Введение.

Почва – самый верхний слой суши, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов (растительности, животных, микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков. Почва представляет собой совершенно особое природное образование, обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами.

     Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Чтобы быть плодородной, почва должна обладать достаточным количеством питательных веществ и запасом воды, необходимым для питания растений.  Именно своим плодородием почва отличается от всех других природных тел (например, бесплодного камня), которые не способны обеспечить потребность растений в одновременном и совместном наличии двух факторов их существования – воды и минеральных веществ.

Роль почвы в хозяйстве человека огромна. Изучение почв необходимо не только для сельскохозяйственных целей, но и для развития лесного хозяйства, инженерно-строительного дела. Знание свойств почв необходимо для решения ряда проблем здравоохранения, разведки и добычи полезных ископаемых, организации зеленых зон в городском хозяйстве, экологического мониторинга.

Цель моей работы исследовать свойства почвы и найти пути повышения ее плодородия.

                                      Задачи исследования:

1. Изучить основные свойства почвы;
2. Определить типы почв в Московской области;
3. Предложить методы повышения плодородия почв.

Методы исследования, примененные в моей работе:

1. Эмпирический;
2. Экспериментальный.

1.  Почва, ее состав.

Почва – важнейший компонент биосферы Земли.  Через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле и в земле организмов с литосферой, гидросферой и атмосферой.   

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Соотношение их неодинаково не только в разных почвах, но и в различных горизонтах одной и той же почвы (рис 1).

В твердой части почвы преобладают минеральные вещества. Это различные по размеру обломки и частички первичных минералов (кварца, полевых шпатов, роговых обманок, слюды и др.), формирующихся в процессе выветривания горных пород. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, К, Mg, Ca, С, N, Р, S, значительно меньше микроэлементов: Cu, Mo, I, В, F, Pb и др. В состав твердой части почвы входит и органическое вещество.

Жидкая часть почвы или, как ее еще называют, почвенный раствор – это содержащаяся в почве вода с растворенными в ней газами, минеральными и органическими веществами, попавшими в нее при прохождении через атмосферу и просачивании через почвенную толщу. Почвенный раствор играет огромную роль в почвообразовании и питании растений.

Газообразная часть, или почвенный воздух, заполняет поры почвы, не занятые водой. Состав почвенного воздуха, в который входят N₂, O₂, CO₂, летучие органические соединения, пары воды и пр. существенно отличается от атмосферного и определяется характером протекающих в почве химических, биохимических, биологических процессов. Состав почвенного воздуха не постоянен, в зависимости от внешних условий и времени года он может существенно меняться.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов и почвенных животных. Активная роль живых организмов в формировании почвы определяет принадлежность ее к биокосным природным телам – важнейшим компонентам биосферы.

2.Факторы почвообразования.

На развитие почвообразовательного процесса влияние оказывают те природные условия, в которых он протекает. Важнейшими из этих природных условий, называемых факторами почвообразования, являются следующие: материнские (почвообразующие) породы, растительность, животный мир и микроорганизмы, климат, рельеф местности и возраст почв (рис.2). К этим пяти основным факторам почвообразования (которые назвал еще Докучаев) сейчас добавляют действие вод (почвенных и грунтовых) и деятельность человека.

1. Почвообразующие породы – это питательная среда, в которой происходит процессы образования почвы, в состав которых входят многочисленные минеральные компоненты, участвующие в почвообразовании. Примерно 60-90 % от всего веса почвы – это минеральные вещества. Физические свойства почвы (содержание питательных элементов для растений, скорость движения веществ в почве, а также ее химический и минералогический состав) напрямую зависят от характера материнских пород.
2. Растительность. В процессе жизнедеятельности различных живых организмов, растений, а также микроорганизмов происходит формирование органических соединений в почве. Когда происходит отмирание растения, как целого, так и отдельных его частей, органические вещества попадают в почву. Под воздействиями животных, бактерий и различных химических и физических агентов, происходит разложение на поверхности почвы, с дальнейшим образованием гумуса. Растительный материал, который еще не успел разложиться, образует защитную подстилку.
3. Животные организмы предназначены для того, чтобы преобразовывать органические вещества в почве. В процессе преобразования задействованы и надземные и почвенные животные организмы. Основная функция в почвенной среде отдана простейшим и беспозвоночным. Однако некоторые позвоночные, проводящие большое время в почве, такие как кроты, также играют немаловажную функцию. Мелкие грызуны являются многочисленными надземными участниками процесса почвообразования. Попавшие в почву растительные и животные остатки, распадаются до воды, солей и углекислот, а определенные части переходят в сложные органические вещества почвы. 
4. Микроорганизмы – это основные факторы почвообразования, они исчисляются даже не тысячами, а миллиардами на один гектар почвы. Они разнообразны и по составу и по своей биологической деятельности. Это различные бактерии, грибы, вирусы, одноклеточные водоросли и многие другие. Они участвуют в биологическом круговороте веществ. При помощи микроорганизмов происходят процессы разложения сложных органических и минеральных веществ на простые вещества. Именно органическое вещество, образовавшееся при разложении растительных и животных остатков, называется перегноем или гумусом. 
5. Климат как фактор почвообразования. От климата зависят биологические и физические процессы, происходящие в почве. Он влияет на тепловой и водный режимы почвы. Тепловой режим отвечает за процессы переноса и накопления тепла в почве. Водный режим почвы можно определить количеством атмосферных осадков и процессом их испарения. Кроме того, существует особенность их распределения в течение всего года. Вода, вымывая почву, оказывает значительное влияние на нее и ее состав.  
6. Рельеф – это фактор почвообразования, участвующий в перераспределении тепла и воды по поверхности земли. Если происходит изменение высоты местности, то происходит и изменение теплового и водного почвенных режимов. Рельеф так же влияет на характер влияния грунтовых и дождевых вод на почву и миграцию водорастворимых веществ. 
7. Время как фактор почвообразования. Время тоже является немаловажным фактором почвообразования, ведь это один из самых важных процессов в природе. За 100 лет образуется всего 2 см. почвы.

 Кроме того, в современное время, особенно существенным фактором является хозяйственная деятельность человека. 

3. Классификация и характеристика почв Московской области.

В Московской области выделяют основные виды почв: подзолистые (таежной природной зоны), дерново-подзолистые (зоны смешанных лесов), серые лесные (зоны широколиственных лесов) и  чернозёмы (лесостепной зоны) (рис.3).

Подзолистые почвы совсем не плодородные, в них очень скудное содержание гумуса и остальных питательных веществ. Это почва с кислой реакцией. Эту почву можно отличить по белесости верхнего слоя. В Подмосковье совсем немного таких почв, в основном они только на севере Волоколамского, Шаховского, Клинского, Дмитровского и Сергиево-Посадского районов.

На территории Московской области самые распространенные малоплодородные и требующие внесения удобрений дерново-подзолистые почвы (70,5% территории): на возвышенностях — суглинистые и глинистые, в пределах низменностей — дерново-подзолистые, болотные, супесчаные и песчаные (два последних типа преобладают на воcтоке области, в низменной Мещёре).

Дерново-подзолистые почвы являются более плодородными, чем подзолистые. Они не такие кислые, как подзолистые и достаточно богаты гумусом. Такие почвы находятся в Подольском, Домодедовском, Чеховском, Ленинском, Ступинском районах, на западе Коломенского, севере Серпуховского и Озерского районов; на территории Верхневолжской и на юго-востоке Мещерской низменности, вдоль Клинско-Дмитровской гряды, которая включает в себя: Можайский, Рузский, Наро-Фоминский, Истринский, Солнечногорский, Одинцовский, Красногорский, Химкинский, Пушкинский, Мытищинский, Шаховской районы, юг Волоколамского, Клинского, Дмитровского и Сергиево-Посадского районов.

Наиболее пригодны для земледелия достаточно плодородные серые лесные почвы и черноземы, они же — и наиболее освоены человеком.

Серые лесные почвы (19,0% территории МО) распространены к югу от реки Оки и в восточной части Москворецко-Окской равнины (в основном Раменский и Воскресенский районы). Серые лесные почвы по естественному плодородию стоят выше дерново-подзолистых почв. Этот тип почв по своим свойствам является переходным от дерново-подзолистых к черноземам. Содержание гумуса в них колеблется от 2 до 4%. Это тяжелые почвы со слабо кислой реакцией и ореховатой структурой. Эти почвы распространены на юге и юго-западе Московской области. Ими славятся такие районы как: Каширский, Зарайский, Луховицкий.

Чернозёмом в Московской области может похвастаться только самая южная часть Серебряно-Прудского района (к югу от Оки). Это всего 2,9% территории Подмосковья. Содержания гумуса около 8%. Эта почва черного цвета и зернистой структуры.

В нашем Воскресенском районе преобладают  серые лесные и торфяные почвы, достаточно плодородные и пригодные для земледелия (рис.4).

4. Плодородие почвы и причины ее ухудшения.

Плодородие  - основное свойство почвы. Различные типы почв обладают разным плодородием. Оно зависит от количества гумуса (перегноя).  По почвенному профилю можно определить на сколько плодородна почва (рис.5). Обладая свойством плодородия, почва выступает как основное средство производства в сельском хозяйстве. Используя почву как средство производства, человек существенно изменяет почвообразование, влияя как непосредственно на свойство почвы, ее режимы и плодородие, так и на природные факторы, определяющие почвообразование.

Плодородие почв ухудшается по нескольким причинам:

1. Водная эрозия.  Почвы Московской области, в особенности серые лесные Заокских районов и дерново-подзолистые Москворецко-Окской равнины, сильно смыты. Это обусловлено климатом средней полосы: количество осадков в течение года превышает количество испарений. Величина испарения в целом по региону составляет 61-64% годовой суммы осадков. Поэтому каждый год часть верхнего слоя почв промывается талыми водами и дождями и смывается в реки.
2. Посадка и вырубка лесов, возделывание сельскохозяйственных культур,  изменяют облик естественной растительности, из-за  чего уменьшается гумусовый горизонт.
3. Осушение и орошение меняют режим увлажнения почвы. На востоке Московской области в Мещерской низменности преобладают торфяные почвы, возгорание которых приводили к частым лесным пожарам. В настоящее время производится обводнение торфяников, что привело к повышению уровня грунтовых вод.
4.  Не менее резкие воздействия на почву вызывают приемы ее обработки, применение минеральных удобрений и средств химической мелиорации (известкование, гипсование).

3. Смешанные посадки. Метод смешанных посадок является одним из эффективных способов улучшить качество грунта и урожая, получаемого от садовых и огородных культур. Основными элементами в организации таких грядок в большинстве случав оказываются пряные и лечебные растения. Их рекомендуется высаживать на участках с так называемыми проблемными почвами, бедными полезными веществами.

Подбор растений в смешанных грядках должен быть также основан на требовательности культур к свету:

– светолюбивыми видами являются сладкий перец, арбуз, дыня, помидоры, горох, огурец, фасоль, баклажаны;

– к тенелюбивым видам относятся петрушка, шпинат, листовой салат, укроп, пекинская капуста, ревень, кабачок, щавель;

– группу умеренно светолюбивых растений представляют чеснок, лук, бобы, редис, редька, капуста, свекла, морковь, репа.

Наиболее удачные комбинации садово-огородных культур в смешанных посадках обозначены в табл. 3.

4. Севооборот. Продолжительное возделывание той или иной садово-огородной культуры на одной и той же площади неизменно приводит к снижению физико-химических качеств  грунта, его обеднению и истощению, появлению возбудителей заболеваний и насекомых-вредителей. Это, в свою очередь, приводит к ухудшению условий, в которых развиваются растения.

Некоторые культуры при длительном выращивании на одном и том же месте способны вызывать существенные качественные изменения почвы. Для того чтобы предотвратить это, лучше воспользоваться особым методом возделывания овощных и цветочных видов – севооборотом, или ежегодным чередованием культур.

При выборе садово-огородных культур для обеспечения севооборота на участке можно воспользоваться табл. 4.

Основу севооборота составляет чередование садово-огородных культур, при котором на одном участке в течение 3 сезонов должны последовательно сменить друг друга 3 вида. При климатических условиях нашей страны рекомендуется включать в севооборот следующие растения:

– на первый год – требовательные к качеству грунта культуры;

– на второй год – бобовые, обладающие способностью обогащать почву азотом и улучшать ее структуру;

– на третий год – нетребовательные к грунту виды.

5. Внесение органических удобрений. Способ повышения плодородия почвы посредством внесения органических удобрений относится к числу экологических. В качестве источников питательных веществ обычно выступают навоз, компост, перегной, зола, торф, озерный ил и птичий помет.

Навоз и птичий помет. С древнейших времен навоз и птичий помет используются в земледелии для повышения уровня плодородия бедных и тяжелых грунтов. Как удобрение навоз был известен еще в Древнем Китае. Широко применяли его для обогащения грунта и в средневековой Европе. В настоящее время навоз вносят в почву как самостоятельно, так и в составе питательных смесей, биологического топлива и компоста.

Навоз является экологически чистым и весьма эффективным удобрением. Он содержит значительное количество полезных веществ, требующихся растениям для нормального роста и развития. Компоненты, входящие в его состав, обладают способностью улучшать структуру грунта, его воздушный и водный режимы, повышать физико-химические характеристики и уровень плодородия.

Различные садово-огородные культуры нуждаются в определенном количестве питательных веществ. В табл. 5 указано оптимальное количество навоза, вносимого под то или иное растение.

Компост. Неслучайно компост довольно часто используют в качестве органического удобрения. Действительно, его эффективность весьма высока вследствие содержания большого количества полезных для растений веществ (табл. 6). По составу и структуре он сходен с наиболее плодородными почвенными горизонтами.

Для получения компоста можно применять следующие компоненты:

– оставшиеся после обрезки плодовых деревьев и кустарников тонкие ветви и побеги;

– пищевые отходы (злаки, овощи, фрукты, яичная скорлупа и т. п.);

– измельченная древесина, корни и кора растений;

– солома, древесные стружки, опилки и сено;

– полусгнившие листья, оставшиеся после предыдущего садово-огородного сезона;

– свежескошенная трава, сорные травы (кроме корневищных);

– перепревшая навозная масса;

– древесная зола и прочие садовые отходы.

Вермикультивирование - разведение дождевых червей. Дождевых червей часто называют природными воспроизводителями плодородия почвы. Благодаря их деятельности оформляются структура и качественный состав грунта. Поскольку в рацион червей входят в основном растительные отходы, их по праву можно назвать санитарами почвы. Действительно, они способствуют очищению грунта от остатков растений и болезнетворных микроорганизмов.

Еще одним их достоинством является способность оказывать благотворное влияние на влажностный режим грунта и его структуру. Было замечено, что в течение летнего сезона популяция, состоящая из 50 особей, формирует ходы, общая длина которых достигает 1 км.

Биогумус. Биогумусом называется продукт переработки компонентов компоста, получаемый вследствие жизнедеятельности дождевых червей. В состав свежего биогумуса с уровнем влажности до 50% входит до 15% гумусового вещества, а высушенного – до 35%. Кроме того, в нем содержится пятиокись фосфора (0,8–2%), азот (0,8–2%), окись магния (0,3–0,5%), окись калия (0,7–1,2%) и другие компоненты. Такое удобрение обладает высокими микробиологическими свойствами, поскольку способствует нормализации основных процессов, характерных для качественной почвы. Было замечено, что при внесении в грунт биогумуса вегетационный период растений уменьшается на 1,5–2 недели. Это обусловливает повышение урожайности и показателей созревания плодов (таблица 7,8).

Зола. Это ценное минеральное удобрение, которое используется всеми садоводами и огородниками. В зависимости от того что сжигали, формируется состав золы. Солома, древесина, торф, картофельная ботва и другие отходы сада идут в дело у бывалого садовода. После того, как прогорит огонь, остаются отходы сжигания, такое серое вещество, называющееся золой. Это и есть то самое ценное минеральное удобрение, которое может в себе содержать до 35 элементов нужных для питания растений. Основные из них - кальций, калий, магний, фосфор, кремний, сера, железо и многие другие. Но, к сожалению, при сгорании вместе с дымом улетучиваются соединения азота, поэтому в золе его практически нет.

6. Экспериментальная часть.

Весной 2014 года наша семья проводила эксперимент по улучшению качества почвы на садовом участке. Выбрали 2 участка, на одном использовали дедовский метод и обычный садовый инвентарь (лопату, грабли, мотыгу) (рис.8),  на другом современное оборудование (плоскорез, приспособление для посадки картофеля) и новую технологию – посадку седиратов, мульчирование и биогумус. Ранней весной, когда сошел снег, первый участок перекопали.  На втором  землю не перекапывали, почву разрыхлили и посеяли горчицу.

    Во время посадки картофеля на 1 участке использовали золу и  минеральные удобрения. Лопатой делали лунку, бросали удобрение и клубень картофеля, засыпали землей. На втором участке, где росла горчица, использовали специальное оборудование для посадки картофеля, делали углубление, клали сортовой клубень картофеля и сверху  присыпали перегноем.

    Когда появились ростки картофеля, на 1 участке грядки окучили с помощью мотыги и в течение лета еще несколько раз пололи сорняки и окучивали грядки.  Так как почва быстро высыхала, поливали картофель несколько раз за сезон. Второй участок укрыли мульчей (скошенной травой),  так как сорняков не было, подкладывали траву на грядки, а в межрядье посеяли сидераты – фацелию  и клевер. На участке было много червей, которые рыхлили землю.

     В течение всего сезона на обоих участках несколько раз картофель удобряли биогумусом: разводили в воде вместе с измельченной свежей травой, добавляли немного варенья и птичьего помета, настаивали несколько дней и поливали кусты картофеля.

    Собирали урожай в конце августа. На 1 участке с куста картофеля собрали около 3-4 крупных и несколько мелких клубней, чистых и ровных. На 2 участке с куста получили только 2-4 крупных клубня, некоторые были поедены слизнями. Так как расстояние между грядками было больше (80 см), то урожая собрали меньше.

Заключение.

В ходе эксперимента были выявлены следующие преимущества и недостатки двух методов посадки картофеля.

      Эксперимент показал, что обычный метод посадки картофеля дает хороший урожай, но необходимы большие физические усилия для выращивания картофеля. При этом плодородие почвы ухужшается, при перекапывании почвы полезные микроорганизмы, находящиеся на поверхности попадают вглубь и погибают. Необходимо применение удобрений.

       Новый метод не требует больших физических затрат, слизней можно вывести посыпав грядки песком или опилками, плодородие почвы постепенно улучшается, но для этого нужен не один год.

       Наша семья будет использовать новый метод и дальше/

Список использованной литературы

berrylib.ru

nashogorod.ucoz.ru

http://www.ecorodinki.ru/

http://www.krugosvet.ru  Энциклопедия Кругосвет

http://www.nnre.ru/sad_i_ogorod/kak_povysit_plodorodie_pochvy/p3.php

http://mse-online.ru/pochva/povyshenie-plodorodiya-pochv.html

www.geoglobus.ru