Состав и свойства почв Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свеклы и сахара имени А. Л. Мазлумова и пути их рациона

На целинных участках травянистая растительность представлена тысячелистником, белоголовником, полынью, подорожником, мятликом и др. Из сорняков на полях сравнительно много осота, мышея, пырея, жабрея, вьюнка полевого, василька и др. В долине реки Воронеж преобладают мятлик луговой, тимофеевка, лютик, люцерна желтая, клевер, костер безостый. На переувлажненных местах осока, камыш и рогоз.

Основная площадь  территории института в настоящее  время распахана и используется под различные сельскохозяйственные культуры. Поэтому роль естественной растительности на современном этапе в процессах почвообразованиях на окультуренных землях незначительна. Здесь только участвует сорная растительность в процессах почвообразованиях, именуясь как естественная, но значение ее совсем небольшое. И только в поймах, лесных массивах и целинных землях почвообразование протекает под воздействием естественной растительности.

Большую роль в  процессах почвообразования на окультуренных  почвах играет хозяйственная деятельность человека, в результате которой почвы обрабатываются, вносят в них удобрения, производится выращивание тех или других культур, естественная растительность заменяется культурной: свекла (Beta vulgates sacharifera), пшеница (Triticum aestivum), рожь, подсолнечник, горох (Pisum sativum), многолетние травы (Trifolium pretence, Meicago sativa) и др. Все это накладывает свой отпечаток на характер протекания почвенных процессов и почвообразования в целом.

3. ПОЧВЫ ХОЗЯЙСТВА

3.1 Характеристика  почвенного покрова

Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара находится в северной подзоне типичного чернозема. На территории института сформировались различные почвы в основном черноземного типа почвообразования.

Преобладающими почвами  института являются типичный чернозем мощный (31,12%), средней мощности (17,70%) и выщелоченный чернозем средней мощности (21,50%), площадь под которыми в сумме составляет 70,32 % всей территории института. Остальные почвенные разности представлены сравнительно небольшими участками. На плато и слабопологих склонах сформировались типичные (мощные) черноземы увеличенной и средней мощности, в небольших понижениях плато и слабо пологих склонов расположены черноземы выщелоченные различной мощности. К более глубоким депрессионным зонам приурочен оподзоленный чернозем. На территории отделений «Центральное» и «Глушица» почвы глинистого и тяжелосуглинистого гранулометрического состава. Местами в отделении «Центральное» на глубине 3-4 м встречаются линзообразные песчаные прослойки. На границе с отделением «Красное» и на территории отделения «Красное» песчаные прослойки расположены ближе к поверхности почвы, где они встречаются на глубине 50-100 см.

В западной части земельного массива отделения «Красное»  почвы сформированы на более легких по гранулометрическому составу материнских породах – суглинках и супесях.

На приовражных склонах  и крутых склонах в долине реки Воронеж расположены слабо развитые смытые почвы, основная площадь которых находится в отделении «Глушица». На западном плато с близким уровнем грунтовых вод в отделении «Глушица» небольшим участком представлены черноземно-луговые почвы.

На делювиальных наносах  в балках и оврагах развились  дерновые почвы. В пойме реки Воронеж на аллювиальных наносах сформировались пойменные дерново-луговые, дерново-глеевые, иловато-болотные и иловатые почвы, которые в общей сложности занимают небольшие площади.

3.2 Морфологическое строение почв

Типичный чернозем мощный занимает 31,12% площади института и залегает на ровных или слегка приподнятых пологих участках. Эти почвы имеют мощность сплошного гумусового горизонта свыше 80 см. Гумусово-аккумулятивный горизонт А имеет мощность в пределах 40-65 см, он темно-серой окраски, в условиях лета 1959 года пахотный слой (А1) этого горизонта был плотный глыбистый, трещиноватый, пылевато-комковатый, а подпахотный (А2) зернистый с примесью большого количества пыли, рыхловатый. Переходный горизонт – В темно-бурой окраски, плотноватый, с зернисто-пылевато-комковатой структурой, причем, горизонт В1 – равномерно окрашен гумусом и проникает до глубины 110 см, а горизонт  В2 – окрашен гумусом неравномерно и простирается до глубины 160см.

   Почвообразующая порода (горизонт С) представлена лессовидными суглинками и глинами, которые желто-палевой окраски, с комковой структурой, плотная, с большим количеством псевдомицелия карбонатов кальция.

В профиле типичного  чернозема увеличенной мощности и в почвообразующей породе много кротовин желто-серой и палево-бурой окраски. Карбонаты залегают на глубине 35-100 см., т.е. в пределах почвенного профиля, часто они приурочены близко к границе между горизонтами В1 и В2. По гранулометрическому составу эти почвенные разности легко глинистые и тяжелосуглинистые.

На территории института имеются разности типичного  чернозема средней и уменьшенной  мощности. В типичных черноземах средней мощности глубина простирания горизонтов А + В1, находится в пределах 70-80 см. горизонт В темно-серый с бурым оттенком, структура комковато-пылеватая не прочная, агрегаты слабо сцементированы и при небольшом механическом воздействии распадаются на отдельные частицы; горизонт слабо уплотненный. Этот горизонт подразделяется на В1 – равномерно окрашен гумусом, который  простирается до глубины 120 см и В2 – неравномерно окрашенный гумусом, который простирается до глубины 180 см.

Горизонт С  светло-серый с белыми и бурыми пятнами, имеет бурые ожелезненные прослойки (псевдофибры). Кварцевые частицы здесь представлены среднезернистым песком. По гранулометрическому составу эти почвы супесчаные. Вскипание от соляной кислоты не наблюдается.

Оподзоленные  черноземы приурочены, главным образом  к более глубоким депрессивным зонам рельефа. В морфологическом строении их характерной особенностью является наличие кремнеземистой присыпки по всему профилю почвы и более значительное вымывание полуторных окислов и гумуса из почвенного гумусового профиля в почвообразующую породу (по сравнению с выщелоченным черноземом), отчего горизонт С имеет бурую окраску и на гранях структурных отдельностей глянцеватость, признаки гумуса, полуторных окислов и кремнеземистую присыпку. Оподзоленные черноземы имеют бурый оттенок по всему почвенному профилю, начиная с поверхности. Структура в пахотном горизонте, хотя и зернисто-комковатая, но непрочная и подвержена при увлажнении размоканию,  при высыхании образует почвенную корку и огромные глыбы. В подпахотном горизонте она хорошо выражена и более водопрочная. В горизонте  В1 структура зернисто-призматическая, В2 - ореховато-призматическая, а в С - призматическо-ореховая.

По сложению оподзоленные черноземы более уплотнены, чем выщелоченные и типичные. По гранулометрическому составу они глинистые и суглинистые. При взаимодействии с кислотой вскипание не обнаруживается.

Смытые неразвитые почвы морфологическое строение имеют такое же как и не смытые и хорошо развитые на генетические горизонты почвы, но верхние гумусовые горизонты в них сильно укорочены, а иногда совсем отсутствуют, особенно горизонт А.

Пойменные почвы  имеют несколько своеобразное морфологическое  строение, в зависимости от того на каких породах они сформированы: на однородных или слоистых аллювиальных, делювиальных наносах или они сформированы на коренных породах, которые встречаются в пойме в виде намытых остатков. Кроме того, на морфологическое строение пойменных почв оказывает влияние характер оглеенности почв,  в результате чего накапливаются закисные соединения и гидроокись железа, которые придают сизые, зеленые и бурые тона почвенному профилю. В иловатых и иловато-болотных пойменных почвах гумусные горизонты выражены слабо. Иловато-болотные почвы, иногда и иловатые, с поверхности задернованы, причем иловато-болотные имеют мощную дернину и часто высотой 50-60 см осоковые кочки.

В иловатых почвах ввиду того, что они на своей  поверхности имеют постоянно  слой воды, начиная с поверхности  и по всему профилю есть закисные соединения, которые придают сизый цвет. С поверхности они иногда имеют скопление гидроокиси железа. Структура в них совершенно не выражена. Ввиду перенасыщенности влагой эти почвы под возделывание сельскохозяйственных культур совершенно не пригодны в своем естественном виде. Для того, чтобы вовлечь их в сельскохозяйственный оборот необходимо их осушить, окислить восстановленные соединения и создать структуру.

Иловато-болотные почвы также переувлажнены, но капиллярным  подтоком от грунтовой воды. С поверхности в них уже возможны окислительные процессы. В результате колебания уровня грунтовых вод, здесь начиная с поверхности и до глубины 60-80-100 см накапливается гидроокись железа, которая образует сплошные бурые горизонты. Структура в этих почвах с поверхности обычно плохо выражена, и хорошо бывает оформленной в горизонте наибольшего скопления железа и в погребенных гумусовых горизонтах. Для сельскохозяйственного использования эти почвы в своем естественном состоянии также почти не пригодны. Для вовлечения их в сельскохозяйственный оборот необходимо применять мелиоративные и другие агроприемы по окультуриванию.

В дерново-глеевых  почвах происходит подпитывание в пределах почвенного профиля корневой системы растений капиллярным подтоком из грунтовых вод. В этих   почвах с поверхности до капиллярного увлажнения накапливается гумус, зольные элементы, образуется зернистая структура, а ниже происходит образование закисных соединений и гидроокиси железа. Эти почвы являются довольно плодородными.

Иловатые, иловато-болотные и дерново-глеевые почвы формируются в условиях грунтового увлажнения, а также в условиях паводков и обильных атмосферных осадков. Но в поймах есть участки, которые увлажняются только атмосферными и паводковыми водами. На этих участках развиваются дерново-луговые почвы, в которых гумусовые горизонты лучше выражены и проникают на большую глубину, чем в предыдущих пойменных почвах. Кроме того в этих почвах нет признаков оглеения в пределах гумусовых почвенных горизонтов и почвенного профиля в целом.

Почвы поймы  на слоистых наносах имеют более  укороченные гумусовые горизонты по сравнению с почвами, сформированными на однородных наносах. Мощность гумусовых горизонтов на слоистых наносах достигает 40 см, структура у этих почв слабо оформлена и не водопрочная, а у почв на однородных наносах гумусовые горизонты достигают глубины 80-100 см, причем эти почвы имеют зернистую водопрочную структуру.

В пойменных  почвах на той или иной глубине  всюду расположены погребенные гумусовые горизонты, которые начинаются чаще с глубины 90-110 см от поверхности почвы. Погребенные почвы, кроме того, что они содержат большое количество гумуса, также имеют повышенное содержание азота, фосфора, калия и серы, и обычно слабее вскипают от соляной кислоты по сравнению с вышерасположенными почвами. Таким образом, в пойменных почвах происходит двухслойное расположение питательных веществ для растений.

3.3 Структурная организация почв

Почва как природное  тело имеет собственную иерархию уровней структурной организации. В настоящее время широко применяется иерархия структурных уровней организации почвы, предложенная А.Д. Ворониным [А.Д. Воронин, 1986].

На молекулярно-ионном уровне в качестве элементов выступают  молекулы и ионы, находящиеся в почвенном растворе и воздухе, а также на поверхности почвенных частиц. Процессы, происходящие на молекулярно-ионном уровне, определяют специфику элементарных почвенных частиц, влияют на взаимодействие между ними и, следовательно, на специфику других уровней организации почвы, обуславливают взаимодействие между продуктами почвообразования и выветривания, а также их подвижность и, следовательно, формирование почвенного профиля.

Уровень элементарных почвенных частиц является тем исходным уровнем, который в основном обусловливает  особенности структуры и функций наследующих, более высоких уровнях организации почвы.

Агрегатный  уровень возникает в результате взаимодействия элементарных почвенных частиц между собой в процессе почвообразования. При этом образуются специфические для каждого типа почвообразования агрегаты и почвенные новообразования.

Горизонтальный  уровень образуется в результате взаимодействия и способа организации  элементарных почвенных частиц, агрегатов  и почвенных новообразований.

Уровень почвенного индивидуума представляет собой систему взаимодействующих между собой генетических горизонтов, образующих почвенное тело, наименьшей единицей которого является почвенный индивидуум.

Уровень почвенного покрова это – организация  и взаимодействия ряда почвенных  индивидуумов, составляющих почвенный покров, наименьшей единицей которого является элементарный почвенный ареал.

Все структурные  уровни организации почвы находятся  в постоянном развитии и в тесной генетической, а следовательно, и  причинной связи как между  собой, так и с факторами почвообразования, поскольку испытывают на себе влияние особенностей почвообразования.

Первичной характеристикой почв является их гранулометрический состав. Он показывает, какого размера и в каком количестве содержатся в той или иной почве первичные частицы, то есть в каком сочетании находятся фракции элементарных почвенных частиц. Гранулометрический состав отражает генезис почвообразующих пород и указывает на направленность их изменений при различных условиях сельскохозяйственного использования. Он является одним из основных уровней организации твердой фазы почвы, а также непосредственно участвует в формировании микро- и макроструктуры и в значительной мере определяет структурно-функциональные свойства почвы.

Гранулометрический  состав почвы является одной из важнейших ее характеристик. Такие важнейшие свойства как фильтрационная и водоудерживающая способность определяются, главным образом, гранулометрическим составом. Существенную роль он играет в тепловом режиме почв: легкие почвы быстро оттаивают и прогреваются. С другой стороны, богатые илистыми частицами суглинистые и глинистые почвы более обеспечены элементами питания по сравнению с супесчаными и песчаными.