерием Ивановичем Кирюшиным в 1993 году:

«Адаптивно-ландшафтная система земледелия (АЛСЗ) -- это система использования земли определенной агроэкологической группы, ориентированная на производство продукции экономически и экологически обусловленного количества и качества в соответствии с общественными (рыночными) потребностями, природными и производственными ресурсами, обеспечивающая устойчивость агроландшафта и воспроизводство почвенного плодородия».

АЛСЗ имеет конкретный агроэкологический адрес (группа земель в пределах агроэкологической провинции). Она адаптирована к определенным социально-экономическим условиям и определяется шестью группами факторов: 1. общественные (рыночные) потребности (рынок продуктов, потребности животноводства, требования переработки продукции); 2. агроэкологические требования культур и их средообразующее влияние; 3. агроэкологические параметры земель (природно-ресурсный потенциал); 4. производственно-ресурсный потенциал, уровни интенсификации; 5. хозяйственные уклады, социальная инфраструктура; 6. качество продукции и среды обитания, экологические ограничения. Термин «адаптивная» означает адаптированность системы земледелия ко всему комплексу обозначенных условий. Термин «ландшафтная» означает, что она разрабатывается применительно к конкретной категории агроландшафта, или, другими словами, к агроэкологической группе земель.

Обязательным условием проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия является формирование геоинформационных систем (ГИС) агроэкологической оценки земель по перечисленным параметрам. Из множества природных факторов при проектировании АЛЗС учитываются те, которые связаны с биологическими требованиями растений, а также те, которые определяют ландшафтные связи и соответственно устойчивость агроландшафтов. Чем выше уровень интенсификации земледелия тем большее количество агроэкологических факторов учитывается. Проектирование АЛСЗ основывается на системе агроэкологической оценки земель, которая включает следующие позиции: ландшафтно-экологический анализ территории, агроэкологическую оценку почв, агроэкологическую типизацию и классификацию земель, агрогеоинформационные системы по агроэкологической оценке земель.

6. Экологическая роль почв и их охрана

Почвенный покров представляет собой тончайшую и самую плотно населенную организмами поверхностную оболочку нашей планеты. В ней постоянно осуществляется круговорот веществ и энергии. С защитой почвенного покрова непосредственно связана и проблема сохранения биологического разнообразия. Разрушение почвенного покрова неизбежно нарушит нормальное функционирование биосферы. Поэтому использование почв и их охрану следует рассматривать как единое целое.

Эффективное управление плодородием почв возможно только в рамках экологически ориентированного подхода к землепользованию.

Бережное отношение к почвам и их сохранность являются важной проблемой современного земледелия в Новосибирской области, которая характеризуется неустойчивым агроландшафтом. В области значительная часть почв, особенно черноземов, подверждена водной и ветровой эрозии. Развитие эрозии связано со своеобразным гранулометрическим составом почв (преобладанием в них иловатых и пылеватых частиц) и характером рельефа. Некоторые противоэрозионные мероприятия описаны в предыдущей главе (гл. 5, стр. 52)

На землях, подверженных ветровой эрозии, следует проводить безотвальную обработку, которая сохраняет до 85% стерни и других растительных остатков. В малоснежное зимнее время стерня защищает поле от дефляции и способствует равномерному распределению снега на поверхности, что создает условия для получения дружных всходов и повышения их устойчивости к воздействию ветра. На таких почвах необходимо заменять чистые пары занятыми сидеральными и кулисными. Кулисы из высокостебельных растений (рапс, горчица и др.) предохраняют почву от выдувания летом, а зимой способствуют снегозадержанию.

Хорошо зарекомендовало себя полосное размещение паров, когда пары чередуются с посевами зерновых, а также полосное размещение однолетних культур с многолетними травами. При этом полосы следует располагать перпендикулярно активным ветрам.

В борьбе с ветровой эрозией важное значение имеют посадки лесополос. Их размещение производят поперек основного направления господствующих ветров, при тщательном учете характера рельефа и почвенного покрова. Лесополосы размещают в виде клеток. Взрослые 20-30-летние деревья обеспечивают защиту территории 30-40-кратной их высоты. Лесополосы не только снижают дефляцию, но и создают более благоприятный микроклимат, способствуют снего- и влагонакоплению, обеспечивают повышение урожайности зерновых на 3-4 ц/га, силосных - до 50 ц/га.

Для создания равномерного снежного покрова применяют снегозадержание, а для сокращения поверхностного стока используют безотвальную обработку с сохранением на поверхности почвы стерни и пожнивных остатков.

На пастбищах ветровая эрозия возникает при бессистемном выпасе скота. Поэтому для снижения выбивания пастбищ скотом на них необходимо соблюдать пастбищеоборот, а на песчаных и супесчаных почвах следует вообще прекратить выпас и залужить их ценными травами.

На территориях с развитой овражно-балочной системой, в том числе и на территории обследуемого хозяйства, следует проводить мероприятия по борьбе с оврагами, для чего овраг выполаживают, предварительно сняв гумусовый горизонт, который затем возвращают на спланированную поверхность. На вершине оврага сооружают систему канав для отвода поверхностных вод. Вершины оврагов и балок и прилегающие к ним массивы необходимо укреплять посадкой на них лесополос. Все эти мероприятия приводят к регулированию поверхностного стока и уменьшению водной эрозии.

Нарушение технологии внесения органических и минеральных удобрений приводит к загрязнению почв агрохимикатами, ухудшает качество сельскохозяйственной продукции, нередко загрязняет грунтовые воды и прилегающие территории. Избыток азотных удобрений вызывает усиленный нежелательный рост растений, повышает их восприимчивость к пониженным температурам. Особенно опасен азот в нитратной форме, который не поглощается почвой, легко передвигается по профилю и может попадать в грунтовые воды.

Аммиачные соединения азота также могут быть источником загрязнения почв и природных вод. Если концентрация аммиачного азота в грунтовых водах превышает 1 мг/л воды, то он препятствует их хлорированию. Источником аммиачного азота, как правило, служат отходы животноводства и городские сточные воды. На почвах с избыточным содержанием азота необходимо возделывать культуры, способные к большому его выносу своей вегетативной массой, которую скашивают и вносят как зеленые удобрения (сидераты) на бедных азотом и органическим веществом почвах.

При орошении, особенно в районах южной лесостепи и степи, возникает проблема вторичного засоления почв. Главными причинами его возникновения являются бездренажное орошение, неконтролируемые нормы полива, полив минерализованной водой. Оросительные воды при избыточной фильтрации способствуют поднятию грунтовых вод, которые при усиленном испарении приводят к накоплению легкорастворимых солей по всему почвенному профилю, включая верхние гумусовые горизонты.

Особенно опасно содовое засоление, при котором резко возрастает величина рН почвенного раствора (до 10-12), усиливается пептизация почвенных коллоидов, что ухудшает свойства почв и способствует дальнейшему увеличению содержания солей. Для орошения следует применять воды, в которых количество солей не превышает 1 г/л. Часто полив производят и более концентрированными водами, что усиливает возникновение вторичного засоления. Во избежание этого следует периодически проводить промывки, а при содовом засолении поливных вод целесообразно применять химическую мелиорацию гипсом.

Заключение

Анализ состояния двух типов почв показал, что оба типа почв обладают высоким плодородием и баллом бонитета, являются одними из лучших почв в Новосибирской области и рекомендованы для производства товарного зерна.

Однако почвенное плодородие необходимо постоянно поддерживать и по возможности повышать. И как минимум, не допускать истощения и деградации почвы. Основными причинами деградации почв являются высокая антропогенная нагрузка на пашню, разбалансированность агроландшафтов, эрозионные процессы, недостаточное внесение удобрений и известковых мелиорантов.

Для повышения почвенного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур необходимо освоение научно-обоснованных систем земледелия на основе внедрения прогрессивных агроприемов и технологий с учетом качественного проведения работ по окультуриванию почв. При этом необходимо глубокое изучение основных свойств почв области, знание общих закономерностей и зональных особенностей формирования и развития почвенного покрова, освоение специфики приемов и мероприятий по его окультуриванию.

При сельскохозяйственном использовании необходимо учитывать, что почвенный покров области экологически слабо устойчив и легко подвержен отрицательным природным явлениям - водной и ветровой эрозии, засолению, осолонцеванию и заболоченности. Поэтому только рациональное его использование будет способствовать повышению плодородия почв и обеспечит высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур.

Эффективное управление плодородием почв возможно только в рамках экологически ориентированного подхода к землепользованию.

На современном этапе развития общества дальнейшее развитие почв определяется антропогенной деятельностью, направленной на получение высоких и устойчивых урожаев. Под влиянием человека почва окультуривается. Такие мероприятия, как введение научно обоснованных севооборотов, систем обработки почвы, применение органических и минеральных удобрений, рациональная организация земельных территорий с правильным выделением полевых, луговых, пастбищных и лесных угодий, посев высококачественных семян, способствуют окультуриванию почвы. При этом происходят изменения в ее строении, составе и свойствах: увеличивается мощность и обогащается органическим веществом пахотный горизонт и весь корнеобитаемый слой; создается и поддерживается агрономически ценная комковато-зернистая структура, обеспечивающая благоприятный водный и воздушный режим; изменяется в благоприятную сторону состав почвенных микроорганизмов и интенсивно развиваются микробиологические процессы, прежде всего нитрификационные; почва обогащается азотом и зольными элементами питания; изменяются физико-химические свойства и реакция среды вследствие увеличения насыщенности почвы основаниями.

Таким образом, под влиянием деятельности человека изменяются практически все природные свойства почвы, повышается ее плодородие и возрастают урожаи сельскохозяйственных культур.

Список литературы

1. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. - М.: Колос, 1996. - 367с.

2. Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии. - М.: Колос, 2000. - 416 с.

3. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Р.-на-Дону: Феникс, 2001 - 576 с.

4. Лосев А.П., Журина Л.Л. Агрометеорология. - М.: Колос, 2001. - 304 с.

5. Сакс В.Н. Новосибирская область: Природа и ресурсы. - М.: Наука, Сибирское отделение, 1978. - 151 с.

6. Семендяева Н.В., Галеева Л.П., Мармулев А.Н. Почвы Новосибирской области и их сельскохозяйственное использование. - Новосибирск: НГАУ, 2010. - 187 с.

7. Ступин Д. Ю. Загрязнение почв и новейшие технологии их восстановления: Учебное пособие. -- СПб.: Издательство «Лань», 2009. -- 432 с.

Размещено на Allbest.ru