Диплом на « отлично » Агроэкологические основы воспроизводства плодородия почв Диплом на « отлично » Агроэкологические основы воспроизводства плодородия. — презентация
Презентация была опубликована 7 лет назад пользователемБогдан Мишукин
Похожие презентации
Презентация на тему: » Диплом на « отлично » Агроэкологические основы воспроизводства плодородия почв Диплом на « отлично » Агроэкологические основы воспроизводства плодородия.» — Транскрипт:
1 Диплом на « отлично » Агроэкологические основы воспроизводства плодородия почв Диплом на « отлично » Агроэкологические основы воспроизводства плодородия почв
2 Диплом на « отлично » Всем хороша известна определяющая роль почвенного покрова, как важнейшего элемента биосферы, в создании изобилия продовольствия, биологического сырья и ценных продуктов. О степени изучения почв, от способности умело использовать в повседневной работе данные научных исследований почвенного покрова и передовой практики зависит успех земледельцев. Всем хороша известна определяющая роль почвенного покрова, как важнейшего элемента биосферы, в создании изобилия продовольствия, биологического сырья и ценных продуктов. О степени изучения почв, от способности умело использовать в повседневной работе данные научных исследований почвенного покрова и передовой практики зависит успех земледельцев. Ковриго, В. П. Почвы Удмуртской Республики : монография / В. П. Ковриго. — Ижевск : РИО Ижевская ГСХА, с. Ковриго, В. П. Почвы Удмуртской Республики : монография / В. П. Ковриго. — Ижевск : РИО Ижевская ГСХА, с Изучение функций почв в биосфере и экосистемах, или экологических функций почв, по праву может рассматриваться как фундаментальная проблема экологического почвоведения. Изучение функций почв в биосфере и экосистемах, или экологических функций почв, по праву может рассматриваться как фундаментальная проблема экологического почвоведения. Добровольский, Г. В. Функции почв в биосфере и экосистемах : (Экологическое значение почв) : [монография] / Г. В. Добровольский, Е. Д. Никитин ; отв. ред. В. А. Ковда ; АН СССР, Науч. совет по проблемам почвоведения, Ин-т почвоведения и фотосинтеза. — Москва : Наука, с. Добровольский, Г. В. Функции почв в биосфере и экосистемах : (Экологическое значение почв) : [монография] / Г. В. Добровольский, Е. Д. Никитин ; отв. ред. В. А. Ковда ; АН СССР, Науч. совет по проблемам почвоведения, Ин-т почвоведения и фотосинтеза. — Москва : Наука, с. Тот, кто сумеет вырастить две травинки или два початка кукурузы на том месте, где прежде произрастал лишь один, больше заслуживает благодарности человечества и оказывает более существенную заслугу своей страны, чем все политики вместе взятые. Джонатан Свифт, 1726
3 Проблема воспроизводства плодородия почв – это ключевой вопрос системы земледелия. Возделывание сельскохозяйственных культур необходимо всегда рассматривать как единый процесс рационального использования имеющегося почвенного плодородия и одновременно создания условий для его расширенного воспроизводства. Только при таком понимании и подходе можно получить стабильные и даже возрастающие урожаи. Агроэкологические основы воспроизводства плодородия почв : учеб. пособие / А. С. Башков, Л. Б. Башмаков, А. И. Безносов [и др.] ; Ижевская ГСХА. — Ижевск : Удмуртия, с В земледелии основными средствами производства являются почва и растения. В современных системах земледелия необходимо рассматривать почву и растение как единое целое, так как влияние их друг на друга взаимообусловленное. Поэтому работа по воспроизводству плодородия почвы и повышению урожайности сельскохозяйственных культур должна строиться на основе принципа «почва-растение». Холзаков, В. М. Повышение продуктивности дерново-подзолистых почв в Нечерноземной зоне : монография / В. М. Холзаков ; ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. — Ижевск : РИО Ижевская ГСХА, с. Латинское название человека гомо происходит от слова гумус, субстанции жизни в почве. Daniel Hiller, 1998 Диплом на «отлично»
4 Мы больше знаем о движении небесных тел, чем о почве под нашими ногами. Леонардо да Винчи приблизительно в 1500-х Мы больше знаем о движении небесных тел, чем о почве под нашими ногами. Леонардо да Винчи приблизительно в 1500-х Диплом на «отлично» Диплом на «отлично» Задачи современного земледелия существенно усложнились в связи с необходимостью получения максимального урожая возделываемых культур при одновременном обеспечении экономической эффективности и экологической безопасности, сохранении и расширенном воспроизводстве плодородия почв. Безносов, А. И. Плодородие почв и использование удобрений в адаптивно- ландшафтном земледелии Удмуртской Республики : [монография] / А. И. Безносов ; Респ. центр агрохим. службы «Удмуртский». — Ижевск : РИО Ижевская ГСХА, с Проведено большое количество исследований по изучению влияния нефти и нефтепромысловых вод на свойства почвы, предложен производству несколько схем рекультиваций загрязненных земель, однако существующие в настоящее время технологии имеют низкую эффективность или требуют очень больших затрат, и поэтому разработка новых приемов и способов восстановления почвенного и растительного покрова, позволяющих сократить этот период, снизить стоимость рекультивационных работ, имеют большую актуальность. Леднев, А. В. Изменение свойств почв Среднего Предуралья под действием продуктов нефтедобычи. Приемы рекультивации : монография / А. В. Леднёв ; ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. — Ижевск : РИО ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, с.
5 Применение удобрений и мелиорантов – один из важнейших приемов повышения урожая сельскохозяйственных культур и плодородия почв. Без компенсирования выноса элементов питания с урожаем за счет удобрений и мелиорантов наступают обеднение и деградация почв, ухудшается экологическое состояние агрофитоценозов. Однако и чрезмерное их внесение в почву или несбалансированное применение не приводит к адекватному повышению урожая, а порой сопровождается ухудшением плодородия почв, качества сельскохозяйственной продукции, загрязнением водой и воздушной среды. Экологическая оценка взаимодействия удобрений и мелиорантов с почвой / [Ю. А. Духанин и др.] ; М-во сел. хоз-ва РФ, Федер. агентство по сел. хоз-ву. — Москва : Росинформагротех, с Рассматриваются экологическое состояние почвенного покрова Рязанской области, факторы, влияющие на него. Приводится эколого-химическая оценка содержания тяжелых металлов в компонентах агроэкосистем. Показана роль эдафического элемента агрокомплекса в модулировании устойчивости к загрязнению. Описана миграция тяжелых металлов в почвенном покрове и их влияние на растительный организм. Эколого-химическая оценка антропогенных воздействий на почвенный покров Рязанской области : монография / Мажайский Ю. А. [и др.]. — Рязань : Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ, с. Диплом на «отлично» Прежде всего про четыре узнай мирозданья начала: воздух, огонь, жизнетворную почву и влагу. Эмпедокл, греческий философ
6 Рыхлый покров из мягкого материала, удерживаемый на поверхности земной тверди лишь силой тяжести, — это все, что разделяет жизнь и ее отсутствие. Wallace H. Fuller, 1975 Диплом на «отлично» Диплом на «отлично» Водная эрозия вызывает сокращение площадей, удобных для сельскохозяйственных использования, снижение их плодородия, ухудшение экологической обстановки и структуры почв, что в целом приводит к снижению продуктивности сельского хозяйства. Разработаны способы и методы определения потенциала эрозийной стойкости и устройств для его измерения. Предложена методика проектирования противоэрозионных технологий и технических средств для их осуществления. Максимов, И. И. Энергетическая концепция эрозионной устойчивости антропогенных агроландшафтов : [монография] / И. И. Максимов, В. И. Максимов ; [ФГОУ ВПО Чувашская ГСХА]. — Чебоксары : Чувашская ГСХА, с Ухудшение любой функции почвы снижает ее (почвы) качество и ценность, а также способность обеспечивать основу для поддержания экосистем. Поскольку деградация функции почвы происходит а результате своего рода соревнования и чрезмерной эксплуатации, существует необходимость в балансе интересов всех заинтересованных сторон и необходимость гармонировать использование почвы на региональном уровне. Ступин, Д. Ю. Загрязнение почв и новейшие технологии их восстановления : учебное пособие / Д. Ю. Ступин. — СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, с
7 Диплом на «отлично» Статьи преподавателей Ижевской ГСХА Диплом на «отлично» Башков, А. С. (д-р с.-х. наук). Плодородие почвы — основа продуктивности земель и экономического состояния хозяйства / А. С. Башков, В. А. Капеев // Эффективность адаптивных технологий в растениеводстве и животноводстве : материалы всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию почетного гражданина УР, пред. СХПК-Племзавод им. Мичурина Вавожского р-на УР В. Е. Калинина, марта 2008 г. / ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. — Ижевск, С Венчиков, Анатолий Иванович (канд. с.-х. наук). Факторы повышения водопрочности структуры почвы / А. И. Венчиков // Научное обеспечение развития АПК в современных условиях : материалы Всерос. науч.-практ. конф. (15-18 февр г.) / ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. — Ижевск, Т С Дзюин, Г. П. (канд. с.-х. наук). Влияние длительного применения удобрений на содержание и баланс калия в почве / Г. П. Дзюин, А. Г. Дзюин // Научный потенциал — современному АПК : материалы Всерос. науч.-практ. конф., г. / ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. — Ижевск, Т С Исупов, А. Н. (канд. с.-х. наук). Влияние длительного действия доз извести на обменную кислотность почвы и продуктивность культур севооборота / А. Н. Исупов // Инновационному развитию АПК и аграрному образованию — научное обеспечение : материалы Всероссийской научно-практической конференции (Ижевск, февр г.) / ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА. — Ижевск, Т С.74-77
8 Диплом на «отлично» Статьи преподавателей Ижевской ГСХА Диплом на «отлично» Исупов, А. Н. (канд. с.-х. наук). Связь урожайности сельскохозяйственных культур с физико-химическими показателями дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы / А. Н. Исупов, Е. А. Морозова // Аграрная наука — инновационному развитию АПК в современных условиях. — Ижевск, Т С Кирьянов, Д. П. Влияние органических удобрений на биологическую активность светло-серой лесной почвы / Д. П. Кирьянов, Л. Н. Михайлов // Научное обеспечение инновационного развития АПК : материалы Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 90-летию государственности Удмуртии, февр г. / ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. — Ижевск, Т С Макаров, В. И. (канд. с.-х. наук). К терминологии и методикам определения гумуса / В. И. Макаров, А. А. Юскин // Научное обеспечение инновационного развития АПК : материалы Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 90-летию государственности Удмуртии, февр г. / ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. — Ижевск, Т С Обыденова, Л. А. (канд. с.-х. наук). Техногенный магнетит в почвах придорожных территорий и его связь с содержанием тяжелых металлов / Л. А. Обыденова, О. А. Страдина, В. П. Ковриго // Научное обеспечение развития АПК в современных условиях : материалы Всерос. науч.-практ. конф. (15-18 февр г.) / ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. — Ижевск, Т С Оценка эффективности плодородия почв и ее использования в планировании растениеводства / А. И. Безносов // Научное обеспечение развития АПК в современных условиях : материалы Всерос. науч.-практ. конф. (15-18 февр г.) / ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. — Ижевск, Т С.10-17
9 Диплом на «отлично» Книги Диплом на «отлично» Агрохимические свойства почв и эффективность удобрений : [монография] / [Г. П. Гамзиков и др.]. – Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, – 252 с. : рис. Агроэкологические основы воспроизводства плодородия почв : учебное пособие / А. С. Башков [и др.] ; Ижевская ГСХА. – Ижевск : Удмуртия, – 172 с. Безносов, А. И. Плодородие почв и использование удобрений в адаптивно-ландшафтном земледелии Удмуртской Республики : [монография] / А. И. Безносов. – Ижевск : РИО Ижевская ГСХА, – 72 с. Белковский, В. И. Повышение плодородия и рациональное использование торфяных почв / В. И. Белковский, В. П. Зоткин. – Москва : Россельхозиздат, – 125 с. : табл. – Библиогр.: с Водяницкий, Ю. Н. Изучение некоторых почвенных процессов по цвету почв / Ю. Н. Водяницкий. – Москва, – 84 с. Водяницкий, Ю. Н. Изучение тяжелых металлов в почвах / Ю. Н. Водяницкий. — М, с. Водяницкий, Ю. Н. Оксиды марганца в почвах / Ю. Н. Водяницкий. – Москва, – 94 с. Воронин, А. Д. Основы физики почв / А. Д. Воронин. – Москва : Изд-во Моск. ун-та, – 241 с.
10 Диплом на «отлично» Книги Диплом на «отлично» Добровольский, Г. В. Функции почв в биосфере и экосистемах [монография] / Г. В. Добровольский, Е. Д. Никитин. – Москва : Наука, – 259 с. Добровольский, Г. В. Экологические функции почвы : учебное пособие / Г. В. Добровольский, Е. Д. Никитин. – Москва : Изд-во Моск. ун-та, – 136 с. Звягинцев, Д. Г. Почва и микроорганизмы : [монография] / Д. Г. Звягинцев. – Москва : Изд-во Моск. ун-та, – 256 с. Классификация почв и агроэкологическая типология земель : учебное пособие / авт.-сост. В. И. Кирюшин. – Санкт-Петребург ; Москва ; Краснодар : Лань, – 380 с.. Ковриго, В. П. Почвы Удмуртской Республики : монография / В. П. Ковриго. – Ижевск : РИО Иж ГСХА, – 489 с. Кордуняну, П. Н. Биологический круговорот элементов питания сельскохозяйственных культур в интенсивном земледелии : [монография] / П. Н. Кордуняну. – Кишинев : Штиинца, – 266 с. Леднев, А. В. Изменение свойств почв Среднего Предуралья под действием продуктов нефтедобычи. Приемы рекультивации : монография / А. В. Леднёв. – Ижевск : РИО ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, – 179 с.
11 Диплом на «отлично» Книги Диплом на «отлично» Рудай, И. Д. Агроэкономические проблемы повышения плодородия почв / И. Д. Рудай. – Москва : Россельхозиздат, – 254 с. Самофалова, И. А. Химический состав почв и почвообразующих пород / И. А. Самофалова. – Пермь, – 130 с. Ступин, Д. Ю. Загрязнение почв и новейшие технологии их восстановления : учебное пособие / Д. Ю. Ступин. – Санкт-Петербург ; Москва ; Краснодар : Лань, – 421 с. Холзаков, В. М. Повышение продуктивности дерново-подзолистых почв в Нечерноземной зоне : монография / В. М. Холзаков. – Ижевск, – 435 с. Шикула, Н. К. Минимальная обработка черноземов и воспроизводство их плодородия / Н. К. Шикула, Г. В. Назаренко. – Москва : Агропромиздат, – 319 с. Экологическая оценка взаимодействия удобрений и мелиорантов с почвой / [Ю. А. Духанин и др.]. – Москва : Росинформагротех, – 322 с. Эколого-химическая оценка антропогенных воздействий на почвенный покров Рязанской области : монография / Ю. А. Мажайский. – Рязань, – 148 с. Точка доступа книг: Научная библиотека ул. Кирова,16 каб. 119 Абонемент научной литературы
Источник
Лекция 2. Воспроизводство плодородия почв в земледелии
Лекция 2. Воспроизводство плодородия почв в земледелии.
1. Понятие о плодородии почв и его воспроизводство.
2. Агрофизические показатели плодородия почв и их воспроизводство.
3. Биологические показатели плодородия почв и их воспроизводство.
Учение о плодородии почв и его воспроизводство – одна из теоретических основ научного земледелия.
С плодородием почвы связывали пригодность почвы для возделывания культурных растений и удовлетворение их потребностей в земных факторах жизни. Удовлетворение потребностей растений в воде, воздухе и питательных веществах осуществляется только через почву, а степень обеспечения их обусловлена почвенными свойствами и режимами. Таким образом, плодородие является объективным интегральным показателем, отражающим состояние почвенных процессов.
В современном земледелии под плодородием почвы следует понимать способность почвы служить культурным растениям средой обитания, источником и посредником в обеспечении земными факторами жизни и выполнять экологическую функцию. Плодородная почва должна соответствовать следующим требованиям:
обеспечивать оптимальные условия водно-воздушного и теплового режимов;
содержать достаточное количество подвижных форм питательных веществ;
трансформировать питательные вещества почвенных запасов и вносимых извне и накапливать их;
обладать сильновыраженным фитосанитарным эффектом, проявляющимся в устранении фитотоксичных веществ и микроорганизмов, фитопатогенов и установлении равновесия между полезной и вредной энтомофауной в межвегетационные периоды, быть относительно чистой от семян и вегетативных органов размножения сорных растений;
быть устойчивой к различным факторам разрушения и пригодной для применения современных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.
Уровень плодородия одних и тех же типов и разновидностей почвы во многом зависит от их пространственного расположения в пределах ландшафта, характеризующегося рельефом, крутизной и экспозицией склонов, гидрологическим режимом, химическим составом почвообразующих пород и др.
Наряду с понятием «плодородие почвы» в агрономии широко используют термин «окультуривание почвы». Под окультуриванием понимают улучшение природных свойств почвы посредством применения агромелиоративных мероприятий.
При земледельческом использовании почвы ее плодородие снижается, поскольку для производства растениеводческой
продукции расходуются органическое вещество и элементы минерального питания, ухудшаются условия водно-воздушного режима, фитосанитарное состояние, микробиологическая деятельность и т. д. Поэтому возникает необходимость управления плодородием почвы в интенсивном земледелии.
Воспроизводство плодородия почвы бывает простое и расширенное. Возвращение почвенного плодородия к исходному первоначальному состоянию означает простое воспроизводство. Создание почвенного плодородия выше исходного уровня – это расширенное воспроизводство плодородия. Простое воспроизводство применимо для почв с оптимальным уровнем плодородия. Расширенное воспроизводство реализуется для почв с низким естественным уровнем плодородия, не способным обеспечить достаточную эффективность факторов интенсификации земледелия. Расширенное воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв – обязательное условие расширенного воспроизводства продукции земледелия вообще.
Естественнонаучная основа теории воспроизводства плодородия почвы закон возврата – частное проявление всеобщего закона сохранения вещества и энергии.
Гранулометрический и минералогический составы. Твердая фаза почвы представляет собой смесь механических элементов трех видов: минеральных, органических и органо-минеральных. В минеральных почвах преобладают минеральные механические частицы разных форм и размера, разного химического и минералогического составов.
Относительное содержание в почве механических элементов (фракций) называется гранулометрическим составом.
Механические частицы почвы больше 1мм в диаметре именуются скелетом почвы, частицы меньше 1мм – мелкоземом. Мелкозем подразделяют на физический песок (частицы больше 0,01мм) и физическую глину (частицы меньше 0,01мм).
В зависимости от содержания физического песка и физической глины, почвы бывают песчаными, супесчаными, суглинистыми (легкие, средние, тяжелые), глинистыми (легкие, средние, тяжелые), а в зависимости от величины сопротивления, оказываемого при обработке, почвы по гранулометрическому составу условно подразделяют на легкие (песчаные и супесчаные), средние (легко и среднесуглинистые) и тяжелые (тяжелосуглинистые и глинистые).
Плотность почвы уменьшается по мере увеличения содержания физического песка в ее составе.
Наступление физической спелости почвы (способность почвы распадаться на мелкие комки, крошиться при определенной влажности) зависит от гранулометрического состава при прочих равных условиях. Почвы легкого гранулометрического состава поспевают раньше, чем тяжелого.
Структура почвы. Это важный показатель физического состояния плодородной почвы. Она определяет благоприятное строение пахотного слоя почвы, ее водные, физико-механические и технологические свойства и водно-гидрологические константы.
Частицы твердой фазы, как правило, склеиваются в комочки (агрегаты). Способность почвы распадаться на агрегаты называют структурностью, а различные по величине и форме агрегаты – структурой. По классификации , по форме различают следующие типы структуры: глыбистую, комковатую, ореховатую, зернистую, столбчатую, призматическую, плитчатую, пластинчатую, листоватую, чешуйчатую.
Черноземы, например, в естественном состоянии характеризуются отчетливо выраженной зернистой структурой, серые лесные почвы – ореховатой. Хорошо окультуренные дерново-подзолистые почвы приобретают комковатую структуру, а неокультуренные подзолы отличаются плитчатой и листоватой.
В земледелии принята следующая классификация структурных агрегатов по величине: глыбистая структура – комки более 10мм, макроструктура – от 0,25 до 10мм, микроструктура – менее 0,25мм.
С агрономической точки зрения особый интерес представляет мелкокомковатая и зернистая структура с размером частиц примерно 0,25-10мм. Одновременно эта структура должна быть пористой, механически упругопрочной и водопрочной. Большое значение имеет механическое разделение почвенной массы на структурные отдельности (комки), которое в природных условиях происходит под воздействием корневых систем растений, жизнедеятельности биоты почвы, под влиянием периодических промораживания и оттаивания, увлажнения и высушивания почвы, а в обрабатываемых почвах и воздействия почвообрабатывающих орудий.
Влияние растительности на образование структуры различно, что обусловлено степенью развития корневой системы. Так, многолетние травы с мощной корневой системой оказывают большее влияние на процесс структурообразования, чем однолетние культуры.
При разложении корней образуются гумусовые вещества, обладающие высокой сорбционной и биологической активностью. Кроме того, в зоне расположения корней – ризосфере – формируются специфические сообщества микроорганизмов и почвенной фауны (дождевых червей, насекомых, землероек и др.), продукты метаболизма которых воздействуют на оструктуривание почвы. При этом биологические факторы оказывают не только количественное, но и качественное влияние на почвенную структуру.
Механические факторы структурообразования особенно проявляются в процессе обработки почвы. При работе почвообрабатывающих орудий наибольшее количество макроагрегатов образуется в почве, находящейся в состоянии физической спелости (оптимальной влажности структурообразования).
Одним из показателей строения пахотного слоя может быть плотность почвы – отношение массы к объему почвы ненарушенного сложения. При оптимальной плотности почвы складываются наиболее благоприятные условия для роста растений. В естественных условиях под действием сил уплотнения и разрыхления в почве наступает равновесное состояние между твердой фазой и пористостью, называемое равновесной плотностью.
Параметры оценки структурного состояния почвы, по и , следующие: отличная структура – более 70% водопрочных макроагрегатов, хорошая – 70-55, удовлетворительная – 55-40, неудовлетворительная – 40-20, плохая – менее 20%.
Основными направлениями воспроизводства структуры почвы в земледелии являются:
1. Обогащение почвы органическим веществом как основным источником образования гумуса и энергии для микроорганизмов. Этого достигают применением органических удобрений (навоз, торф, компосты, птичий помет, солома, сидераты, сапропель), посевом многолетних трав (травосеяние), которые оставляют после себя большое количество растительных и корневых остатков. Минеральные удобрения, повышая урожайность культур, оказывают косвенное влияние на поступление в почву органического вещества за счет увеличения массы растительных и корневых остатков.
2. Пополнение почвенных запасов кальция и магния как основных элементов структурообразования с помощью проведения известкования кислых и гипсования засоленных почв.
3. Сокращение числа проходов сельскохозяйственной техники по полям, особенно тяжеловесной, путем использования ресурсосберегающих технологий выращивания растений.
4. Защита почвы от водной эрозии и дефляции с помощью регулирования стока воды и скорости ветра в приземном слое.
5. Создание наиболее благоприятных условий для окислительно-восстановительных процессов в почвах избыточного и недостаточного увлажнения путем проведения водных мелиораций – осушения и орошения.
6. Создание прочной структуры верхнего слоя почвы с помощью внесения на его поверхность искусственных, экологически безопасных структурообразователей.
Мощность пахотного слоя. Мощность обрабатываемого слоя почвы, его объем, в котором развивается корневая система растений, играют важную роль в интенсивном земледелии. В пахотном слое сосредоточены запасы основных элементов питания, воды и воздуха. Кроме того, в современном земледелии возросло значение пахотного слоя как посредника в системе почва – растение, так как верхний слой почвы воспринимает дополнительные количества питательных веществ, вносимых с органическими и минеральными удобрениями, химических мелиорантов, пестицидов, искусственных структурообразователей. Все эти вещества должны быть преобразованы в легкоусвояемые или безвредные для растений формы.
Глубокий пахотный слой обеспечивает более благоприятные водно—воздушный и тепловой режимы почвы. Осадки, поливная вода быстро поглощаются почвой, накапливаются в ней и затем потребляются растениями по мере их роста и развития. Глубокий пахотный слой почвы может обеспечивать растения влагой и воздухом как при недостатке, так и при избытке выпадающих осадков. Лучшие условия увлажнения создают благоприятный питательный режим почвы, обусловленный, в свою очередь, нормально протекающими процессами разрушения – синтеза органического вещества. Глубокий пахотный слой способствует благоприятной минерализации органического вещества при одновременной эффективности его гумификации и при благоприятном качественном состоянии.
Наиболее благоприятная мощность пахотного слоя для большинства почв составляет 27-30 см. Однако, такую глубину обрабатываемого слоя имеют не все почвы. Основной ограничивающий фактор создания мощного пахотного слоя – мощность гумусового горизонта.
Агрофизические показатели плодородия важны не сами по себе, а как основа создания оптимальных условий водно-воздушного, теплового и питательного режимов для роста и развития растений.
Кроме того, важнейшей особенностью этих показателей плодородия, за исключением гранулометрического и минералогического составов, является их динамичность в течение вегетационного периода, что затрудняет их своевременное воспроизводство.
Органическое вещество почвы образуется из отмерших остатков растений, микроорганизмов, почвенных животных и продуктов жизнедеятельности. Первичное органическое вещество, поступившее в почву, подвергается сложным превращениям, включающим процессы разложения, вторичного синтеза в форме микробной плазмы и гумификации. Сочетание названных процессов приводит к образованию сложной смеси органических веществ: 1) малоразложившихся растительных и животных остатков с сохранившейся первоначальной структурой; 2) промежуточных продуктов разложения (например, протеиды, аминокислоты, поли — и монофенолы, моносахариды и др.); 3) гумусовых веществ, образовавшихся путем микробного синтеза или остаточного происхождения; 4) растворимых органических соединений, которые минерализуются до простых минеральных соединений (Н2О, СО2, NО3 и др.) или участвуют в синтезе гумусовых веществ.
Различные группы органических соединений взаимодействуют с минеральной частью почвы и закрепляются в ней. Органическое вещество – единственный источник энергии для развития почвы, формирования ее плодородия. Основным источником первичного органического вещества, поступающего в почву под естественной растительностью, служат остатки растений.
Агрономическое значение растительных остатков в интенсивном земледелии особенно велико. Во-первых, они ежегодно удобряют почву после уборки урожая, в то время как органические удобрения вносят в почву периодически. Во-вторых, не требуются дополнительные затраты на их внесение. В-третьих, растительные остатки распределяются в почве наиболее равномерно. В них содержатся все макро — и микроэлементы, необходимые растениям.
Растительные остатки разделяют на три группы: пожнивные, листостебельные и корневые. Пожнивные остатки представлены стерней зерновых культур, частями стеблей, листьев и всех других надземных частей растений, которые остаются в поле после уборки урожая. Листостебельные части растений включают корневища, столоны картофеля, корневые шейки клевера, люцерны и других трав, остатки клубней, корнеплодов, луковиц. Корневые остатки растений представлены корнями выращиваемой культуры, сохранившимся к моменту уборки живыми, а также отмершими.
По количеству органического вещества, оставляемого после уборки, основные полевые культуры можно разделить на три группы.
Первую группу составляют многолетние бобовые и мятликовые травы, оставляющие в почве наибольшее количество органического вещества. Более благоприятное действие бобовых многолетних трав на плодородие почвы и урожай последующих культур объясняется их способностью фиксировать атмосферный азот воздуха и накапливать больше корневых и пожнивных остатков.
Вторую группу составляют однолетние зерновые и зерновые бобовые культуры сплошного посева. Они оставляют в почве значительно меньше органического вещества, чем многолетние травы, а зерновые бобовые в меньшей степени фиксируют азот воздуха. Однако однолетние культуры по этому показателю сильно различаются. Такие растения, как райграс и его смеси с однолетними бобовыми культурами, по количеству оставляемых в почве растительных остатков мало уступают многолетним травам и значительно превосходят другие однолетние культуры. Озимые культуры оставляют в почве больше органического вещества, чем яровые зерновые и зерновые бобовые. После уборки однолетних зерновых и зерновых бобовых культур в почве остается 1,5-3,0 т/га органического вещества.
В третью группу входят пропашные культуры, которые оставляют в почве после уборки наименьшее количество органического вещества.
В почве при выращивании растений одновременно происходят два противоположных процесса: синтез и разрушение. Интенсивность обоих процессов, их соотношение определяют конечный результат. Если содержание органического вещества увеличивается, то культура обладает свойством улучшать плодородие, и наоборот. На процессы накопления и разрушения органического вещества влияют технологические приемы возделывания растений.
Наряду с количеством растительных остатков важное значение имеют их химический состав и скорость разложения в почве. Так, растительные остатки многолетних трав содержат больше элементов питания, чем другие культуры.
Химический состав корней многолетних трав с возрастом изменяется. Чем старше растения, тем меньше в их корнях содержится азота и зольных элементов.
Растительные остатки однолетних культур (кроме бобовых) беднее питательными элементами по сравнению с многолетними травами. Растительные остатки зерновых культур содержат меньше питательных веществ, чем растительные остатки бобовых.
Корни и пожнивные остатки растений после отмирания под действием микроорганизмов и почвенной фауны разлагаются. Микрофлора использует органический материал в качестве пищи и энергии. На ход и темпы разложения влияют внешние условия среды (влажность, температура, рН почвы, содержание в ней кислорода и питательных веществ) и химический состав растительных остатков.
Превращение первичного органического вещества в почве происходит в несколько этапов.
На первом этапе происходит химическое взаимодействие между отдельными химическими веществами отмершего растения. Например, ароматические соединения клеточных оболочек могут вступать в химические реакции с белками растительных клеток. Этот процесс можно ускорить с помощью биологических и минеральных катализаторов.
На втором этапе происходит механическое перемешивание почвенной фауной растительных остатков с почвой. Возможно, на этом этапе осуществляется и определенная биохимическая подготовка первичного органического вещества к микробному разложению при прохождении растительной массы через желудочно-кишечный тракт почвенных животных.
На третьем этапе превращения свежего органического вещества в почве происходит минерализация его с помощью микроорганизмов. В первую очередь минерализуются водорастворимые органические соединения, а также крахмал, пектин и белковые вещества. Значительно медленнее минерализуется целлюлоза, при разложении которой освобождается лигнин – соединение, весьма устойчивое к микробиологическому расщеплению.
Основную часть органического вещества почвы (85-90%) составляют специфические гумусовые вещества. Это более или менее темноокрашенные азотосодержащие высокомолекулярные соединения кислой природы. Они представлены гумусовыми кислотами (гуминовые и фульвокислоты), прогуминовыми веществами – типа «молодых» гуминоподобных продуктов и гуминами. Прогуминовые вещества сходны с промежуточными продуктами распада органических остатков. Разделяющая их граница условна и расплывчата.
Гуминовые кислоты (ГК) – фракция темноокрашенных, азотосодержащих, высокомолекулярных соединений. Гуминовые кислоты содержат 46-62% углерода, 32-38 – кислорода, 3-5 – водорода, 3-6% азота.
Кроме этих четырех элементов ГК содержат серу (от десятых долей процента до 1,0-1,2%), фосфор (сотые и десятые доли процента) и катионы различных металлов.
Фульвокислоты (ФК) – высокомолекулярные азотосодержащие органические кислоты. В состав ФК входят: углерод 36-40%, кислород 45-50%, водород 3-5, азот 3-4,5%. От ГК они отличаются пониженным содержанием углерода и повышенным – кислорода. В состав ФК, как и в состав ГК, входят сера, фосфор и различные металлы.
Гумины – наиболее инертная часть гумусовых веществ, не извлекаемая из почвы растворами кислот, щелочей или органическими растворителями.
Один из важнейших показателей гумусового состояния пахотного слоя почвы – запас гумуса.
Запас гумуса в пахотном 0-20-сантиметровом слое почвы оценивается, по и , следующими показателями: очень низкий – менее 50 т/га, низк5ий – 50-100, средний — 100-150, высокий – 150-200, очень высокий – более 200т/га.
В современном земледелии баланс органического вещества часто остается отрицательным. Основными причинами потерь гумуса пахотными почвами являются:
несбалансированность структуры посевных площадей по массе растительных остатков, поступающих в почву;
усиление минерализации органического вещества в результате интенсивной обработки и повышения степени аэрации почв;
разложение и биодеградация гумуса под влиянием физиологически кислых удобрений;
усиление минерализации в результате осушительной и оросительной мелиораций;
Обязательным условием обеспечения стабильного земледелия является воспроизводство органического вещества. Оно означает одновременно воспроизводство большей части биологических, агрофизических и агрохимических факторов плодородия.
Важнейшим фактором воспроизводства органического вещества в пахотных почвах являются полевые культуры. Их роль определяется биологическими особенностями и технологией возделывания. Если в естественных ценозах вся растительная масса поступает в почву, аккумулируя в верхнем слое углерод, азот и зольные элементы, то в агроценозах с поля отчуждается большая часть накопленной массы растений и баланс названных элементов в почве не может не быть бездифицитным.
В корневых остатках зерновых культур значительно больше азота и фосфора, в стерне – калия. Корневая масса по содержанию азота и углерода биологически более ценна, чем стеблевые остатки, отличающиеся широким отношением С: N.
Органические удобрения, прежде всего навоз, позволяют в значительной мере перевести минеральные удобрения в органически связанную форму. растительные остатки сельскохозяйственных культур в современном земледелии превышают в балансе органического вещества почвы количество вносимого навоза примерно в 2 раза. Однако резервы увеличения доли растительных остатков в балансе гумуса почти исчерпаны, тогда как резервы увеличения органических удобрений меняются.
Механическая обработка почвы – один из наиболее существенных факторов, обусловливающих разложение органического вещества почвы. Разрыхление почвы способствует активизации почвенной микрофлоры и разложению органического вещества с образованием доступных форм азота и последующим вымыванием в условиях промывного режима почвы или восстановлением до свободного азота. Наиболее заметное снижение содержания органического вещества происходит при распашке целинных почв в первые годы. При уменьшении интенсивности обработки почвы (снижение глубины обработки, сокращение количества технологических приемов) темпы разложения органического вещества замедляются.
Источник