Меліорація грунтів Україні
Значні площі в Україні займають малородючі грунту: перезволожені грунти Полісся (понад 3 млн. га) і передгір'їв Карпат (близько 400 тис. га); солонці, солончаки і солоди лісостепу та степу (840 тис. га) та грунту на еродованих схилах.
У сучасному природно-господарському комплексі охорона і поліпшення грунтових ресурсів є найважливішим завданням. Грунтові меліорації (від лат. Melioratio - поліпшення) - це прийоми докорінного поліпшення властивостей грунтів, спрямовані на оптимізацію грунтових умов розвитку сільськогосподарських рослин. Вони забезпечують поліпшення несприятливих природних властивостей малородючих грунтів, захист високородючих грунтів (їх гумусного шару) від руйнівного впливу несприятливих зовнішніх природних процесів, запобігання появи в грунтах нових несприятливих властивостей (засоленості, солонцюватості, ущільненості і т.д.) і відновлення родючості грунтів, порушеного розорюванням схилів, затопленням і підтопленням земель поблизу водоймищ і т.д
Лісостепова зона сформована під впливом умов, які в тій чи іншій мірі притаманні лісової і степової зон. Лісостеп - перехідна смуга між цими зонами, що знайшло своє відображення в характері грунтоутворення та особливості грунтового покриву.
Головна відмітна особливість лісостепової зони - нестійкий характер зволоження, перехідний від вологого до посушливого.
Клімат лісостепової зони сприятливий для обробітку практично всіх основних сільськогосподарських культур, так як кількість надходить з опадами вологи врівноважується приходом тепла (табл. 10). Середньобагаторічний режим зволоження грунтів - періодично промивний. Рослинність відображає перехідний характер зони. Для лісостепу типово чергування лісових ділянок з відкритими просторами, зайнятими луговими степами, з чорноземами і сірими лісовими грунтами.
Рельєф лісостепової зони переважно хвилястий, з інтенсивним і глибоким розчленуванням території густою мережею річок, балок і ярів. Найбільш поширений елемент рельєфу - схили, що сприяє розвитку сучасних ерозійних процесів. Плакорні вододільні ділянки з крутизною менше 2 ° являють собою практично єдині ерозійно-безпечні орні землі.
Почвообразующие породи - в основному леси, лесовидні суглинки, глини; головна їх особливість - це карбонатність, сприятливі водно-фізичні та фізико-хімічні властивості.
Лісостепова зона - це суцільна смуга, що тягнеться через усю територію європейської частини Росії. Від кордону з України лісостеп підходить до Уральських гір і на схід - до Алтаю в межах Західно-Сибірської низовини. Ще на схід лісостеп дробиться на «острова».Найбільш великі з них Минусинский, Ачинський, Іркутський, Селенчінскій та ін Лісостеп впроваджується і в лісову зону. Такі ділянки називають Опілля.
Формування грунтів у лісостеповій зоні протікає в умовах нестійкого зволоження атмосферного, складного розчленованого рельєфу, під впливом широколиственной лісової і трав'янистої рослинності на карбонатної материнській породі.
Світло-сірі, сірі і темно-сірі лісові грунти, а також чорноземи опідзолені, вилужені і типові формують складний грунтовий покрив.Однак загальна закономірність залягання зональних лісостепових грунтів - це поступова зміна їх підтипів від світло-сірих лісових грунтів дочорноземів типових при русі з півночі на південь.
Сформовані в лісостеповій зоні грунту мають грунтовий профіль, диференційований за елювіально-іллювіальним типу (крім чорнозему типового). Ведучими почвообразовательном процесами в цій зоні є: гумусово-акумулятивний, лессіваж, оподзоліванія, вилуговування, окарбоначіваніе.
Гумусово-акумулятивний процес - це акумуляція у верхніх шарах грунту органічної речовини і біофільних елементів, формування гумусово-акумулятивних горизонтів.
У лісостепу процес грунтоутворення проявляється по-різному. У широколистяних лісах основне джерело органічної речовини грунту - опад деревних рослин, роль трав'янистої рослинності незначна.
Вступник на поверхню грунту опад листяних порід багатий азотом (50-90 кг / га), підставами і кальцієм (70 - 100 кг / га). Органічні сполуки, що утворюються в процесі мікробної трансформації опаду, частково нейтралізуються підставами, що в умовах ослабленого промивного режиму сприяє формуванню складних гумусових речовин з великим вмістом гумінових кислот, не пов'язаних з кальцієм.
Під зімкнутими широколистяними лісами формуються переважно світло-сірі і сірі лісові грунти, яким властива диференціація профілю за елювіально-іллювіальним типу. Однак органо-мінеральні сполуки цих грунтів не носять яскраво виражених ознак руйнування.Освітлення лісів, збільшення частки трав'янистої рослинності, переважання у деревостані дуба, липи посилюють процес гумусонакопленія.
Збільшення сухості території, коливання добових і сезонних температур, скорочення сезонного анаеробіозу посилюють розкладання багатою зольними елементами підстилки, освіта гумінових кислот, зв'язаних з кальцієм. У цих умовах формуються темно-сірі лісові грунти ічорноземи опідзолені. Для них характерно збереження чітко діагностується поділу профілю на зони вимивання і акумуляції. Однак у цих грунтах важко встановити ознаки руйнування органо з'єднань, формування нових грунтових мінералів у іллювіальним горизонті.
Поліпшення теплового режиму сприяє зміні рослинності на лугові степи. Трав'яниста рослинність має потужну кореневою системою, щорічним поверненням у грунт більшої частини накопиченої за вегетаційний період фітомаси. Кількість азоту, біофільних елементів у опаде зростає. Гуміфікація органічної речовини має чітко виражену гуматних спрямованість. Переважають гумінові кислоти, зв'язані з кальцієм. Тут формуються чорноземи типові, а в западинах, замкнутих пониженнях - чорноземи вилужені.
У місцях з високим рівнем грунтових вод відзначаються сірі лісові глеєві і лучно-чорноземні грунти. Велика кількість вологи при непромивного водному режимі сприяє накопиченню в грунтах гумусу, гумінових кислот, підтягування карбонатів. Поділ профілю на елювіальний та іллювіальний горизонти згладжується.
Другий за значимістю процес грунтоутворення в лісостепу - лессіваж, або лессівірованіе, - це процес перенесення мулистих частинок без попереднього хімічного руйнування. Він розвивається під листяними лісами за участю органічних кислот.
Лессіваж поєднується з третім провідним процесом грунтоутворення в лісостепу - оподзоліванія. У опідзолених лісостепових грунтах обезиліваніе верхніх горизонтів - наслідок процесу лессіважа, що підтверджується однорідністю валового хімічного, а також мінералогічного складу мулистій фракції за генетичними обріїв.
Один з яскраво виражених морфологічних ознак оподзоліванія - кремнеземиста «присипка», характерна для чорноземів опідзолених, може відображатися в темно-сірих лісових грунтах і з'явитися в сірих і світло-сірих лісових грунтах.
Кремнеземиста присипка виникає в результаті розчинення органічними кислотами гумусовими колоїдних органо-мінеральних плівок, обволакивающих зерна кварцу. Винесення розчинених речовин в іллювіальний горизонт призводить до збагачення останнього гідроксидами заліза, алюмінію і огліненію, утворення прізмовідно-ореховато структури. Ця властива іллювіальним горизонту структура формується головним чином у результаті лессіважа.
Четвертий процес грунтоутворення - вилуговування. Це процес збіднення грунтових горизонтів хімічними елементами (перш за все солями, карбонатами кальцію) в результаті їх розчинення і виносу спадними струмами вологи.
У лісостепу в міру розвитку трав'янистої рослинності, більшого надходження органічного матеріалу в грунт, збільшення частки гумінових кислот лессіваж слабшає і замінюється вилуговуванням. Вилуговування може привести до виносу карбонатів кальцію за межігрунтового профілю. У сірих лісових грунтах спадний струм вологи, вимиваючи карбонати кальцію, визначає потужність грунтового профілю.
У чорноземі опідзоленому процеси лессіважа і вилуговування зумовлюють появу карбонатів кальцію тільки в материнській породі.Профіль чорнозему вилуженого сформований в результаті вимивання карбонатів. Карбонати кальцію знаходяться за межами профілю, що служить одним з найважливіших діагностичних ознак.
П'ятим процесом грунтоутворення, який спостерігається в лісостепу і визначає вигляд більшості типів грунтів, є окарбоначіваніе. Це процес вторинної акумуляції карбонату кальцію при відкладенні його грунтовими водами, насиченими карбонатом. Він протікає не у всіх грунтах лісостепу. Водно-термічний режим лісостепу сформував в материнській породі карбонатні відклади у формі журавчіков.Новостворені форми виділення карбонатів характеризуються наявністю псевдоміцелія, безформних плям, борошнистих скупчень.
У лісостепу при використанні в ріллі сірих лісових грунтів і чорноземів опідзолених може відбуватися підтягування по капілярах до поверхні розчинів з карбонатами кальцію, спостерігається реградація (проградірованіе), або вторинне окарбоначіваніе опідзолених грунтів.Це призводить до розпушення ущільнених горизонтів, посиленню закріплення гумусу, усереднення реакції грунтового розчину. Такі грунти називають реградовані або проградірованнимі.
Зональними грунтами лісостепу вважаються сірі лісові грунти і чорноземи (опідзолені, вилужені і типові).
Генетичний профіль сірих лісових грунтів характеризується чітким поділом на зони винесення мулу, гідроксидів і зону їх накопичення. У верхньому, невеликому за потужністю горизонті відзначається акумуляція органічної речовини. У сірих лісових грунтах немає суто елювіального (підзолистого) горизонту, в ньому завжди присутній гумус. Тому в сірих лісових грунтах виділяють гумусово-елювіальний та елювіально-іллювіальний горизонти; у світло-сірих лісових зустрічається елювіальний гумусированню горизонт - світлий з багатою білястої присипкою (А (А2).
Поглинаючий комплекс сірих лісових грунтів більш насичений підставами, ніж дерново-підзолистих грунтів, а материнська порода в більшості випадків карбонатна і порушена процесом іллювіірованія. Сірі лісові грунти поділяють на підтипи: світло-сірі, сірі і темно-сірі лісові грунти.
Світло-сірі лісові грунти характеризуються плитчаста структурою гумусово-елювіального горизонту з багатою білястої кремнеземистого присипкою, дуже слабкою гумусірованності, а також щільним іллювіальним горизонтом з призматичної структурою і чіткої колоїдної лакуванням по гранях структурних отдельностей. Карбонатний горизонт може бути відсутнім.
Світло-сірі грунти легкого гранулометричного складу відрізняються рихлим складанням, прізмовідной структурою ілювіально горизонту, значно меншою кількістю гумусу у верхніх горизонтах.
Сірі лісові грунти мають більш темним забарвленням гумусово-елювіального горизонту за рахунок великої кількості накопиченого органічної речовини, менш вираженою диференціацією профілю. У гумусово-елювіальний горизонт відсутня шарувато-плитчаста структура, менш рясна кремнеземиста присипка.
Темно-сірі лісові грунти характеризуються значною акумуляцією органічної речовини, меншим ступенем прояву диференціації профілю за елювіально-іллювіальним типу, слабокислою реакцією грунтового розчину. У цілинних темно-сірих грунтах часто відсутня лісова підстилка, зростає значення карбонатів.
Розвиток темно-сірих грунтів на некарбонатних породах незначно змінює описані морфологічні та діагностичні ознаки.
Найбільшого зміни діагностичні морфологічні ознаки зазнають в процесі сільськогосподарського використання сірих лісових грунтів.Тому на рівні підтипу виділені світло-сірі лісові освоєні, світло-сірі лісові окультурені, сірі лісові освоєні і темно-сірі лісові освоєні грунту.
Для цих грунтів характерні збільшення потужності верхнього гумусово-елювіального горизонту, розпорошення структури, зменшення вмісту гумусу в горизонті А, А2 (Не, НЕ).
Генетичні горизонти, розташовані глибше (25-30 см), зазнають незначні морфологічні зміни. Зменшується потужність елювіально-ілювіально горизонту, змінюються фізико-хімічні та агрохімічні показники грунтів.
Сірі лісові грунти, розташовані в западинах, на слабо-дренованих вододілах, в нижній частині схилів при високому заляганні грунтових вод, а також при наявності водотривів піддаються перезволоження і нерідко оглеєні, формують тип сірих лісових глейовими грунтів.
Згідно широтно-зональній закономірності розміщення грунтів у лісостепу за темно-сірими лісовими грунтами слідують чорноземи.
Чорноземи. До них відносяться темнофарбовані високогумусірованние грунту, не мають ознак сучасного перезволоження.
Генетичний профіль чорноземів лісостепу характеризується потужним гумусово-акумулятивним горизонтом, відсутністю перерозподілу мулу, гідроксидів заліза і алюмінію за профілем грунту, поступовим зниженням гумусірованності до материнської породу і незмінною почвообразующей, як правило, карбонатної породою.
Чорноземи лісостепу поділяють на підтипи: чорноземи опідзолені, чорноземи вилужені, чорноземи типові.
Чорноземи опідзолені найбільш близькі до темно-сірим грунтам, так як характеризуються слабкою диференціацією профілю за елювіально-іллювіальним типу. Їм властива наявність кремнеземистого присипки в нижній частині гумусово-акумулятивного горизонту; відзначаються затекло глини, мулу, гідроксидів заліза.
У чорноземах опідзолених можливе виділення горизонту іллювіірованной материнської породи.
Чорноземи вилужені характеризуються відсутністю карбонатів у грунтовому профілі. Диференціація профілю на зони вимивання і вмиванія не має строгого морфологічного підтвердження; відзначається деяке освітлення нижньої частини гумусово-акумулятивного горизонту (слабке елювіірованіе), а для перехідних горизонтів характерна ореховато і прізмовідно-комковатая структура (слабке іллювіірован і). Головний діагностична ознака - глибина скипання карбонатів від НС1 в материнській породі.
Чорноземи типові відрізняються найбільш чітко вираженими морфологічними ознаками черноземообразованія. Це нагромадження гумусу, біофільних елементів у верхній півметрової товщі, неглибоке залягання карбонатів, відсутність перерозподілу колоїдів за профілем.
Серед чорноземних грунтів в умовах надмірного зволоження, які можуть виникати в результаті скупчення вологи поверхневого стоку в западинах, біля підніжжя схилів або при високому рівні грунтових вод (сезонна верховодка на глибині 3-7 м), формується новий тип грунтів - лучно-чорноземні.
Лучно-чорноземні грунти. Найбільшого поширення вони мають у лісостеповій зоні. Це полугідроморфние аналоги чорноземів.Морфологічна будова лучно-чорно-земних грунтів схоже з чорноземами. Відмінними ознаками є оглеєні в нижній частині профілю і підвищений вміст органічної речовини.
Особливість лучно-чорноземних грунтів - періодичне зникнення ознак глеюваті в сухі періоди року. Тому для встановлення ареалу лучно-чорноземних грунтів необхідно враховувати умови рельєфу і характер гідрологічного режиму території.
Підрозділ чорноземів на види проводять за вмістом гумусу і потужності гумусового шару. За вмістом гумусу виділяють чорноземи тучні - більше 9%, среднегумусовие - 6-9, малогумусовие - 4-6 і слабкогумусований - менше 4%. За потужністю гумусового шару-надпотужні (більше 120 см), потужні (80 - 120 см), середньоглибокі (40-80 см), малопотужні (25-40 см).
Класифікацію грунтів лісостепу проводять на підставі стабільних генетичних ознак, а також придбаних у процесі сільськогосподарського використання грунтів нових агрогенетіческіх показників.
Світло-сірі та сірі лісові грунти характеризуються кислою реакцією середовища у верхніх горизонтах (рН 4,5-5,0) і переважанням фульвокислот, вміст яких в глиб за профілем знижується. Ємність поглинання в ясно-сірих грунтах становить 14 - 18 мг екв/100 г грунту, в сірих лісових - 18-30 мг • екв/100 г грунту. У іллювіальним горизонті ємність поглинання помітно зростає, що пов'язано із збагаченням даного шару мулистими частинками. Агрофізичні властивості цих грунтів незадовільні: слабка структурність, розпорошеність, низька водопрочной агрегатів у гумусово-елювіальний горизонт.
Сірі лісові глеєві грунти характеризуються меншою диференціацією профілю в порівнянні з неоглееннимі, великим вмістом органічної речовини, переважанням гумінових кислот, зв'язаних з кальцієм, більшою насиченістю підставами грунтового поглинаючого комплексу.
У темно-сірих лісових грунтах накопичується більше гумусу і азоту, що свідчить про більш інтенсивний розвиток дернового процесу.У складі гумусу переважають гумінові кислоти.
Чорноземи опідзолені характеризуються наявністю бескарбонатного шару між гумусовим і карбонатною горизонтами іллювіірованной материнської карбонатної породи, рясної кремнеземистого присипкою в гумусового і перехідних горизонтах.Спостерігаються збіднення верхній частині профілю гідроксидами заліза і алюмінію і деяке нагромадження їх у перехідному іллювіірованном горизонті. Відзначається також накопичення мулистій фракції, що викликано не стільки вимиванням мулистих часток з верхніх горизонтів, скільки освітою високодисперсного матеріалу в результаті руйнування первинних мінералів.
Реакція верхніх горизонтів слабокисла - рН 5,5-6,5, ємність поглинання 30-45 мг екв/100 г грунту і залежить в основному від гранулометричного складу. Колоїдний комплекс насичений підставами тільки в перехідному іллювіірованном горизонті, можливо зміст 2-3% обмінного водню.
Чорноземи вилужені мають близьку до нейтральної реакцію грунтового розчину, відзначається перевага гумінових кислот над фульвокислота (СГК: СФК = 1,5-2). Характеризуються високою ємністю поглинання (до 50 мг екв/100 г грунту), яка дещо зменшується (до 50%) у нижчих горизонтах. Колоїдний комплекс практично повністю насичений основами. Проте наголошується збіднення гідроксидами заліза, алюмінію і мулом верхній частині гумусового горизонту (в межах 10-15%).
Чорнозем типовий має стабільні характеристики за профілем. Коливання валового складу пов'язане з строкатістю грунтоутворюючих порід. Реакція грунтів близька до нейтральної (рН 6,5-7), в карбонатних горизонтах слаболужна. Вміст гумусу плавно знижується вниз по профілю при стійкому переважання гумінових кислот (СГК: СФК = 2 і більше). Ємність поглинання в гумусового горизонту висока (35-60 мг екв/100 г грунту) і знижується з глибиною. Агрофізичні параметри близькі до оптимальних.
У процесі сільськогосподарського використання грунтів лісостепу відбуваються якісні зміни показників, що визначають їх агрономічні властивості: знижується вміст гумусу, починається руйнування водопрочной структури, зменшується ємність поглинання.Найбільшу небезпеку становлять ерозійні процеси, які призводять до втрати верхнього родючого шару.
Раціональне використання орних земель пов'язане з окультуренням грунтів, що необхідно для підвищення продуктивності сільськогосподарських угідь.
За ступенем окультуреності грунту лісостепу поділяють на три рівні. У чорноземів правильніше розрізняти рівні родючості, а не окультуреності, так як навіть високородючих орні грунту за основними агрономічними показниками не перевершують цілинні аналоги.Характеристики сірих лісових грунтів у процесі їх раціонального використання змінюються позитивно.
Низький рівень родючості притаманний грунтам, які за своїми природними або набутими властивостями практично не піддаються окультурення. Їх поліпшення вимагає великих трудових і фінансових витрат. Використання таких грунтів в якості орних нераціонально.Низького рівня окультуреності і родючості сірих лісових грунтів відповідають освоєні орні землі.
Середній рівень окультуреності відповідає існуючому стану грунтового родючості лісостепових грунтів. Значення окремих його показників можуть бути адекватні низькому або високому рівню окультуреності, але за врожайністю ці грунти відповідають середньому рівню.
Високий рівень окультуреності сірих лісових грунтів і оптимальний рівень родючості чорноземних грунтів відповідають найвищим потенційного рівня родючості. Для оптимального рівня родючості характерна відсутність лімітуючих продуктивність показників грунту.Продуктивність залежить від погодно-кліматичних і соціально-економічних умов. Зміна технологічних прийомів, впровадження нових сортів та видів рослин призводять до зміни оптимальних агрономічних показників грунтів.
Окультурення грунтів лісостепу передбачає:
поліпшення агрофізичних показників, обумовлене накопиченням гумусу у верхніх шарах за рахунок гумінових кислот, зв'язаних з кальцієм, при раціональній обробці орного шару;
накопичення доступної рослинам вологи в почвогрунта при комплексній захисту грунтів від ерозії, перекладі поверхневого стоку у внутрішньогрунтовий;
зміна реакції грунту і підтримання на оптимальному рівні, головним чином шляхом внесення кальційвмісних сполук;
збереження для чорноземів властивих цілинних аналогам властивостей, сприятливих для сільськогосподарських культур.
Вирощуються в лісостепу культурні рослини характеризуються високою потребою в поживних елементах, значним виносом поживних речовин з кореневмісного шару. Це передбачає щорічний повернення великої кількості їх у грунт для підтримання родючості.Обробіток просапних технічних культур, що займають до 30% посівних площ, на тлі високої мікробіологічної активності і меншого надходження органічного матеріалу з пожнивними залишками в грунт посилює мінералізацію гумусу. Ця особливість землеробства обумовлює необхідність регулярного внесення високих доз органічних добрив, збільшення посівних площ, зайнятих однорічними і багаторічними травами, застосування мінеральних добрив.
Використання потенційно багатих грунтів в кліматично сприятливих для зростання культурних рослин умовах висуває нову і в сучасних умовах головне завдання окультурення: визначення екологічно безпечного та економічно доцільного рівня інтенсифікації сільськогосподарського виробництва.
Додати в блог або на сайт