Факторы почвообразования и их характеристика

По мощности подзолистого горизонта подзолистые почвы  делят на виды. Различают следующие виды подзолистых почв: поверхностноподзолистые (А₂<5 см), мелкоподзолистые А₂=5—20 см), неглубокоподзолистые (А₂=20—30 см) и глубокоподзолистые (А₂>25см).

Иногда при определении  степени оподзоленности учитывают  характер структуры подзолистого горизонта (плитчатый, плитчато-комковатый, рассыпчато-листоватый и т. д.).

При определении подзолистых  почв, кроме того, учитывают гранулометрический состав верхней части профиля  и характер материнской породы.

Агрономическая оценка и мероприятия по освоению и окультированию. Агрономическая оценка подзолистых почв складывается из совокупности их морфологических показателей, химических и физических свойств. Подзолистые почвы, как было показано выше, вообще не имеют гумусового горизонта или имеют крайне маломощный гумусовый горизонт. Следовательно, в них отсутствует горизонт, который является аккумулятором гумуса, азота и элементов зольного питания. Эти почвы обладают неблагоприятными физическими свойствами: верхняя часть их профиля часто переувлажняется, в результате чего в ней развиваются восстановительные процессы. Реакция верхней части профиля неблагоприятная, содержание азота, фосфора и калия в доступных растениям формах невелико и зависит от характера подстилки и скорости ее разложения. Очень часто эти почвы содержат подвижные формы алюминия, железа и марганца в токсичных для растений количествах. В верхней части профиля и на поверхности обычно содержится много валунов.

В связи с этим основные мероприятия по освоению и окультуриванию подзолистых почв следующие: сведение леса, раскорчевка пней и планировка поверхности; уборка валунов; создание гумусированного пахотного слоя путем систематического внесения больших доз органических удобрений; систематическое внесение, азотных, фосфорных и калийных удобрений; известкование для создания благоприятной реакции почв; регулирование водного режима (проведение мелиоративных работ); улучшение физических свойств (обработка почвы, посев многолетних трав и т. д.).

В настоящее время осваивают  и окультуривают подзолистые почвы редко и только в тех случаях, когда нет других, более высоких по плодородию почв.

Изменение при  освоении и окультуривании. Освоение м окультуривание подзолистых почв существенно изменяют строение верхней части профиля и его физико-химические свойства. В результате обработки и внесения органических удобрении формируется пахотный слой, мощность которого, окраска и сложение зависят от уровня агротехники возделывания сельскохозяйственных культур и, следовательно, от уровня окультуривания почв. При систематическом внесении минеральных и больших доз органических удобрений и регулярном известковании постепенно формируется пахотный слой, содержащий 2—3% гумуса, имеющий благоприятную реакцию, содержащий азот и элементы зольного питания в доступной растениям форме. Мощность этого горизонта и его сложение будут зависеть главным образом от глубины вспашки, количества вносимых органических удобрений и времени использования почв. При экстенсивном окультуривании свойства пахотного слоя изменяются очень медленно, а плодородие почвы остается низким.

Исходя из этого, основные мероприятия по окультуриванию и повышению плодородия почв следующие: увеличение мощности пахотного слоя до 25—28 см в полевых севооборотах и до 30—35 см в овощных; увеличение степени насыщенности почвы основаниями (нейтрализация избыточной кислотности с доведением рН_сол до 5,5—6,0); увеличение содержания гумуса и улучшение его качественного состава; увеличение содержания в пахотном слое подвижных форм азота, фосфора и калия; улучшение водного и воздушного режимов.

Увеличить мощность пахотного  слоя можно тремя способами: постепенным  припахиванием незначительной части (по 1—3 см) подзолистого или оподзоленного горизонта с перемешиванием припаханной части с гумусированным слоем; однократным припахиванием значительной части (5—8 см) подзолистого или оподзоленного горизонта; рыхлением подпахотной части профиля без выворачивания ее на поверхность.

С помощью первого  способа пахотный слой требуемой мощности можно создать в течение многих (более 6) лет. Недостаток его в том, что, припахивая лишенный гумуса бесструктурный подзолистый горизонт и внося небольшие дозы органических и минеральных удобрений и извести, пахотный слой по содержанию гумуса, азота и элементов зольной пищи заметно «разбавляется» и его физико-химические свойства ухудшаются. Поэтому необходимо вносить дополнительное количество органических и минеральных удобрений и извести: на каждый сантиметр припахиваемого слоя сверх обычной нормы, принятой при выращивании той или иной культуры, 2—3 т органических удобрений и около 1 т извести.

Однократное припахивание значительной части подзолистого или оподзоленного горизонта позволяет создать необходимый по мощности пахотный слой за 1—2 года. Но при этом способе, как и при предыдущем, на поверхность выворачивается, а в последующем перемешивается с пахотным слоем лишенная гумуса и обладающая плохими водно-физическими свойствами масса, что требует внесения на 1 га очень больших доз органических удобрений и извести. В связи с этим подобный способ можно рекомендовать только при наличии в хозяйстве соответствующих возможностей.

Достоинство третьего способа  состоит в том, что увеличение мощности пахотного слоя не требует  внесения дополнительного количества органических удобрений и извести. В то же время вследствие улучшения подо- и воздухопроницаемости верхней части профиля происходит более быстрое просачивание талых вод и атмосферных осадков, что приводит к его лучшей аэрации и прогреванию, более интенсивной деятельности микроорганизмов и в итоге — к формированию лучшего питательного режима и повышению плодородия почвы. Недостаток этого способа в том, что действие подпахотного рыхления сказывается сравнительно короткое время на культуре, под которую сделано рыхление, и в последующий год. Кроме того, окультуривание подпахотной части профиля происходит медленно, так как органические удобрения попадают в нее в небольшом количестве или не попадают вообще, корневая система развивается в ней слабо. Поэтому гумус накапливается главным образом за счет «сухого просеивания» органического материала и за счет просачивания и закрепления здесь водорастворимых гумусовых веществ.

Выбор того или иного  способа увеличения мощности пахотного слоя рассматриваемых почв обусловлен возможностями внесения больших доз органических удобрений и извести и сроками, отводимыми для окультуривания. Увеличение степени насыщенности пахотного слоя основаниями и улучшение реакции проводят путем известкования; при этом дозы извести устанавливают по величине рН_С0Л и гранулометрическому составу почвы или по ее гидролитической кислотности.

Содержание гумуса увеличивается  и его качественный состав улучшается в результате внесения органических удобрений и улучшения условий превращения органических удобрений и послеуборочных остатков. Для этого создают благоприятную реакцию среды, регулируя путем дренажа и правильной обработки водный и воздушный режимы, стимулируя развитие микроорганизмов и т. д.

Содержание подвижных  форм азота, фосфора и калия в пахотном слое увеличивают с помощью внесения минеральных и органических удобрений.

Водный и воздушный  режимы подзолистых почв улучшают с помощью правильной обработки в оптимальные сроки, и кроме того, с помощью мелиоративной обработки и мелиорации почв. Для всех почв существенный фактор улучшения водного и воздушного режимов — создание или сохранение структуры, что достигается в определенной степени обработкой почвы в состоянии ее физической спелости, возделыванием многолетних трав и внесением искусственных структурообразователей.

ЗАКОНЫ НАУЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ, ИХ ЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

Растения в процессах  роста, развития и создания урожая требуют постоянного в необходимом количестве притока факторов (условий) жизни двоякого рода: космических и земных. К космическим факторам относятся свет и тепло, к земным — углекислый газ атмосферы, кислород, вода, азот, фосфор, калий, кальций и другие зольные элементы.

Органическое вещество урожая создается из углекислого  газа атмосферы, воды и минеральных солей почвы. Этот процесс осуществляется с помощью зеленых растений при участии энергии Солнца. Механизм образования простейших органических веществ (углеводов) можно представить следующей схемой:

6СО2 + 6Н2О + свет, хлорофилл —› С6Н12О6 + 6СО2.

В дальнейшем ходе процесса из простых соединений образуются сложные органические соединения, состоящие из углерода, кислорода и водорода. На долю этих элементов приходится 94% сухого вещества растений, причем углерод по массе составляет в сухом веществе в среднем 45%, кислород 42 и водород 7%. Оставшиеся 6% сухой массы урожая приходятся на долю азота (около 1%) и зольных элементов (около 5%). Общая продуктивность растения, накопление им сухой массы зависят от обеспечения его этими элементами.

Азот вместе с углеродом, кислородом и водородом образует группу элементов, так называемых органогенов. Важнейшие зольные элементы, без  которых, невозможны рост и развитие растений, — фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо. Их называют макроэлементами. Как правило, содержание этих элементов в растении колеблется от сотых долей процента до нескольких процентов.

Растениям необходим  в крайне незначительных количествах  еще ряд элементов: марганец, молибден, бор, медь, кобальт, цинк, фтор и др. Они  названы микроэлементами. Содержание их в растении составляет тысячные — стотысячные доли процента.

В отличие от космических  земные факторы жизни растений используются ими через почву. Она может лучше или хуже передавать растениям имеющиеся в ней или внесенные питательные вещества и воду. В экстенсивном земледелии, как известно, почва была единственным источником воды и питательных веществ. Длительность и эффективность использования почвы в земледелии определялись величиной естественного ее плодородия. Как только она переставала обеспечивать растения в достаточной степени земными факторами жизни, ее исключали из обработки и предоставляли действию природных процессов (переложная система земледелия).

В интенсивном земледелии все большее значение приобретает трансформационная функция почвы, то есть ее способность передавать растениям внесенные извне элементы питания и воду. Кроме того, повышенные требования предъявляют к фитосанитарному состоянию и технологическим свойствам почвы. Таким образом, в интенсивном земледелии резко возрастает посредническая роль почвы, обеспечивающая в конечном счете эффективность и рентабельность земледелия. По мере прогрессивной интенсификации земледелия трансформационная функция той или иной почвы, обусловленная природными факторами почвообразования, в ряде случаев оказывается недостаточной, то есть она не обеспечивает эффективной отдачи от возрастающего применения факторов интенсификации. Возникает необходимость улучшения всего комплекса почвенных свойств, расширенного воспроизводства ее плодородия.

Взаимодействие факторов жизни растений в процессе их роста  и развития, необычайно сложное и  многообразное, в течение длительного времени является предметом изучения биологическими и агрономическими науками. Результаты большого количества опытов, их обработка и тщательный логический анализ позволили сформулировать ряд закономерностей действия факторов жизни растений в процессе создания урожая. Эти закономерности в агрономической науке известны как законы земледелия.

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений гласит: «Все факторы жизни растений абсолютно равнозначимы и незаменимы».

Согласно этому закону, для роста и развития растений должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений — космических и земных. Растение может требовать как больших, так и ничтожно малых количеств факторов, однако отсутствие любого из них равносильно гибели растений.

На практике получить максимально высокий урожай можно  только при бесперебойном снабжении  растений всеми факторами в оптимальном количестве.

Закон минимума (минимума, оптимума, максимума). «Величина урожая определяется фактором, находящимся в минимуме. Наибольший урожай осуществим при оптимальном наличии фактора. При минимальном и максимальном наличии фактора урожай невозможен».

Закон совокупного  действия факторов жизни растений. Все факторы жизни растений действуют совокупно, то есть взаимодействуют между собой в процессе роста и развития растений.

Закон возврата. К. А. Тимирязев и Д. Н. Прянишников одним из величайших приобретений науки признавали этот закон.

Земледелие как отрасль  производства материально по своей  природе. Урожай как материальная субстанция создается из материальных составных  частей, определенная часть его —  за счет веществ и энергии, получаемых растениями из почвы. Кроме того, почва — посредник растений в обеспечении факторами жизни, среда их произрастания.

При компенсации выноса веществ и энергии из почвы  последняя сохраняет свое плодородие, при компенсации веществ и энергии с определенной степенью превышения происходят улучшение почвы, расширенное воспроизводство ее плодородия.

Закон возврата — научная  основа воспроизводства почвенного плодородия, частный случай проявления всеобщего закона сохранения веществ и энергии.

Законы земледелия широко используют в практике земледелия России. В разных почвенно-климатических условиях, в условиях разной специализации и уровня интенсификации производства, руководствуясь законом минимума, находят и устраняют факторы, ограничивающие рост урожайности. Так, интенсивное применение минеральных удобрений в ряде районов Нечерноземной зоны обусловило повышенную отзывчивость полевых культур на микроудобрения. Одновременно по мере интенсификации земледелия большую актуальность приобретает регулирование водного режима и кислотно-щелочных свойств почвы. Эффективность химизации в решающей степени зависит от состояния всего комплекса агрономических свойств почвы. Особую актуальность приобретает обеспечение почвы органическим веществом. Подобные примеры применения закона минимума можно легко продолжить.

Большое значение для  получения максимально высоких, хороших по качеству и стабильных урожаев полевых культур имеет строгое следование требованиям закона совокупного действия факторов жизни растений. Не меньшее значение соблюдение требований этого закона имеет и в практике воспроизводства плодородия почвы.