Болотные почвы и мероприятия по их рациональному использованию

В почве идут непрерывные физико-химические и биологические процессы перевода ряда питательных веществ в недоступные  или малодоступные для растений формы, идет вымывание питательных  веществ атмосферными осадками, и при поливах происходит улетучивание азота за счет денитрификации и т. д. Азот содержится преимущественно в органической части, калий - в минеральной, а фосфор - и в органической и в минеральной частях. Органические соединения почвы доступны растениям в ничтожно малых количествах, для их использования на урожай они должны предварительно подвергнуться минерализации, т. е. разложению до простых солей или других форм, доступных растению.

Они либо закреплены в кристаллической  решетке минералов, либо находятся в виде нерастворимых или слаборастворимых окислов и солей. Практически растениям доступны только те элементы, которые находятся в форме водорастворимых соединений или в форме соединений, растворимых в слабых кислотах, а также в поглощенном почвенными коллоидами состоянии.

 

3. Гранулометрический состав

 

     На территории  района развиты два типа болотных  почв: болотные верховые торфяные  и болотные низинные торфяные. Среди них распространены подтипы:  торфяно-глеевые с мощностью торфяного  слоя (Т) 20-50 см и торфяники с мощностью торфа больше 50 см. наибольшую ценность представляют торфяники болотные низинные перегнойные.

К сожалению, изучению болотных почв в Мордовии не уделяется должного внимания, поэтому данных анализа этих почв совершенно недостаточно.

Таблица 1.1

Механический состав почвогрунта некоторых почв (в % на абсолютную сухую навеску)

№ пикета	Глубина пробы (в см)	Содержание фракций (%) при размере частиц (мм)
		1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	Менее 0,001	В сум ме менее 0,01
ПК-0	190-200	58,60	0,95	13,75	6,20	8,50	12,00	26,70
	336-346	1,75	12,57	38,60	6,32	20,40	20,36	47,08
	400-410	0,52	9,12	38,70	11,00	18,00	22,66	51,66
	470-480	0,23	12,63	35,60	13,75	19,50	18,28	51,55
ПК-5	81-95	1,21	8,86	31,00	16,45	17,40	25,08	58,93
	130-150	0,87	24,57	27,20	6,00	8,60	32,76	47,36
	180-200	5,07	10,10	45,00	4,68	17,70	17,45	39,83
	330-350	9,26	13,19	25,70	13,55	7,20	31,10	51,85
	430-450	4,26	14,51	31,40	12,31	8,52	29,00	49,83
	480-500	1,11	9,20	35,40	14,88	9,45	29,36	53,69
	630-650	0,71	5,54	39,30	12,87	12,22	29,36	54,45

 

1.4 Химико-физические  свойства болотных почв

 

Особенности состава и свойств  болотных  почв определяют показателями состава и свойств торфяных горизонтов. Состав глеевых горизонтов разнообразен и в значительной степени зависит  от гранулометрического, минералогического и химического составов пород и почв, на которых сформировались торфяные почвы. Общими их особенностями являются неблагоприятные физические свойства (дезагрегированность и уплотненность) и наличие закисных форм железа.

Генетическую и агрономическую оценку торфяных почв проводят по мощности торфяного слоя и следующим показателям торфа: степени разложения, ботаническому составу, составу органического вещества, содержанию азота, зольности и составу зольных элементов, реакции и физическим свойствам.

    Органическое вещество. Оно составляет основную часть (в среднем 85-95%) торфа. В верховых болотных почвах оно представлено преимущественно целлюлозой, гемицеллюлозой, лигнином и воскосмолами. Торф этих почв слабо гумифицирован; гумусовые вещества составляют 10-15% общего углерода, в их составе преобладают ФК.

Торф низинных болотных почв хорошо гумифицирован, в нем  до 40-50% гумусовых веществ, в составе  которых преобладают гуминовые  кислоты.

Торф болотных почв богат  азотом (от 0,5-2,0% в верховых и до 3-4% в низинных почвах), но он содержится в трудномобилизуемых формах. В торфе  верховых болотных почв азот представлен  в различных азотсодержащих соединениях  исходных растительных остатков, в  торфе низинных почв - в значительной части и азотом гумусовых веществ. По запасам и формам соединений азота низинные болотные почвы более ценны по сравнению с верховыми как объект освоения и использования торфа для приготовления удобрений.

       Реакция  торфа верховых болотных почв кислая, а низинных колеблется от слабокислой до слабощелочной (в низинных карбонатных почвах). Лишь сульфатные низинные торфяные почвы имеют крайне кислую реакцию (рН_КCL 1,1-3,0).

Все виды торфа имеют  высокую емкость поглощения катионов (от 80-90 до 130-200 мг * экв), но различаются по гидролитической кислотности и насыщенности основаниями. У верховых почв V= 10-30%, а у низинных - 70-100%.

Степень разложения - важную характеристику торфа - определяют по относительному содержанию (в%) продуктов распада тканей, утративших клеточное строение. Ее устанавливают специальными анализами торфа, изучением строения растительных остатков под микроскопом. В полевых условиях степень разложения можно определить глазомерно

(табл.1.2). Чем выше степень разложения торфа, тем ценнее агрономические качества торфяных почв как объекта возможного земледельческого освоения.

Торф верховых болотных почв имеет слабую или среднюю  степень разложения, а низинных - чаще всего высокую.

 

Таблица 1.2 - Признаки различной степени разложения торфа

Степень разложения		Основные признаки состояния  торфа
%	Тип торфа
<15	Неразложившийся	Торфяная масса не продавливается между пальцами. Поверхность  сжатого торфа шероховатая от остатков растений, которые хорошо различимы. Вода выжимается струей, как из губки, прозрачная, светлая.
15-20	Весьма слаборазложившийся	Вода выжимается частыми  каплями, почти образуя струю, слабо-желтоватая.
20-25	Слаборазложившийся	Вода отжимается в  большом количестве, желтого цвета, растительные остатки заметны хуже.
25-35	Среднеразложившийся	Масса торфа почти  не продавливается в руке, растительные остатки заметны, вода отжимается частыми  каплями светло-коричневого цвета, торф начинает слабо пачкать руку.
35-45	Хорошо разложившийся	Масса торфа продавливается слабо. Вода выделяется редкими каплями коричневого цвета.
45-55	Сильно разложившийся	Масса цвета продавливается между пальцами, пачкая руку. В торфе  заметны лишь некоторые растительные остатки. Вода отживается в малом  количестве, темно-коричневого цвета.
>55	Весьма сильно разложившийся	Торф продавливается между пальцами в виде грязеподобной  черной массы. Вода не отжимается. Растительные остатки совершенно неразличимы.

Зольность торфов имеет  важное агрономическое значение, так  как в составе золы присутствуют зольные элементы питания (Р, К, Са, Mg и др.). В то же время повышенное содержание оксидов железа, водорастворимых солей в составе золы торфа резко снижает его качество. Зольность торфов верховых болотных почв наиболее низкая (2-5%), низинных - составляет от 5-10% у обедненных (переходных) до 30-50% у высокозольных.

В верховых болотных почвах состав и содержание зольных элементов  определяются зольностью исходных растительных остатков, а в низинных в большой  мере зависит от гидрогенной аккумуляции веществ и степени заиления торфа.

Наиболее важными компонентами золы являются фосфор, калий, кальций. Фосфор в торфе содержится в основном в органической форме и в небольших  количествах (0,1-0,4%), за исключением  некоторых травянистых и ольшаниковых болот, в торфе которых фосфор может накапливаться в виде вивианита до 2-8% на сухое вещество торфа.

Все виды торфа бедны  калием. Содержание кальция в торфе  верховых болот невелико, а в торфе  низинных почв - в среднем 2-4%, достигая в карбонатных родах 30% и выше.

В торфе определенных видов содержится значительное количество железа (5-20% и более в пересчете  на Fe₂O₃); в засоленных торфяных почвах содержится до 2% водорастворимых солей.

Торфяные горизонты  болотных почв имеют специфические  физические свойства: низкие показатели плотности, высокую влагоемкость, слабую

водопроницаемость и  теплопроводность. Влагоемкость низинного  торфа колеблется от400 до 900%, верхового - от 1000 до 1200%.

 

 2. Мероприятия рационального использования болотных почв

   2.1 Использование торфа

Рассмотренная выше сравнительная  характеристика состава и свойств  торфа верховых и низинных болотных почв раскрывает их агрономические особенности.

Наиболее ценными в  сельскохозяйственном отношении являются болотные низинные почвы. Торф этих почв имеет высокую зольность, значительную гумифицированносъ, большое содержание азота и более благоприятную реакцию.

Использование болотных торфяных почв в сельском хозяйстве  может идти в двух направлениях: как источника органических удобрений  и как объекта для освоения и превращения их в культурные высокопродуктивные угодья.

Существует два способа  использования торфа для приготовления  органических удобрений: для приготовления  подстилочного навоза и приготовления  компостов. В качестве подстилки  для скота используют малоразложившийся моховой торф. Он хорошо впитывает навозную жижу и газы, устраняя тем самым потери самого ценного компонента удобрений - азота. Торфяной навоз по своим удобрительным качествам превосходит соломенный.

При компостировании  к торфу добавляют известь, фосфоритную муку, растворимые минеральные удобрения или биологически активные вещества (фекалии, навоз и др.).

Для непосредственного  удобрения используют только хорошо разложившийся торф. Особо ценны  вивианитовые и карбонатные торфы (для кислых почв).

После осушения, культур  технических и агротехнических  мероприятий болотные торфяные почвы  могут быть превращены в ценные сельскохозяйственные угодья. При освоении и последующем  использовании болотных низинных торфяных почв первостепенное значение имеет создание оптимального водно-воздушного режима за счет правильно выбранной нормы осушения и поддержания уровня грунтовых вод на заданной глубине с учетом требований отдельных групп сельскохозяйственных культур.

 

2.2 Норма осушения

 

Норма осушения - глубина зеркала грунтовых вод после проведения осушительных мелиорации. В среднем для зерновых культур она составляет за весь период вегетации 70-80 см, для овощных, силосных - 80 - 100, для трав - 60 - 80 см. Для торфяных почв характерен большой запас недоступной влаги (30-40% ПВ). Нижний предел оптимального увлажнения составляет для большинства культур 55-60% ПВ. При снижении влажности до этой величины необходимо дополнительное увлажнение (полив дождеванием или за счет регулирования уровня грунтовых вод).

При осушении водный режим  торфяных почв изменяется от болотного  в целинных почвах до промывного торфяного  в северной тайге, периодически промывного в южной и периодически выпотного  торфяного в лесостепи. В увлажнении пахотного слоя значительно возрастает роль атмосферных осадков и верховодки.

Под влиянием осушения изменяется тепловой режим торфяных почв: в  целом он ухудшается, так как в  верхних горизонтах осушенных почв возрастает объем пор, заполненных  воздухом, который проводит тепло  хуже, чем вода.

 

2.3 Осушение и обработка торфяной почвы

 

Осушение и обработка  торфяной почвы (глубокая вспашка, фрезерование и другие приемы) существенно изменяют воздушный, окислительно-восстановительный  и микробиологический режимы. В пахотном слое возрастает аэрация, усиливаются окислительные процессы, повышается биологическая активность.

Профиль мелиорируемой  почвы расчленяется на два слоя: верхний - пахотный горизонт (иногда и  часть подпахотного) высокой биологической  активности, развития окислительных  процессов и биохимического разложения органического вещества торфа и нижний - капиллярно-насыщенный влагой, сохраняющий в значительной мере свойства и режимы целинной торфяной почвы. Оптимальная мощность зоны окисления (Eh > 400 мВ) составляет: для многолетних трав 20-40 см, для зерновых, силосных, кормовой свеклы 40-60, для сахарной свеклы, кормовой моркови 50 - 80 см.

Применение удобрений  и известкование кислых торфяных почв (рН_KCL < 5,0) обязательны при освоении и использовании болотных почв.

Большинство болотных почв бедны фосфором и калием. Поэтому внесение фосфорно-калийных удобрений должно быть систематическим, с учетом требований возделываемых культур и содержания подвижных форм этих элементов в почвах.

Внесение азотных удобрений  особенно необходимо в первый период освоения осушенных почв в связи с недостаточной мобилизацией азота торфа.

Значительный эффект на торфяных почвах дает применение медных удобрений (пиритных огарков, медного  купороса). В результате изменения  водно-воздушного, окислительно-восстановительного и микробиологического режимов усиливается минерализация органического вещества торфа. Это приводит к постоянному уменьшению мощности торфа в среднем 1 - 2 см в год.