Как повысить плодородие почвы

Хворостухина Светлана Александровна

В настоящее время повышение уровня плодородия почвы является одной из главных проблем для большинства садоводов и огородников. Очень важно подобрать такие методы, которые отвечали бы всем современным требованиям экологичности. Оказывается, подобные способы повышения качества грунта были известны еще в древности.

Представленное издание расскажет о том, как с помощью сидератов, методики севооборота и использования органических удобрений, компоста и биогумуса значительно улучшить физико-химические характеристики почвы, а также повысить урожайность возделываемых на приусадебном участке садово-овощных культур.

Отдельная глава посвящена описанию типов грунтов, их свойств и состава. Читатели также найдут подробную информацию о правилах обработки почвы: подготовительных работах, поливных мероприятиях, внесении удобрений и перекопке садовых и огородных площадок.

Введение

Первое определение понятия «почва» сформулировал известный русский ученый В. В. Докучаев. Он писал о том, что почвой нужно считать слои горных пород, структура которых вследствие воздействия естественных факторов – воздуха, влаги, живых организмов и их останков – оказалась измененной.

Почва – это элемент, составляющий географический ландшафт. Почвоведы утверждают, что первопричиной формирования грунтов стала деятельность живых организмов (в частности, микробов), жизнь которых протекала в условиях разрушенных ветрами горных пород. Происхождение почвы и ее основные характеристики определяются условиями окружающей среды. Ее основные физико-химические качества являются своеобразным отображением исторического влияния природных факторов. По мнению ученых, в почве заключен мощный потенциал плодородия. Человеку же необходимо подобрать такой комплекс мероприятий, которые позволили бы раскрыть его в полной мере.

Достижения науки дают возможность значительно улучшить свойства и повысить плодородие грунтов всех существующих типов. Известно, что почвы, расположенные в районах с разными климатическими условиями, могут иметь одинаковую структуру и состав, но различаться уровнем плодородия. Это происходит вследствие разницы биологических, водно-физических и производственных факторов.

Различия в степени плодородия грунтов обусловлены особенностями протекания почвообразовательного процесса, строением почвы и ее основными характеристиками. В настоящее время известны методики не только повышения качества уже сформировавшихся видов грунтов, но и создания почв новых типов, главной характеристикой которых является высокий уровень плодородия.

Для того чтобы повысить плодородие почвы и улучшить ее физико-химические показатели, важно знать основные свойства, особенности состава и типы грунтов. Выбор способа окультуривания участков во многом зависит от параметров и содержания перечисленных выше характеристик.

Свойства, состав и типы почв

Свойства грунта

Свойства, характеризующие почву, можно условно разделить на два вида – химические и физические. Именно они обусловливают выбор тех или иных мероприятий, направленных на повышение степени плодородия грунта.

Проблему свойств почвы следует начать с рассмотрения такой ее особенности, как поглотительная способность. Под этим термином понимается свойство твердых частиц грунта поглощать или удерживать поступающие к ним извне различные вещества. Так, они обладают способностью сохранять газы, содержащиеся в растворах частицы органического и минерального происхождения, суспензии и даже микроорганизмы. Среди минералов, имеющих большое значение для жизнедеятельности растений и задерживаемых почвой, нужно упомянуть прежде всего калий, кальций, магний и фосфор.

Поглотительная способность почвы

Принято различать механическую, физическую, химическую и биологическую поглотительные способности почвы.

Механическая поглотительная способность

Механической поглотительной способностью считается такое свойство грунта, которое позволяет ему сохранять присутствующие в воде компоненты. Этот параметр напрямую зависит от степени капиллярности и пористости, структуры, состава и характера почвы. Слои грунта можно сравнить с многоуровневым фильтром. Они удерживают проходящие через них вещества, различающиеся величиной, диаметром и расположением. Данное качество часто используется в проведении мероприятий по заиливанию участков с песчаными грунтами и во время очистки сточных вод, имеющих техническое и бытовое назначение.

Физическая поглотительная способность

С физической точки зрения поглотительной способностью почвы следует считать такое ее свойство, при котором происходит поглощение ею из водных растворов веществ, являющихся продуктом расщепления солей, молекул электролитов и коллоидов. Кроме того, в ходе этого процесса молекулы, располагающиеся на поверхности границы двух состояний (газообразной и твердой либо жидкой и твердой) сгущаются. Показатели физической поглотительной способности почвы определяются присутствием на поверхности частиц грунта ненасыщенной энергии. Причем она тем больше, чем более тонким оказывается механический состав. Вот почему более высокими показателями физической поглотительной способности обладают суглинистые почвы, а наименьшими – песчаные.

Благодаря этому свойству в почве сохраняются водорастворимые компоненты. В процессе физического поглощения обычно наблюдается расслаивание коллоидов, что оказывается возможным только при воздействии электролитов. Подобное явление можно вызвать искусственным путем, применяя методы химической мелиорации.

Химическая поглотительная способность

Под данным термином подразумевается свойство почвы, которое заключается в удерживании ею ионов в процессе формирования труднорастворимых и нерастворимых солей. Суть химического поглощения состоит в высвобождении из грунтовых растворов осадков и закреплении их в почвенных слоях. Реакция, происходящая при этом между среднерастворимыми и растворимыми солями, приводит к образованию труднорастворимых солей, которые проникают в почву, а затем становятся одним из компонентов ее твердой фазы. При этом легкорастворимые соли выводятся из процесса и оказываются свободными.

Проявление химической поглотительной способности возможно только при условии, если из аниона раствора выделяется нерастворимое соединение, компонентами которого являются ионы, закрепленные в поверхностных слоях твердых фрагментов грунта.

Говоря о химическом поглощении почвы, следует сказать и о ее обменной поглотительной способности. Она выражается в обмене частью катионов и анионов, которые грунт получает из поступающих растворов. В таком случае целесообразно говорить не о химическом поглощении в его чистом виде, а о физико-химическом, в процессе которого наблюдается равноценный обмен катионами. При этом последние из раствора поступают в прослойку компенсирующих ионов, составляющих частицы коллоидов грунта, а катионы из прослойки компенсирующих ионов, в свою очередь, передаются в раствор.

Воздействуя с помощью искусственных методов на реакцию растворов, поступающих в грунт, можно влиять на объем поглощения и изменять показатели поглотительной способности. В результате создается возможность перевода катионов из необменного состояния в обменное. Для этого необходимо время от времени высушивать почву. Данный процесс сопровождается образованием необменных катионов, что обусловлено старением и некоторой кристаллизацией гелевых компонентов коллоидных систем, составляющих грунт.

Биологическая поглотительная способность

Основой биологической поглотительной способности почвы является деятельность населяющих ее микроорганизмов. Они усваивают и сохраняют содержащиеся в грунте вещества, а при отмирании – возвращают их, обогащая таким образом почвенные слои. Компоненты, содержащиеся в растворах, и соединения, которые поступают из газообразных и твердых фаз грунта, а затем перерабатываются микроорганизмами, в теле которых приобретают нерастворимую структуру.

Результатом биологического поглощения является скапливание в грунте веществ (главным образом, золы и азота), необходимых для роста и нормального развития растений. Особенно значимо это для легкопромываемых участков почвенного покрова. Повысив биологическую поглотительную способность, можно значительно улучшить качество бедного питательными компонентами грунта.

Одной из особенностей почвы является ее способность удерживать бактерии. Высокими адсорбирующими качествами такого характера обладают суглинистые грунты. При этом они могут изменяться в зависимости от видов населяющих тот или иной почвенный срез микроорганизмов. Хорошо увлажненный грунт отличается более высокой биологической поглотительной способностью. Однако этому способствует не только оптимальный уровень влаги, но и активизирующийся процесс образования перегноя, а также повышение степени плодородия почвы.

Химические свойства почвы

В значительной степени химические свойства грунта зависят от тех процессов, которые протекают на границе его жидкой и твердой фаз. Вследствие влияния закона действующих масс в нем формируются разные соединения, которые затем переходят в раствор. Так в почве достигается равновесие между грунтовым раствором и твердой фракцией. В случае уменьшения концентрации раствора некоторая часть образовавшихся компонентов заимствуется из твердой фазы. И наоборот, при увеличении степени его насыщенности вещества выталкиваются из раствора, после чего попадают в твердую фазу.

Почвенным раствором называются грунтовые воды, в которых содержатся кислоты и соли. Его образование происходит в течение продолжительного периода. Данный процесс обусловлен движением воды в почве и насыщением ее влагой. В результате соли растворяются кислотами и разрушаются вследствие гидролиза веществ и протекания окислительно-восстановительных процессов.

Состав почвенного раствора находится в прямой зависимости от характера взаимодействия воды, грунта и микроорганизмов. Его кислотность определяет взаимопроникновение почвы и воды либо растворов солей. Показатели последней зависят от концентрации гидроксильных и водородных ионов, в зависимости от которой почвы могут быть щелочными, кислыми или нейтральными.

Ученые говорят о потенциальной и активной, или актуальной, кислотности. К образованию последней приводит действие слабых кислот, а также минеральных кислот и кислых солей. Актуальную кислотность можно установить по характеру действия воды на грунт.

Физические свойства почвы

Все свойства почвы, относящиеся к категории физических, можно разделить на основные и функциональные. К первой группе относятся удельный и объемный вес, пластичность, твердость, пористость, связность, спелость и липкость, а ко второй – воздушные, водные и тепловые характеристики.

Водные свойства отражают способность грунта впитывать, пропускать и удерживать влагу, поступающую в виде осадков или поливной воды, а также переносить ее из глубинных слоев в поверхностные, к растениям. Влага способна оказывать существенное влияние на химические, физические, воздушные и тепловые качества почвы. Физические характеристики грунта, находясь в тесной связи с другими его свойствами, обусловлены процессом почвообразования, который, в свою очередь, изменяется в зависимости от основных и функциональных качеств.

Объемный и удельный вес

Объемным весом почвы принято называть единицу объема сухого грунта в его природном сложении. Для определения этого параметра проводится взвешивание образца почвы, имеющего ненарушенную структуру и определенный объем.

Удельный вес – единица веса твердой массы грунта без пор. Это выражение соотношения веса твердой фазы почвы заданного объема и веса воды, имеющего такой же объем и температуру 40 °C.

Пористость

Пористостью, или скважностью, называется общий объем пор между составляющими твердой фазы почвы, который выражается в соотношении объема грунта к объему пор.

Величина пор, их сочетаемость и форма могут быть разнообразными, поскольку они образуются в результате случайного взаимодействия полидисперсных частиц. Промежутки, образующиеся между ними, обычно различаются также качеством поверхности. Их основные характеристики – форма и размер – способны изменяться с течением времени вследствие биологических, механических и физических процессов, происходящих в толще грунта. При этом одни поры могут вовсе исчезнуть, а другие – только сформироваться. Нередко в почве происходит так называемая уплотненная укладка, которая приводит к заполнению пор агрегатами, имеющими тот же диаметр.

Пластичность

Пластичность почвы – это ее способность при создании определенного влажностного уровня изменять первоначальную форму и сохранять новую, заданную. Такое качество она получает за счет формирования гидратированных уплотненных оболочек, которые образуются вокруг мелких ее частиц. Максимальными показателями пластичности обладает жирная глина, в структуру которой входят тончайшие чешуеобразные частицы, расположенные слоями – одна поверх другой.

Липкость

Липкость – такое свойство почвы, при котором она, находясь во влажном состоянии, прилипает к поверхности соприкасающихся с ней предметов. Показатели этого параметра обусловлены главным образом составом почвы и уровнем ее влажности. Липкость способна проявляться при влажности от 40 до 60% в бесструктурных грунтах и от 60 до 70% – в структурных.

При условии дальнейшего увлажнения она переходит в разряд текучести, а при высушивании материала такое свойство может быть полностью утраченным. Таким образом, можно говорить о том, что липкость – это качество почвы, которое зависит от уровня влажности в соответствующий момент времени.

Теплоемкость

Помимо естественной тепловой энергии, исходящей от солнца, почва получает тепло, источником которого являются вещества, вступающие в физико-химическую, экзотермическую или биохимическую реакцию. Однако это не вызывают изменения температурного уровня грунта.

Как известно, в летний зной происходит значительное повышение температуры предварительно увлажненной почвы. При этом образуется тепловая энергия, получившая наименование «теплота смачивания». Особенно ярко подобное явление выражено на участках с почвой, содержащей большое количество минеральных и органических компонентов.

Незначительному повышению температуры может способствовать так называемая внутренняя теплота планеты. Кроме того, существует такое явление, как скрытая теплота. Она образуется вследствие процессов конденсации, замерзания и кристаллизации воды.

Все почвы условно можно разделить на две группы – теплые и холодные. Величина температурного параметра зависит от ряда факторов, наиболее значимыми среди которых являются состав грунта, количество содержащегося в нем перегноя и уровень влажности. Причем чем выше последний параметр, тем ниже показатели теплоемкости песчаных почв и тем выше – глинистых и торфяных, которые считаются холодными.

Создание оптимальной температуры почвы является одним из главных условий успешного выращивания растительных культур. Температурный режим в толще грунта может быть как положительным (при этом в почве сохраняется больше тепловой энергии, чем выходит), так и отрицательным (отдается больше тепловой энергии, чем удерживается). В настоящее время разработаны способы суточного, сезонного, годичного и даже многолетнего регулирования температуры почвы. Среди таких методик известны не только гидромелиоративные, но и агротехнические, лесо– и агромелиоративные.

Строение почвы

Строением грунта принято называть общий его вид с хорошо просматриваемыми почвенными горизонтами. Исследовать его лучше всего на срезе достаточной площади. Так можно выявить упомянутые выше почвенные горизонты (слои), которые располагаются один над другим и различаются по составу, структуре, окраске, физическим и химическим свойствам.

Несколько последовательно сменяющих друг друга горизонтов составляют генетический профиль поч вы, по характеру которого можно определить вид и тип грунта, что важно для его окультуривания.

В настоящее время ученые выделяют следующие типы почвенных горизонтов:

– органогенный, который представлен такими разновидностями, как торфяной горизонт, подстилка, дернина, перегнойный горизонт и гумусовый горизонт. Для него характерно скопление значительного количества веществ органического происхождения;

– элювиальный, имеющий следующие виды – осолоделый, подзолистый, сегрегированный и лессированный. Для него свойственен вынос минеральных или органических компонентов;

Окраска

Окраска грунта является одним из его главных морфологических характеристик. Данный параметр обусловлен рядом факторов, среди которых следует особенно отметить химический состав почвы, особенности процесса почвообразования и уровень влажности.

Кроме того, цвет почвы определяют те или иные вещества-пигменты, которые входят в ее состав. Так, верхние слои обычно имеют темные оттенки коричневого и серого вследствие присутствия в них значительного количества гумуса.

В том случае, если в состав грунта входят марганец или железо, частицы приобретают красноватый, коричневый либо охристый оттенок. Почвы становятся белесыми, как правило, при активизации процесса оподзоливания, то есть вымывания минеральных компонентов. Кроме того, подобную окраску грунт получает также вследствие засоления, осолодения и окорбоначивания, а также при увеличении содержания каолина, магния, кремнезема, гипса и углекислого кальция.

Почвы в горизонтах в большинстве случаев не имеют чистой окраски. Цвет того или иного слоя грунта достаточно сложен для точного определения. Чаще всего ученые при описании используют составные прилагательные (например, красновато-коричневая, сизо-бурая, белесовато-сизая и т. п.). При этом доминирующий оттенок обычно занимает последнюю позицию.

Состав

Постоянно происходящие на нашей планете процессы выветривания приводят к тому, что твердые, обладающие плотной структурой горные горизонты с течением времени трансформируются, приобретая вид рыхлой массы, компонентами которой являются частицы разной величины. Их принято называть механическими элементами. Те из них, которые имеют приблизительно одинаковый размер, постепенно соединяются, образуя фракции. По характеру совокупностей последних можно судить о механическом составе грунта на данном участке.

Для определения механических элементов в почвоведении принято применять классификацию, разработанную профессором Н.А. Качинским (табл. 2).

Характеристика основных видов почв

Глинистые почвы

Глинистые почвы не случайно называются тяжелыми. Их главными отличительными свойствами являются повышенная плотность и вязкость. При увлажнении они чрезмерно слипаются и становятся почти непригодными для обработки и выращивания растений.

Грунт данного типа легко распознать. В процессе его перекопки образуются комки значительной величины с плотной структурой. Если оставить вскопанный участок с глинистой почвой на некоторое время, то комья быстро слипнутся, и тогда перекопку нужно будет повторить. Особенности глинистых грунтов (высокая плотность, слипание и заплывание) обусловлены строением и маленьким размером составляющих его частиц, а также небольшой величиной пространства – пор – между ними.

Кроме того, с повышенной плотностью глинистых грунтов связана их низкая воздухопроницаемость, что делает успешное выращивание на них растений почти невозможным. Дело в том, что в таком случае к корням не поступает достаточного количества кислорода. Это, в свою очередь, приводит к торможению роста и развития растительных видов. Отсутствие кислорода губительно действует и на микроорганизмы, обитающие в почве и являющиеся важной составляющей процесса почвообразования.

Недостаток воздуха приводит к тому, что замедляется распад органических компонентов почвы. В результате грунт становится бедным, а растения не получают требующихся им для нормального развития питательных веществ. Известно, что на некоторых участках с глинистыми почвами невозможно обнаружить микроорганизмы. Это так называемые мертвые зоны, нуждающиеся в искусственном окультуривании.

Для глинистых почв характерна не только воздухонепроницаемость, но и структурная спрессованность (высокая степень плотности). Она также оказывает негативное влияние на почвообразование и характеристики грунта. Такие почвы обычно практически не пропускают влагу, что обусловливает невозможность развития внутренней капиллярной системы, являющейся важным условием создания оптимальной среды для роста растений.

Суглинистые почвы

Наиболее пригодными для возделывания различных садовых и огородных культур считаются суглинистые почвы. Такие грунты являются промежуточными между песчаными и глинистыми, а потому обладают достоинствами и тех и других, а также почти не имеют недостатков. Их основные свойства признаны оптимальными для успешного выращивания растений.

Суглинистые почвы отличаются зернисто-комковатой структурой. Они состоят из пылевидных частиц и твердых фракций сравнительно крупного размера. Именно благодаря этому такой грунт достаточно легко поддается обработке. В его толще не формируются тяжелые и плотные комья.

К достоинствам суглинистых почв можно отнести высокое содержание компонентов минерального происхождения и питательных элементов, количество которых постоянно увеличивается вследствие жизнедеятельности населяющих такой грунт микроорганизмов и его довольно высоких биологических качеств.

Преимуществом суглинистых почв является высокий уровень водопроводимости и воздухопроницаемости. Они обладают способностью сохранять влагу, равномерно распределяя ее по всей толще горизонта, и удерживать тепло. Это, в свою очередь, обусловливает сбалансированный водный и тепловой режимы почвы указанного типа.

Мероприятия по окультуриванию. Чтобы поддерживать нормальное состояние суглинистых почв, необходимо регулярно вносить органические удобрения (компост, навоз). Делать это лучше всего при осенней перекопке участка.

Песчаные почвы

Большую часть в составе песчаных почв занимает, как следует из названия, песок. Другими их компонентами являются фракции минерального происхождения и небольшое количество перегноя. Это так называемые легкие грунты, которые характеризуются рыхлой, сыпучей и зернистой структурой.

Песчаную почву легко обрабатывать. Она не способна противостоять эрозии. Среди основных ее качеств следует назвать повышенную водопроводимость и воздухопроницаемость. Однако песчаные грунты не сохраняют влагу. Кроме того, они быстро и сильно перегреваются днем, а ночью столь же стремительно остывают, утрачивая полученную тепловую энергию.

Одним из главных недостатков такого грунта считаются низкие биологические качества и бедная популяция микроорганизмов, которым не хватает питательных компонентов и влаги. Вследствие этого неокультуренные песчаные почвы непригодны для возделывания на них садовых и огородных культур. Даже регулярное внесение органических удобрений зачастую не приводит к существенному повышению плодородия, поскольку такие вещества быстро разлагаются, а затем вымываются, переходя в лежащие ниже слои. В результате корневая система растений не получает достаточного количества питательных элементов.

Перед обработкой участка с песчаной почвой следует учесть баланс между составляющими ее глинистыми включениями и собственно песком. Существуют разновидности песчаных грунтов, на которых можно с успехом выращивать растения при условии регулярного обогащения удобрениями.

Мероприятия по окультуриванию. Для того чтобы повысить физические и химические характеристики песчаных почв, необходимо регулярно вносить вещества, обладающие связующими и уплотняющими свойствами. К ним относятся торф, буровая и глиняная мука, илистые массы, компост и перегной. В результате этого удастся нормализовать микрофлору почвенных горизонтов и создать наиболее благоприятные условия для почвообразования и нормального роста растений.

Супесчаные почвы

Для таких почв характерно большинство качеств песчаных грунтов. Однако они в большей степени пригодны для обработки и выращивания культурных видов растений. Главными достоинствами супесчаников являются воздухопроницаемость, водопроводимость и способность к впитыванию и сохранению влаги. Они хорошо удерживают питательные элементы, столь необходимые для жизнеобеспечения растений и микроорганизмов.

Супесчаные почвы можно по праву назвать благоприятной средой для роста и развития корневой системы садовых и овощных культур. Они хорошо проводят кислород и обладают мощной капиллярной системой, по которой влага, воздух и минеральные вещества транспортируются к подземным частям растений.

При увлажнении вода быстро поглощается грунтом. На его поверхности после высыхания не формируется корка, препятствующая проникновению необходимых компонентов питания в нижележащие горизонты. Супесчаные почвы отличаются способностью удерживать тепловую энергию и сохранять ее в течение достаточно длительного времени.

Мероприятия по окультуриванию. Для повышения плодородия супесчаных почв следует регулярно вносить торф, который способствует связыванию твердых частиц, составляющих грунт подобного качества. Нормализовать микрофлору позволит добавление навоза, минеральных веществ и компоста при весенней или осенней перекопке участка. Для достижения ожидаемого эффекта минеральные удобрения нужно использовать в небольшом количестве и достаточно часто.

Каменистые почвы

Участки с каменистым грунтом обычно можно обнаружить на склонах гор и высоких холмов. В их механическом составе присутствует значительное количество камней и каменистых пород, характеризующихся высокой плотностью. Уровень плодородия почв данного типа чрезвычайно низок.

Среди преимуществ каменистых грунтов можно назвать хорошую прогреваемость солнечными лучами и способность довольно долго сохранять тепловую энергию. Однако они бедны микроорганизмами и питательными веществами, которые легко выветриваются и вымываются. Помимо всего прочего, каменистый грунт, подобно песчанику, характеризуется высокой водопроницаемостью.

Мероприятия по окультуриванию. Перед обработкой участка с каменистой почвой рекомендуется убрать крупные камни, после чего покрыть его слоем плодородного грунта. Такие почвы подходят для сооружения декоративных террас и альпинариев, на которых можно с успехом возделывать теплолюбивые садовые культуры.

Минеральный состав грунта

Минеральные вещества составляют до 97% от общей массы почвы. Их состав неоднороден и различается для грунтов разных видов. Минеральный состав почвы того или иного вида не сходен с набором компонентов, содержащихся в материнской породе. Причем чем старше грунт, тем более выраженным становится это различие.

Все минералы, содержащиеся в почве, можно условно разделить на первичные и вторичные.

В первую группу входят минералы, которые являются остаточными и сохраняются в грунте в период протекания почвообразовательных процессов и выветривания. В зоне повышенной подвижности большая часть подобных веществ распадается. Прежде всего происходит разрушение таких минералов, как амфиболы, нефелин, оливин и пироксены.

Относительно большей устойчивостью (по сравнению с названными выше минералами) обладают полевые шпаты. Их содержание в грунте достигает обычно 10–15% от всей массы твердых фракций. В большинстве случаев это частицы, имеющие довольно крупный размер.

Высокой устойчивостью к разрушению характеризуются такие минеральные вещества, как циркон, эпидот, гранат, турмалин, дистен и ставролит. Они в небольшом количестве представлены в составе грунта. По данным их анализа можно делать заключения о характере протекания почвообразовательного процесса и времени образования материнской породы.

Органический состав грунта

Согласно данным исследований, в состав почвы входит сравнительно небольшое количество компонентов органического происхождения. Содержание таких веществ зависит от типа грунта. Например, в торфяниках оно максимальное, а в почвах других видов – незначительное (с преобладанием в верхних слоях).

Органический состав почвы представлен животными и растительными остатками, которые могут сохранять анатомическую структуру либо быть в форме химических соединений, известных как гумус. В последнем содержатся такие вещества, как углеводы, липиды, пигменты, флавоноиды, лигнин и пр. Их доля составляет в среднем не более 15% от общей массы.

Специфическими компонентами гумуса являются гумусовые кислоты. В настоящее время их невозможно описать с помощью химической формулы. Они образуют класс высокомолекулярных соединений. Современные российские ученые говорят о присутствии в почве гумусовых кислот двух видов – гуминовых и фульвокислоты.

В составе первых присутствуют следующие компоненты: азот (3–6%), углерод (46–62%), кислород (32–38%) и водород (3–5%). Составляющими фульвокислот являются те же вещества: азот (3–4%), углерод (36–44%), кислород (45–50%) и водород (3–5%). Во всех гумусовых кислотах, помимо этого, содержатся фосфор и сера.

Фульвокислоты отличаются от гуминовых большей динамикой и повышенным уровнем растворимости. По соотношению между ними судят о качестве почвы. Однако даже в наши дни ученые не могут точно описать процесс формирования гумусовых кислот. Одни почвоведы выдвигают так называемую конденсационную гипотезу и говорят о том, что указанные соединения образуются вследствие синтеза на основе низкомолекулярных структур органического происхождения. Согласно гипотезе, автором которой является Л.Н. Александрова, формирование гумусовых кислот происходит при взаимодействии высокомолекулярных компонентов – биополимеров и белков, которые в дальнейшем подвергаются окислению и расщеплению.

Новообразования и включения в составе грунта

В почвоведении новообразованиями принято называть скопления компонентов, которые появляются в грунте при становлении его структуры.

Среди наиболее частых новообразований, встречающихся в составе почв, следует назвать соединения марганца и железа. Миграционный потенциал этих веществ находится в зависимости от окислительно-восстановительных возможностей и регулируется микроорганизмами (в частности, бактериями).

В грунте железистые и марганцевые новообразования присутствуют в виде конкреций, корок, трубочек, пленок, налетов и выцветов темно-коричневого, коричневого, красновато-коричневого и грязно-желтого цвета. Их можно увидеть на поверхности горизонтов, по линиям корневых ходов и трещин.

Соединения марганца и железа в некоторых случаях приобретают вид пятен, разводов, так называемых языков и примазок грязно-оранжевой, красно-коричневой, темно-красной и черной окраски. Новообразования такого вида чаще всего образуются на стенках разрезов грунта. Существуют формы подобных новообразований, отличающиеся особенно плотной структурой. К ним относятся, например, зерна, дробины, бобовины, жерства, ортштейны и рудяк.

Еще один вид почвенного новообразования – закись железа. Она является характерным компонентом грунтов с повышенным уровнем влажности. Такие новообразования обычно имеют форму разводов, пятен, примазок и пленок сизоватой, голубой или зеленоватой окраски. Встречаются также фракции белого цвета. В большинстве случаев при воздействии кислорода они становятся бурыми. Однако существуют также соединения закиси железа, которые на открытом воздухе приобретают синий оттенок.

Территориальная классификация почв

Почвенно-географическая классификация позволяет выделить почвенно-географические регионы, каждый из которых характеризуется однородностью грунта и процесса почвообразования, методикой окультуривания и хозяйственного применения. Основой подобного районирования является понятие о структуре почвенного покрова. Принятая таксономическая система призвана определять разные ее уровни: как самые крупные (почвенно-биоклиматические пояса), так и более мелкие (почвенные районы). Таким образом, система почвенно-географического районирования складывается из следующих ступеней:

1. Для равнин:

– почвенно-биоклиматический пояс;

– почвенно-биоклиматическая область;

– почвенная зона;

Болотистые почвы

Болотистыми называются почвы, образование которых проходит при длительном или непрерывно избыточном уровне влажности и заболачивании горизонта, располагающегося под влаголюбивыми растениями (ситник, осока, тростник, рогоз). Их ареал обычно соответствует лесной зоне умеренных поясов. При условии проведения необходимых мероприятий по осушению на таких грунтах можно культивировать садовые и огородные растительные виды, а также вести добычу торфа. Такие почвы встречаются на территории России, Канады, Индонезии, Беларуси, Украины, Аргентины, Соединенных Штатов Америки и Бразилии. Их распространение ограничено зоной сероземов.

Для торфяных почв наиболее характерен процесс торфообразования, то есть сохранения и накопления остатков растений. При формировании каждого последующего слоя уровень биологической активности нижележащих становится более низким, что выражается в уменьшении числа населяющих их микроорганизмов. В результате грунт утрачивает плодородие и становится торфогенной породой.

Профиль болотистых почв складывается из двух горизонтов – органогенного и глеевого. Глубина первого обычно достигает 50 см. Он может иметь коричневую, темно-коричневую или сизовато-серую окраску. В нем хорошо видны переплетенные корни растений и продукты их полураспада. Глеевый горизонт характеризуется повышенным уровнем влажности. Он имеет белесовато-сизый или сизый цвет.

Уровень плодородия болотистых почв обусловлен особенностями структуры верхнего (органогенного) горизонта. Содержание гумусовых веществ в нем может варьироваться от 2 до 20%. В большинстве случаев территории с грунтами подобного типа применяются как сенокосные угодья.

Болотистые почвы условно можно разделить на торфяно-болотистые и иловато-болотистые.

Торфяно-болотистые почвы

Процесс образования торфяно-болотистых, или торфяных верховых, почв протекает в условиях чрезмерного увлажнения. Традиционными для них являются такие виды растений, как мох сфагнум, голубика, сосна, багульник, ель, шейхцерия, морошка, пушица, кассандра, клюква.

Торфяно-болотистые почвы отличаются повышенной кислотностью. Уровень pH нередко составляет от 2,5 до 3,6. Кроме того, для них характерны высокая влагоемкость (от 700 до 2000%) и низкая зольность (от 2,4 до 6,5%).

Иловато-болотистые почвы

Иловато-болотистые почвы обладают ограниченным ареалом распространения. Их можно встретить, например, на низинных участках. Они формируются под воздействием периодически чередующихся процессов чрезмерного увлажнения и высыхания. Уровень грунтовых вид в них обычно достигает 70 см.

Типичными для иловато-болотистых грунтов являются береза, сосна, рогоз, ситник и тростник.

Бурые лесные почвы

Ареалом распространения бурых лесных почв являются территории Китая, Кореи и Соединенных Штатов Америки, а также Уссурийско-Ханкайская и Зейско-Бурейнская зоны и западные районы Закарпатья. Общая площадь участков с подобными грунтами, встречающимися на территории евразийского континента, достигает примерно 45 000 000 га.

Бурые лесные грунты Закарпатья образуются на пестроцветных и красноцветных щебнисто-суглинистых, пролювиальных, аллювиальных и аллювиально-делювиальных породах равнин, располагающихся в предгорьях под лиственными, буково-грабовыми, дубово-ясеневыми, буково-дубовыми и дубовыми лесами. В восточной части России они локализованы на предгорных и межгорных равнинах и располагаются на глинистых, суглинистых, аллювиальных и элювиально-делювиальных основаниях. На них часто произрастают смешанные, еловые, кедровые, пихтовые, кленовые и дубовые леса.

Специфические процессы почвообразования, характерные для бурых лесных грунтов, обусловлены особыми условиями температуры и влажности. Наиболее активным из них является оглинение почвенного профиля, что выражается в формировании и накоплении вторичных глиноминералов. Среди последних следует назвать прежде всего гидраты окислов железа, ферро– и алюмосиликаты. Образование вторичных глиноминералов происходит на основе первичных в результате химических и биохимических реакций и синтеза продуктов минерализации структур, появляющихся после распада растений.

Процесс формирования бурых лесных почв сопровождается выходом из толщи почвенного профиля продуктов почвообразования и выветривания. Они обычно имеют минеральную, органическую и органо-минеральную структуру. Для формирования грунта указанного типа особое значение имеет так называемый опад (опавшие части растений), являющийся источником зольных компонентов.

Морфологические профили бурых лесных почв выделить нелегко, поскольку они слабо отграничены друг от друга. Однако можно выявить следующие горизонты: лесная подстилка (толщиной от 0,5 до 5 см); грубогумусный перегнойный; гумусовый (толщиной до 20 см); переходный (толщиной от 25 до 50 см); материнский.

Бурые лесные кислые грубогумусные почвы

Такие почвы распространены преимущественно на территории Кавказа, Карпат и Сихотэ-Алиня. Они формируются под хвойными лесами на элювиально-делювиальных и элювиальных породах с щебнисто-суглинистой структурой.

Морфологическое строение бурых лесных кислых грубогумусных почв выражено следующей последовательностью горизонтов: полуразложившаяся подстилка из хвои (толщиной до 5 см); переходный грубогумусный (толщиной до 5 см); гумусовый (толщиной до 10 см); переходный (толщиной от 15 до 25 см); иллювиально-метаморфический (толщиной до 25 см); переходный к породе; материнская щебнисто-суглинистая порода.

Почвы представленного подтипа характеризуются достаточно высоким – от 15 до 30% – содержанием гумуса в верхних слоях. Они сильнокислые в верхних горизонтах и кислые по оставшемуся профилю. Такие грунты обычно заняты лесными массивами.

Бурые лесные кислые грубогумусные оподзоленные почвы

Ареалом распространения бурых лесных кислых грубогумусных оподзоленных почв являются лесные области Кавказа, Карпат и Сихотэ-Алиня. Они лежат на склонах гор, поверх делювиально-пролювиальных шлейфов под хвойными лесами.

В профиле грунтов представленного подтипа можно выделить следующие горизонты: подстилка (толщиной до 8 см); переходный грубогумусовый (толщина до 5 см); гумусовый (толщиной от 7 до 10 см); переходный гумусово-оподзоленный (сравнительно тонкий); иллювиально-метаморфический (толщиной до 30 см); переходный к почвообразующему основанию; почвообразующий с суглинисто-щебнистой структурой.

Это кислые в общем профиле и сильно кислые в верхних горизонтах почвы с достаточно высоким содержанием гумуса в поверхностных слоях.

Бурые лесные кислые почвы

Такая почва характерна для западных районов Закавказья и низкогорных областей Карпат. Она формируется на делювиальных и элювиальных основаниях под лиственными, буково-грабовыми, буковыми, буково-дубовыми и дубовыми лесами.

Морфологическая структура грунта данного подтипа складывается из следующих горизонтов: рыхлый подстилающий (толщиной от 1 до 4 см); грубогумусовый (толщиной от 1 до 3 см); гумусовый (толщиной 5–20 см); переходный (толщиной до 20 см); текстурный (толщиной 30–70 см).

Для таких почв характерна повышенная кислотность в верхних слоях и умеренная в общем профиле. Содержание гумуса в поверхностных слоях может достигать 8%. В большинстве случаев это тяжело– и среднесуглинистые почвы, в составе которых присутствует значительное количество калия и наблюдается некоторый недостаток фосфора и азота.

Бурые лесные кислые почвы используются главным образом для культивирования винограда, чая, цитрусовых, эфиромасличных и технических растительных видов. Однако для получения хорошего урожая грунт требуется регулярно улучшать, используя фосфорные и азотные удобрения.

Бурые лесные кислые оподзоленные почвы

Почвы этого подтипа распространены в Карпатах и западных областях Закавказья. Они развиваются на слабощебнистом основании под лиственными лесами.

Морфологический профиль составляют такие горизонты: рыхлый подстилающий (толщиной не более 3 см); грубогумусовый (толщиной до 2 см); гумусовый (толщиной до 20 см); переходный гумусово-оподзоленный (толщиной до 20 см); иллювиально-метаморфический (толщиной до 30 см); переходный к почвообразующей породе (толщиной до 50 см).

В гумусовых слоях бурых лесных оподзоленных почв содержится от 2 до 7% гумуса, значительную часть которого составляют фульвокислоты. Это кислые или сильнокислые грунты, характеризующиеся низким уровнем поглотительной способности. Они богаты соединениями калия, но уровень концентрации фосфора и азота довольно низкий.

Почвы данного подтипа, как правило, используются под цитрусовые, садовые, эфиромасличные и садовые культуры, а также для возделывания винограда и чая.

Бурые полупустынные почвы

Бурые полупустынные почвы являются основными в пустынно-степной зоне. Они встречаются в Центральной и Средней Азии, Соединенных Штатах Америки, Канаде, Аргентине и Казахстане.

Среди характерных особенностей бурых полупустынных грунтов следует назвать гумусовый горизонт, имеющий сравнительно небольшую толщину, и невысокий уровень гумусированности. Подобные качества почвы данного типа определяются специфическими условиями, в которых протекает почвообразовательный процесс: засушливый климат, ограниченность растительных видов и их низкая биологическая продуктивность, вызванным неблагоприятным влажностным и температурным режимами.

Стремительное разложение растительного опада и быстрота его минерализации становятся причиной скопления такого компонента органического происхождения, как зольные составляющие (в основном это щелочные металлы). В результате таких процессов почвы становятся солонцеватыми.

В профиле бурых полупустынных грунтов можно выделить следующие горизонты: гумусовый (толщиной до 18 см); переходный (толщиной от 10 до 20 см); карбонатный белесый (толщиной до 20 см); карбонатный бурый (толщиной до 30 см); рыхлый с включениями гипса. В верхних слоях бурых полупустынных почв обнаружено значительное количество ила, магния, кальция и полуторных окислов, снижающих показатели плодородия. Содержание гумуса в них едва достигает 2,5%. Почвы данного типа – слабощелочные.

Уровень плодородия бурых полупустынных почв можно повысить при условии обязательного проведения оросительных мероприятий. Кроме того, потребуются меры, которые способствуют предотвращению осолонцовывания, вторичного засоления и ветровой эрозии грунта. В случае освоения почв данного типа необходимо регулярно вносить фосфорные и азотные удобрения.

Бурые полупустынные прикаспийские почвы

Морфологическая структура бурых полупустынных прикаспийских почв состоит из следующих горизонтов: гумусовый (толщиной не более 15 см); переходный (толщиной 10–15 см); переходный карбонатный (толщиной до 20 см); переходный (толщиной до 35 см); рыхловатый с включениями гипсовых прожилок и конкреций.

Бурые полупустынные казахстанские почвы

В профиле бурых полупустынных казахстанских грунтов можно выделить следующие горизонты: гумусовый (толщиной не более 15 см); переходный (толщиной до 55 см); почвообразующий с конкрециями и прожилками гипса.

Бурые полупустынные центральноазиатские (тувинские) безгипсовые почвы

Профиль бурых полупустынных почв данного подтипа складывается из следующих горизонтов: гумусовый (толщиной от 8 до 12 см); переходный (толщиной 12–20 см); переходный карбонатный; почвообразующий щебнистый без включений гипса.

Горные почвы

Такие почвы, как следует из их названия, распространены в горных районах. Они формируются в различных климатических и рельефных условиях на разных материнских породах. Характерными свойствами такого грунта являются постоянное разрушение и перенос образующих его компонентов. Результатом данных процессов являются повышенная щебнистость, малая мощность горных почв и высокие показатели содержания в них первичных минералов.

Отличительная особенность такого грунта – интенсивное движение почвенной влаги. Оно способствует выносу значительного количества продуктов, образующихся вследствие протекания почвообразовательных процессов, и препятствует формированию иллювиальных слоев. Однако, с другой стороны, это обусловливает образование мощных иллювиальных горизонтов на нижних уровнях склонов, где происходит накапливание гипса, оксидов железа, легкорастворимых солей и карбонатов.

Большинство горных грунтов формируются под горными лесами. В сельском хозяйстве горно-лугово-степные почвы целесообразно использовать под летние пастбища. Для повышения их плодородия требуется проведение мелиоративных и противоэрозийных мероприятий.

Основными подтипами горных почв являются горно-луговые и горно-лугово-степные.

Горно-луговые почвы

Горно-луговые грунты располагаются в умеренных широтах на территориях с влажным высокогорным и холодным климатом.

Особенностью таких почв является то, что у них отмечается развитие достаточно мощного (толщиной до 20 см) гумусового горизонта, содержание гумусовых компонентов в котором может достигать 30%. Это сильнокислые суглинисто-глинистые грунты, в составе которых присутствует значительное количество щебня.

Горно-лугово-степные почвы

Такие почвы формируются в высокогорных областях в условиях влажного климата. Однако они, в отличие от горно-луговых грунтов, содержат меньшее количество гумуса в верхних горизонтах.