Наряду с понятием «плодородие почвы» в агрономической литературе используется термин «окультуриваиие почвы». Окультуривание есть процесс изменения важных природных свойств почвы в благоприятную сторону путем научно обоснованного применения агромелиоративного комплекса (мелиорация, известкование и гипсование, внесение удобрений, обработка почвы, борьба с засоренностью и зараженностью и т. д.).
В современном земледелии понятие «окультуривание почвы» применимо к вновь осваиваемым почвам с очень низким естественным плодородием или при вовлечении в пахотный слой неплодородного подпахотного.
Своеобразие земли проявляется не только в ее незаменимости, постоянстве места, но и способности сохраняться и непрерывно улучшаться при правильном ведении сельскохозяйственного производства. Это указывает на необходимость разработки и осуществления на практике определенных приемов, направленных на улучшение почв при обязательном прогнозе возможных последствий.
Регулировать баланс органического вещества в почве можно, используя посевы многолетних бобовых трав и травосмесей с бобовыми и злаковыми компонентами. Это наиболее дешевы и и доступный способ обогащения почвы азотом путем фиксации его клубеньковыми бактериями. Принято считать, что многолетние бобовые и бобово-злаковые травы оставляют на 1 т сена в виде корневых и пожнивных остатков 10-15 кг азота. Хорошо воздействуют посевы бобовых культур на зеленое удобрение, оказывающее многостороннее положительное действие па свойства почвы и урожай. В зеленой массе сидератов находится примерно такое же количество (и даже больше), как в навозе, азота, несколько меньше фосфора и калия. Используются также различные приемы регулирования численности и состава микрофлоры. Разложение органического вещества в почве усиливается при более глубокой и своевременной обработке почвы, введении в севообороты пропашных культур и паров.
Химический метод предусматривает применение минеральных удобрений, известкование и гипсование почвы, обогащение при этом почвы питательными веществами, изменение реакции почвенного раствора, интенсивность и характер микробиологических процессов и другие свойства, определяющие плодородие почвы [14].
Физический метод направлен на изменение основных агрофизических свойств почвы: строение пахотного слоя, его плотность, пористость и структурное состояние. Основными способами воздействия на почву с целью их изменения являются: обработка почвы, приемы регулирования водного, воздушного и теплового режимов, включая также и мелиоративные мероприятия.
Обработка способствует разрыхлению слоя почвы, изменению соотношения между твердой ее фазой и норами, т. е. изменяется тепловой, водно-воздушный и пищевой режимы. За счет мелиоративных мероприятий в основном регулируются водный, воздушный и тепловой режимы почвы, в результате создаются более благоприятные условия для роста и развития растений.
Каждый из этих трех методов в той или иной степени воздействует практически на все свойства почвы и протекающие в ней процессы. Но наиболее эффективные результаты можно получить лишь тогда, когда умело сочетаются все три метода. Факторы, тормозящие окультуривание почв и способы их устранения
Факторами почвенного плодородия служат все физические, химические и биологические свойства почв, способные оказывать положительное и отрицательное (лимитирующее) влияние на окультуривание почвы в зависимости от его количественного и качественного проявления. Почва может обладать не одним каким-то лимитирующим фактором, а целым рядом. Отсюда возникает необходимость разработки комплексных мелиорации их.
Глава 2. Факторы и условия почвообразования
Почвообразующей (материнской) породой называется всякая горная порода, на минеральной основе которой возникает и развивается почва. Между почвой и почвообразующей породой происходит постоянный обмен энергией (особенно тепловой), газами парами воды и растворами. Почвообразующими породами могут быть продукты выветривания массивнокристаллических и осадочных пород. Этими породами чаще всего являются продукты выветривания осадочных пород. Однако наиболее древние осадочные горные породы обычно прикрыты новейшими четвертичными отложениями. Залегая непосредственно на поверхности земли, они служат основными материнскими породами. Наиболее распространенными материнскими породами являются континентальные четвертичные отложения: древние и современные ледниковые образования (морена), лесс и лессовидные породы, аллювий, делювий, элювий и др. Древняя морена представляет несортированные неоднородные, преимущественно глинистые валунные отложения мощностью иногда до 50-60 м и более. Различают основную, донную, боковую и конечную морену.
В древних озерных котловинах и впадинах распространены ледниково-озерные отложения, образовавшиеся на дне ледниковых озер из взмученного материала ледниковых вод. Эти отложения представляют супеси и ленточные глины с выраженной слоистостью, обусловленной чередованием тонких темных глинистых прослоек с более светлыми песчаными слоями. Все названные древние четвертичные отложения не везде являются непосредственными материнскими породами, так как они чаще лежат под современными генетическими типами геологических отложений, как элювий, делювий и аллювий. Элювий (от латинского eluo- вымываю). Элювием называют континентальные геологические образования, возникшие в результате сильного изменения и разрушения горных пород на месте их первичного залегания. К элювию относят продукты выветривания горных пород, сохраняющие реликтовые структурные и петрографические признаки, генетическую связь и непрерывность последовательности перехода к исходным породам.
На поверхности Земли нет горных пород, так или иначе не измененных и не затронутых элювиальным процессом – совокупностью многообразных явлений денудации, выветривания и почвообразования. Однако малозаметные изменения горной породы не делают ее элювием. Элювиальный процесс протекает, и элювий в основном формируется непосредственно в поверхностных горизонтах Земли. Наибольшее значение в распространении имеет наземный элювий, в формировании которого участвует почвообразование. При резкой смене физико-географических условий элювий часто перекрывается сверху позднейшими наносами, т.е. оказывается погребенным (ископаемым), сохраняя свои генетические признаки. Погребенный элювий наземного происхождения легко распознается по ископаемым почвам или по сохранившимся прямым и косвенным признакам почвообразования (генетические горизонты почвы, включения, новообразования и т.д.). Однако в элювии древнейших эпох признаки почвообразования сглаживаются и даже исчезают.
Характер элювия сильно зависит от той природы, на которой он возникает. Так элювий равнин, образовавшийся на плотных массивно-кристаллических породах, резко отличается от элювия, сформированного на рыхлых осадочных породах. Верхний слой элювия на плотных породах состоит из рыхлых продуктов разрушения плотной породы, часто измененной выветриванием и почвообразованием до неузнаваемости, представляет собой землистую массу без малейших признаков массивно-кристаллических пород. На глубине нескольких метров эта массивно-кристаллическая масса залегает в мало измененном, а еще ниже практически в неизменном виде. Иной характер имеет элювий, возникший на рыхлой, осадочной породе. Вследствие большой воздухо- и водопроницаемости эта порода разрушается значительно быстрее и на большую глубину. Водные растворы проникают в нее вплоть до первого водоносного горизонта, залегающего иногда на глубине десятков метров. В связи с этим формируется наиболее мощный элювий, притом чем рыхлее осадочная горная порода, тем большей мощности он достигает. Наиболее интенсивное образование элювия приурочено к корнеобитаемой зоне. Элювий так многообразен, как разнообразны горные породы, на которых он образован.
Элювий имеет ясно выраженные черты зональности. В засушливых условиях он щелочной, а в относительно влажных кислый. В кислой среде протекает глееобразование или же латеритообразование. В щелочной среде возникает карбонатный элювий типа мергелей, лесса, лессовидных пород, засоленных грунтов и т. д. Нередко в верхних горизонтах элювий кислый, так как вода здесь обогащена углекислым газом, а книзу происходит нейтрализация углекислоты и нарастает щелочная реакция. В холодном климате наблюдается выраженное оглеение и ожелезнение – формирование мощных сизо-серых, вязких, глиноподобных масс и болотных охристо-желтых образований. В умеренном климате накапливаются красно- и желто-бурые глины и суглинки, а в условиях континентально-умеренного пояса при некоторой засушливости образуется карбонатный палево-желтый лессовидный элювий, иногда гипсоносный и обогащенный легкорастворимыми солями. Соли местами имеют тенденцию к накоплению в поверхностных горизонтах элювиальных толщ. Во влажном климате, наоборот, растворимые соли выщелачиваются и накапливается кремнезем. В субтропиках с теплым и влажным климатом наблюдается сильное выщелачивание элювиальных толщ. Возникший в подобных условиях , близких к современным, элювий содержит очень много полуторных окислов. Окиси железа в таком элювии в несколько раз больше, чем в исходной породе. Во влажных тропиках элювий лишается щелочных и щелочноземельных оснований, а также SiO2. Здесь накапливается Al2O3 c Fe2O3 и формируются красноцветные латерито- и бокситоподобные породы.
Элювиальный процесс протекает на всех элементах рельефа и захватывает все геологические отложения, не исключая новейших делювиальных, аллювиальных, эоловых, ледниковых и морских. В последних случаях образование элювия сводится к минимуму, так как оно подавляется другими преобладающими геологическими процессами и маскируется, исчезая подобно постоянно и повсеместно оседающей эоловой пыли, тонущей, как правило, в массе других отложений. Делювий (от латинского deluo – смываю) – генетический тип континентальных отложений, образующихся на склонах в результате смыва и отложения разрушенных выветриванием горных пород. Делювиальные отложения – это разнообразные по цвету и механическому составу, обычно пористые, образования, обязанные происхождением деятельности переменных по силе, мощности времени действия струйчатых водных потоков, которые не имеют определенных русл, а развиваются на склонах и производят смыв и отложение осадков на склонной поверхности. Делювий надо рассматривать как производное от ряда факторов: а) климатических (зональных) условий; б) горных пород; в) формы и величины склона; г) водосборной площадки склона; д) почвообразования и развития растительности. Вниз по склону механический состав делювия последовательно меняется от более крупнозернистого к мелкозернистому; то же наблюдается и в вертикальном направлении – внизу делювиального чехла залегают более крупные осадки, вверху – более тонкие. Последнее связано с выравниванием склона и затуханием потоков. Часто в разрезе делювиальной толщи наблюдаются ископаемые почвы, в большинстве случаев к перерывам в интенсивности отложения делювия. Ископаемые почвы делят всю толщу делювия на горизонты различного возраста. При этом делювий таких горизонтов часто различен по механическому и литологическому составу в зависимости от изменения факторов делювиообразования. Делювий выпуклых склонов в отличии от вогнутых и прямых характеризуется несколько более легким механическим составом. Делювий длинных пологих склонов имеет более тяжелый механический состав, нежели делювий крутых коротких склонов. Различия в экспозиции склонов сказываются на химическом составе делювия: делювий южных склонов относительно менее промыт, более богат солями, особенно карбонатами. По разрезам делювиальной толщи восстанавливаются древний ископаемый рельеф и бывшее положение базисов эрозии и денудации.