Почва используется для различных целей, включая возделывание сельскохозяйственных культур, выпас скота, садоводство, лесное хозяйство, агролесоводство, строительство и т.д. Цель всегда состоит в том, чтобы найти наиболее подходящий тип почвы для получения наилучшего результата.
Особенно в сельском хозяйстве, желаемый урожай сельскохозяйственных культур может быть получен из почвы, которая физически, химически и биологически подходит или продуктивна для этой культуры. Некоторые почвы от природы очень продуктивны; а некоторые почвы, которые не имеют многих ограничений, можно сделать продуктивными с помощью соответствующих методов управления почвой и сельскохозяйственными культурами.
Около 10% всех почвенных ресурсов мира имеют мало или вообще не имеют существенных ограничений для возделывания сельскохозяйственных культур. Тем не менее, большинство почв имеют те или иные ограничения для выращивания сельскохозяйственных культур.
Некоторые почвы могут быть продуктивными только для ограниченного числа культур, но имеют серьезные ограничения для других. Почвы, которые имеют серьезные ограничения для сельскохозяйственного и другого землепользования, традиционно называются проблемными почвами. Такие почвы требуют специальных методов управления для их выгодного и устойчивого использования. В этой статье мы рассмотрим 12 основных проблемных почв.
Пересушенная почва
1. Каменистость
Каменистость означает присутствие в почве фрагментов горных пород, таких как гравий, камень и булыжники в высокой пропорции. Эти материалы не обеспечивают и не удерживают питательные вещества и влагу. Они оказывают физическое сопротивление движению сельскохозяйственных орудий и ограничивают операции по обработке почвы. Они снижают обрабатываемость почвы и затрудняют обработку.
Почва, содержащая фрагменты горных пород
2. Мелкозернистость почвы
Мелкозаглубленность почвы означает наличие тонкого слоя почвы над слоем горных пород или слоя с твердым цементом или корнеограничивающего слоя вблизи поверхности. Глубина мелкозема варьируется от 30 до 50 см в зависимости от глубины залегания корней выращиваемых культур. Эти почвы часто каменистые или гравийные, и они склонны к иссушению. Такие почвы часто встречаются на крутых склонах.
Тонкий слой почвы над слоем породы
3. Почва низкой прочности
Прочность почвы представляет собой способность почвы выдерживать нагрузки. Она связана с ветрообразованием, несущей способностью сельскохозяйственных животных и машин, а также с фундаментом зданий, дорог и магистралей. Как правило, следующие три характеристики почвы считаются наиболее важными для низкопрочной почвы:
Торфяная почва
4. Вертикальные свойства
Вертикальные свойства – это особенности вертисолей, которые набухают при увлажнении и сжимаются при высыхании. Их также называют усадочными и экспансивными почвами. В Индии темноокрашенные вертисоли называют черными хлопковыми почвами. Темный цвет этих почв обусловлен комплексами гумуса с дисперсной глиной. Вертисоли дают широкие и глубокие трещины при высыхании.
Причиной растрескивания является высокое содержание глины в сочетании с более чем 50% монтмориллонитовых глинистых минералов. Распространение вертисолей очень локализовано и связано с мафическими породами, полузасушливыми климатическими условиями или с тем и другим. Наибольшие абсолютные площади встречаются в лавах Деканского плато Индии. Двенадцать стран, расположенных во всех основных континентальных регионах, имеют более 10% своей территории с вертическими свойствами. Уругвай и Индия имеют наибольшую относительную площадь.
Вертикальная почва
5. Гидроморфия
Гидроморфия, или влажность почвенного профиля в течение всего года или части года, обычно встречается на плоских и низменных территориях по отношению к окружающей земле. Эти земли включают аллювиальные и прибрежные равнины, дельты и долины рек, в том числе дно долин, торфяники, болота и другие водно-болотные угодья.
Около 20 стран имеют значительную долю (более 25%) земель, подверженных гидроморфным ограничениям, причем наибольшая доля (более 50%) приходится на Фолклендские острова, Великобританию и Бангладеш.
Почва аллювиальных и прибрежных равнин
6. Низкая емкость катионного обмена (CEC)
Почвы с низким содержанием органического вещества, низким содержанием глины, глинистыми минералами с низкой емкостью катионного обмена (CEC) или всеми этими свойствами в поверхностной почве обладают низкой емкостью катионного обмена. Такие почвы имеют низкое внутреннее плодородие, а также низкую способность удерживать питательные вещества, вносимые в качестве удобрений.
Как правило, к почвам с низкой CEC относятся сильно песчаные почвы и тропические почвы с преобладанием каолинитовой глины и сесквиоксида. Во влажных и субгумидных регионах существуют обширные участки песчаных или сильно выветренных почв с низким CEC.
Сильно песчаная почва
7. Кислотность и щелочность почвы
Значение pH почвы ниже 7 указывает на кислотность, а выше – на щелочность. Кислотность и щелочность влияют на рост растений и микроорганизмов, а также на химические превращения, доступность питательных веществ и токсичность элементов.
При pH почвы ниже 4,5 в почвенный раствор выделяется алюминий и многие тяжелые металлы. Кроме того, азот, фосфор, калий и другие питательные вещества становятся практически недоступными. Различные растения имеют разный уровень толерантности к кислотности и щелочности, но большинство растений процветает при уровне pH от 6,0 до 7,5. Уровни ниже 4,5 или выше 8,5 существенно ограничивают рост большинства растений. Сильно кислые или щелочные почвы не подходят для сельского хозяйства.
8. Кислотно-сульфатные условия
Кислые сульфатные почвы создают серьезные ограничения для большинства видов использования. Они обычно развиваются в эстуарных окраинах, затопленных солоноватой водой и снабженных большим количеством органического вещества. Они являются потенциальным ограничением для землепользования, связанного с земляными работами или нарушением почвы.
Потенциальные кислые сульфатные почвы содержат пирит, который вступает в реакцию с атмосферным кислородом, образуя серную кислоту при воздействии воздуха через дренаж. Это создает экстремальную кислотность, которая вызывает выделение токсичных материалов, включая алюминий и тяжелые металлы. Кислотные сульфатные почвы также могут быть сильно засолены.
9. Засоленность и содовость
Засоленность и содовость почвы встречаются естественным образом в полузасушливых и засушливых регионах. Они также встречаются в прибрежных низменностях. Состояние засоленности обусловлено накоплением свободных солей в профиле, а содовость – преобладанием обменного натрия на коллоидных поверхностях.
В общей сложности 21 страна имеет более 15% земель, пострадавших от засоления и содообразования. Из них 13 расположены в широком поясе, простирающемся от африканской Сахары и граничащей с ней зоны Сахель через Ближний Восток и в Центральную Азию. В Центральной Азии содовость еще сильнее локализована на более чем 10% ее территории.
10. Токсичность по алюминию
В почвах с алюминиевой токсичностью в обменных комплексах доминирует глинозем. Это происходит при реакции почвы pH <5,5. Эта проблема обычно связана с сильнокислыми почвами. Основной причиной является интенсивное выветривание и сильное выщелачивание при большом количестве осадков.
Алюминиево-токсичная почва – это проблема преимущественно влажных тропиков. Однако она также встречается в субгумидных тропиках и в нескольких странах умеренного пояса с большим количеством осадков, например, в Новой Зеландии. Она затрагивает около 800 млн. га в Южной Америке и 400 млн. га в Африке и Азии. Наиболее пострадавшие восемь стран находятся в основном или полностью в зоне тропических лесов. Более чем в 50 странах токсичность алюминия затрагивает более 25% их территории.
11. Фиксация фосфора
Проблема фиксации фосфора в почвах обычно связана с высоким содержанием свободных оксидов железа в глинистой фракции, которые несолюбилизируют ионы фосфата и делают его недоступным для растений. Это доминирующая особенность сильно кислых почв, и поэтому часто встречается в сочетании с токсичностью алюминия.
Восемь стран, в которых более 20% земель подвержены высокой фиксации фосфора, также страдают от алюминиевой токсичности. Кислые почвы с высоким содержанием алюминия обладают высокой степенью фиксации фосфора.
12. Низкое плодородие почвы
Низкая плодородность почвы означает недостаточное поступление доступных питательных веществ из-за низкой доступности питательных веществ, дисбаланса питательных веществ и наличия какого-либо вида токсичности.
Низкое плодородие является результатом сильного выветривания, низкой емкости катионного обмена, низкого содержания органического вещества, сильной кислотности почвы, сильной сорбционной способности фосфатов и сильного вымывания питательных веществ или дисбаланса питательных веществ. Низкая обеспеченность микроэлементами вызывает значительные ограничения для производства продуктов питания в тропиках.
Вопросы и ответы
Что такое фиксация фосфора в почве?
Глинистая почва, содержащая свободные оксиды железа, несолюбилизирует ионы фосфата и делает его недоступным для растений. Это называется фиксацией фосфора в почве.
Что такое алюминиевая токсичная почва?
Почва, в которой преобладает содержание глинозема, называется алюминиевой токсичной почвой. Слово токсичная относится к снижению способности почвы поддерживать рост растений.
Какие анализы почвы проводятся для принятия решения о закладке свайного фундамента?
Различные типы почвы – песок, ил, глина и суглинок
Как справиться с разрушающимся грунтом до начала строительства? [PDF]
Читайте далее:- Натриевые почвы: влияние, свойства и лечение.
- Формирование различных типов почв в зависимости от условий выветривания.
- Исследование грунта и типы фундаментов на основе свойств грунта.
- Каковы причины разрушения склонов?.
- Классификация горных пород с примерами.
- Ухудшение состояния бетона в результате катионообменных реакций.
- Сульфатная атака на бетон – процесс и контроль сульфатной атаки.