Экологическая функция почв и их охрана

Вследствие небольшой высоты гривистых повышений и близким к поверхности расположением в прошлом уровня грунтовых вод, а также слабого оттока верховодки, черноземы на территории колхоза отсутствуют.

2. Основные типы почвообразования

Кроме ведущих факторов почвообразования, значительную роль играют интразональные: микрорельефность и бессточность территории, грунтовые воды, их минерализация и засоление, карбонатность и засоленность почвообразующих пород. Эти отклонения вызывают развитие таких процессов, как солонцовый, глеевый, осолодения и т.д., которые, в свою очередь, накладываются на ведущие зональные процессы (подзолистый и дерновый).

Почвообразование – это процесс, в результате которого на поверхности земли из практически бесплодных горных пород формируется качественно новое, обладающее плодородием природное тело – почва, в результате сложного комплекса взаимосвязанных и взаимообусловленных химических, физических, биологических явлений и процессов превращения веществ и энергии.

Каждый тип почвообразования обусловливает формирование определенной гаммы однотипных почв, а частные почвообразовательные процессы участвуют в образовании всех типов почв. В этом и заключается единство почвообразовательного процесса. Следует отметить, что у почвоведов нет единого мнения о типах почвообразования и общепринятого определения этого понятия. Одни ученые считают, что каждому типу почвы должен соответствовать и тип почвообразования, другие — что типов почвообразования значительно меньше, чем типов почв. Так, К. Д. Глинка, С. С. Неуструев выделяли пять типов почвообразования, В. Р. Гедройц — четыре, В. Кубиена — девять.

Все многообразие почв в природе — результат длительного естественного развития основных почвообразовательных процессов — типов почвообразования, и прежде всего подзолистого, черноземного, или дернового (гумусово-аккумулятивного), болотного (гидроморфного), солонцового (галогенного), латеритного (ферраллитного) и естественно-антропогенного (культурного).

Подзолистый процесс почвообразования. Развивается под воздействием лесной (прежде всего хвойной) растительности в условиях влажного климата, особенно энергично на бескарбонатных материнских породах. Суть этого процесса заключается в интенсивном разрушении (гидролизе) минеральной части породы или почвенной массы, главным образом под влиянием органических кислот (типа фульвокислот), и в не менее интенсивном выносе образовавшихся подвижных продуктов из верхних горизонтов в нижние или за пределы почвенного профиля (при господстве промывного типа водного режима). Подвижные продукты почвообразования, выветривания и компоненты биологического круговорота (золи гумуса, кремнекислоты, гидрооксиды железа и алюминия) частично закрепляются в почве, накапливаясь на разных глубинах и образуя новые коллоидно-дисперсные минералы, и формируют почвенный профиль.

Подзолистый процесс способствует образованию почв подзолистого ряда, характеризующихся обедненностью верхних горизонтов коллоидами и накоплением в них аморфного кремнезема (элювиированные горизонты), ненасыщенностью коллоидного комплекса основаниями, в частности Са2+, кислой реакцией почвенного раствора, плохими физико-механическими свойствами, уплотнением иллювиальных горизонтов, обогащенных илистыми частицами, гидроксидами железа и алюминия.

Периодическое переувлажнение почвенной толщи и оглеение способствуют усилению подзолистого процесса.

Типичные представители почв данного типа почвообразования — подзол и дерново-подзолистые, которые составляют основной фон в почвенном покрове лесной зоны.

Черноземный, или дерновый (гумусово-аккумулятивный), процесс почвообразования. Протекает под влиянием многолетней травянистой растительности в условиях умеренного влажного климата, особенно энергично на рыхлых карбонатных горных породах (лёссах). Сущность этого процесса состоит в обогащении материнской геологической породы или почвенной толщи (особенно верхней части) специфическим органическим веществом — гумусом.

Умеренное увлажнение при непромывном типе водного режима, характеризующееся чередованием нисходящих и восходящих токов почвенной влаги, приводит к равномерному пропитыванию толщи гумусом и выщелачиванию легкорастворимых соединений и карбонатов кальция. Последний вымывается из верхней части профиля, переходные к материнской породе горизонты обычно обогащены карбонатами кальция (СаСО3), насыщенность коллоидного комплекса Са2+ и закрепление почвенных коллоидов (глины и гумуса) благоприятствуют созданию агрономически ценной водопрочной зернисто-комковатой структуры. Разрушения минеральной части не наблюдается.

Таким образом, гумусово-аккумулятивный (дерновый) процесс приводит к формированию различных черноземных почв, характеризующихся высокой гумусированностью, насыщенностью коллоидного комплекса кальцием, нейтральной или близкой к ней реакцией почвенного раствора, благоприятными физико-механическими свойствами. Профиль этих почв представляет собой постепенный переход от собственно гумусового горизонта к негумусированной материнской породе. Перераспределения коллоидов по профилю нет.

Представители почв данного типа почвообразования — чернозем типичный мощный, широко распространенный в лесостепи, и чернозем обыкновенный, формирующийся в степной зоне.

Солонцовый (галогенный) процесс почвообразования. Развивается под влиянием легкорастворимых солей, главным образом хлоридов, сульфатов и карбонатов натрия, проявляется в различных природных зонах страны.

Классическая схема формирования почв солонцового комплекса была предложена Гедройцем. Она предусматривает закономерно сменяющие друг друга стадии: сначала возникает солончаковость, затем, при вымывании солей, — солонцеватость, при дальнейшем промывании — осолодение (солончак —солонец — солодь). Однако такое чередование не является непременным условием развития почв галогенного (солонцового) ряда.

Засоление (солончаковость) — это накопление в почве легкорастворимых, особенно натриевых, солей (больше 0,1 % массы сухой почвы), источником которых служат минерализованные грунтовые воды и засоленные материнские породы. От незаселенных солончаковые почвы отличаются повышенной концентрацией солей почвенного раствора и даже выделением их в виде прожилок, кристаллов, солевых выцветов, корок и пр. Различное по интенсивности и качеству засоление угнетает рост и развитие растений, чем и объясняется низкое плодородие солончаков и солончаковых почв. Физико-механические свойства солончаковых почв обычно нельзя назвать неблагоприятными, так как почвенные коллоиды «коагулированы (несмотря на наличие в коллоидном комплексе обменно-поглощенного натрия) под влиянием высокой концентрации солей в почвенном растворе, реакция которого зависит от состава солей. Профиль солончаковой почвы сохраняет в основном строении профиль первичной (образовавшейся до засоления) почвы.

Солонцеватость (осолонцевание) заключается в коренном изменении структурного состояния всей почвенной толщи в связи с диспергацией почвенных коллоидов (гумуса и глины) под воздействием обменно-поглощенного натрия и при понижении концентрации легкорастворимых солей в почвенном растворе (рассоление). Диспергация гумуса и глины приводит к разрушению структурных агрегатов. Осолонцованная почвенная масса может стать полностью бесструктурной: поглощая много воды и сильно набухая, она становится вязкой, при высыхании сильно растрескивается, образуя большие, очень плотные глыбы. Солонцы и солонцеватые почвы характеризуются плохими физико-механическими свойствами, наличием катионов Na+ в коллоидном комплексе (больше 5 % емкости поглощения), щелочной реакцией почвенного раствора. Профиль солонцовых почв четко разделен на горизонты коллоидного элювия и иллювия, причем иллювиальные горизонты развиты особенно хорошо. В нижней части профиля часто содержатся соли.

Осолодение — процесс интенсивного разрушения (гидролиза) почвенной массы при замене обменно-поглощенного натрия (Na+) в коллоидном комплексе ионом водорода (Н+) и выщелачивания продуктов разрушения. Развивается при застаивании воды на поверхности почвы, особенно интенсивно в различных замкнутых понижениях (западинах, подах), где анаэробные условия и оглеение усиливают процессы разрушения. Источником иона водорода служит вода, диссоциирующая, хотя и слабо, на ионы Н+ и ОН-. Образовавшиеся солоди и осолоделые почвы имеют оглеенный профиль с хорошо развитыми гумусово-элювиальным и элювиальным горизонтами. Наряду с катионами Са2+ и Mg2+ в коллоидном комплексе почв содержатся ионы Na+ и Н+. Реакция почвенного раствора в верхней части профиля кислая, с глубиной она может переходить в нейтральную и даже щелочную.

Почвы галогенного (солонцового) ряда встречаются в разных зонах, но наиболее широко они распространены в южной степи, в зонах полупустынь и пустынь.

Болотный (гидроморфный) процесс почвообразования. Развивается под влиянием болотной (главным образом моховой и осоковой) растительности в условиях постоянного избыточного увлажнения, вызывающего оглеение и накопление слаборазложившихся органических остатков в виде торфа. Переувлажнение почвенной толщи препятствует проникновению в почву свободного кислорода воздуха, что обусловливает развитие анаэробных бактерий, использующих органическое вещество как энергетический материал и усваивающих кислород из различных окисных соединений, которые переходят в закисные формы. Этот процесс раскисления (восстановления) почв называется оглеением, а образовавшаяся обогащенная закисными соединениями масса — глеем, который имеет оливковую, сизую или синеватую окраску благодаря наличию закисного железа. Анаэробные условия способствуют также накоплению и консервированию органического вещества, что обусловливает наличие в почве больших запасов главнейших питательных веществ — азота и фосфора. К типичным представителям почв, сформировавшихся в результате болотного процесса почвообразования, относятся торфяники, болотные и торфяно-болотные, характерные для таежно-лесной зоны, пойм рек, переувлажненных территорий.

Естественно-антропогенный процесс почвообразования. Выделен в качестве самостоятельного В. Д. Мухой; имеет четко выраженные общие закономерности своего развития и зональные особенности проявления.

Описанные почвообразовательные процессы, их различные сочетания определяют многообразие почв в природе.

3. Физико-механические свойства почв

Пластичность - способность почвы принимать приданную ей во влажном состоянии форму без образования трещин и сохранять её после прекращения внешнего воздействия. Определяется содержанием ила и влаги в почве.

• Сухие и избыточно влажные почвы не обладает пластичностью. Она проявляется в определённых пределах увлажнения.

• Верхний предел пластичности –  влажность почвы, при которой почва начинает течь; нижний – влажность почвы, при которой она перестаёт скатываться в тонкий шнур без трещин и диаметром более 3 мм.

• Пластичность характеризуется числом Аттеберга. У песков оно равно 0, супеси – 0-7, суглинков – 7-17, глин – более 17.

• Пластичность используется при полевом экспресс –определении гранулометрического состава (скатывание шнуров, шаров), при расчётах тяговых усилий тракторов по обработке почв.

Липкость — свойство влажной почвы прилипать к другим телам, в том числе к поверхности сельскохозяйственных орудий; она измеряется нагрузкой в 9,8 Па, необходимой для отрыва металлической пластинки от влажной почвы. Липкость зависит от механического состава почв, оструктуренности, количества органического вещества, насыщенности почв различными катионами. Почвы супесчаные и песчаные, оструктуренные, богатые органикой имеют меньшую липкость. По липкости почвы делятся на предельно липкие (>147 Па), сильно вязкие (49,0—147 Па), средние (19,6—49,0 Па), слабо вязкие (19,6 Па).

Набухание – свойство почв увеличивать свой объем при увлажнении (коллоидные влияния). Оно зависит от величины илистой части почвы, её минерального состава, сорбции влаги почвенными частицами и гидратации обменных катионов. Наибольшая набухаемость свойственна минералам с расширяющейся решёткой – монтмориллониту и вермикулиту, наименьшая -каолиниту. Набухаемость почвы выше при насыщении одновалентными катионами (Na+, Li+), чем многовалентными. Максимальная величина набухания может составлять 120-150

Усадка-способность почвы уменьшать свой объем при высыхании. Явление обратное набуханию.

► Предел усадки соответствует полному удалению влаги из почвы и переходу её в твёрдую консистенцию;

► Выражается в линейных и объемных величинах;

► При усадке почва может покрываться трещинами, возможны формирование структурных агрегатов, разрыв корней, усиление испарения, изменение процессов разложения органических веществ, увеличение аэробиозиса почвы.

Связность — способность почв оказывать сопротивление разрывающему усилию. Она обусловлена силами сцепления между частицами и зависит от состава коллоидов и катионов. Наиболее связными являются глины, малооструктуренные почвы, насыщенные одновалентными катионами. Связность измеряется в Па при испытании образцов на сдвиг, разрыв, изгиб, раздавливание. В легких почвах органическое вещество и некоторая влажность увеличивают связность, в суглинистых, наоборот, уменьшают. Связность почвы влияет на качество обработки и сопротивление воздействию машин и орудий.

Твёрдость – способность почвы сопротивляться сжатию и расклиниванию под давлением тела определенной формы: шара, конуса, цилиндра.

• Измеряется особыми приборами – твердомерами (плотномерами) и выражается в кг/см2,  или Па.

• Уменьшается при увеличении влажности почвы.

• Твёрдость зависит от гранулометрического состава, влажности и состава насыщающих почву катионов. При увлажнении её твёрдость уменьшается, при насыщении одновалентными металлами – увеличивается, малогумусные, неоструктуренные почвы твёрже гумусовых, оструктуренных.

4. Морфологическая и физико-химическая характеристика -

Тип серых лесных почвы

Серые лесные почвы на территории колхоза занимают незначительные площади. Они развиваются на повышенных элементах рельефа в области древнего междуречия на породах с более легким механическим составом под березовыми колками с хорошим древостоем и густой травянистой растительностью.

Тип серых лесных почв делится на 3 подтипа – светло-серые, серые и темно-серые. Светло-серые и серые лесные почвы являются собственно подзолистыми почвами. Они сформировались под древесной (лесной) растительностью, а темно-серые лесные – как под лесной, так и степной (травянистой) растительностью.