Производство почвогрунта: технология, основные требования и преимущества почвогрунта

Содержание

технология, основные требования и преимущества почвогрунта

Плодородный грунт — это обогащенная минеральными и питательными веществами почва, полученная искусственным путем. В качестве исходного сырья для его изготовления используют поверхностный слой земли, куда в определенных пропорциях добавляют песок, компост и торф. Плодородный грунт является натуральным удобрением для выращивания сельскохозяйственных культур, улучшает состав и характеристики обедневшей почвы.

Обновлено

Методы производства почвогрунта

Производство грунта основано на методе измельчения и смешивания плодородной почвы с другими компонентами до однородной массы и осуществляется с использованием специального оборудования. Соотношение всех элементов исходного сырья подбирается в зависимости от назначения почвогрунта и вида выращиваемых культур. Процесс производства в крупных масштабах начинается с добычи торфа и песка.

Торф добывают методом осушения земли в болотистой местности. Для приготовления чистого субстрата его высушивают, просеивают и очищают от других компонентов.

Технология производства грунта

Для изготовления плодородного удобрения для растительных культур все компоненты сырья подвергаются неоднократному измельчению и перемешиванию, благодаря чему улучшается качество почвы и проницаемость влаги и воздуха. Технология производства грунтов включает несколько этапов:

  • контроль качества исходного сырья;
  • определение зольности, влажности и химического состава торфа;
  • очистку плодородного слоя земли от крупных частиц, корней растений и мелких камней;
  • отделение песка от других примесей;
  • расчет количества и пропорций всех компонентов;
  • смешивание и измельчение исходного сырья;
  • контроль и химический анализ полученного грунта.

На заключительном этапе производства почвогрунта готовая продукция фасуется, складируется и отгружается заказчику.

Техника, используемая при производстве

Для самостоятельной добычи сырья и земляных работ используется тяжелая спецтехника — экскаваторы, вакуумные торфосборщики, корчеватели и гусеничные прицепы. Смешивание и измельчение компонентов осуществляется с помощью специальных дробилок и барабанных грохотов, которые превращают разнодисперсные частицы в однородную воздушную массу. Загрузка исходного сырья и отгрузка готовой продукции выполняется фронтальными погрузчиками.

Технические требования

За счет того, что при производстве плодородного грунта используются минеральные удобрения, готовая продукция подвергается полному химическому анализу и контролю на соответствие требованиям государственных нормативов и стандартов. Особое внимание уделяется экологической безопасности продукта, которая подтверждается сертификатом.

Преимущества плодородного грунта

Искусственно полученный плодородный грунт считается лучшей альтернативой дорогостоящему чернозему и пользуется постоянным спросом в сельском хозяйстве. Верхний слой земли в природных условиях образует на поверхности твердую корку, затрудняя всходы семян растений. Добавление песка облегчает почву и повышает ее дренажные свойства. Торф и компост увеличивают содержание органических веществ и улучшают физические параметры земли, обеспечивая высокие урожаи. Универсальный состав способствует широкому применению грунта для любых растительных культур, деревьев и кустарников.

Недорого купить качественный грунт по низким ценам можно в компании «Транском». В нашем ассортименте представлен большой выбор продукции для сельскохозяйственной деятельности, включая почвогрунты, торфяные смеси, чернозем и просеянный торф. Поставки осуществляются навалом и в мешках объемом 50 л.

Производство плодородного грунта — Русские газоны

Звоните: +7 926 233-01-86, +7 926 233-02-09

«Русские газоны» были одной из первых компаний, начавших  производство специальных почвогрунтов с помощью соответствующей техники. Свою первую установку Trommel компеанния приобрела в 2001 году, после чего обновление производственных мощностей для производства грунтов осуществлялось уже на регулярной основе.

Ассортиментный ряд универсальных грунтов от компании «Русские газоны» представляют собой переработанную и очищенную смесь трех основных компонентов: плодородного слоя почвы, низинного торфа и речного песка. При необходимости может добавляться и четвертый (органический) компонент — компост.

Соотношения компонентов для всех видов грунтов уникальны. Они составлены нашими специалистами на основе глубоких научных знаний,  богатого опыта работы в озеленении и почти двадцатилетнего опыта его практического применения.

Первый этап производства грунта включает в себя  очистку плодородного слоя почвы от крупных частей на установке Trommel , с последующим  тщательным измельчением и перемешиванием.

Важным  компонентом для производства грунтов является низинный и переходный фрезерный торф. Химические и физические свойства торфов (влажность, зольность, содержание органического вещества и элементов питания) тщательно отслеживаются с целью использования наиболее качественного сырья.

Речной песок для производства грунтов также проходит контроль на предмет посторонних включений и химической чистоты.

На втором этапе производства все компоненты грунта (плодородный слой почвы, торф и песок) комбинируются согласно сортовой рецептуре,  перемешиваются и вторично просеиваются на почвоперерабатывающей установке Trommel. Мощности нашего производства позволяют производить порядка 1000 м3 почвогрунта высшего качества ежедневно.

Готовая продукция (грунты универсальные), подвергаются полному химическому анализу. В ходе анализа подтверждаются плодородие, почвоулучшающие свойства, и оптимальный химический состав грунтов.

Особое внимание уделяется экологической безопасности продукции и ее соответствию

нормам Московского Экологического Регистра. Все грунты сертифицируются.

 

Для удобства транспортировки мы предлагаем услугу по расфасовке плодородного грунта в полипропиленовые пакеты big-bag (объем 1 куб.м).

Доставка грунта осуществляется по Москве и  Московской области, На плодородный грунт цена с доставкой определяется индивидуально в зависимости от объема заказа и дальности маршрута. Возможен самовывоз продукции с наших производственных площадок и складов

Преимущества плодородного грунта «Русские газоны»:

  • производство грунта на современном канадском оборудовании;
  • соблюдение стандартов качества ГОСТ;
  • проверка и тестирование компонентов в лабораториях факультета почвоведенья МГУ;
  • различные виды грунта разработаны для решения специфических задач по озеленению территории;
  • возможность изготовления почвогрунта по рецептуре заказчика.

Особенности производства почвогрунтов для озеленения и благоустройства города Москвы Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

тает. Полученные расчетные данные хорошо согласуются с лабораторными и полевыми экспериментами [1]. В полевых опытах мерзлый торф в штабеле за месяц оттаял на 0,30 м. За этот же период времени расчетная величина h при средней температуре воздуха 10°С была равна 0,28 м. Промерзший слой торфа толщиной 0,10м с KCl оттаял за 10 суток, за этот же период расчетная величина h3 для тор-фоминерального удобрения с концентрацией KCl 1,5% составила 0,12 м.

Таким образом, на основании полученных расчетных величин и сопоставления их с эксперименталь-

ными результатами можно сделать вывод о применимости расчетной методики к определению толщины оттаявшего слоя не только к торфу, но и к торфоми-неральным удобрениям. Разработанная расчетная методика позволяет решать ряд важных практических задач. Осуществлять прогноз глубины промерзания верхних слоев штабеля торфа и торфоминеральных удобрений при заданных метеорологических условиях. Выбирать методы тепловой мелиорации, приводящие к снижению толщины промерзшего слоя и уменьшению его прочности.

Литература

1. Петрунина В. А. Исследование и разработка способа, снижающего промерзание штабелей торфа, заготовленного для сельского хозяйства. // Автореферат диссертации канд. техн. наук. -Калинин: КПИ. 1978. — 20 с.

2. Стотланд Д.М. Разработка инженерных методов прогноза глубин промерзания и оттаивания торфяных залежей // Диссертация канд. техн. наук. — Калинин: КПИ. 1974.

3. Испирян Р. А., Гамаюнов Н.И., Петрунина В.А. Экспериментальные исследования теплофизических свойств торфяных удобрений. // Научные труды торфоболотной опытной станции. Вып. 3. — М.: «Московский рабочий». 1977. -С. 138-142.

УДК 631.879.42:635.9:712.25(470-25)

ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ПОЧВОГРУНТОВ ДЛЯ ОЗЕЛЕНЕНИЯ И БЛАГОУСТРОЙСТВА ГОРОДА МОСКВЫ

1 2И.С. Прохоров, к.с.-х.н., 2С.Ю. Карев

1РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, e-mail: [email protected] 2ООО «ЭКО-МАРИН», e-mail: [email protected]

Рассмотрен вопрос производства плодородных субстратов, используемых на объектах озеленения и благоустройства на примере ООО «ЭКО-МАРИН». Предоставлены документы, подтверждающие экологическое соответствие искусственных почвогрунтов и их плодородия требованиям, которые дифференцированы в зависимости от типа и видового состава растений, т. е. имеющие различные стандарты качества.

Ключевые слова: почвогрунт, торф, котлованный грунт, водопроводный осадок, утилизация, рекультивация, озеленение, ландшафтный дизайн.

PARTICULARITIES OF ARTIFICIAL SOIL-GROUND PRODUCTION FOR LANDSCAPE AND SHADE GARDENING

I.S. Prokhorov, S.Yu. Karev

Presentation of artificial soil-ground production for landscape and shade gardening on example of Russian company ECO-MARINE Ltd. Documents, confirming ecological compliance of artificial soil-grounds and fertility of it with the requirements, which are differentiated in dependence of plant type.

Keywords: soil-ground, peat, parent rock ground, sludge, utilization, re-cultivation, landscape and shade gardening.

Несмотря на экономический кризис, начавшийся в 2008-2009 гг., объемы строительства, в особенности после смены исполнительной власти в городе Москве, не снизились, а по темпам реконструкции дорожной сети даже возросли. Существующие объемы строительства в городских условиях всегда подразумевают под собой восстановление нарушенного почвенного покрова и создание новых объектов озеленения и благоустройства. По

данным Департаментов природопользования и охраны окружающей среды и жилищно-коммунального хозяйства города Москвы ежегодный объем потребления различных более или менее плодородных субстратов, используемых на объектах озеленения и благоустройства, составляет более 1 млн. м3.

По информации Департамента строительства города Москвы (ОАО «ИНТУС») ежегодный объем вывозимых

1. Нормативные показатели МИПЗИ, применяемых при проведении работ по благоустройству и озеленению территорий города Москвы

Нормативный показатель Единица измерения Норма Погрешность метода, А Метод контроля

Для посадки деревьев и кустарников

Гранулометрический состав (по Н.А. Качинскому) (содержание частиц менее 0,01 мм)* % 20-35 ГОСТ 12536-79

Содержание органического вещества % с.в. 4-20±Д 10% ГОСТ 26213-91 ГОСТ 27784-88

Водородный показатель (рН (KCl)) ед. рН 4,0-7,0±Д 0,2 ед. рН ГОСТ 26483-85

Содержание элементов питания:

Обменного калия (К2О) мг/кг 100-400 10% ГОСТ 26207-91 ГОСТ 26204-91

Подвижного фосфора (Р2О5) мг/кг 100-400 15%

Для создания и капитального ремонта газонов

Гранулометрический состав (по Н.А. Качинскому) (содержание частиц менее 0,01 мм)* % 15-25 ГОСТ 12536-79

Содержание органического вещества % с.в. 10-20±Д 10% ГОСТ 26213-91 ГОСТ 27784-88

Водородный показатель (рН (KCl)) ед. рН 5,0-7,5±Д 0,2 ед. рН ГОСТ 26483-85

Содержание элементов питания:

Общего азота % >0,2 ГОСТ 26107-84

Обменного калия (К2О) мг/кг 100-400 10% ГОСТ 26207-91 ГОСТ 26204-91

Подвижного фосфора (Р2О5) мг/кг 100-400 15%

Для создания объектов цветочного оформления

Гранулометрический состав (по Н.А. Качинскому) (содержание частиц менее 0,01 мм)* % 10-20 ГОСТ 12536-79

Содержание органического вещества % с.в. 15-25±Д 10% ГОСТ 26213-91 ГОСТ 27784-88

Водородный показатель (рН (KCl)) ед. рН 5,0-7,5±Д 0,2 ед. рН ГОСТ 26483-85

Содержание элементов питания:

Общего азота % >0,1 ГОСТ 26107-84

Обменного калия (К2О) мг/кг 150-400 10% ГОСТ 26207-91 ГОСТ 26204-91

Подвижного фосфора (Р2О5) мг/кг 150-400 15%

* Применяется только при проведении анализов глинистых грунтов и по специальной отметке «Цветы», указываемой государственным инспектором по охране природы города Москвы на сейф-пакете (пробе почвогрунта).

для утилизации на подмосковные полигоны поверхностных горизонтов городских почв и котлованных грунтов, высвобождаемых при прокладке тоннелей, строительстве многоэтажных домов и др., составляет более 10 млн. м3. При этом котлованные грунты представляют собой основные подстилающие породы города Москвы (покровные суглинки, флювиогляциальные пески, аллювиальные суглинки) и при проведении инженерно-экологических изысканий, предшествующих строительству объектов, зачастую выясняется, что данные грунты не имеют в своем составе загрязняющих веществ ни химической, ни биологической природы. Это в свою очередь является предпосылкой для их возможной переработки, в том числе с целью производства плодородных питательных субстратов.

Одновременно в процессе деятельности Департамента жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства города Москвы (МГУП «Мосводоканал») через город ежегодно проходят миллионы кубических метров водопроводной воды, которая поступает из Московской и прилегающих к ней областей. Данная вода проходит не-

сколько степеней очистки от различных загрязнителей, но во взвешенном состоянии она содержит илистые частицы, которые также необходимо отделять. Так образуется обезвоженный иловый осадок промывных вод при водо-подготовке в объеме до 100 тыс. м3. Согласно последним данным ФБУ «Центр лабораторного анализа и технических средств измерений по Центральному Федеральному округу» Ростехнадзора в соответствии с СанПиН 2.1.7.573-96, ГН 2.6.1.054-96 и ГОСТ 12.1.007-76 данный вид осадка относится к пятому классу опасности (практически неопасный), что также служит основанием для его возможной переработки.

Особенно остро после волны лесных и торфяных пожаров 2010-2011 гг. в Центральном Федеральном округе встал вопрос по восстановлению активных работ на торфяных месторождениях Московской, Тверской, Ярославской, Владимирской и Рязанской областей. По данным ОАО «ГИПРОТОРФ» и ОАО «Ростоппром», ежегодные объемы добычи торфа в Российской Федерации к 2010 г. составили не более 1% по сравнению с концом 80-х — на-

2. Нормативные показатели химического и санитарно-эпидемиологического состояния многокомпонентных искусственных почвогрунтов заводского изготовления

Нормативный показатель Единица измерения Норма Погрешность метода, А Метод контроля

Содержание хлоридов мг/кг с. в. <1680+Л 15% ГОСТ 26425-85

Электропроводность (ЕС) Ш5ш/см 25°С <1,5+Л 1% ГОСТ 26423-85

Содержание тяжелых металлов: ГН 2.1.7.020-94*

Мышьяк (Лб) мг/кг <10+Л 34%

Кадмий (Сф мг/кг <2+Л 40%

Медь (Си) мг/кг <132+Л 19%

Ртуть (Н§) мг/кг <2+Л 46%

Свинец(РЬ) мг/кг <130+Л 32%

Никель (N1) мг/кг <80+Л 27%

Цинк (2и) мг/кг <220+Л 24%

Санитарно-микробиологические показатели: МУ 1446-76 МУК 4.2.796-99

коли-индекс кл./г <10 Методы санитарно- паразитологических исследований

яйца гельминтов (жизнеспособные) шт. не допускается

патогенные энтеробактерии клеток, в т.ч. сальмонеллы шт. не допускается

Пестициды:

гептахлор мг/кг <0,05

алдрин мг/кг не допускается ГОСТ 17.4.1.02-83

ДДТ и его метаболиты мг/кг <0,1

ГХЦГ (сумма изомеров) мг/кг <0,1

Удельная активность техногенных радионуклидов ЛСб/45 + Л8г/30 отн. ед. <1

3,4 бенз(а)пирен мг/кг <0,02 ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03

Нефтепродукты мг/кг <300+Л 34% ПНД Ф 16.1.21-98

* Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов в суглинистых почвах, близких к нейтральным и нейтральных (рНкС1 > 5,5). Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах: ГН 2.1.7.020-94 (дополнение № 1 к перечню ПДК и ОДК № 6229-91). Утв. ГКСЭН РФ 27.12.94.

В случае определения концентрации, превышающей установленную норму в пределах погрешности, считать определенный показатель соответствующим требованиям.

чалом 90-х годов ХХ века. В центральном регионе ситуация конечно тоже ухудшилась, но не настолько. Довольно большое количество месторождений за последние десятилетия перешло в частную собственность, а потребность как Москвы, так и многочисленных городов Подмосковья, а также резко возросшего числа коттеджных поселков в различных торфосодержащих субстратах не уменьшилась.

В 2007 г. в Москве впервые в Российской Федерации принят принципиально новый закон «О городских почвах» (от 04 июля 2007 г. № 31), который закрепил понятия: 1. городские почвы как «покрывающие территорию города Москвы естественные, измененные, а также искусственно созданные почвы мощностью в пределах одного метра»; 2. почвогрунты как «обладающая плодородием почвенная масса, созданная искусственно, или плодородный слой, снятый с поверхности земельного участка» (при этом: «искусственно созданные почвы -сформированная с применением специальных технологий почвоподобная масса, способная выполнять экологические функции почв»).

Принимая во внимание указанные выше объемы завозимых в город субстратов, Правительством Москвы было принято постановление «О повышении качества почвогрунтов в городе Москве» (от 27 июля 2004 г. № 514-ПП с последующими изменениями и дополнениями). Данное постановление предусматривает полный запрет на использование в городе торфа и различных срезок плодородных слоев почв с земель сельскохозяйственного назначения, а также утверждает нормативные требования (табл. 1 и 2) к качеству многокомпонентных искусственных почвогрунтов заводского изготовления (МИПЗИ).

В 2002 г. были утверждены Правила создания, содержания и охраны зеленых насаждений в городе Москве, разработанные Академией коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова совместно с научными и озеленительными организациями города (постановление Правительства Москвы от 10 сентября 2002 г. № 743-1III). Этим документом конкретно прописаны приемы использования МИПЗИ, требования к толщине насыпных слоев, к созданию посадочных мест и многое другое.

На основании вышеуказанных распорядительных документов и сложившихся предпосылок в Московском регионе в 2000-х годах сформировался и активно функционирует рынок производства, поставки и использования искусственных почвогрунтов. Создана Московская система добровольной сертификации «Экологичные почвогрунты», которая на начало 2012 г. насчитывает 28 предприятий-производителей. Географическое распределение производств достаточно широко (производственные участки расположены и в пределах МКАД и на расстоянии до 300 км от него) и большей степени привязано к наличию тех или иных компонентов (торфоместорож-дения, песчаные карьеры, пруды и озера — как источники сапропеля и др.).

Производство МИПЗИ предусматривает следующие основные операции: анализ качества сырья, сепарация сырья (удаление посторонних включений), дробление и дальнейшая сепарация сырья до частиц размером до 5 мм с целью наилучшего качества последующего смешения и получения однородной продукции, анализ качества полученных почвогрунтов. Зачастую как сертифицированные, так и не сертифицированные производители почвогрунтов используют максимум 2 основных компонента (низинный торф и песок), получая тем самым торфо-песчаные смеси, которые в агрессивных городских условиях крайне неустойчивы и подвержены разложению в течение 2-3 лет.

Российская компания ООО «ЭКО-МАРИН», созданная в 1995 г., инвестировала собственные средства в за-

Площадка «Царицыно» (2011 год) — стандарт

Показатель Ед. изм. 04.07. 11.07. 25.07. 01.08. 10.08. 18.08. 23.08. 29.08. 05.09. 12.09. 19.09. 26.09. 03.10. 10.10. 17.10.

рНКС1 (ед. рН) 6,46 6,15 5,95 6,27 5,54 6,40 6,56 6,51 6,82 6,15 6,78 6,56 6,84 6,88 6,76

(ВД (мк/кг) 193 1395 192 87 280 218 105 97 250 269 143 189 372 248 272

(Р,0) (мк/кг) 72 1282 307 145 203,7 254 73 66 114 149 82 137 77 165 187

Орг. вещество (%) 21,98 11,88 10,96 15,95 20,87 10,15 13,67 16,95 10,55 11,76 15,32 15,31 10,26 9,80 12,63

Состав пробы 3:0:2:3 3:0:2:3 3:1:2:3 3:0:2:3 3:0:2:3 3:0:2:3 3:1:2:3 3:1:2:3 3:1:2:3 3:1:2:3 3:1:2:3 3:1:2:3 3:1:2:3 3:1:2:3 3:1:2:3

Примечание. В составе пробы указаны пропорции торф : песок : котлованный грунт : иловый осадок

Результаты еженедельного контроля соответствия содержания питательных веществ и степень однородности размешивания компонентов (крупная пунктирная линия соответствует требованиям по качеству почвогрунтов (оптимальное плодородие), мелкая — критерии для полной замены использованного грунта (отсутствие плодородия вообще)

купку специального оборудования и создала сеть производственных участков для приготовления высококачественных почвогрунтов в промышленных зонах города Москвы (Бибирево, Печатники, Царицыно), а также в пределах 100 км от

МКАД (города Волоколамск, Киржач, Александров). Именно такое расположение производства обеспечивает оптимальную логистику перемещения компонентов и соответственно производство многокомпонентных искусственных почвогрунтов. ООО «ЭКО-МАРИН» в своем производственном цикле использует котлованные грунты (до 40% по объему готового почвогрунта) различной природы, имеющие заключения Роспотребнадзора о своей безопасности, сертифицированные и регулярно исследуемые низинные и верховые торфа (в различных соотношениях до 35%), речной и карьерный песок (до 15%), обезвреженный и обезвоженный иловый осадок (до 20%) и минеральные удобрения (в зависимости от содержания подвижных форм NPK в исходном сырье).

В процессе производства используют различные мобильные и стационарные машины и агрегаты, основными из которых являются фронтальные погрузчики со стационарными ковшами для перемещения грунтовых масс и навесными ковшами-дробилками ALLU (Финляндия) и СДМ (Россия) для их измельчения, дробильные и смешивающие агрегаты на базе машин-разбрасывателей органических удобрений ПРТ (Россия) различных модификаций, мобильные сепарирующие установки типа «Тромель» фирм PRIMUS и TEREX (Австрия, Ирландия).

Рассмотрим детальнее схему подготовки. Процесс приготовления почвогрунта происходит в несколько этапов: первый этап заключается в приготовлении «грубой» смеси, а второй — в дальнейшей ее переработке в готовый материал. На первом этапе грунтовые компоненты послойно расстилают на твердом основании и в каждый слой вносят необходимое количество минеральных (в основном фосфорных и калийных) удобрений, после чего происходит многократное механическое перемешивание компонентов при помощи ковша фронтального погрузчика. На заключительных стадиях смешивания используют ковши-дробилки, машины ПРТ и сепараторы «Тромель», что позволяет получать однородные питательные субстраты. Для региональных производственных площадок очень важным компонентом является растительная срезка, содержащая необходимые природные микроэлементы и придающая почвогрунту плотность. Калийно-фосфор-ные удобрения, добавляемые в ходе производства, улучшают агрохимические показатели и делают почвогрунт пригодным для долговременного применения.

Качество производимой продукции ООО «ЭКО-МАРИН» еженедельно анализирует АНО «Независимый институт экспертизы и сертификации, аккредитованный

Росстандартом и МСДС «Экологичные почвогрунты», в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9001-9004. При этом потребности растений в элементах минерального питания и органическом веществе неодинаковы — лиственные деревья предпочитают более высокое содержание органики, чем хвойные, ель — более кислую реакцию среды, чем липа и клен, сосна — песчаные почвы и т.д. Понятно, что и требования к применяемым почвогрунтам должны быть дифференцированы в зависимости от типа и видового состава растений, применяемых при озеленении, т. е. иметь различные стандарты качества.

Результата, представленные на рисунке, показывают, что свойства торфа меняются от партии к партии и эти изменения обусловливают необходимость коррекции дозы удобрений для каждой партии торфа. При этом на производственном участке «Царицыно» в 2011 г. удалось добиться наилучших результатов по соответствию почво-грунтов установленным требованиям.

Многим знакомы фасованные грунтовые смеси, продающиеся в цветочных магазинах для выращивания комнатных растений. Содержание органического вещества в таких грунтах может составлять более 30%, содержание элементов минерального питания растений также колеблется в широких пределах, достигая по азоту (Nh5 + N03) 500-2000 мг/кг, фосфору (Р205) 5000, калию (К20) 3500 мг/кг. Между тем оптимальные показатели составляют соответственно 4-15%, 100-200, 150-250 мг/100 г, а избыток нитратов, соединений фосфора и органики приводит к замедлению роста растений и загрязнению окружающей среды за счет миграции и перехода их в сопредельные среды (прежде всего, в поверхностные и грунтовые воды). Кроме того, при высоком содержании, питательных веществ значительная их часть (например, соединения фосфора) переходит в недоступные для растений формы. Поэтому такие грунты нельзя использовать в чистом виде, а необходимо разбавлять песком или материалом верхних горизонтов естественных почв.

Несмотря на введенную систему добровольной сертификации, а также на то, что с предприятиями-производителями почвогрунтов постоянно ведут плановые и внеплановые работы (расчет количества удобрений, соотношения почва-песок и пр.) большая часть таких грунтов на территории Москвы не соответствуют нормативам.

Таким образом, надзорным органам столицы необходимо усиливать контроль и внедрять опыт ответственных производителей. На это уйдет немало времени, хотя проблема решается путем выполнения совокупности действий, а именно: регулярный лабораторный контроль ввозимых и изготавливаемых почвогрунтов с постоянным совершенствованием нормативно-технической и методической базы в области создания городских почв и плодородных субстратов.

Литература

1. Ремезов Н.П., Быкова Л.Н., Смирнова К.М. Потребление и круговорот азота и зольных элементов в лесах Европейской части СССР. — М.: Издательство МГУ, 1959.-284 с.

2. Гришина Л.А., Владыченский А.С. Опад и подстилка хвойных лесов Валдая. Книга «Почвы и продуктивность растительных сообществ». — М.: Издательство МГУ, 1979. — С.15-50.

3. Золотарев Г.В. Некоторые параметры биологического круговорота в модельных экосистемах почвенных лизиметров. Канд. дисс. — М.2006. — 245 с.

4. Трофимов С.Л., Караванова Е.И. Жидкая фаза почв. — М.: Университетская книга. 2009. — 111 с.

Опыт производства почвогрунта из осадков сточных вод

До середины 80-х годов почвенная утилизация осадков сточных вод наталкивалась только на одну проблему – дефицит грузовых автомашин и горючего. Если эта проблема решалась, то колхозы и совхозы охотно принимали подсушенный осадок на свои поля в качестве удобрения. Эффект от его использования был очевиден.

Исследования, проведенные в конце 80-х -начале 90-х годов, позволили установить допустимые нагрузки на почву по тяжелым металлам, не вызывающие превышения ПДК в растительной продукции. На основе этих и последующих исследований, при активном участии специалистов отрасли были разработаны СанПиН 2.1.7.573-96 “Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения”, Типовой технологический регламент использования осадков сточных вод в качестве органического удобрения (утвержден Минсельхозом России в 2000 г.), ГОСТ Р 17.4.3.07-2001 «Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений».

Все изменилось в начале эпохи гласности в 1987 г. после выхода в газете «Московская Правда» статьи «Кадмий под грифом ʺСекретноˮ», в которой были обнародованы данные по содержанию тяжелых металлов в осадках московских очистных сооружений. Общественное отношение к осадку изменилось в другую крайность, решив, что это опасный отход.

За 30 лет, прошедших с описанного события, в результате как сокращения числа промпредприятий в городах, так и повышения уровня очистки промышленных стоков, содержание тяжелых металлов в осадках сточных вод подавляющего большинства населенных пунктов сократилось в несколько раз. В настоящее время практически во всех городах осадки сточных вод удовлетворяют требованиям вышеперечисленных документов. С точки зрения отраслевого сообщества, осадок сточных вод, используемый как удобрение или как сырье для производства почвогрунтов, не должен рассматриваться как отход.

С этой точки зрения особенно ценен опыт тех немногих организаций, сумевших преодолеть многочисленные административные барьеры на пути к использованию ценного вещества – коммунальных осадков для рекультивации нарушенных почв. Этот опыт может представлять интерес как для водоканалов, так и для предпринимателей.

В апрельском номере журнала «НДТ» подробно описан опыт компании «Агрофирма Ульянино», которая несколько лет назад решила заняться производством органических удобрений с использованием осадков сточных вод, и успешно прошла с нуля немалый путь, заняв свою нишу на рынке почвогрунтов московского региона.

Если Вас заинтересовала данная тема, и Вы хотите ознакомиться с указанной публикацией, Вы можете ее купить.

Как происходит производство качественного плодородного грунта? Прежде, чем приобрести почвогрунт, узнайте, как его производят.

Природой задумано так, что растение может выжить практически в любых условиях при наличии минимального количества воды и элементов питания, однако оно будет выглядеть соответствующе. Человеческому глазу приятнее смотреть на красивую, густую, разнообразную растительность, такая картина приносит спокойствие, так как говорит: «Все будет хорошо, условия обитания здесь хорошие». Все-таки мы никогда не увидим зеленые заросли в неблагоприятных условиях и вспомните Ваши ощущения в густом зеленом лесу или на колосящемся поле. Именно поэтому для качественного загородного ландшафта необходимо создать максимально благоприятные условия. Повлиять на климат вне дома мы не можем, зато возможно увеличить количество воды и элементов питания для растений. Для всего этого нам в первую очередь необходимо производство плодородного грунта.

Для растений произведенная почва должна соответствовать условиям: удерживать влагу и элементы питания, но не заболачиваться и не переуплотняться. Но нельзя забывать, что почва должна быть удобна для работы с ней. Самый простой способ обеспечить условия для растений — это культивировать периодически ту землю, которая уже есть на участке.

Что же делать, если плодородного почвогрунта на участке нет?

В этом случае необходимо закупить плодородную почву у производителя. Было бы странно завозить на участок тяжелую почву, с которой сложно работать и которую потом необходимо будет постоянно культивировать. С этой проблемой сталкиваются все, кто живет в Московской области, так как почвы здесь тяжелые (за исключением некоторых районов на востоке). Именно поэтому на помощь приходит изготовление почвогрунтов – процесс, в результате которого образуется механически улучшенная почва, соответствующая необходимым требованиям.

Почвогрунт можно производить кустарным способом — просто просеивая почву через кроватные сетки, что облегчит механический состав, но не улучшит остальные свойства. Да и произвести большое количество плодородной земли не получится, поэтому такой способ хорош, если у вас под рукой качественная, но тяжелая почва и много свободного времени.

Для производства большого количества почвогрунта необходима специализированная техника, гарантирующая выход качественной продукции в больших количествах в день. Для производства почвогрунтов используются специализированная техника по перемешиванию — различные грохоты, от слова грохочение — просеивание и разделение будущей плодородной земли по определенным размерам.

Грохоты бывают барабанными, звездчатыми, вибрационными (рис. 1, 2, 3):


рис. 1 Барабанный грохот Doppstadt SM 414


рис. 2 Звездчатый грохот backers 2-ta


рис. 3 Вибрационный грохот Kompaq

Назначение всех грохотов в том, чтобы:

  1. Отсеять крупные камни, глинистые частицы формирующие крупные структуру и в итоге получить однородный оструктуренный легкий почвогрунт;
  2. Добавить к почве необходимые для ее улучшения компоненты.

Чтобы представить себе работу грохотов, вспомните как просеивается мука: как выглядит просеянная часть и что остается на самом сите.

Улучшающие компоненты чаще всего составляют торф и минеральные удобрения. Стоит упомянуть, что добавление торфа лишь немного улучшает структуру, но в основном делается, чтобы приблизить цвет светло-серой подмосковной почвы к цвету черноземов, считающихся наиболее плодородными почвами, что совсем не так для климатической зоны нашего региона.

Все грохоты имеют довольно высокую цену, поэтому для их окупаемости нужно производить большое количество почвогрунта. Для этого на производственной площадке необходимо иметь соответствующее количество качественных компонентов, необходимых для производства плодородного грунта. И именно в их подборе кроется самая большая сложность, так как для производства можно использовать только незагрязненную почву, что может быть гарантировано только наличием специалиста почвоведа в штате компании производителя, а также должны присутствовать протоколы испытаний соответствующих сертифицирующих организаций.

Производство грунта довольно сложный технический процесс, именно поэтому мы самостоятельно проверяем все компании-производители, с которыми работаем. Рассказ и фото о каждом из них вы можете найти в описании компании и соответствующего почвогрунта.

Производство плодородного почвогрунта — Строительная компания «Квант»

АО «Квант» были одной из первых компаний, начавших производство специальных почвогрунтов с помощью соответствующей техники – барабанного тромеля.

Производимый АО «Квант» представляют собой переработанную и очищенную смесь трех основных компонентов: плодородного слоя почвы, низинного торфа и карьерного песка. При необходимости в состав грунта добавляется еще один компонент – компост или сапропель.

АО «Квант» производит обновление производственных мощностей для производства грунтов на регулярной основе. Мощности нашего производства позволяют производить более 2000 м3 почвогрунта высшего качества в сутки.

Соотношения компонентов производимого АО «Квант» почвогрунта составлены нашими специалистами на основе глубоких научных знаний и практического применения.

Этапы производства почвогрунта:

  • доставка сырья (плодородного слоя) и компонентов на склад производственной площадки;
  • очистка плодородного слоя почвы от крупных частей на установке барабанного типа;
  • добавление необходимых компонентов по соответствующей рецептуре;
  • измельчение и тщательное перемешивание компонентов до однородного состава;
  • отбор проб для проведения анализа и паспортизация партии готовой продукции;
  • отгрузка почвогрунта потребителю;

При производстве почвогрунтов самым важным моментом является контроль качества и соблюдение технологии приготовления на каждом этапе производства, начиная от контроля входного сырья и компонентов, заканчивая контролем итогового состава и качества готовой продукции с подтверждением анализа подтверждаются плодородие, почвоулучшающие свойства, и оптимальный химический состав грунтов.

Возможно изготовление почвогрунта по рецептуре заказчика.

Поставка почвогрунта до потребителя осуществляется собственными самосвалами или отгружаем с производственной площадки.

Для удобства транспортировки мы предлагаем услугу по расфасовке плодородного грунта в полипропиленовые пакеты big-bag (объем 1 куб.м).

Особое внимание уделяется экологической безопасности продукции и ее соответствию нормам Московского Экологического Регистра

Технология измельчения и сушки торфа

Одно из предприятий Самарской области специализируется на производстве почвогрунтов для выращивания цветущих и декоративных растений, плодовых и овощных культур. Основой для производства почвогрунта является торф и биогумус, в сочетании различными органо-минеральными добавками. Согласно требованиям, товарный продукт должен иметь определенную влажность, гран состав, структуру. В связи с этим, на этапе производства почвогрунта ключевыми в технологи подготовки продукта являются операции измельчения, сушки и сортировки.

Предприятием «Самарский Технологический центр» был разработан проект технологической линии производства почвогрунта, принципиальная блок-схема линии представлена ниже.

Особенность разработки проекта в том, что исходное сырье, смесь торфа и биогумуса имеет повышенную влажность 30–40% и входящие куски по размеру до 400 мм содержащие не перепревшую соломку. В связи с этим было выбрано оборудование в составе технологической линии решающее данную задачу. Измельчитель роторно-дисковый «ИД-300» показал прекрасные результаты по измельчению влажного торфа, видео-ролик (Измельчитель роторно-дисковый ИД-300 (Измельчение влажного торфа)) можно посмотреть здесь.

Затем, измельченное сырье (чем меньше фракция, тем лучше сырье отдаст влагу) подается в барабан сушильный БСЛ-1.0.3, в котором осуществляется сушка сырья. Источником теплоносителя, является горелка фирмы “LAMBORGHINI” работающая на дизельном топливе. Удаление дымовых газов осуществляется с помощью системы очистки, состоящей из: циклон серии «ЦН», фильтр рукавный серии «ФР», вентилятор «ВВД».

Подсушенная торфяная смесь подается в грохот инерционный «ГИЛ», с помощью которого происходит отсев товарной фракции от не кондиции.

Транспортировка смеси на всех технологических этапах производства почвогрунта осуществляется с помощью конвейера ленточного.

Дополнительно линия может оснащаться оборудованием фасовки в тару, различных объемов.

Производственная функция почвы и ландшафтное равновесие

Толщина почвы зависит от баланса между продуктивностью и эрозией почвы (Рис. 1). Мы определяем почву как отдельный коллювиальный материал, лишенный реликтовой скальной структуры и происходящий из подстилающей коренной породы. Механическое разрушение, которое разрушает структуру породы и понижает границу раздела почва-коренная порода, может быть вызвано процессами, которые являются биотическими (например, рытье нор и три выброса) 7 или абиотическими (например, обрушение, вызванное растворением, замораживание-оттаивание и т. Д.) деформация сдвига).Перенос почвы вниз по склону может происходить в результате массового истощения, наземного стока и биогенных нарушений. Мы сосредотачиваемся на диффузионном переносе, где поток наносов, s , пропорционален наклону, ∇ z , так что s = — K z ; здесь K эквивалентно коэффициенту диффузии с размерами (длиной) 2 (время) −1 . Эта взаимосвязь была сформулирована Дэвисом 10 и Гилбертом 11 и широко применялась в моделях эволюции ландшафта 2 , 5 , 7 12,13,14 .Представляется подходящим для биогенного переноса 7 , 15 и ползучести почвы 16 .

Рисунок 1: Уравнение сохранения массы для толщины почвы ч (уравнение (1)) утверждает, что изменение массы почвы со временем, т , равно преобразованию коренной породы в почву из-за снижения граница раздела коренная порода – почва за вычетом расхождения перемещаемой массы грунта.

Площадь, показанная между основанием почвы на отметке e и пунктирной линией, представляет собой количество коренных пород, которое может быть преобразовано в почву за некоторый заданный интервал времени.В нашем районе исследования массовый перенос всего активного слоя почвы, с , вызван в первую очередь биогенными процессами, действующими на наклонной поверхности. Здесь ρ s и ρ r — плотности грунта и коренной породы соответственно. Обратите внимание, что z = e + h , фиксированная система координат, не учитывающая тектонические влияния на абсолютную высоту, и h намного меньше, чем масштаб высоты ландшафта. (Изменено из Dietrich et al. 7 )

Если мы используем это соотношение в уравнении сохранения массы для толщины почвы, h (рис.1),

и примем стационарную толщину почвы (то есть ∂ h / ∂ t = 0), то продуктивность почвы — (∂ e / ∂ t ) определяется как

, где ρ s и ρ r — объемные плотности почвы и горных пород, z — высота поверхности земли. , e — высота поверхности раздела коренная порода — почва, а t — время.В таких условиях продуктивность почвы должна зависеть от кривизны склонов, ∇ 2 z . Кроме того, если предполагается, что K является пространственно и временным постоянным, мы можем использовать топографическую кривизну в качестве суррогата для показателей продуктивности почвы 7 . Затем форма производственной функции почвы (то есть −∂ e / ∂ t = f ( h )) может быть определена с помощью полевых измерений кривизны и глубины. Отметим, что в соответствии с уравнением (2) пространственное изменение кривизны по регионам ландшафта с преобладанием диффузии указывает на пространственные вариации в местных темпах производства и что ландшафт не находится в равновесии.

Мы можем напрямую проверить эту зависящую от глубины скорость образования почвы, адаптировав космогенный нуклидный метод определения скорости эрозии 17,18 . Если мы предположим, что преобразование коренных пород в почву достигает устойчивого состояния при постоянной толщине почвы, ч (и объемная плотность почвы остается постоянной), то концентрация космогенного радионуклида, C (в атомах g −1 ), в коренной породе на границе раздела почва и коренная порода составляет

, где P ( h , θ) — скорость образования нуклидов (в атомах g −1 год −1 ) на глубине h и уклоне θ, Λ — средняя длина затухания (∼165 г · см −2 ), λ — постоянная распада радионуклида (λ = ln2 / t 1/2 ), а ε (в см · год — 1 ) равно −∂e / ∂t в уравнении (1).Уравнение (3) имеет ту же форму, что и использовалось другими для расчета скорости эрозии коренных пород (в этом случае ч и θ равны нулю) 17 , 19 . Мы решаем для уровней продуктивности почвы:

Производительность 10 Be и 26 Al в кварце известна как 20,21 , и мы измеряем объемную плотность и глубину почвы. Функция продуктивности почвы определяется путем измерения концентраций нуклидов в коренных породах, отобранных на разных глубинах почвы, расчета уровней продуктивности почвы и построения их графика в зависимости от глубины почвы.

Уравнения (2) и (4) предоставляют два независимых метода для проверки гипотезы о том, что производительность почвы снижается с увеличением толщины почвы. Первый полностью основан на полевых наблюдениях и может применяться только в тех областях, где преобладает массовый перенос, зависящий от уклона. Второй не требует транспорта, зависящего от уклона. Оба требуют, чтобы местная толщина почвы была в среднем постоянной во времени. Справедливость этого предположения будет значительно варьироваться в зависимости от местоположения месторождения.

Мы сосредоточили наше исследование на небольших гребнях («носах») в долине Теннесси, округ Марин, Калифорния, полевом участке, используемом для обширных геоморфологических исследований 7 , 22,23,24,25 . Под площадью 26 залегают сильно рассланцованные надвиговые пласты зеленокаменного, серого песчаника и кремня, типичные для юрско-мелового францисканского комплекса в террейне Марин-Хэдлендс. Область получает среднегодовое количество осадков 760 мм (ссылка 27) и была выпасом до 1972 года 7 .Нет никаких доказательств того, что изменение климата в эпоху плейстоцена вызывало резкие колебания скорости или процессов эрозии склонов холмов, хотя чистое накопление наносов в долинах и частота оползней в неканалированных долинах (впадинах) могли варьироваться 23 , 28 . Хотя мог быть частичный плейстоценовый лесной покров, свидетельств голоценового леса нет. Растительность представляет собой смесь прибрежных лугов и кустарников. В покрытых коллювием пустотах вытекающий подземный поток и дождь на насыщенных участках создают обширные области насыщения над сушей 25 .Толщина почвенного покрова варьируется в зависимости от ландшафта и, как правило, представляет собой богатый органическими веществами каменистый суглинок со слабым развитием горизонта или его отсутствием. Производство почвы, по-видимому, связано в первую очередь с биогенным разрушением выветренной коренной породы 7 . Обломки почвы и горных пород из нор карманного суслика ( Thomomys botae ) имеются в большом количестве, а в почвенных ямах видны проходы через обычно резкую границу между почвой и коренной породой. Закапывание также является основным механизмом переноса почвы вниз по склону. 22 , и эффективная диффузионная способность была определена количественно 7 , 16 , 23 .Оползни в основном приурочены к крутым ложбинам мощных коллювиальных отложений 24,25 .

Для этого исследования мы выбрали четыре небольших гребня, каждый из которых подстилен грейвакком (рис. 2 и рис. 3, левая вставка). Высокое топографическое расхождение этих небольших хребтов и скромные склоны обеспечивали незначительный перенос почвы оползнями. На рисунке 2 показано, что кривизна уменьшается с увеличением толщины почвы, как и прогнозируется, если кривизна является суррогатом для образования почвы, а продуктивность почвы уменьшается с увеличением толщины почвы.Ожидается большой разброс, потому что: (1) биогенное производство почвы вызывает краткосрочные колебания локальной толщины; и (2) неоднородность коренных пород по устойчивости к выветриванию и механическому разрушению биотой приводит к локальной изменчивости зависимости кривизны от толщины. Как правило, на сильно выпуклых участках почвы тонкие, а на слабовыпуклых — более толстые.

Рисунок 2: График отрицательной кривизны склона холма, −∇ 2 z , в зависимости от глубины почвы для четырех отдельных небольших гребней (карты-врезки с двухметровыми интервалами изолиний) в долине Теннесси, округ Марин, Калифорния (37.9 ° с.ш., 122,6 ° з.д.).

Большой символ в верхнем углу на каждой вставке карты соответствует значениям −∇ 2 z , нанесенным на график для соответствующего гребня, и показывает расположение гребней на ландшафте, показанном на левой вставке на рис. 3. Точки на картах-врезках — это места измерения глубины. Каждый гребень был обследован с разрешением 1–3 м и привязан к сетке с использованием схемы интерполяции Криггинга. Кривизна была рассчитана в каждой точке с использованием интерполированных отметок восьми ближайших соседей по сетке.Мы обнаружили четкие границы между почвой и коренной породой на каждом гребне. Глубина почвы была измерена до дна коллювиального слоя либо путем рытья ям, либо путем усреднения нескольких шнековых отверстий.

Рисунок 3: На основном рисунке показаны уровни продуктивности почвы (−∂ e / ∂ t ) (рассчитано из in situ произведенных космогенных 10 Be и 26 Al в образцах коренных пород) в зависимости от измеренной глубины почвы h .

Al и Be были химически разделены и очищены 32 после химического отделения кварца и добавления носителя Be; мы измерили концентрации 10 Be и 26 Al в ускорительной масс-спектрометрии (AMS) Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора 33 .Мы нормализовали измеренные отношения к стандартам ICN 10 Be и NBS 26 Al (таблица 1). Мы наносим на график среднюю рассчитанную скорость для обоих нуклидов. Врезка слева, карта, показывающая расположение проб космогенных нуклидов (открытые треугольники) в долине Теннесси, округ Марин, Калифорния. Образцы (обозначенные на основном рисунке в виде закрашенных кружков) были взяты из коренных пород, обнаженных на поверхности земли, или границы почва-коренная порода, обнаруженной у основания ям, вырытых на трех из четырех гребней, показанных на рис.2. Экспоненциальная аппроксимация этих данных — (∂ e / ∂ t ) = (77 ± 9) e ((−0,023 ± 0,003) h ) . Остальные обнажения (на основном рисунке изображены в виде перевернутых треугольников) взяты из большого, ~ 25 м рельефа, зеленокаменного (TV-4), слоистого кремня высотой 3 м (TV-5) в верхней части субстрата. -бассейн 2, и из обнаженной грейвакки (TV-2) на одном из обследованных гребней хребта холмов. Были взяты две разные пробы наносов ручья (1 и 2, закрашенные ромбики, нанесенные слева от оси и на основном рисунке) для оценки средней скорости эрозии 29,30 .На правой вставке график, показывающий наложение результатов, основанных на нуклидах, с показателями продуктивности почвы, рассчитанными по значениям −∇ 2 z (рис. 2) с использованием регионального коэффициента диффузии 50 см 2 лет −1 ( ссылки 7, 16, 23) и среднее значение ρ с / ρ r = 0,5. В трех случаях, ТВ-3, ТВ-4 и ТВ-5, наблюдаемое соотношение 26 Al / 10 Be значительно отличается от ожидаемого производственного коэффициента 6,0. Эти несоответствия могут указывать либо на то, что образцы подвергались сложному воздействию, либо на то, что существует некоторая аналитическая проблема.Здесь мы интерпретируем эти образцы с помощью нашей простой модели воздействия, выражая несоответствие между результатами 26 Al и 10 Be с большой неопределенностью в оценках продуктивности / эрозии почвы для этих образцов. Эта неопределенность не меняет вывода о том, что обнажения коренных пород разрушаются медленнее, чем другие части ландшафта. Для определения кривой продуктивности почвы используется только TV-3, и, фактически, его удаление не повлияет на функцию.

Мы взяли пробы коренных пород из основания столба почвы и из обнаженных коренных пород на трех из четырех обследованных небольших гребней и в других местах для анализа космогенных нуклидов (рис.3 левая вставка). Образцы отражают диапазон толщины почвы, измеренной на этих гребнях. На рисунке 3 основной рисунок показано, что производительность почвы, рассчитанная на основе концентраций 10 Be и 26 Al, экспоненциально снижается с увеличением глубины почвы. Скорость эрозии выступающих изолированных обнажений коренных пород варьировалась в зависимости от типа породы, при этом кремня выветривалась медленнее всего. Средние скорости эрозии, измеренные нами для отложений ручья 29,30 для двух крутых притоков (обозначенных 1 и 2 на рис.3 левая вставка) были близки к максимальным показателям продуктивности почвы (таблица 1). На рис. 3 справа показано хорошее соответствие между двумя методами, хотя никакие параметры не были скорректированы для соответствия этим данным.

Таблица 1 Таблица 1 Измерения концентраций космогенных нуклидов

Были предложены два общих закона производства 31 . Предполагалось, что экспоненциальное снижение продуктивности почвы с увеличением глубины почвы имитирует снижение эффективности таких механических процессов, как замораживание-оттаивание 3 или биогенное нарушение 7 .Сложная колоколообразная полиномиальная функция следует интуиции, что максимальная продуктивность почвы происходит под тонким слоем почвы 3 , 8 . Дитрих и др. 7 указывают, однако, на то, что глубина грунта меньше пика является нестабильной (возмущения толщины могут раздробить почву до коренной породы), и обнаружили полевое согласие с экспоненциальной производственной функцией. Хотя наши данные не могут отвергнуть полиномиальную функцию, они показывают, что пиковая производительность будет происходить при почти нулевой глубине почвы и не будет иметь большого значения для моделирования 7 .

Важным предположением в нашем анализе является установившаяся локальная глубина почвы во время производства и транспортировки почвы. Это предположение оправдано несколькими способами. Нет никаких свидетельств мелкого оползня или эрозии сухопутным потоком в изучаемых нами выпуклых областях. Производство почвы путем рытья, как правило, не приводит к значительному изменению толщины почвы во время рытья. Численные эксперименты Dietrich et al. 7 показывают, что гребни с преобладанием диффузии быстро (за несколько тысяч лет) достигают локальной устойчивой толщины почвы.Топографические изменения на таких хребтах происходят медленно, и изменения в производстве или переносе почвы в связи с изменением климата плейстоцена – голоцена привели бы к корректировке местной толщины почвы в начале голоцена. Наконец, наблюдаемые концентрации 10 Be и 26 Al предполагают скорость эрозии, которая приведет к установлению стационарных концентраций радионуклидов через несколько десятков тысяч лет.

В отличие от локального стационарного состояния почв на небольших гребнях, наши наблюдения показывают, что ландшафт может медленно морфологически меняться.Мы находим как самые тонкие почвы, так и самые высокие показатели продуктивности на гребнях хребтов, что указывает на самые высокие темпы понижения. Отдельные гребни с разной степенью кривизны также могут опускаться с разной скоростью (рис. 2). Скорость эрозии меняется в зависимости от литологии, и отдельные обнажения подвергаются эрозии медленнее, чем окружающий ландшафт. Скорость эрозии в масштабах всего бассейна в двух основных притоках нашего водосбора позволяет предположить, что эрозия выше в этих крутых регионах, чем на более пологих небольших хребтах, расположенных ниже по высоте; Дитрих и др. 7 заметил, что почти все неглубокие шрамы от оползней на водосборе находятся в этих регионах. Бассейн северного притока может опускаться быстрее, чем южный (рис. 3). Хотя на ландшафтах можно ожидать локальных краткосрочных вариаций скорости понижения, наши результаты позволяют предположить, что долина Теннесси подвергается систематическим морфологическим изменениям. Мы также наблюдаем, что такое отклонение от динамического равновесия может быть выведено из формы ландшафта, как было предложено Dietrich et al. 7 Для расходящихся гребней хребтов или хребтов, где преобладают диффузионные процессы переноса, пространственное изменение кривизны подразумевает изменение скорости понижения. Отметим, однако, что изменение глубины почвы само по себе не указывает на нарушение равновесия. Ahnert 9 показал, что склоны холмов постоянной формы с пространственно изменяющейся глубиной почвы развиваются, когда продуктивная функция почвы изменяется в зависимости от литологии подстилающего слоя.

Пиковая скорость образования почвы определяет, в каких тектонических и эрозионных средах коренная порода появится или станет доминирующей в ландшафте.Если почвенно-производственная функция зависит от климата, коренных пород и биоты, тогда ландшафты в аналогичных тектонических режимах могут иметь различную морфологию, от полностью покрытых почвой округлых холмов до скал коренных пород. Два наших независимых метода позволяют эмпирически определить продуктивные функции почвы для различных типов горных пород и климатических условий. Это должно облегчить изучение роли геологии и климата в эволюции ландшафта.

Почва: основы сельского хозяйства

Александратос, Н.Мир продовольствие и сельское хозяйство: среднесрочные и долгосрочные перспективы. Труды Национальная академия наук США Америки 96 , 5908-5914 (1999).

Бернхард А. Азот Цикл: процессы, игроки и влияние человека. Знания в области естественного просвещения 2 , 12 (2010).

Бонгаартс, Дж. Хуман рост населения и демографический переход. Философские труды Королевского общества биологических наук 364 , 2985-2990, (2009) doi: 10.1098 / rstb.2009.0137.

Brady, N.C. & Weil, Р. Р. Природа и свойства почвы, 13-е изд. Прентис Холл, 2002.

Brady, N.C. & Weil, Р. Р. Природа и свойства почвы, 14-е изд. Прентис Холл, 2008.

Brodt, S., et al. Устойчивое сельское хозяйство. Природа Образовательные знания 3 (2011).

Diamond, J. Guns, Микробы и сталь: судьба человеческих обществ .Нортон, 1999.

Эпштейн, Э. Аномалия кремния в биологии растений. Труды Национального Академия наук Соединенных Штатов Америки 91 , 11-17 (1994).

Harlan, J. R. сельскохозяйственных культур и человек. Am. Soc. Агрон. и почвоведение. Soc. Am., 1992.

Havlin, J. L. et al. Плодородие почвы и удобрения . 7-е изд., 2005.

Гилель, Д. Из Земля: цивилизация и жизнь почвы .Калифорнийский университет Press, 1992.

Дженни, Х. Факторы Почвенная формация . Макгроу-Хилл, 1941.

Йохансон, округ Колумбия, и Б. Эдгар. 2006. От Люси к языку: переработанное, обновленное и расширенное. Саймон и Шустер, Нью-Йорк.

Лал, Р. Эрозия почвы от тропические пашни и меры борьбы с ними. Успехи в агрономии 37 , 183-248 (1984).

Лутц, В., Сандерсон, В. & Щербов, С. Конец роста мирового населения. Природа 412 , 543-545 (2001).

Монтгомери, Д. Р. Грязь: Эрозия цивилизаций . Университет Калифорнии, 2007.

Монтгомери, Д. Р. Эрозия почвы и устойчивость сельского хозяйства. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки 104 , 13268-13272 (2007) doi: 10.1073 / pnas.0611508104.

Мосс, Б. Загрязнение воды по сельскому хозяйству. Философские труды Королевского общества биологических биологических Наук 363 , 659-666, DOI: 10.1098 / rstb.2007.2176 (2008).

Pimentel, D. et al. Экологические и экономические издержки эрозии почвы и выгоды от сохранения. Наука 267 , 1117-1123 (1995).

Pimentel, D. et al. Мировое сельское хозяйство и эрозия почв. Биология 37 , 277-283 (1987).

Прайс, T. D. & Гебауэр, А. Б. Последние охотники, первые фермеры: новые перспективы Доисторический переход к сельскому хозяйству .Школа американской исследовательской прессы (1995).

Pyne, S. Fire: A Brief История . Университет Вашингтон Пресс, 2001.

Schulze, D. G. в Minerals in Soil Environments , ред. J.B. Dixon & S.B. Сорняк. Общество почвоведения Америки, 1989.

Шварц, Г. М. и Николс, Дж. Дж. после краха: возрождение сложных обществ . Университет of Arizona Press, 2006.

Шарпли, А. Н., Хейгарт, П.М.И Джарвис, С. К. Введение: Сельское хозяйство как потенциал источник загрязнения воды. Сельское хозяйство, гидрология и качество воды , 4-5 (2002).

Певица, M. J. & Маннс, Д. Н. Почвы: Введение , 6-е изд. Pearson Education Inc., 2006.

Смит, Б. Д. Возникновение сельского хозяйства . Научная американская библиотека, 1995.

Sparks, D. L. Экологический Химия почв . Academic Press, Inc., 1995.

.

Спозито, Г. Химия почв , 2-е изд. Oxford University Press, 2008.

Суббарао, Г. В., Ито, О., Берри, В. Л. И Уиллер, Р. М. Натрий — функциональное питательное вещество для растений. Критических обзоров в области наук о растениях 22 , 391-416, DOI: 10.1080 / 073526803495 (2003).

Тилман, Д. Глобал воздействие расширения сельского хозяйства на окружающую среду: необходимость в устойчивых и эффективные практики. Известия Национальной Академии наук Соединенных Штатов Америки 96 , 5995-6000 (1999).

Тилман Д., Кассман К. Г., Матсон, П. А., Нейлор, Р. и Поласки, С. Устойчивость сельского хозяйства и интенсивные производственные практики. Природа 418 , 671-677, DOI: 10.1038 / nature01014 (2002).

Trigger, B. G. Понимание Ранние цивилизации: сравнительное исследование . Кембриджский университет Пресс, 2003.

Трое, Ф. Р. и Томпсон, Л. М. Почвы и плодородие почв , 5-е изд. Оксфордский университет Пресс, 1993.

Вакацуки, Т.& Расыдин, А. Скорость выветривания и почвообразования. Геодерма 52 , 251-263 (1992).

Wrangham, R. Ловля Огонь: как приготовление пищи сделало нас людьми . Основные книги, 2009.

Производственная функция горбатой почвы

Введение

Когда вы идете по любимому холму, думаете ли вы о том, по чему идете? Вы когда-нибудь задумывались, что у вас под ногами и почему это там? Если вы задавались вопросом о почве, по которой вы идете, интересно ли вам, какие силы влияют на то, ходите ли вы по земле или нет? Что ж, оказывается, очень важно понимать процессы, которые производят и перемещают почву на холмах.Баланс между производством почвы и эрозией определяет, существует ли почва на ландшафте, а также насколько толстой она может быть. Наличие и толщина почвы, в свою очередь, помогает поддерживать большую часть знакомой нам жизни, играет важную роль в гидрологическом цикле и связана с процессами, влияющими на атмосферу. Эта виньетка фокусируется на покрытом почвой горном ландшафте в северной Австралии, чтобы представить производительность почвы и скорость переноса для ландшафта, сформированного силами, которые заставляют его отличаться от других ландшафтов, используемых для аналогичных исследований.

В частности, мы представляем данные для поддержки «горбатой» функции продуктивности почвы, когда пиковая скорость продуктивности почвы происходит под тонкой почвенной мантией (полный текст статьи см. В Heimsath et al. (2009)). Поскольку Г.К. Первое предположение Гилберта о том, что производство почвы из выветренной породы должно зависеть от глубины залегания почвы выше, вызывает много споров как по теории, так и по полевым данным о продуктивности почвы (Heimsath et al., 1997). Исследования Small et al. (1999) и Wilkinson et al. (2005) показывают данные, свидетельствующие о пиковой скорости ниже некоторой глубины почвы, но в обеих документах сообщается о примерно одинаковых темпах продуктивности почвы с только предположением о «горбатой» функции, как это подробно обсуждается в другой статье (Wilkinson and Humphreys, 2005).Смолл и др. Сосредоточьтесь на альпийской вершине, где пологий ландшафт перемежается торцами (отдельно стоящими выходами коренных пород) и покрыт почти постоянным слоем осыпи (трещиноватая порода). Их данные используются для поддержки «горбатой» функции с помощью моделирования, проведенного Андерсоном (2002). Wilkinson et al. (2005) сосредотачиваются на драматическом ландшафте Австралийских Голубых гор, где скалистые хребты имеют полосы обнаженных пород и башен. Они сравнили свои данные с данными Heimsath et al.(2001b) и данные по юго-востоку Австралии (Heimsath et al., 2001a) и предположили, что «горбатая» функция является подходящей интерпретацией данных.

Концептуальная основа и область полей

Концептуальная основа, которую мы здесь принимаем, широко используется для понимания производства почвы, эволюции ландшафта, а также для моделирования динамических реакций земной поверхности на изменения климата и тектонических сил. В частности, нас интересует скорость вертикального опускания земной поверхности.Для поверхности коренных пород эта скорость — это просто скорость эрозии поверхности породы. Для ландшафта, покрытого почвой, это скорость преобразования подстилающей выветренной коренной породы в подвижную почву: скорость образования почвы. Долгое время выдвигались гипотезы скорости производства почвы, и только недавно было документально подтверждено, что она экспоненциально снижается с увеличением толщины почвы в зависимости, называемой функцией продуктивности почвы (Heimsath et al., 1997). Полевая проверка этой функции помогает количественно оценить последние модели эволюции ландшафта, и предположение о локальной устойчивой толщине почвы (толщина почвы примерно постоянна во времени в любом заданном месте на склоне холма) было проверено на одном из полевых участков, первоначально исследованных на юго-востоке Австралии ( Heimsath et al., 2000).

Эта виньетка сделана с полевого участка на ручье Тин Кэмп-Крик в северной Австралии (рис. 1). Мы собрали образцы коренных пород и речных отложений для космогенного анализа 10 Be и 26 Al, чтобы определить, как скорость эрозии меняется в зависимости от ландшафта, используемого для понимания эрозионных процессов в контексте интересов уранодобывающей промышленности в регионе. Чтобы добиться производительности почвы, мы сосредоточились на склонах холмов (рис.2), где глубина почвы была либо нулевой, либо превышала 30-40 см (рис.3). Коренная порода, обнаженная на холмах, подверглась значительно меньшему выветриванию, чем скала, покрытая почвой. Растительность — это открытый и очень сухой лес с сезонными пастбищами, разбросанными по всему региону. В период с октября по апрель выпадает около 1400 мм осадков в год с короткими штормами высокой интенсивности, которые являются нормальным явлением для тропической среды северной Австралии.

Функция продуктивности «горбатой» почвы

Семь образцов выветренной коренной породы ниже различных локальных глубин почвы показывают экспоненциальное снижение продуктивности почвы с увеличением толщины почвы (черные закрашенные кружки, рис.3). Использование только этих образцов приводит к получению функции продуктивности почвы, которая очень похожа на функцию Heimsath et al. из юго-восточной Австралии: SPR = 47e -0,02 * H , где SPR — скорость продуктивности почвы (м / млн лет), а H — глубина залегания почвы (см). Если учесть скорость эрозии обнаженной коренной породы (показанная заштрихованными квадратами), составляющую в среднем около 8 м / млн лет, то форма функции продуктивности почвы может быть определена как «горбатая».Таким образом, эти данные подтверждают долгую гипотезу о продуктивной функции почвы.

Один из вопросов, над которым мы размышляем в нашей статье об этом исследовании, заключается в том, почему этот конкретный ландшафт, по-видимому, управляется «горбатой» производственной функцией почвы, в то время как другие ландшафты, где у нас есть аналогичные данные, похоже, управляются экспоненциальной функцией. Оказывается, мы не знаем точно, почему, но есть несколько вариантов, которые могут быть сужены при дальнейшем изучении. Самое простое объяснение, первоначально подтвержденное тем, что мы видели в полевых условиях, заключается в том, что обнаженная порода менее подвержена химическому выветриванию, чем скала под землей.Чтобы подтвердить это предположение, нам необходимо подробное исследование химического выветривания, которое может показать сходство между этим ландшафтом и исследованиями Берегового хребта Орегона и Голубой горы.

Более сложное объяснение подчеркивает интересный аспект производственной функции горбатой почвы. А именно, поскольку пиковая скорость приходится на выветрившуюся породу под слоем почвы примерно на 35 см, функция предполагает, что ландшафт либо будет обнаженной коренной породой, либо будет покрыт почвой на глубине более 35 см.Наши наблюдения подтверждают это предположение, но поднимают важную проблему, связанную с ландшафтом, который, по-видимому, управляется горбатой функцией: если обнаженная коренная порода разрушается медленно, то она должна выделяться в виде торцов над окружающим ландшафтом, который разрушается быстрее. Вместо этого мы наблюдали, как обнаженная скала сливается с поверхностью земли. Дальнейшее изучение деталей того, как изменяется глубина почвы и процессов эрозии почвы, должно помочь прояснить эту проблему и лучше определить форму производственной функции почвы.

Как формируются почвы | Окружающая среда, земля и вода

Распечатать

Почва — это тонкий слой материала, покрывающий поверхность земли, образующийся в результате выветривания горных пород.Он состоит в основном из минеральных частиц, органических материалов, воздуха, воды и живых организмов — все они взаимодействуют медленно, но постоянно.

Большинство растений получают питательные вещества из почвы и являются основным источником пищи для людей, животных и птиц. Следовательно, существование большинства живых существ на суше зависит от почвы.

Почва — ценный ресурс, с которым необходимо осторожно обращаться, поскольку она легко повреждается, смывается или уносится ветром. Если мы понимаем почву и правильно с ней обращаемся, мы избежим разрушения одного из важнейших строительных блоков нашей окружающей среды и нашей продовольственной безопасности.

Профиль почвы, показывающий различные слои или горизонты.

Профиль почвы

По мере развития почвы со временем слои (или горизонты) образуют профиль почвы.

Большинство почвенных профилей покрывают землю в виде двух основных слоев — верхнего слоя почвы и подпочвенного слоя.

Почвенные горизонты — это слои почвы по мере ее движения вниз по почвенному профилю. Почвенный профиль может иметь почвенные горизонты, которые легко или трудно различить.

Большинство почв имеют 3 основных горизонта:

  • Горизонт — богатый гумусом верхний слой почвы, где наиболее высоки питательные вещества, органические вещества и биологическая активность (т.е. активны большинство корней растений, дождевых червей, насекомых и микроорганизмов). Горизонт А обычно темнее других горизонтов из-за органических материалов.
  • Горизонт Б —глинистые недра. Этот горизонт часто менее плодороден, чем верхний слой почвы, но содержит больше влаги. Обычно он имеет более светлый цвет и меньшую биологическую активность, чем горизонт А. Текстура тоже может быть тяжелее горизонта А.
  • Горизонт С — нижележащая порода выветривания (из которой формируются горизонты А и В).

Некоторые почвы также имеют горизонт O , в основном состоящий из растительного опада, скопившегося на поверхности почвы.

Свойства горизонтов используются для различения почв и определения потенциала землепользования.

Факторы, влияющие на почвообразование

Почва формируется непрерывно, но медленно, в результате постепенного разрушения горных пород в результате выветривания. Выветривание может быть физическим, химическим или биологическим процессом:

  • физическое выветривание — разрушение горных пород в результате механического воздействия.Перепады температуры, истирание (когда камни сталкиваются друг с другом) или мороз могут вызвать разрушение камней.
  • химическое выветривание — разрушение горных пород в результате изменения их химического состава. Это может произойти, когда минералы в горных породах вступают в реакцию с водой, воздухом или другими химическими веществами.
  • биологическое выветривание — разрушение горных пород живыми существами. Роющие животные помогают воде и воздуху проникать в скалу, а корни растений могут врастать в трещины в скале, заставляя ее расколоться.

Накопление материала под действием воды, ветра и силы тяжести также способствует почвообразованию.Эти процессы могут быть очень медленными и занимать многие десятки тысяч лет. Пять основных взаимодействующих факторов влияют на формирование почвы:

  • исходный материал — минералы, составляющие основу почвы
  • живые организмы — влияющие на почвообразование
  • климат — влияющие на скорость выветривания и разложения органических веществ
  • топография — степень влияния уклона осушение, эрозия и осаждение
  • раз — влияющие на свойства почвы.

Взаимодействие между этими факторами приводит к возникновению бесконечного разнообразия почв на поверхности земли.

Основные материалы

Минералы почвы составляют основу почвы. Они образуются из горных пород (материнского материала) в результате процессов выветривания и естественной эрозии. Вода, ветер, изменение температуры, сила тяжести, химическое взаимодействие, живые организмы и перепады давления — все это помогает разрушить исходный материал.

Типы основных материалов и условия, в которых они разрушаются, будут влиять на свойства образующейся почвы. Например, почвы, образованные из гранита, часто бывают песчаными и неплодородными, тогда как базальт во влажных условиях разрушается, образуя плодородные глинистые почвы.

Организмы

На формирование почвы влияют организмы (например, растения), микроорганизмы (например, бактерии или грибы), роющие насекомые, животные и люди.

По мере формирования почвы в ней начинают расти растения. Растения созревают, умирают, и их место занимают новые. Их листья и корни добавляются в почву. Животные едят растения и их отходы, и в конечном итоге их тела добавляются в почву.

Это начинает изменять почву. Бактерии, грибки, черви и другие носители разрушают растительный мусор, отходы и остатки животных, превращаясь в конечном итоге в органическое вещество.Это может быть торф, перегной или древесный уголь.

Климат

Температура влияет на скорость выветривания и разложения органических веществ. В более холодном и сухом климате эти процессы могут быть медленными, но при высокой температуре и влажности они относительно быстры.

Дождь растворяет одни материалы почвы и удерживает другие во взвешенном состоянии. Вода переносит или вымывает эти материалы через почву. Со временем этот процесс может изменить почву, сделав ее менее плодородной.

Топография

Форма, длина и уклон откоса влияют на дренаж.Форма склона определяет тип растительности и указывает количество выпавших осадков. Эти факторы меняют способ формирования почвы.

Почвенные материалы постепенно перемещаются в пределах естественного ландшафта под действием воды, силы тяжести и ветра (например, сильные дожди вымывают почвы с холмов на более низкие участки, образуя глубокие почвы). Почвы, оставленные на крутых склонах, обычно более мелкие. Переносимые почвы включают:

  • аллювиальные (переносимые водой)
  • коллювиальные (переносимые самотеком)
  • эоловые (переносимые ветром) почвы.

Подробнее об эрозии почв.

Время

Свойства почвы могут варьироваться в зависимости от того, как долго она была выветрена.

Минералы горных пород подвергаются дальнейшему выветриванию с образованием таких материалов, как глины и оксиды железа и алюминия.

Квинсленд (и Австралия) — очень старый, выветрившийся ландшафт с множеством древних почв.

Эрозия почвы и устойчивость сельского хозяйства

Аннотация

Данные, полученные из глобальной компиляции исследований, количественно подтверждают давно сформулированное утверждение о том, что темпы эрозии сельскохозяйственных полей с традиционной вспашкой в ​​среднем на 1-2 порядка величины выше, чем темпы образования почвы, эрозии под естественной растительностью и долгосрочной геологической эрозии.Общая эквивалентность последнего указывает на то, что в глобальном масштабе образование почвы на склонах холмов и эрозия развиваются, чтобы уравновесить геологическое и климатическое воздействие, в то время как традиционное сельское хозяйство с использованием плугов увеличивает темпы эрозии настолько, что оказывается неустойчивым. В отличие от того, как чистая скорость эрозии почвы на традиционно вспаханных полях (≈1 мм / год) может размываться через типичный профиль почвы на склоне холма с течением времени, сопоставимым с продолжительностью жизни основных цивилизаций, при нулевой обработке почвы скорость эрозии намного ближе к почвенной продуктивности. темпы роста и, следовательно, могут стать основой для устойчивого сельского хозяйства.

Признание пагубного влияния ускоренной эрозии почвы на сельскохозяйственные общества восходит к Платону и Аристотелю, и несколько уже ставших классикой исследований приписывают голые скалистые склоны классического мира эрозией древней почвы (1–3). В последние десятилетия археологические исследования подтвердили ярко выраженные эпизоды эрозии почвы, связанные с подъемом и последующим упадком цивилизаций на Ближнем Востоке, в Греции, Риме и Мезоамерике, а также в других регионах по всему миру (4–8).Однако большинство комментаторов обычно связывают такие эпизоды эрозии с последствиями обезлесения (9–12) и пренебрегают ролью сельского хозяйства в поддержании ускоренной эрозии на возвышенностях.

Эрозия почвы — это сложный процесс, который зависит от свойств почвы, уклона почвы, растительности, количества и интенсивности осадков (13). Широко признано, что изменения в землепользовании способны значительно ускорить эрозию почвы (14–16), и давно признано, что эрозия, превышающая продуктивность почвы, в конечном итоге приведет к снижению сельскохозяйственного потенциала (2, 3, 17–19).Хотя плодородие почвы обычно снижается с ускорением эрозии, плодородие почвы само по себе является функцией методов ведения сельского хозяйства и условий местности, таких как тип почвы, содержание питательных веществ и органических веществ. Следовательно, в нижеследующем анализе я более узко сфокусируюсь на проблеме эрозии почвы, поскольку поддержание плодородия почвы в долгосрочной перспективе по-прежнему требует ухода за самой почвой. Однако до недавнего времени было доступно мало количественных данных о естественных темпах производства почвы или долгосрочных темпах геологической эрозии, с которыми можно было бы сравнить скорости эрозии на сельскохозяйственных полях.

Вместо этого, оценки антропогенного увеличения эрозии почвы обычно основываются на универсальном уравнении потери почвы, разработанном в качестве инструмента планирования для обеспечения общей эмпирической основы для оценки местных мер контроля над темпами эрозии почвы (20). Хотя модель основана на данных о стоках и эрозии почвы за более чем 10 000 лет с небольших экспериментальных участков по всей территории США, в некоторых случаях эта модель хорошо предсказывает эрозию (21), но значительно переоценивает или занижает эрозию почвы в других (22, 23).Кроме того, использование скорости эрозии, определенной на небольших участках, подвергалось критике как неприемлемое для экстраполяции на большие пространственные масштабы (24).

Другой распространенный метод оценки эрозии почвы, основанный на исследованиях выхода наносов (25, 26), осложняется отложениями в поймах рек, которые приводят к типичному снижению выхода наносов на единицу площади с увеличением площади дренажа. Недавно Syvitski et al. (27) подсчитал, что деятельность человека снизила доставку наносов в океаны наполовину из-за строительства плотин, несмотря на значительно увеличившуюся эрозию склонов холмов в горных районах источников.Следовательно, основанные на количестве наносов оценки величины антропогенного ускорения эрозии возвышенностей остаются под вопросом. Несмотря на то, что большая часть почвы, эродированной со склонов холмов, может быть переотложена в коллювиальных или пойменных средах (24, 28), перенос наносов на коллювиальные подножия склонов и дно аллювиальных долин может в конечном итоге вывести сельскохозяйственные возвышенности из производства, захоронив некогда продуктивные почвы в возделываемые территории меньшего размера, например, на острове Мангаиа в южной части Тихого океана, где разразился ожесточенный конфликт из-за доступа к пахотным почвам, изолированным в локализованных районах осадконакопления, после того, как древнее полинезийское сельское хозяйство на возвышенностях лишило почвы большую часть острова (29).

Признавая возможность ускоренной эрозии в условиях современного промышленного сельского хозяйства, Министерство сельского хозяйства США (USDA) установило в 1950-х годах значения допустимости потери почвы, или значения T , по которым оценивается «приемлемый» уровень эрозии почвы. Как правило, программы по сохранению почвы считают, что значения T составляют ≈5–12 т / га в год (30), что эквивалентно ≈0,4–1 мм / год эрозии (при условии, что насыпная плотность почвы составляет 1200 кг / м 3 ). Хотя исследования, сообщающие о том, что только сильно эродируемые земли разрушались быстрее, чем значения T (31), некоторые интерпретировали как свидетельствующие о том, что эрозия почвы представляет небольшой риск для сельскохозяйственного производства (32, 33), другие исследователи выразили обеспокоенность тем, что T сами значения устанавливаются значительно выше, чем производительность почвы, по политическим и экономическим соображениям (34).На сегодняшний день правдивость любого из утверждений была поставлена ​​под сомнение из-за недостатка данных как о почвенном производстве, так и о скорости геологической эрозии, а также неуверенности в том, как интерпретировать различия между современной и геологической скоростью эрозии из-за их внутренних разных временных масштабов. Ссылаясь на основу для установки значений T , Кини и Круз (35) недавно зашли так далеко, что утверждали, что «редко такая важная политика была основана на таком недостатке защищаемых данных». Хотя меры и стимулы по сохранению почвы в соответствии с Законом о продовольственной безопасности 1985 года помогли снизить общую эрозию почвы от U.S. пахотных земель с 3,4 млрд. Тонн в 1982 г. до 2,0 млрд. Тонн в 1997 г. (36), остается неясным, насколько темпы эрозии почвы остаются выше фоновых.

При оценке долгосрочных последствий сельскохозяйственной эрозии почвы существует фундаментальное различие между сельским хозяйством в поймах, где ежегодные наводнения обновляют минеральные почвы, и сельским хозяйством на возвышенностях, где почвы постепенно истончаются и теряют продуктивность, поскольку эрозия почвы опережает производство почвы. Со временем почвы на склонах склонов развиваются в сторону баланса между эрозией и продуктивностью почвы, способствуя развитию характерной толщины почвы для конкретных климатических и геологических условий.С этой точки зрения почвы, ландшафты и растительные сообщества развиваются вместе благодаря взаимной зависимости от баланса между эрозией почвы и производством почвы. При таком сценарии ожидается, что образование почвы и эрозия будут уравновешивать друг друга в масштабах времени, необходимых для получения равновесной толщины почвы. В этом контексте подходящим показателем для оценки устойчивых темпов эрозии почвы является то, что Беннет и Лоудермилк (37) назвали скоростью геологической эрозии, то есть скорость, с которой почва в конкретной среде будет разрушаться под местной растительностью, которая, по их мнению, будет соответствовать скорость продуктивности почвы.Здесь я использую и обновляю их подход для сравнения прямых измерений скорости с помощью различных методов исследований по всему миру для оценки потенциально устойчивой скорости эрозии.

Результаты

Скорость геологической эрозии обычно увеличивается от пологих низинных ландшафтов древних континентальных кратонов (<10 -4 до 0,01 мм / год) до умеренных уклонов холмов покрытого почвой ландшафта (от 0,001 до 1 мм / год) и крутых тектонических склонов. активный альпийский рельеф (0.1 до> 10 мм / год) (рис.1). Возделываемые поля из всех этих различных регионов обычно подвергаются эрозии со скоростью, типичной для альпийской местности. Более того, сходство в совокупных распределениях вероятностей для диапазонов производительности почвы и как современной эрозии под естественной растительностью, так и долгосрочной скорости геологической эрозии в различных условиях подтверждает гипотезу о том, что ландшафты развиваются для поддержания естественного баланса между производством почвы и эрозией, несмотря на то, что широкий диапазон масштабов времени, охватываемый такими измерениями (рис.2). Хотя эти показатели существенно ниже, чем значения T , одобренные Министерством сельского хозяйства США, они обеспечивают надежную поддержку общей концепции равновесной толщины почвы в естественных условиях.

Рисунок 1.

Сравнение скорости эрозии почвы на сельскохозяйственных полях при традиционном сельском хозяйстве ( n = 448) и скорости геологической эрозии на низкоградиентных континентальных кратонах ( n = 218), покрытых почвой ландшафтах ( n = 663), и альпийская местность ( n = 44) (источники перечислены в SI).Скорости эрозии почвы, указанные в различных единицах, были преобразованы в эквивалентные скорости снижения, исходя из того, что объемная плотность почвы составляет 1 200 кг / м 3 . Заштрихованная область представляет диапазон USDA. Значения T (0,4–1,0 мм / год) были использованы для определения допустимой потери почвы.

Рис. 2.

Графики вероятностей скорости эрозии почв сельскохозяйственных полей при обычных (например,g., обработка почвы) и почвозащитное земледелие (например, террасирование и методы нулевой обработки почвы), со скоростью эрозии на площадях и участках, покрытых естественной растительностью, темпами продуктивности почвы и геологическими темпами эрозии (составное распределение данных для кратонов, почвопокровные ландшафты и альпийские районы на рис. 1). Источники данных для сельскохозяйственных и геологических показателей такие же, как на рис. 1. Заштрихованная область представляет диапазон USDA. Значения T (0,4–1,0 мм / год) были использованы для определения допустимой потери почвы.

В отличие от общего согласия между темпами производства почвы, современными темпами эрозии под естественной растительностью и темпами эрозии в течение геологического времени, темпы эрозии почвы при традиционных методах ведения сельского хозяйства почти всегда превышают 0,1 мм / год, при этом скомпилированные данные показывают медианное значение и средние значения> 1 мм / год (Таблица 1). Следовательно, составное распределение вероятностей темпов эрозии при традиционном сельском хозяйстве представляет собой увеличение в 10–100 раз по сравнению с любой из возможных баз для оценки фоновых показателей.Это несоответствие подразумевает среднюю чистую потерю почвы при традиционном сельском хозяйстве порядка 1 мм / год, цифру, близкую к значениям T , предназначенным для достижения нулевых чистых потерь почвы (то есть для уравновешивания производства почвы). Напротив, распределение скорости эрозии при использовании методов сохранения почвы, таких как консервативная обработка почвы, методы нулевой обработки почвы и террасирование, близко к распределению скорости геологической эрозии.

Таблица 1.

Характеристики распределений скорости эрозии для скомпилированных данных, представленных на рис.1 и 2

Темпы эрозии и образования почвы во всем мире варьируются более чем на 4 порядка, в зависимости от характеристик местности, в частности климата, геологии, почв, топографии и растительности. Итак, насколько репрезентативны распределения и диапазон сред, охватываемых скомпилированными данными? Благоприятное сравнение средней скорости геологической эрозии, представленной здесь, с предыдущими независимыми оценками средней скорости глобальной эрозии (таблица 2) подтверждает мнение о том, что данные являются пространственно репрезентативными, и что используемый здесь метод компиляции данных методом грубой силы представляет разумный глобальный диапазон значений условия.Более того, учитывая склонность геологов к работе в живописной альпийской местности, вполне вероятно, что рельеф местности чрезмерно представлен при расчете скоростей геологической эрозии, что означает, что средняя скорость геологической эрозии представляет собой максимальное ограничение. Кроме того, средние значения распределения продуктивности почвы также близки к независимо оцененным глобальным средним показателям продуктивности почвы, что также указывает на то, что приведенные здесь значения являются достаточно репрезентативными.

Таблица 2.

Средние глобальные темпы геологической эрозии и глобальные темпы производства почвы, о которых сообщалось в предыдущих исследованиях

Еще одно ограничение на скорость глобальной геологической эрозии дается общей зависимостью Анерта между скоростью эрозии ( E ) и средним местным рельефом ( R ) (38). Повторный анализ более широкого набора глобальных данных Монтгомери и Брэндон (39) показал, что соотношение в форме E = 0,2 R , где E выражено в миллиметрах в год, а R — в километрах, характеризует связь между скоростью геологической эрозии и средним местным рельефом.В этом исследовании они представили данные, для которых среднее значение 86 м характеризует средний местный рельеф, определенный по кругу диаметром 10 км для всей Северной Америки, Европы, Южной Америки и Азии. Введенное в приведенное выше соотношение, это значение соответствует скорости эрозии 0,017 мм / год, что близко к оценкам скорости глобальной геологической эрозии, сообщенным ранее, и идентично среднему значению продуктивности почвы для компиляции данных, представленных здесь. Наблюдение за тем, что скорость эрозии увеличивается нелинейно с увеличением среднего местного рельефа выше R = 1 км (39), подразумевает, что средние скорости геологической эрозии должны существенно превышать средние скорости, как было обнаружено при компиляции данных.Однако <5% земной массы имеет R > 1000 м, и, следовательно, средняя скорость геологической эрозии, в шесть раз превышающая медианную скорость, найденную в настоящей компиляции, вероятно, отражает как склонность геологов к изучению альпийской местности, так и непропорционально высокую эрозию. ставки в таких условиях.

Учитывая огромный диапазон скоростей эрозии в различных средах, идеальное сравнение для оценки воздействия сельского хозяйства на эрозию почвы включает прямые исследования до / после для тех же или сопоставимых земель под естественной растительностью и под сельскохозяйственным производством.Хотя доступно гораздо меньше таких прямых сравнений, диапазон соотношений для 46 примеров, представленных в настоящем исследовании, подтверждает общее ускорение, подразумеваемое данными, собранными на рис. 1. В частности, отдельные исследования, включающие прямое сравнение скорости эрозии под естественной растительностью. и традиционное сельское хозяйство сообщают об увеличении в 1,3–1000 раз (рис. 3), при этом медианное и среднее соотношения составили 18 и 124 раза, соответственно, для собранных исследований.

Инжир.3.

График в виде прямоугольников с усами, показывающий диапазон зарегистрированного увеличения скорости эрозии для исследований, в которых сообщалось о прямом сравнении эрозии при традиционном сельском хозяйстве и местной растительности для сопоставимых условий ( n = 46, медиана = 18, среднее = 124, минимум = 1,3, максимум = 1878). Данные включают исследования, в которых сообщалось об обоих показателях по отдельности, и те, которые просто сообщали о соотношении между темпами эрозии под естественной растительностью и традиционным культивированием.

В середине 20 века признание того, что традиционное сельское хозяйство резко ускоряет эрозию почвы, привело к экспериментам с почвенной обработкой и нулевой обработкой почвы (40, 41).В последние несколько десятилетий беспахотное земледелие все чаще используется в качестве экономичной альтернативы традиционным методам обработки почвы. Если в 1970-х годах немногие фермеры использовали методы нулевой обработки почвы, то в 2000 году 16% посевных площадей на фермах США использовали методы нулевой обработки почвы (42). Хотя методы нулевой обработки почвы все чаще применяются в Северной и Южной Америке, только 5% мировых пахотных земель обрабатываются с использованием методов нулевой обработки почвы (43). При беспахотном земледелии стерня сельскохозяйственных культур остается на поверхности земли, а не под вспашкой, а семена вносятся непосредственно в почву с помощью специальной сеялки.Слой органического вещества, оставшийся на поверхности земли, действует как мульча, которая способствует инфильтрации, тем самым уменьшая как сток, так и эрозию, вызванную стоком, который действительно происходит.

Учитывая широкий спектр конкретных условий, которые влияют на эрозию сельскохозяйственных почв, прямые сравнения методов на одних и тех же полях или сопоставимых почвах предоставляют лучший способ оценить и сравнить эрозионные эффекты нулевой обработки почвы и традиционного сельского хозяйства. В конце 1970-х годов в одном из первых полевых испытаний методов нулевой обработки почвы сообщалось о снижении эрозии почвы на кукурузных полях Индианы более чем на 75% (44).В другом исследовании, проведенном в Огайо, сообщается о более чем 10-кратном снижении потерь почвы при использовании нулевой вспашки по сравнению с вспаханными водосборами (40). Совсем недавно сельскохозяйственные исследователи обнаружили, что беспахотное земледелие снижает эрозию почвы более чем на 90% по сравнению с традиционным выращиванием табака (45). Сравнение потерь почвы на хлопковых полях в северной Алабаме показало, что на участках с нулевой вспашкой в ​​среднем потеря почвы была в два-девять раз меньше, чем на обработанных участках (46). Одно исследование в Кентукки показало, что методы нулевой обработки почвы снизили эрозию почвы на поразительные 98% (47).Хотя влияние на скорость эрозии зависит от ряда местных факторов, таких как тип почвы и урожай, 39 примеров, включающих прямые сравнения эрозии почвы при использовании обычных методов и методов нулевой обработки почвы, представленные здесь, представляют широкий спектр условий с очень различные скорости эрозии и показывают, что методы нулевой обработки почвы снижают эрозию почвы в 2,5 -> 1000 раз, со средним и средним значениями в 20 и 488 раз, соответственно (рис. 4), что достаточно для приведения скорости сельскохозяйственной эрозии в соответствие со скоростью производства почвы. .

Рис. 4.

График в виде прямоугольников с усами, показывающий диапазон зарегистрированного снижения скорости эрозии для исследований, в которых сообщалось о прямом сравнении традиционной обработки почвы и методов нулевой обработки почвы в сопоставимых условиях ( n = 39, медиана = 20, среднее = 488, минимум = 2,5 , максимум = 7620). Данные включают исследования, в которых сообщалось об обеих нормах по отдельности, и те, в которых просто сообщалось о соотношении между степенями эрозии при традиционной культивации или при нулевой обработке почвы.

Сходные различия между темпами эрозии почвы на традиционно возделываемых полях и полях с нулевой обработкой почвы, а также скорости геологической эрозии указывают на то, что эти различия не могут возникать просто из-за различных рассматриваемых временных масштабов (48). Наблюдение за тем, что методы нулевой обработки почвы уменьшают эрозию на величину, сопоставимую с увеличением эрозии при традиционном сельском хозяйстве, является убедительным обратным подтверждением общности увеличения скорости эрозии на 1-2 порядка при традиционном сельском хозяйстве.

Обсуждение

Средние и медианные показатели продуктивности почвы из представленной здесь компиляции несколько ниже, а средние темпы сельскохозяйственной эрозии несколько выше, чем те, о которых сообщалось ранее для глобальных оценок и оценок США (Таблица 3). Предыдущие оценки средней потери почвы на пахотных землях США и во всем мире колеблются от 0,2 до 1,5 мм / год, при этом среднее значение 0,95 мм / год для заявленных значений для пахотных земель США приведено в Таблице 3. Оценки средних мировых темпов эрозии за прошлые периоды. 500 миллионов лет колеблются от 0.От 016 до 0,024 мм / год на основе объемов отложений, сохранившихся в геологической летописи (49, 50), и, таким образом, перекрываются со средним значением скорости геологической эрозии, найденной здесь, но в несколько раз ниже средних значений. Предыдущие оценки среднего глобального производства почвы колеблются от 0,058 до 0,083 мм / год (51, 52), что в несколько раз превышает среднее значение для собранных здесь данных. В любом случае, однако, существует несоответствие между современными темпами эрозии при традиционном сельском хозяйстве и долгосрочными темпами эрозии и продуктивности почвы более чем на 1 порядок.

Таблица 3.

Средние темпы эрозии пахотных земель в мире и США, о которых сообщалось в предыдущих исследованиях

Учитывая, что вспаханные поля разрушаются значительно быстрее, чем темпы производства почвы и естественной эрозии почвы, ограничивающая продолжительность жизни сельскохозяйственной цивилизации может быть оценена по времени, необходимому для того, чтобы традиционное сельское хозяйство разрушилось за счет естественного запаса верхнего слоя почвы.Критическое время, Т c , эрозия почвенного профиля может быть выражена как где S — начальная мощность, E — скорость эрозии почвы, а P — скорость продуктивности почвы (53). При средней скорости производства почвы и геологической эрозии <0,2 мм / год и средней скорости эрозии почвы при традиционных методах ведения сельского хозяйства> 1 мм / год, время, необходимое для эрозии почвы, составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч. лет для начального профиля почвы толщиной от дециметра до метра, типичного для ненарушенных территорий умеренных и тропических широт (рис.5). Это простое ограничение на продолжительность жизни сельскохозяйственных почв достаточно хорошо предсказывает историческую модель продолжительности жизни от 500 до нескольких тысяч лет для основных цивилизаций по всему миру, подтверждая аргумент, что не топор вырубал леса, а плуг, который последовал за ним. это подорвало многие древние общества (54).

Инжир.5.

Критическое время ( T c ), необходимого для размывания профиля почвы разной начальной толщины ( S ) для разных чистых скоростей эрозии почвы, установленных разницей между скоростью эрозии почвы ( E ) и продуктивностью ( P ), определенной в Т c = S / ( E − P ).

Собранные здесь данные демонстрируют, что эта проблема связана не только с древней историей.Прямым следствием дисбаланса между потерей сельскохозяйственных земель и эрозией как в условиях естественной растительности, так и в геологическом времени является то, что со временем продолжающаяся потеря почвы станет критической проблемой для глобального сельскохозяйственного производства при традиционных методах земледелия на возвышенностях. Ввиду небольшого количества новых земель, которые можно было бы использовать для устойчивой обработки (55), и прогнозируемого увеличения численности мирового населения до> 10 миллиардов в конце этого столетия, проблема долгосрочной устойчивости сельского хозяйства будет становиться все более актуальной, хотя, кроме того, поддержание здоровья почвы и продуктивности сельского хозяйства. требует предотвращения истощения питательных веществ.Тем не менее, если темпы сельскохозяйственной эрозии будут намного превышать темпы производства почвы, мировое общество в конечном итоге будет вынуждено либо принять сельскохозяйственные методы, которые поддерживают почву, либо столкнуться с усилением конкуренции за сокращающуюся базу сельскохозяйственных земель.

Материалы и методы

Данные были собраны на основе растущего числа исследований темпов производства почвы, долговременной геологической эрозии, эрозии под естественной растительностью и сельскохозяйственных полей.При сборе таких данных я избегал включения данных исследований по выходу наносов для водосборных бассейнов, где проблемы накопления наносов усложняют оценку скорости эрозии на возвышенностях (например, от крупных речных систем) или в условиях поймы, где образование почвы происходит не непосредственно от выветривания горных пород, а вместо этого происходит от переотложения бывших горных почв.

Скомпилированные данные включают 1 673 измерения, полученные в результате 201 исследования в широком диапазоне сред и геологических условий [см. Вспомогательную информацию (SI)].Скорость геологической эрозии включает стратиграфические ограничения, осаждение озера, оценочные глубины датированного размещения плутона и исследования, основанные на космогенных 10 Be и 26 Al как в отдельных породах, так и в речном песке для оценки скорости эрозии всего водосбора. Скорость образования почвы также основана на исследованиях 10 Be, а также на исследованиях скорости выветривания и геохимии рек. Современные темпы эрозии под местной растительностью основаны на исследованиях измеренных потерь почвы как на экспериментальных участках, так и на исследованиях в масштабе водосбора.Уровни эрозии в результате традиционного сельского хозяйства, нулевой и консервативной обработки почвы основаны на исследованиях с использованием 137 Cs и данных о потере почвы как на экспериментальных участках, так и на полевых исследованиях, а также на долгосрочных исследованиях, основанных на осаждении в закрытых бассейнах. , усечение почвенного профиля и участки надземных кладбищ.

Благодарности

Я благодарю Марка Ниринга за предоставленные данные из его статьи 1999 г. (62) и Шарлотту Шрайбер и двух анонимных рецензентов за комментарии к черновикам рукописей.

Сноски

  • Эл. Почта: dave {at} ess.washington.edu
  • Вклад авторов: D.R.M. разработал исследование, провел исследования, проанализировал данные и написал статью.

  • Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

  • Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

  • Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/cgi/content/full/0611508104/DC1.

  • Сокращение:
    USDA,
    Министерство сельского хозяйства США.
  • © 2007 Национальная академия наук США

Повышение продуктивности и устойчивости почвы

Органические вещества способствуют повышению продуктивности почвы, влияя на круговорот питательных веществ, динамику воды и структуру почвы.

Это очень интересное время для сельского хозяйства с достижениями в области семеноводства, новыми способами использования кукурузы и сои и стремительным ростом цен на сырьевые товары.Это также очень рискованное время для сельского хозяйства с растущими затратами на землю, топливо, удобрения, корма и другие ресурсы. Часть стратегии по снижению риска должна включать в себя пристальное внимание к плодородию и здоровью вашей почвы.

Очень важно проверять почву на pH, фосфор и калий не реже одного раза в три года. Это позволит избежать проблем как с потерями урожая из-за недостатков, так и с потерями денег из-за чрезмерного использования. Если у вас высокий pH, рекомендуется провести анализ почвы на цинк и марганец.Более чистые промышленные выбросы в атмосферу снизили содержание серы в дождевых осадках и, вероятно, будут вызывать большую озабоченность, особенно на более легких песчаных почвах. Тестирование нитратов во время перерыва также может помочь в точной настройке вашей азотной программы. Приведение в порядок уровней питательных веществ очень важно для обеспечения хороших урожаев, но это еще не все. В течение многих лет мы упускали из виду, возможно, самую важную часть плодородия и качества почвы, а именно органическое вещество.

Органическое вещество — это обширный ассортимент углеродных соединений в вашей почве.Эти соединения являются продуктами живых организмов, таких как растения, животные и микробы. Питательные вещества удерживаются в почве за счет участков обмена на глинах и органических частицах. Органические вещества могут содержать в пять раз больше питательных веществ, чем глина. По мере увеличения количества органических веществ в почве может храниться больше питательных веществ, которые могут быть доступны для растений. Органические вещества улучшают как проникновение воды, так и водоудерживающую способность почвы. Действуя как губка, он впитывает воду в шесть раз больше своего веса. Это очень ценно в годы с засушливым летом, например в 2007 году.

Уплотнение почвы может значительно снизить урожайность и увеличить затраты на обработку почвы. Органические вещества поддерживают почвенные микробы, которые создают вещества, которые действуют как клей, образуя агрегаты из более мелких частиц почвы. Эти почвенные агрегаты важны для обеспечения хорошей структуры почвы и обработки почвы. С хорошей структурой почвы вы получаете благоприятные поры для влажности почвы и воздуха. Эти поры также являются идеальным каналом для роста и роста корней растений. Чем лучше структура почвы, тем лучше она выдержит неблагоприятные времена с чрезмерной влажностью почвы.Дополнительным эффектом будет уменьшение эрозии почвы. Пара других преимуществ органических веществ включает более быстрое прогревание почвы из-за более темного цвета почвы, обеспечиваемого органическими веществами, и возможность поддержки более полезных организмов, уменьшающих количество вредителей и болезней растений.

Здоровье почвы не может быть улучшено за ночь, но методы, которые вы делаете на своей ферме в отношении органических веществ, могут иметь огромное влияние на будущую продуктивность и устойчивость вашей почвы. Вы можете улучшить содержание органического вещества в почве двумя способами: добавив больше органических веществ и не теряя органические вещества, которые у вас уже есть.

Вы можете добавлять органические вещества, выращивая продуктивные, здоровые культуры в разнообразном севообороте. Включайте в севооборот культуры, которые дают много корней, такие как мелкое зерно и фураж, и культуры, которые дают много надземных пожнивных остатков, такие как кукуруза. Также включите покровные культуры, которые будут поставлять и то, и другое, например клевер и рожь. Во всех случаях ограничьте удаление растительных остатков и оставьте их для добавления в резервуар с органическими веществами почвы.

Уничтожение органических веществ происходит в основном двумя способами: обработкой почвы и эрозией.Системы минимальной и нулевой обработки почвы, покровные культуры, пожнивные остатки на поверхности почвы, полосы фильтра и ветровые перегородки — все это примеры, которые уменьшат потери органического вещества.

Не все подходит для вашего фермерского хозяйства. Важно оценить состояние почвы на вашей ферме, а затем рассмотреть те методы, которые вам подходят. Обсуждайте идеи с другими и извлекайте уроки из их опыта. Составьте план, которому вы можете следовать, оцените методы, которые вы меняете, и каждый год уточняйте свой план.Со временем вы сможете значительно улучшить продуктивность и устойчивость почвы.

Дополнительная информация доступна в двух бюллетенях MSU Extension, в которых обсуждается управление органическими веществами почвы. Это E-3137, Advanced Soil Organic Management и E-3144, Строительные почвы для органических и устойчивых ферм. Их можно заказать через окружной офис MSU .

Вы нашли эту статью полезной?