6. Агрономические особенности подзолистых почв и их окультуривание?

В процессе сельскохозяйственного использования таежные почвы лесной зоны коренным образом преобразуются. Изменения происходят не только на агрохимическом, агрофизическом, физико-химическом и микробиологическом уровнях, но и на морфологическом. В классификации эти почвы выделяют в самостоятельные типы - дерново-подзолистые культурные почвы и подзолистые культурные.

Генетический профиль подзолистых почв, используемых в земледелии, значительно отличается от целинного. Смена растительности, регулярная вспашка, изменение водно-воздушного режима усиливают процесс гумусонакопления. Влияние материнской породы на агрономические свойства подзолистых почв значительно.

Дерново-подзолистые почвы. Их разделяют на две группы: дерново-подзолистые почвы с преимущественным накоплением в иллювиальном горизонте ила; развиваются на глинистых и суглинистых материнских породах; дерново-подзолистые почвы с преимущественным накоплением в иллювиальном горизонте железа, алюминия и гумуса, развиваются на песчаных и супесчаных породах.

Каждая из групп дерново-подзолистых почв, в свою очередь, подразделяется на подтипы: дерново-подзолистые освоенные и дерново-подзолистые окультуренные почвы. Аналогичное подразделение имеют глеево-подзолистые и подзолистые почвы.

В почвах, сформированных на глинистых и суглинистых породах, четко выражена дифференциация профиля по илу, содержанию полутораоксидов, обменных оснований и емкости поглощения. При облегчении гранулометрического состава дифференциация профиля сглаживается.

Рассматриваемые почвы характеризуются кислой реакцией среды, при облегчении гранулометрического состава отмечается снижение РН_кCl до 3,9. Легкий гранулометрический состав почвообразующей породы, обеднение почвенного профиля илистым материалом обусловливают снижение насыщенности основаниями, гумусом верхних слоев почвы первой группы по сравнению с почвами второй группы.

Дерново-подзолистые освоенные почвы. Типичный профиль дерново-подзолистых освоенных почв имеет следующее строение:

А_пах - антропогенно-гумусовый, мощностью от 15-20 до 25 см, светло-серый, буроватый, структура непрочнокомковатая, комковато-порошистая, в почвах, сформированных на легких породах, бесструктурный, переход резкий на глубине обработки. Часто в обработку вовлекается подзолистый или иллювиальный горизонт, из-за чего поверхность поля при обретает пятнистую окраску; А2 - элювиальный, подзолистый, мощностью ОТ 3 до 30 см, в почвах второй группы горизонт более растянут, белесый, структура слоистая, плитчатая, в почвах, сформированных на легких материнских породах, бесструктурный или неяснослоистый, обеднен илом, полутораоксидами, переход растянут, неясный, возможно выделение переходного элювиально-иллювиального горизонта мощностью до 15 см; В - иллювиалъный,

Ниже залегающие горизонты полностью сохраняют все свойства горизонтов целинных подзолистых почв.

Регулярное внесение органических и минеральных удобрений, посевы сидеральных культур, известкование формируют дерновоподзолистые окультуренные почвы. В этих почвах по сравнению с освоенными усиливается процесс гумусонакопления, но сохраняется дифференциация профиля по содержанию обменных оснований, емкости поглощения. Однако поверхность пашни в отличие от освоенных почв имеет слабовыраженную пятнистость.

Дерново-подзолистые окультуренные почвы.

Профиль дерново-подзолистых окультуренных почв имеет следующее строение:

А_пах - антропогенно-гумусовый, мощностью 20-25 см, буровато-серый, структура мелкокомковатая или комковатая, в почвах легкого гранулометрического состава бесструктурный, непрочнокомковатый, переход резкий на глубине обработки; A_jA₂ - подпахотный элювиально-гумусовый, мощностью 5-10 см, в легких почвах до 15 см, сероватый, структура комковатая, комковато-ореховатая или неясно выражена в песчаных и супесчаных почвах; А2 - элювиальный, подзолистый, нередко отсутствует или изменен по сравнению с однотипным горизонтом освоенных почв, мощностью не более 10-15 см, в легких почвах слой, примыкающий к пахотному, окрашен гумусом, встречаются вкрапления органического вещества; В - иллювиальный, мощностью 70-100 см, сохраняет свойства и облик, присущие целинным почвам. Однако при контакте с пахотным слоем претерпевает изменения. Отмечается потемнение подгоризонта B₁, встречаются гумусированные вкрапления, червороины. Структура становится мелкокомковатой или ореховатой. В подгоризонте В₂ морфологические изменения не наблюдаются.

Подзолистые культурные почвы. Сформировались в результате длительного и интенсивного окультуривания: ежегодное внесение органических удобрений (торф, навоз, сидераты, органоминеральные компосты, сапропели и др.), систематическое известкование, посев трав. Подзолистые почвы в этом случае утрачивают первоначальный морфологический облик и приобретают новые агрономические свойства. В дерново-подзолистых почвах возможно сохранение сильно измененного элювиального горизонта.

Подзолистые культурные почвы разделяют на три подтипа: глеево-подзолистые культурные, подзолистые культурные и дерновоподзолистые культурные.

Типичный профиль дерново-подзолистых культурных почв имеет следующее строение:

А_пах - антропогенно-гумусовый, темно-серый, структура мелкокомковатая или зернистая, переход постепенный; А₁А₂ - элювиально-гумусовый, в большинстве случаев отсутствует, белесоватый, неравномерно окрашен гумусом, испещрен гумусовыми вкраплениями, структура неясноплитчатая; В, ВС - иллювиальный, в верхней части окрашен гумусом, структура мелкоореховатая.

Нижележащие слои не несут следов воздействия окультуривания.

Для почв лесной зоны следует выделить две главные причины, снижающие продуктивность сельскохозяйственных угодий и затрудняющие эффективное их использование: избыточное увлажнение и легкий гранулометрический состав.

Избыточное увлажнение проявляется морфологически в профиле почв и диагностируется как оглеение. На избыточно влажных почвах (болотно-подзолистые, глеево-подзолистые, дерново-глеевые) не всегда удается своевременно провести необходимые агротехнические работы, во влажные годы наблюдаются вымокание и гибель озимых культур, затруднена уборка урожая. Создание восстановительных условий в толще почвенного профиля отрицательно сказывается на обеспеченности растений доступными формами азота. и фосфора. В почвах накапливаются фитотоксичные формы закисного железа и алюминия. Причины, обусловливающие пере увлажнение почв лесной зоны: неровности микрорельефа, условия залегания земель по рельефу (нижняя часть склона, западина и др.), наличие плотных, тяжелого гранулометрического состава подстилающих пород, низкая водопроницаемость почв.

Для повышения продуктивности таких почв необходимо изменить неблагоприятный водно-воздушный режим при помощи агротехнических приемов или мелиорации (осушения).

Легкий гранулометрический состав почв обусловливает низкую емкость поглощения и бедность почвы питательными веществами, низкую влагоемкость и высокую водопроницаемость, неблагоприятный водный режим в течение всего вегетационного периода, интенсивный вынос минеральных и органических соединений за пределы почвенного профиля, высокую степень аэрации и интенсивную минерализацию поступающего органического вещества, отсутствие агрономически ценной структуры, уплотнение почвогрунта.

Своеобразие таких почв определяло специфику их сельскохозяйственного использования, которое должно быть направлено на обогащение пахотного слоя питательными веществами и создание условий для аккумуляции, закрепления вносимых питательных элементов и органического вещества.

Изменения, которые происходят в различных почвах лесной зоны в процессе их сельскохозяйственного освоения и окультуривания, имеют много сходных признаков: увеличение гумусового горизонта, содержания гумуса; изменение реакции почвенного раствора, состава гумусовых кислот; накопление кальция в коллоидном комплексе, питательных веществ.

Дерново-карбонатные почвы - высокоплодородны. И требуют сохранения первоначального уровня почвенного плодородия, а болотно-подзолистые - рационального использования.

По степени окультуренности почвы разделены на три группы.

Первая группа - освоенные, или слабоокультуренные, почвы. Характеризуются низкими плодородием, продуктивностью и агрономическими характеристиками, близкими к целинным почвам. В современных экономических условиях такие почвы переводят в залежь.

Вторая группа - окультуренные, или среднеплодородные, почвы. Характеризуются значительными изменениями важнейших агрономических характеристик. Прежде всего возрастает количество гумуса, питательных веществ в почве, уменьшается кислотность почв. Продуктивность превышает средний уровень, характерный для подзолистых почв лесной зоны.

Третья группа - культурные, или высокоплодородные (высокоокультуренные), почвы. Их агрономическая характеристика качественно отлична от исходных - целинных. Эти почвы, во многом созданные человеком, обладают высокой продуктивностью.

Окультуривание подзолистых и дерново-подзолистых почв - сложный элювиально-аккумулятивный процесс, аккумулятивная часть которого все время должна поддерживаться производственной деятельностью человека. В противном случае происходят усиление развития подзолистого процесса, быстрая утрата почвой агрономических показателей, определяющих высокий уровень окультуренности, иными словами, деградация почв. Если деградационные процессы масштабны, то территорию, где они протекают, относят к зоне экологического бедствия.

Приемы окультуривания и рационального использования почв лесной зоны имеют ряд особенностей:

происходит глубокое и всеобъемлющее изменение почвенных характеристик;

характеристики и уровни показателей, определяющих степень окультуренности различных типов почв лесной зоны, являются однотипными, схожими;

агрономические показатели, характеризующие уровень окультуренности почв, не стабильны: при уменьшении доз вносимых органических, минеральных удобрений, мелиорантов или нерегулярном их применении происходит деградация почвенного плодородия;

окультуривание подзолистых почв не может полностью устранить перемещение из пахотного горизонта в иллювиальный коллоидных органоминеральных соединений;

эффективен только комплекс приемов, приводящих к изменению водно-физических, агрохимических, микробиологических и других показателей.

Растения лесной зоны предъявляют различные требования к агрономическим показателям, используемым в земледелии почв. Это связано с возделыванием традиционных культур для зоны (рожь, лен, картофель, овес) и новых интенсивных культур (озимая пшеница, ячмень). Поэтому в лесной зоне окультуриванию почв должно предшествовать выделение агропедоценозов, в которых выращивают однотипные по требованиям к почвенному плодородию сельскохозяйственные культуры. Именно набор однотипных культур определяет особенности создания высокоокультуренных почв лесной зоны, а также рациональность и стабильность использования их плодородия.

Глuнованuе - представляет собой внесение в почву минеральных соединении, содержащих илистые частицы или обладающих повышенной сорбционной способностью. Дозы глины зависят от качества исходного материала, его дисперсности и колеблются от 100 до 5-10 т/га. Действие сорбирующих веществ типа цеолитов клиноптиолитов, перлита, сланцевой золы на почву аналогично глинованию.

Внесение сорбирующих материалов приводит к увеличению влагоемкости, емкости поглощения, содержания питательных веществ в почве, к изменению состава обменно-поглощенных катионов. Однако положительное влияние глинования может наблюдаться только впоследствии, так как сорбирующие материалы обладая высокой поглотительной способностью, снижают в первые годы количество доступных растениям питательных элементов в почве.

На почвах тяжелого гранулометрического состава, обладающих неблагоприятными водно-воздушными свойствами, трудоемких в обработке, используют пескование.

Пескование - внесение в пахотный слой почвы песка (частицы ~0,01 мм). Дозы песка в зависимости от мелиорируемой почвы и качества вносимой породы составляют до 500 т/га. На формирование водно-воздушного режима почв, ее плодородие большое влияние оказывает гранулометрический состав материнской и подстилающей породы. Наличие на глубине 0,5-1,5 м слоя с более высокой емкостью поглощения, низкой фильтрационной способностью препятствует вымыванию за пределы корнеобитаемого слоя питательных веществ, органических соединений, иссушению почвы.

Создание прослоек в толще почвогрунта - один из приемов окультуривания песчаных почв лесной зоны. Прослойки целесообразно создавать в специализированных севооборотах при глубоком уровне залегания грунтовых вод. Прослойки на глубине 40 - 50 см позволяют во всем надпрослоечном слое изменить условия произрастания культурных растений.

Увеличение мощности пахотного слоя осуществляют за счет припахивания нижележащих горизонтов. Используют также ярусную вспашку, в результате которой перемешиваются или меняют расположение элювиальный и часть иллювиального горизонта без выноса их на поверхность. В любом случае углубление пахотного слоя должно сопровождаться внесением органических минеральных удобрений, периодическим известкованием. Хорошо окультуренный пахотный слой почвы должен составлять 25-30 см, быть равномерно гумусированным, иметь слабокислую реакцию почвенного раствора.

Водно-воздушный режим большинства подзолистых почв характеризуется избыточным увлажнением весной и осенью и недостатком влаги летом, поэтому влагообеспеченность зерновых культур бывает недостаточной. Агротехнические приемы должны быть направлены на предотвращение негативного влияния избыточного увлажнения (при помощи узкозагонной вспашки, бороздования, рыхления подпахотного слоя, про филирования поверхности, посева на гребнях и т. д.), а также на предотвращение иссушения пахотного слоя в критические периоды развития растений.

Внесение органических удобрений - также обязательный прием окультуривания почв. На почвах легкого гранулометрического состава вносят повышенные дозы (до 500 т/га) органических удобрений. Органический фон при окультуривании должен создаваться при использовании трех основных видов органических удобрении: навоза, торфа и сидератов, поскольку каждое из них имеет свое назначение.

Кроме трех основных видов органических удобрений целесообразно использование торфоминеральных удобрений, характеризующихся высокой степенью гумификации и наличием физиологически активных веществ. Вносимые органические удобрения повышают содержание питательных веществ, гумуса, влагоемкость пахотного слоя почв (прежде всего торфа). Однако в почвах лесной зоны отмечаются быстрая минерализация вносимых органических веществ, закрепленного в почве гумуса.

Для сохранения в почве гумуса на уровне 3 % потребуется вдвое больше органических удобрений, чем при уровне 2 %, так как микробиологические процессы протекают значительно интенсивнее при повышении гумусированности почв. Один из способов замедления минерализации и усиления гумификации вносимого органического вещества - глубокое его запахивание.

В качестве закрепителей гумуса в почве широко используют кальцийсодержащие соединения. Известкование почв лесной зоны должно не только оптимизировать реакцию почвенного раствора, но и закрепить гумус, оструктурить почву. Внесение кальцийсодержащих соединений сопряжено со значительными потерями почвой кальция, особенно в результате применения физиологически кислых минеральных удобрений. Нередко использование известковых материалов недостаточно для закрепления органических веществ в почве, особенно легкого гранулометрического состава. Поэтому для закрепления гумуса применяют гипс, оксиды железа, алюминия.

Окультуривание сопряжено с накоплением в пахотном слое почвы питательных веществ. Наибольшую потребность возделываемые на подзолистых почвах растения испытывают в азотных и фосфорных удобрениях, меньшую - в калийных. В почвах легкого гранулометрического состава наблюдается недостаток калия, магния, микроэлементов.

Использование азотных удобрений сопряжено с потерями азота в процесс е вымывания (NОз) на легких почвах, денитрификацией на переувлажненных, плохо дренированных землях. Внесение азотных удобрений должно быть дробным перед посевом и в период вегетации. Малая доступность фосфора в лесных почвах обусловлена кислой реакцией почвенного раствора, наличием полутораоксидов, что приводит к переходу фосфора в труднорастворимые соединения. На кислых почвах эффективно внесение фосфоритной муки, которая под влиянием потенциальной кислотности переходит в доступные для растений формы.

Окультуривание почв лесной зоны способствует значительному повышению продуктивности пахотных земель.