Агропочвоведение. Ответы на экзаменационные вопросы, 2007 год.
Агропочвоведение. Ответы на экзаменационные вопросы, 2007 год.
1. Понятие геохимического ландшафта, классификация. Геохимические барьеры.
Ландшафт - высшая единица морфологической структуры
природно-территориального комплекса, имеющий один геологический фундамент,
один тип рельефа, одинаковый климат и отличающийся характерным только для
него набором урочищ.
Геохимический ландшафт - совакупность сопряжённых элементарных ландшафтов,
связанных между собой определёнными условиями миграции химических
соеденений.(По М.А.Глазовской элементарные ландшафтно-геохимические
системы объеденяются в более сложные, называемые каскадными
ландшафтными-геохимическими системами.Они могут быть открытыми - сконечным
сбросом веществ в моря и океаны или закрытыми - с конечными звеньями
каскадной цепи в бессточных впадинах.)
Классификация ландшафтов по геохимической сопряжённости.
По характеру миграции и аккумуляции ве-в выделяют 3 основные категории
элементарных геохимических ландшафтов:
1. Элювиальные (автоморфные, автономные) - геохимически независимые
ландшафты, характеризующиеся выносом наиболее растворимых и подвижных
соединений. Это водораздельные территории, занимающие повышенное
положение и отличающиеся независимостью процесса почвообразоавния от
грунтовых вод, отсутствием притока материала путём жидкого или
твёрдого бокового тока и расходом материала путём стока и
просачивания.
2. Транзитные ландшафты. Это геохимически подчинённые ландшафты, в
которых частично аккумулируются некоторые соединения, а наиболее
растворимые и подвижные продукты выносятся.Это склоны приводоразделов
и повышений. В зависимости от условий стока М.А.Глазовская выделяет
трансэлювиальные и трансэлювиально-аккумулятивные ландшафты.
К первым относятся верхние части склонов, на которых сочетается
элювиальный вынос в-в по профилю с поверхностным переносом.
Ко вторым относятся нижние части и шлейфы склонов, где перенос в-в по
уклону сочетается с их аккумуляцией.
В трансэлювиально-аккумулятивных ландшафтах возможно периодическое участие
грунтовых вод в процессах аккумуляции ве-в.
3. Аккумулятивные ландшафты.К ним относятся прилегающие к склонам
территории, аккумулирующие поверхностный и грунтовый сток.Для них
характерно накопление наиболее подвижных продуктов выветривания и
почвообразования, прежде всего водорастворимых солей.
По классификации Б.Б. Полынова эти ландшафты разделяются на супераквальные
( гидроморфные) и субаквальные.
Супераквальные ландшафты формируются в поймах, надпойменных террасах,
котловинах с близкими грунтовыми водами .Они подвергаются влиянию стока с
водоразделов, нередко затоплению.
Субаквальные ландшафты подразделяются на трансаквальные (реки, проточные
озёра) и аквальные (непроточные озёра.)
В агрономическом отношении классификация элементарных геохимических
ландшафтов служит объективной основой для формирования системы
агроэкологических ограничений техногенно-химической интенсификации
земледелия в плане предотвращения эрозионных процессов, загрязнения почв и
вод токсическими ве-ми.
В частности, степени свободы применения мин. удобрений и пестицидов
значительно значительно уменьшаются от элювиальных ландшафтов к
супераквальным.
Миграция веществ осуществляется в миграционных потоках: гравитационных
(под влиянием силы тяжести) эоловых, водных, биологических, биогенных (
перемещение организмов по территории ), антропогенных. Преобладающую роль
в геохимической дифференции территории играют водные потоки.
Из-за разнообразия земной поверхности условия на пути миграции природных
потоков очень изменчивы, в результате возникают участки, где подвижность
веществ уменьшается и происходит их накопление.Такие участки, зоны
гипергенеза, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение
интенсивности миграции, приводящее к концентрации химических элементов,
называются геохимическими барьерами (ГБ)
3-и типа ГБ: 1.Биогеохимические - являются участками биогенной аккумуляции
элементов, необходимых для\\ организмов.Например - растительный покров
суши, гумусовые горизонты почв, колонии м/о, осуществляющие процессы
преобразования соединений ряда элементов и как следствие, их концентрацию
(серобактерии, железобактерии и т.д.)
2. Физико-химические.
- окислительные ( окислительные барьеры возникают на участках смены
восстановительных условий окислительными или менее окислит. более
окислительным: а) железистый или железисто-марганцевый- возникает на
контакте глеевых вод с кислородными водами или воздухом, как следствие
происходит формирование различного рода ожелезненных горизонтов вплоть до
болотных руд; б) марганцевый барьер возникает преимущественно в
легкопроницаемых породах (песчаные, гравелистые образования), а также в
болотных почвах степных и пустынных зон в условиях миграции слабощелочных
(лишённых Fe) вод; в) серный барьер возникает в результате окисления
сероводорода подземных или почвенно-грунтовых вод);
- восстановительные ( возникают в тех участках зоны гипергенеза, в
частности почвенно-грунтовой толщи, где окислительные условия сменяются
восстановительными.Различают: сульфидный восстановительный - в почвах и
водоносных горизонтах, когда воды, характеризующиеся окислительными или
глеевыми условиями, встречают на пути своего движения сероводород.;
глеевый - возникает на участках резкой смены окислительной обстановки
глеевой или на контакте слабоглеевой и резкоглеевой среды.На этом барьере
в отличие от сульфатного осаждается уран U^6+ U^4+, селена, а также Cu и
Ag);
- сульфатный и карбонатный ( возникают в местах встречи сульфатных и
карбонатных вод с водами другого типа, содержащими знач. количества Ca,
Sr, и Ba. Последние выпадают в осадок в форме сульфатов. );
- щелочной (возникает на участках резкого повышения рН, в частности в
местах смены кислых вод нейтральными или щелочными ( или при смене
сильнокислой среды слабокислой) с ним связано осаждение большинства
тяжелых металлов.Наиболее часто щелочной барьер возникает на контакте
бескорбанатных пород с известняками и др. карбонатными породами. );
- кислый ( чаще и резче выражен в местах резкого понижения рН, в частности
при смене нейтральной и щелочной реакции на кислую, может возникнуть и в
кислом и в щелочном интервале на участках сдвига рН в более кислую
сторону.Так например Si из щелочных вод, попадая в воды с кислой средой,
выпадает из раствора. );
- испарительный ( возникает на участках сильного испарения подземных и
почвенно-грунтовых вод, из которых осаждаются растворённые соли.Так
образуются солевые и гипсовые коры и солевые горизонты в солончаках и
солончаковых почвах);
- адсорбционный ( возникает на контакте породи почв, богатых адсорбентами,
с подземными водами, в растворе которых присутствуют различные ионы.В
результате в глинах, торфах углях и других адсорбентах, имеющий
отрицательный заряд, возможно накопление различных катионов и анионов.);
- термодинамический (возникает на участке резкого изменения температур или
давления, с которыми тесно связан газовый режим вод.Например выпадение из
раствора бикарбоната кальция при перемещении почвенных вод из более
холодных слоёв в тёплые.)
3.Механические - образуются на участках изменения скорости движения вод (
или воздуха)
Геохимические барьеры сменяют друг друга в пространстве, что обуславливает
картину распределения ландшафтно-геохимических полей со свойственными им
геохимическими ассоциациями элементов.Понимание этих связей необходимо для
прогнозирования техногенного геохимического воздействия на ландшафты и его
регулирования. Для этого создаются карты миграции загрязнителей.
3. Особенности мелиорации и использования полугидроморфных почв
таежно-лесной зоны.
Мелиорация, как составная часть ландшафтного земледелия является наиболее
интенсивным средством увеличения природно-ресурсного потенциала и
повышения устойчивости агроландшафтов. По методам осуществления мелиорации
подразделяют на гидротехнические, агротехнические, лесотехнические,
культуртехнические; по объектам - мелиорации болотных и заболоченных,
пустынных и полупустынных ландшафтов, овражно-балочных систем, оползневых
склонов и др.; по изменению функциональных свойств ландшафтов - водные,
химиические, биологические, климатические, рекультивационные.
Мелиоративную систему можно определить как систему, управляющую режимом
функционирования современного ландшафта, преобразованного мелиоративными
средствами.
Гидротехнические мелиорации.
Поскольку гидротехнические мелиорации оказывают наиболее сильное влияние
на экологическую обстановку и оно распространяется на речной и даже
морской бассейн, то размещение и проектирование мелиоративных объектов
должно осуществляться с учетом всех природных и других связей на основе
долгосрочных крупномасштабных программ. В данном отношении наиболее острой
становится проблема поступления солей в ландшафты из нижележащих
горизонтов. Сокращение поступления солей должно достигаться комплексом
различных мелиораций включающих в себя регулирование вводно-солевого
режима путем противофильтрационной защитой канала, снижением мощности
грунтовой толщи, затрагиваемой дренажем, оптимизацией использования
подземных вод. Огромной проработки требует проблема уменьшения дренажного
стока путем оптимизации оросительных норм.
Для таежно-лесной зоны особо остро стоит вопрос комплексной мелиорации и
использования осушительных систем, большая часть которых нуждается в
реконструкции и проведении работ по конкретному улучшению угодий.
В экологическом аспекте при всех условиях осушения конкретного массива
следует учитывать возможный после осушения водный режим прилегающих
земель. Более гибкого подхода требует использование комплексных почв.
Стремление к выравниванию их плодородия не всегда оправданно. Например:
мелиорация комплексов дерново-подзолистых и полугидроморфных почв
(слабоглееватых, глееватых, глеевых) часто сопровождается побочными
явлениями: возникновением техногенных мозаик в результате планировок,
переосушением неоглеенных компонентов, проявлением различных
послемелиоративных неоднороднос-тей.
Осушение дренажем вызывает усиление промывного водного режима и, как
следствие, проявление подзолообразования (выщелачивания, оподзоливания,
элювиально-глеевых процессов, лессиважа) в осушаемых дерново-глеевых
почвах и усиление этих процессов в болотно-подзолистых почвах. Это
означает повышение кислотности и уменьшение степени насыщенности
основаниями вследствие их выноса. Усиливаются процессы вымывания
органического вещества, возрастает его дисперстность, повышается доля
фульвокислот. В верхних горизонтах вследствие аэрации снижается содержание
гумуса. Интенсивность минерализации органического вещества зависит от
степени осушения, гранулометрического состава почв и характера их
использования. Дренирование само по себе не вызывает конкретных изменений
вводно-физических свойств осушаемых почв, особенно тяжелого
гранулометрического состава.
Эффективная мелиорация дерново-глеевых и болотно-подзолистых почв тяжелого
гранулометрического состава возможна лишь при обязательном сочетании
дренажа, регулирования поверхностного стока с системой окультуривания,
которая позволяет преодолеть отмеченные негативные процессы и улучшить
агрономические свойства почв.
Ориентация на радикальное преобразование почвенного покрова оправдана не
ранее, чем будут рассмотрены адаптивные варианты подбора куль-тур и
агротехники.
По-прежнему актуальна задача оптимизации использования осушенных
торфяно-болотных почв. Чрезмерная интенсификация их использования,
особенно под пропашными культу-рами, ведет к быстрой “сработке” торфа и
нередко непроизводительному расходу органического вещества.
Противоэрозионные мелиорации.
К их числу относятся контурная обработка почвы, почвоуглубление, глубокое
рыхление, окучивание, кротование, мульчирование, регулирование
снеготаяния, строительство запруд и другое.
Агролесомелиорация.
Лесные насаждения, способствующие улучшению микроклимата,
снегораспределения, преодолению эрозии, дефляции, улучшению водного режима
агроландшафтов, являются неотъемлемой частью земледелия.
Известкование.
Плодородие почв таежной и подтаежной зон лимитируется повышенной
кислотностью. Поэтому необходимо чтобы известкование почв велось
опережающими темпами по отношению к применению удобрений. В условиях
интенсивного земледелия при высокой нагрузке удобрениями, особенно
азотными, значительно снижается рН почвы. На части кислых почв с низкой
обеспеченностью фосфором целесообразно применение фосфоритной муки.
4. Круговорот органического вещества в природных экосистемах и
агроценозах.
Органическое в-во и процессы его трансформации играют значительную роль в
формировании почвы и ее важнейших свойств и признаков: относительно
стабильного, способного к воспроизводству плодородия; различных форм
буферности и санитарно-защитных функций, сорбционных свойств и др.
Органические в-ва принимают участие в питании растений, создании
благоприятных водно-физических свойств почвы, миграции различных элементов
в почвах и биосфере. Все важнейшие почвенные процессы протекают при прямом
или косвенном участии органического в-ва.
Процессы трансформации органического вещества почвы лежат в основе
биохимического круговорота всех биогенных элементов.
Первичными источниками органических веществ почвы и биосферы являются
автотрофы - организмы, способные к самостоятельному синтезу органических
веществ из минеральных соединений(первичные продуценты, или автотрофы). В
наземных экосистемах подавляющую часть первичной продукции производят
зеленые растения.
В почву поступают не только органические остатки отмерших
растений(первичное орг.вещество), но и продукты их микробиологической
трансформации, а также остатки животных(вторичное орг.вещ-во). Первичная
продуктивность различных наземных экосистем неодинакова и лежит в пределах
от 1-2 т/га в год сухого органического вещества (тундры) до 30-35 т/га в
год (тропики). В агроэкосистемах в почву поступает растительных остатков
от 2-3 т/га в год (пропашные культуры) до 7-9 т/га в год (мн. травы).
Практически все органическое вещество почвы перерабатывают микроорганизмы
и представители почвенной фауны. Конечными продуктами этой переработки
являются минерал-ные соединения. Конкретные пути трансформации первичных
органических соединений и образование органических продуктов и их участие
в почвообразовании и питании растений во многом остаются неисследованными.
Поступление вторичных органических веществ микробиологического
происхождения должно быть в несколько раз ниже первичной продуктивности,
но может достигать единиц тонн на га в год. Поступление органических
веществ с почвенной фауной не превышает в большинстве типов почв 100-200
кг/га в год. В почвах различного типа характер распределения поступающих
органических остатков по почвенному профилю не одинаков. В лесных ценозах
основная часть первичной продукции поступает с наземным опадом, в то время
как в травянистых в значительной степени с отмершими корнями. Это играет
важную роль в последующей трансформации растительных остатков в
почвообразовании. Химический состав поступающих в почву органических
остатков во многом зависит от типа отмерших организмов.
Химический состав высших и низших организмов, % к сухому веществу
(А.Е.Возбуцкая)
+-------------------------------------------------------------------------------------------+
| | | |Углеводы | |Липиды, | |
| | | | | | | |
| | |Белковые |----------| |дубиль- |------------------------------|
|Организмы |Зола | | | |Лигнин | || |Гемицеллюлоза |||
| | |вещества | | | |ные ||Целлюлоза | |||
| | | | | | | || |и прочие |||
| | | | | | |вещества || |углеводы |||
|-----------+------+----------| | |--------+----------||-----------+---------------|||
|Хвоя |2-5 |3-8 | | |15-20 |15-20 ||20-30 |15-20 |||
|-----------+------+----------| | |--------+----------||-----------+---------------|||
|Листья |3-8 |4-10 | | |15-25 |10-20 ||20-30 |5-15 |||
|-----------+------+----------| | |--------+----------||-----------+---------------|||
|Бобовые |5-10 |10-20 | | |25-30 |15-25 ||15-20 |2-10 |||
|-----------------------------| | |-------------------||---------------------------|||
| | | | || |||
+-------------------------------------------------------------------------------------------+
Таким образом, сложность и разнообразие органических веществ почвы уже
заранее предопределены разнообразием поступающих в почву органических
остатков и условиями их последующей трансформации. В составе органического
вещества почвы находят все соединения растений, бактериальной и грибной
плазмы, а также продуктов их последующего взаимодействия и трансформации.
Отмершие органические остатки поступают на поверхность почвы или в почву,
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
|