Агрономические свойства почвы.

На почву, как и на любую сущность, можно взглянуть с разных точек зрения. Человека, чаще всего, почва интересует как среда для выращивания пищи.

Совокупность свойств, которые интересны с точки зрения возделывания сельскохозяйственных культур, и называются Агрономическими.

К агрономическим могут быть отнесены такие свойства: общие физические, водные, воздушные, тепловые, агрохимические и некоторые другие свойства.

Общие физические свойства почвы.

К общим физическим свойствам почвы относят: плотность твёрдой фазы, объемную массу и пористость (скважность, порозность).

Плотность твердой фазы — это масса 1 см3 твердой фазы почвы или отношение массы твердой фазы почвы к массе равного объема воды при 4°С. Плотность твердой фазы минеральных почв в среднем составляет 2,50—2,65 г/см3, а торфяников не превышает 1,4—1,8 г/см3.

Объемная масса (плотность сложения),— это масса 1 см3 почвы, взятой без нарушения ее природного состояния и вы-сушенной при 105°С (абсолютно сухой). Объемная масса пахотного горизонта колеблется от 0,9 до 1,6 г/см3. У торфяно-болотных почв объемная масса может быть от 0,2 до 0,5 г/см3.

Пористостью (скважностью, или порозностью) называют объем всех пор почвы, выраженный в процентах ее общего объема. Если принять объем пахотного горизонта минеральных почв за 100%, то 40—50% этого объема составляет твердая фаза почвы, а 50—60% приходится на скважины. Этот объем называется общей пористостью. Оптимальная величина объемной массы суглинистых и глинистых почв для сельскохозяйственных культур составляет 1,0—1,3 г/см3, а общей пористости — 50—60%.

Водные свойства почв.

Водными свойствами почвы называют такие, которые определяют поведение почвенной влаги.

Водоудерживающая способность почв количественно может характеризоваться величинами гигроскопической влажности и полевой влагоемкости.

Гигроскопическая влажность — это количество парообразной воды, которое может поглощать (сорбировать) сухая почва вследствие притяжения поверхностью почвенных частиц. Наибольшее количество воды почва поглощает из воздуха, насыщенного водяными парами до относительной влажности около 100%. Эта величина называется максимальной гигроскопичностью.

Растениям гигроскопическая влага недоступна.

Устойчивое увядание растений начинается при содержании влаги в почве, в 1,3—1,5 раза большем, чем величина максимальной гигроскопичности. На глинистых почвах завядание растений начинается при 15—22% влажности, на песчаных — только при 1— 3%. на торфяных почвах растения могут завядать при 50% влажности.

Полевая влагоемкость — количество воды, удерживаемое почвой в течение длительного времени. Влажность песчаных почв при полевой влагоемкости составляет 4—10%, супесчаных— 10—20%, легко- и среднесуглинистых — 20—30%, тяжелосуглинистых и глинистых — 30—40%.

Величина полевой влагоемкости—важный агрономический показатель. Зная влажность почвы в процентах полевой влагоемкости, судят об обеспеченности растений водой, а в поливном земледелии устанавливают время полива.

Оптимальная влажность почвы в процентах полевой влагоемкости составляет для полевых, плодовых и ягодных культур 70—30%, для овощных 75—90%.

В агрономическом отношении важны и другие водные свойства почв: водопроницаемость и водоподъемная способность.

Совокупность процессов поступления влаги в почву, ее передвижения и расхода называют водным режимом почвы.

В зоне таежных лесов влага атмосферных осадков промачивает почву до грунтовых вод, потери влаги на испарение невелики. Такой водный режим называют промывной водный режим.

В степных районах страны сквозного промачивания почв не происходит. За летний период здесь испаряется почти вся поступившая влага. Данный водный режим называют непромывной водный режим.

При неглубоком залегании грунтовых вод (5—7 м) и небольшом количестве осадков в некоторых районах страны происходит капиллярный подток влаги к зоне испарения. Воды больше испаряется, чем поступает с осадками. Это выпотной водный режим.

Водный режим, складывающийся при искусственном орошении, носит название ирригационный водный режим.

Воздушные свойства почв.

Быстрое восстановление концентрации кислорода в почвенном воздухе, который необходим для дыхания корней растений, деятельность многих микроорганизмов и реакции окисления происходят только в том случае, если почва обладает хорошими воздушными свойствами — воздухоемкостыо и воздухопроницаемостью.

Воздухоемкость — объем занятых воздухом пор при влажности почвы, сответствующей полевой влагоемкости.

Воздухопроницаемость — свойство почвы пропускать через себя воздух.

Благоприятными воздушными свойствами обладают структурные почвы нормального увлажнения. На бесструктурных почвах, особенно при возникновении почвенной корки, нормальный газообмен нарушается.

Тепловые свойства почв.

От тепловых свойств почвы, т. е. способности ее прогреваться и сохранять тепло, зависят многие процессы, происходящие в ней. Поэтому тепловые свойства почвы учитывают при сельскохозяйственном использовании земли.

Основной показатель, характеризующий тепловой режим почвы,— ее температура. На температуру почвы влияет не только количество солнечной энергии, но и цвет, влажность, механический состав и рыхлость почвы, наличие растительности на ней, рельеф.

Весной тяжелые глинистые почвы прогреваются медленнее, чем легкие песчаные и супесчаные. Поэтому первые называют холодными, вторые — теплыми.

Осенью легкие почвы охлаждаются быстрее, чем тяжелые глинистые. Торфяно-болотные почвы по сравнению с другими прогреваются хуже днем и сильнее охлаждаются ночью. На них чаще бывают ночные заморозки. Рыхлые, сухие, богатые органическим веществом почвы прогреваются медленнее чем плотные, влажные и бедные гумусом.

Поглотительная способность почвы.

Важным свойством почвы является ее поглотительная способность.

Поглотительной способностью называют способность почвы удерживать и поглощать из почвенного раствора различные вещества.

Минеральные соединения распадаются — в почвенном растворе на катионы и анионы, соответственно положительно и отрицательно заряженные ионы. Ионы минеральных соединений, используемые корнями растений, неодинаково поглощаются почвой.

Одни из них хорошо поглощаются почвой, становясь труднодоступными для растений, другие не поглощаются и легко доступны для растений.

Поэтому обеспеченность растений почвенными питательными веществами зависит не только от типа почвы, водно-воздушного и теплового режима, но и от поглотительной способности почвы.

Запасов питательных веществ даже в самой бедной почве достаточно для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур в течение более 100 лет.

Однако, основная часть питательных веществ находится в форме соединений, трудно доступных для растений.

В связи с этим об обеспеченности растений питательными веществами судят по содержанию легкодоступных форм данных веществ в почве. Учитывая, что зеленые растения поглощают из почвы в составе простых солей в наибольшем количестве азот, фосфор и калий, в практике определяют содержание в почве нитратных форм азота (N03), подвижных форм фосфора (Р2О5) и обменного калия (К2О).

Кислотность почвы

Немалое влияние на доступность питательных веществ оказывает реакция почвенного раствора. Обозначают реакцию символом рН.

Величина рН представляет собой отрицательный логарифм концентрации ионов водорода в почвенном растворе. рН 7 — о щелочной реакции почвенного раствора.

Реакция почвенных растворов различных почв колеблется от 3 до 11. Повышенные кислотность и щелочность угнетают большинство культурных растений.

Из учебного пособия «Основы сельскохозяйственных знаний» под редакцией Е. В. Колесникова.

Источник

Агрономическая характеристика почв

Агрономическая характеристика почв, оценка основных свойств почв с точки зрения их пригодности для возделывания сельскохозяйственных культур.
Для определения агрономической характеристики почв выделяются устойчивые и регулируемые показатели. К устойчивым показателям относятся морфологические характеристики почв; минералогический, гранулометрический и химический состав. Морфологическая характеристика заключается в определении внешних признаков почвы: строения профиля (чередование горизонтов и их мощность), цвета, сложения, плотности, скважности (пористости), структуры, влажности, гранулометрического состава, наличия включений и новообразований, распределения корней. Такая характеристика почв позволяет в полевых условиях судить о их пригодности под виноград. Непригодны для посадки винограда маломощные почвы ( 30%), солонцеватые, солончаковатые и оглееные в своем профиле. Минералогический состав характеризуется наличием первичных (кварц, полевые шпаты, пироксены и слюды) и вторичных (простые соли, гидроокиси, окиси и глины) минералов. Глинистые минералы участвуют в поглощении фосфора. Минералогический состав обусловливает химический и гранулометрический состав почвы. Влияет на химическими состав виноградных растений и на характер биологич. круговорота элементов.
По данным, полученным в Молдавии, интенсивность биологического круговорота в системе почва — виноградное растение, определяемая количеством химических элементов, которые содержатся в годичном приросте фитоценоза, уменьшается от черноземов выщелоченных и карбонатных (50—70 ц/га в год) к серым лесным почвам (35 ц/га в год). Чем больше запасы химическими элементов в почве, тем выше их поглощение насаждениями. Исключение наблюдается для некоторых микроэлементов (бор, марганец, цинк) в условиях размещения виноградников на супесчаных и песчаных почвах. Важное место в плодородии занимает органическое вещество почвы (гумус). Мощность гумусовых горизонтов и запасы гумуса особенно влияют на продуктивность винограда при смытости почв лесостепи и сухой степи. На слабосмытых черноземах и серых лесных почвах урожайность винограда такая же, как на несмытых почвах. На среднесмытых черноземах снижение уровня винограда происходит (в зависимости от сорта) на 10—20%, а на сильносмытых — на 20—30%. При оценке почв с точки зрения их использования под виноградники и химического состава следует обратить внимание на карбонатность почв.
К регулируемым показателям свойств почвы относятся: агрофизические, агрохимические и биологические. Агрофизические свойства характеризуют в совокупности физическое состояние почв и представлены гранулометрическим и агрегатным составом, структурным состоянием, удельным весом, объемной массой, порозностью, воздушными, водными, тепловыми, электрическими и радиоактивными свойствами, а также физико-механическими свойствами, определяющими отношение почвы к внешним и внутренним механич. воздействиям — твердость, пластичность, вязкость, липкость, текучесть, усадка, сопротивление разрыву, сжатию, кручению, трение почвы о почву, трение почвы о металл и др. материалы, удельное сопротивление почвы к движению машин и орудий. К лимитирующим рост кустов и урожайность винограда физическим показателям почв относят плотность сложения в корнеобитаемом слое выше 1400 кг/м 3 , твердость больше 20 кг/см 2 , порозность аэрации при наименьшей влагоемкости ниже 15%, влажность завядания, равную 1,2 максимальной гигроскопичности. Агрохимические свойства почвы определяют режим питательных веществ, превращение внесенных удобрений и условия питания растений и в совокупности составляют агрохимическую характеристику почв. Обеспеченность почв виноградников подвижными элементами питания сильно варьирует. Биологические свойства почвы связаны с деятельностью организмов (главным образом микроорганизмов), обитающих в почве. Почвенные бактерии и грибы продуцируют в конечном счете гумусовые вещества, специфич. ферменты, антибиотики, иногда — токсины. Биологическая активность почв определяется обычно по интенсивности выделения СO2 и считается низкой, когда меньше 5 кг/га в 1 ч. В каждом регионе виноградарства экспериментальным путем устанавливается оптимальное сочетание почвенных факторов в формировании урожая и качества ягод винограда.

Источник

Глава 4. Показатели агрономической характеристики почв Пояснения к главе:

Агрономическая характеристика почвы– это оценка ее состава и свойств с точки зрения развития основного качества почвы – плодородия.

На первом этапесоставления агрономической характеристики почвы необходимо оценить ее главные особенности какгенетического типа или подтипа. Понятие о генетическом типе или подтипе дает представление:

1) об общих свойствах самой почвы;

2) характеризует экологическую обстановку (условия климата, рельефа) территории, где расположена данная почва.

Тип и подтип почвы определяют зональные особенности земледелия, направление основных забот агронома по повышению плодородия почв. Работая в той или иной зоне, агроном всегда должен иметь в виду общие особенности данного типа почв и особенности земледелия в этой зоне. Однако для агрономической оценки почв территории хозяйства недостаточно ограничиться общим представлением о свойствах данных почв как почвенного типа.

Для более детальной агрономической оценки почвтой или иной территории необходимо учитывать ряд свойств и особенностей их генезиса, которыеопределяют степень выраженности плодородия почв, т.е. условия ихводно-воздушного, теплового, пищевого и других режимов.

Основными показателями почв, на учете и оценке которых строится их агрономическая характеристика, являются следующие:

1. Гранулометрический (механический) состав почвы;

2. Содержание и запасы гумуса;

3. Физико-химические свойства (поглотительная способность);

4. Физические и водные свойства;

5 * . Степень эродированности, заболоченности * (если наблюдаются).

Итак, приступаем к оценке показателей агрономических свойств почв:

4.1. Гранулометрический состав почв

В разделе необходимо представить данные по гранулометрическому составу сравниваемых почв.

В первую очередь, 1) следует представить таблицы по содержанию фракций механических элементов. Причем в задании вам будут выданы данные без указания группы физической глины.

2) Процентное содержание физической глины необходимо рассчитать.

Таблица… Гранулометрический состав [вставьте название вашей почвы]

Источник

Агрономическая оценка почвы

Почвы хозяйства и факторы почвообразования. Оптимизация основных показателей плодородия почвы: мощности пахотного слоя и плотности сложения, водных свойств и кислотности земель. Балансовые расчеты гумусового состояния почвы. Общая модель плодородия.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Глава 1. Факторы почвообразования

Глава 2. Почвы хозяйства

Глава 3. Оптимизация основных показателей плодородия почвы

3.1 Оптимизация мощности пахотного слоя и плотности сложения почвы

3.2 Оптимизация плотности твердой фазы почвы

3.3 Оптимизация структурного состояния почвы

3.4 Оптимизация воздушных свойств почвы

3.5 Оптимизация водных свойств и расчеты водного баланса почвы

3.6 Оптимизация и балансовые расчеты питательных

элементов почвы

3.7 Балансовые расчеты гумусового состояния почвы

3.8 Оптимизация кислотности почвы и балансовые расчеты содержания кальция в почве

Глава 4. Общая модель плодородия почвы

1.Хозяйство ОООМТК «Ермолово» район Сухинический

2.Номер почвенного разреза, индекс почвы №5 П1 д л-П

3.Культура картофель удобрение; т/га — 35т/га навоз

4.Планируемая урожайность культуры, ц/га 330

5.Предшественник озимая рожь

6.Удобрение предшественника минеральное N70 P70 K70

7.Урожайность предшественника 33 ц/га

8.Коэффициент структурности / факт./ 0,7

9.Мощность пахотного горизонта/ факт/, см 20

10.Плотность сложения почвы / факт/, г/см 3 1,38

11.Плотность сложения почвы / опт/, г/см 3 1,26

12.Плотность твердой фазы почвы /факт/, г/см 3 2,68

13.Содержание гумуса в почве/ факт/,% 0,5

14.НВ / факт/, вес. 24,3

15.МГ / факт/, вес. 2,1

16.Уровень грунтовых вод /УГВ/, м 2,2

17.Содержание легкогидролизуемого азота / факт/, мг/кг почвы 3,5

18.Содержание подвижного фосфора / факт/, мг/кг почвы 3,7

19.Содержание обменного калия / факт/, мг/кг почвы 5,3

21.Степень насыщенности почвы основаниями, % 65,3

22.Гидролитическая кислотность, мг-экв/100г почвы 3,3

почва земля плодородие кислотность

Каждый агроном должен знать почву, чтобы управлять ее плодородием, биологическими, физико-химическими, физическими и химическими свойствами. Под плодородием принято понимать способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством кислорода и благоприятной физико-химической средой для их нормального роста и развития /И.С. Кауричев,1989, В.И.Кирюшин, 2008/. . Почва, обладая плодородием, является основным средством сельскохозяйственного производства. Поэтому каждый агроном должен уметь правильно оценить производительную способность почвы и уметь давать ей характеристику. Почва может быть охарактеризована и как плодородное образование, и как объект использования в различных направлениях. Существуют понятия: генетическая, агрономическая, лесорастительная и другие характеристики почвы.

Генетическая оценка предусматривает характеристику признаков, состава, свойств и режимов почвы, обусловленных её генезисом, т.е. развитием почвообразовательного процесса в конкретных условиях без учета возможного практического ее использования.

Агрономическая оценка почвы — это характеристика её состава и свойств с точки зрения плодородия, т.е. способности почвы удовлетворять основные потребности сельскохозяйственных растений.

После проведения генетической и агрономической характеристик почвы агроном должен уметь разрабатывать модели плодородия почвы с целью получения конкретного уровня продуктивности растений. Под моделью плодородия почвы понимается, оптимизация агрофизических, агрохимических и биологических свойств почвы для получения запланированных уровней урожайности сельскохозяйственных культур.

Целью курсовой работы является расширение, углубление и систематизация теоретических знаний по курсу «Почвоведение с основами геологии. Составление модели плодородия почв и расчет основных параметров почвенного плодородия, таких как: плотности твердой фазы почвы, оптимизация мощности пахотного слоя и плотности сложения почвы, водных свойств, воздушных свойств, оптимизация и балансовые расчеты питательных элементов, гумусового состояния почвы, содержания микроэлементов, кислотности почвы и других важных параметров.

Район местонахождения колхоза характеризуется тёплым летом, умеренно — холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами. На территории района злаковые травы зацветают 13-15 июня, на этот период приходится начало сенокошения злаковых, а бобовых на 17-19 июня. К этому времени погодные условия складываются наиболее благоприятно для сеноуборки. Запасы продуктивной влаги в почве в начале вегетации 220-240 мм, которая в течении лета убывает, достигая минимума в конце июля (160мм). Осенью запасы влаги увеличиваются до 160-200 мм. Ветровой режим характеризуется преобладанием северо-западных и западных ветров в теплый период и юго-западных в холодный период года. Скорость ветра в холодный период года -3,5-5,0 м/сек; в теплый период -2,5-3,0 м/сек. Агроклиматические условия в целом благоприятны для сельскохозяйственных культур, возделываемых в колхозе, однако не так уж редко ощущается недостаток осадков в критические периоды их роста. (Приложение 1)

По природно-географическому районированию области территория хозяйства относится к Брынско-Серенскому району Среднерусской провинции и по рельефу представляет средне, местами сильно расчлененную равнину с серыми лесными, переходными и дерново-подзолистыми почвами на покровных суглинках. Густая сеть балочных долин разделяет территорию на три крупных водораздела: муждуречье Казенка — Коша, Казенка — Селезневка, Селезневка-Устик, которые в свою очередь делятся мелкими балками и отвершками их на ряд мелких местных водоразделов.

Водоразделы плоские, выравненные, иногда с ясновыраженными блюдцеобразными западинами.

Среди склонов по форме преобладают выпуклые и прямые. На водоразделах сформировались серы и светло-серые, а также дерново-слабоподзолистые почвы. По блюдцеобразным впадинам, в условиях постоянного или временного избыточного переувлажнения поточными водами формируются глееватые почвы.

Длинные пологие и слабопологие склоны служат основным элементом рельефа для формирования слабосмытых почв. На коротких покатых склонах- среднесмытые почвы.

Скорость таяния снега и количество талых вод неодинаковы на склонах с различной экспозицией. Поэтому интенсивность зрозионных процессов наряду с другими природными факторами определяется и экспозиция склонов. Гидрографическая сеть на территории колхоза представлена реками: Коша, Селезневка, Казенка, Устик, а также их притоками(ручьями) и искусственными водоемами (прудами).

По геоботаническому районированию области территория колхоза входит в распаханный, на месте широколиственного, округ подзоны широколиственных лесов.

Леса и кустарники занимают в хозяйстве 2862 га, что составляет 42,7 % от общей площади землепользования. Широко распространённые в сохранившихся лесах дубы свидетельствуют, что коренными лесами здесь являлись широколиственные. В настоящее время в результате неоднократных вырубок и пожаров, на месте коренных лесов сформировались мелколиственные леса осиновые и березовые, которые называют вторичным. В составе древесного яруса здесь постоянно в качестве примеси встречаются широколиственные породы- дуб, лица, клен и т.д. Хорошо развитый подлесок образован лещиной с примесью крушины, бересклета, жимолости, рябины и т.д. В травяном покрове леса господствует виды, которые обладают широкими листьями, к их числу относятся сныть лесная, зеленчук, пролесник, копытень европейский, осока волосистая. Ранней весной травяной покров этих лесов широко представлен ветреницей лютичной, гусиным луком, хохлатками, чистяком, ветренице дубравной.

В результате отсутствия ухода и организованной пастьбы многие участки кормовых угодий покрыты кочками, поросли кустарником и лесом.

По днищам лощин, западинами, в долинах рек отмечены ивовые кустарники, которые занимаю незначительную площадь.

На полях хозяйства отмечена большая засоренность посевов- васильком синим, вьюнком полевым, лебедой, пикульником, яруткой полевой, ромашкой непахучей, льнянкой обыкновенной и другими сорными травами.

Основными почвообразующими породами на территории хозяйства являются покровные лессовидные, покровные, морены и аллювиальные отложения. Покровные лессовидные отложения — характеризуются палевой и желтовото-палевой окраской, тонкостью и сортированностью материала. По механическому составу они легко и среднесуглинистые, характерным для них является преобладание пылеватых фракций (0,05-0,01 мм). Содержание илистой фракции(частицы размером менее 0,001 мм.) колеблется от 16 до 18%. Иловатая фракция состоит из минеральных продуктов выветривания. Она практически водонепроницаемая, но очень влагоемка, обладает высокой связностью, а отсюда способностью к агрегатированию. Следовательно, иловатая фракция является непосредственным условием создания почвенной структуры. С ней связан основной запас минеральной пищи растений, чем больше содержание ила, тем выше емкость поглощения, а следовательно и насыщенность поглощенными основаниями.

Илистая фракция обладает наибольшей способностью поглощения фосфорной кислоты и закреплению почвой гумусовых веществ.

В химическом отношении отложения отличаются более высокой гидролитической кислотностью (2,0 — 3,9 мг-экв.) степень насыщенности основаниями ниже (70,1 — 84,8%) Реакция почвенной среды среднекислая

Глава 2. Почвы хозяйства

Территория хозяйства относится к бореальному(умеренно холодному) поясу. Подзона дерново-подзолистых почв южной тайги, Средне-Русская провинция. Почвы хозяйства, представленные в «Почвенном очерке хозяйства» представлены в приложении 2.

Почва может быть охарактеризована и как природное образование и как объект использования в различных направлениях. В соответствии с этим существует понятие — генетическая и агрономическая характеристика почвы.

Генетическая оценка предусматривает характеристику морфологии, состава, свойств и режимов почвы, обусловленных ее генезисом, т.е. развитием почвообразовательного процесса в конкретных природных условиях без учета возможного практического ее использования.

Агрономическая оценка почвы — это характеристика ее состава и свойств с точки зрения развития основного качества почвы — плодородия, т.е. способности почвы удовлетворять потребности сельскохозяйственных растений.

Дерново-подзолистые почвы образуются под травянистыми или мохово- травянистыми лесами. Развивающаяся под их пологом травянистая растительность приводит к формированию в профиле подзолистой почвы дернового горизонта. В результате совместного проявления подзолистого и дернового процессов и формируются дерново-подзолистые почвы.

Почвы: Дерново-слабоподзолистые легкосуглинистые на покровном суглинке. Механический состав данных почв определяется по содержанию физической глины — (частицы размером мельче 0,01мм) в верхнем горизонте.

В механическом составе легкосуглинистых почв преобладает фракция крупной пыли (размер частиц от 0,05 до 0,01) , содержание от 54,6 до 58,3.

Содержание гумуса у дерново-слабоподзолистых легкосуглинистых почв от 1 до 2,8% с глубиной его содержание резко падает (0,3 — 0,9%), гидролитическая кислотность довольно высокая (1,2 — 4,7 мг-экв. на 100г. почвы), сумма поглощенных оснований невысокая (5,6-8,3 мг-экв. на 100г. почвы) с глубиной она увеличивается. Степень насыщенности основаниями от 54,4 до 87,4%. Реакция почвенной среды от среднекислой до близкой к нейтральной (велечина рН 4,6 — 6,2). Содержание калия в большинстве случаев повышенное, фосфора — низкое, в отдельных случаях обнаружены лишь его следы.

Данные почвы обладают удовлетворительными агрохимическими и агрофизическими свойствами для получения высоких урожаев, требуют постоянного внесения органических и минеральных удобрений, известкования участков с кислой реакцией почвенной среды.

Глава 3. Оптимизация основных показателей плодородия почвы

3.1 Оптимизация мощности пахотного слоя и плотности сложения почвы

Плотность сложения почвы — масса сухого вещества почвы в единице ее объема, ненарушенного естественного сложения(объема почвы включает поры). Плотность почвы зависит от минералогического и механического состава, структуры почвы и содержания органического вещества.

Большое влияние имеет обработка почвы и воздействие движущейся по поверхности почвы техники.

Наиболее рыхлой почва бывает сразу после обработки, затем он постепенно уплотняется и через некоторое время ее плотность приходит в состояние равновесной, то есть мало изменяющейся. Плотность почвы сильно влияет на поглощение влаги, газообмен в почве, развитие корневой систем растений, интенсивность микробиологических процессов. Оптимальная плотность пахотного горизонта для большинства культурных растений — 1,0 — 1,2 г/см3.

Чрезмерно рыхлое состояние почвы также неблагоприятно, так как почва при этом быстро иссушается, нарушается контакт семян, корней растений с почвой. Отрицательное влияние повышенной плотности на легких почвах (пески и супеси) сказывается слабее или вовсе не сказывается для ряда культур.

Мощный пахотный слой необходим для ведения устойчивого интенсивного высокопродуктивного растениеводства. Наличие мощного корнеобитаемого слоя, образуемого путем постепенного и интенсивного окультуривания почвы, позволяет получать высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур, более полно использовать ресурсы влаги и питательных веществ почвы, эффективнее использовать высокие дозы удобрений. При небольшом корнеобитаемом слое вносить высокие дозы удобрений малоэффективно, так как часть питательных веществ может оказаться за его пределами и станет недоступной для корней растений. Кроме того, могут происходить большие потери питательных веществ от вымывания.

1) d факт- 1,38 г/см 3

d_v факт- 1,26 г/см 3

Рис.1.Схема строения пахотного слоя Где: h₁ — фактическая мощность пахотного слоя почвы(h пах), см, h₂ — величина припашки, см, h₄ — величина вспушивания, см, h₅ — оптимальная мощность пахотного слоя почвы, см.

2) Мощность пахотного слоя и плотность сложения почвы можно регулировать несколькими способами: а) механической обработкой; б) вспушиванием почвы за счет увеличения в ней содержания органических веществ (прежде всего гумуса) и её оструктуриванием; в) припашкой нижележащего подпахотного горизонта.

3) Так как подпахотный горизонт А2В1, величина припашки h2- 2 см.

4) Величина пахотного слоя вместе с припашкой:

Масса почвенного слоя с припашкой

М_{пах факт}=1,38 x 22 x 100=3036 т/га.

6) Из литературных данных известно, что 1% гумуса снижает плотность сложения почвы на 0,12 г/см 3 .В заданном случае разница по плотности составляет:

Следовательно, чтобы устранить эту разницу по плотности необходимо увеличить содержание гумуса на ? Г в почве. Для расчета составим пропорцию:

1% гумуса — 0,12 г/см 3 .

Х%(? Г) гумуса — 0,12 г/см 3 .

Рассчитываем длительность достижения оптимального показателя исходя из пропорции

отсюда х=1/0,2=5 лет.

Для достижения оптимального уровня плотности почвы d_{v опт} -1,26 г/см 3 необходимо повысить содержание гумуса на 1%. Процесс повышения гумуса в почве носит длительный временной характер, поэтому для повышения содержания гумуса на 1% потребуется 5 лет при условии систематического внесения в почву органических веществ в расчётных нормах.

7) Масса расчётного гумуса в почве, т/га,

Г% — величина расчётного содержания гумуса в почве, в %

М_гумуса=22 x 1,26 x 1 =27,72 т/га.

Масса пахотного слоя после оптимизации гумуса,

8) Мощность пахотного слоя h₅ из соотношения

h₅= 3063,72/(1,26 x 100)=24,32см.

9) Величина вспушивания

При оптимизации плотности почвы произойдёт её снижение до 1,26 г/см 3 , это будет достигнуто за 5 лет , из-за повышения содержания гумуса в почве на 1 %. Вследствие оптимизации пахотный слой в результате припашки 2см и вспушивания 2,3 см увеличится с 22см до 24,32 см.

Плотность твёрдой фазы почвы — отношение массы её твёрдой фазы к массе воды в том же объёме при 4 о С. Измеряется в г/см 3 или т/м 3 .Ее величина определяется соотношением в почве компонентов органических и минеральных частей почвы. Так, чернозём с 10% гумуса имеет плотность твёрдой фазы около 2,4 г/см 3 , а дерново-подзолистая почва с 2,5% гумуса — 2,6 г/см 3 . У торфов плотность твёрдой фазы зависит от степени разложения и зольности торфа и колеблется от 1,4 до 1,7 г/см 3 . Некоторые скелетные почвы имеют плотность твёрдой фазы 3,0 г/см 3 . Для минеральных горизонтов большинства почв плотность твёрдой фазы колеблется от 2,4 до 2,65 г/см 3 , для торфяных горизонтов — от 1,4 до 1,8 г/см 3 . Плотность твёрдой фазы почвы имеет значение в регулировании водного и воздушного режимов почв. Плотность твёрдой фазы довольно стабильный показатель, её трудно регулировать. Основные способы — увеличение содержания гумуса в почве и изменение механического состава почвы (глинование и пескование).

Из литературных данных известно, что повышение содержания гумуса на 1% приводит к снижению плотности твердой фазы почвы (d) на 0,05 г/см 3

Из 3 главы курсовой работы п. 3.1.6. известно, что содержание гумуса повысится на 1%. Следовательно, можно составить такую пропорцию:

1%гумуса — 0,05 г/см 3

?d = (? Г % х 0.05): 1, г/см 3

? d=(1 x 0,05): 1= 0.05 г/см 3 .

Тогда оптимальная плотность твердой фазы почвы (d_опт) составит величину:

При оптимизации плотности твёрдой фазы почвы она снизится на 0,05 г/см 3 с 2,68 г/см 3 до 2,63 г/см 3 вследствие повышения содержания гумуса в почве на 1%.

3.3 Оптимизация структурного состояния почвы

Структурой называют отдельности (агрегаты), на которые способна распадаться почва.

Генетическая структура почвы — её характерный морфологический признак. Она различается по типу составляющих её структурных отдельностей (кубовидная, плитовидная, призмовидная), а также по роду и виду (в зависимости от размера составляющих её структурных отдельностей).

Агрономическое значение структуры заключается в том, что она оказывает положительное влияние на следующие свойства и режимы почв: физические свойства — пористость, плотность сложения: водный, воздушный, тепловой, окислительно-востонавительный, микробиологический и питательный режимы; физико-механические свойства — связность, удельное сопротивление при обработке, коркообразование; противоэрозионную устойчивость почв.

Для оценки структурного состояния почвы используется коэффициент структурности К_стр, под которым понимается отношение количества агрегатов больше 10мм (в %)- глыбистая структура от 0,25 до 10мм (в %)— макроструктура к суммарному содержанию агрегатов меньше 0,25-грубая и тонкая микроструктура. Чем больше величина К_стр, тем лучше структура почвы. В нашем случае проводится оптимизация структуры почвы исходя лишь из одного приема — повышение содержание гумуса в почве.

Из литературных данных известно, что увеличение содержания гумуса на 1% повышает К_стр почвы на 1. По расчётам главы 3.1.6. величина увеличения гумуса Г%=1%, следовательно К_стр увеличится на такую же величину в абсолютных значениях

Вследствие повышения гумусированния почвы на 1% коэффициент структурности достигнет значения 1,7, структурное состояние почвы будет оцениваться как удовлетворительное.

Воздушным режимом почв называют совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, передвижения его в профиле почвы, изменения состава и физического состояния при взаимодействии с твёрдой, жидкой и живой фазами почвы, а также газообмен почвенного воздуха с атмосферным.

К воздушным свойствам почвы относятся воздухопроницаемость и воздухоёмкость.

Пористость (или скважность) почвы — суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Выражают в процентах от общего объема почвы. Она зависит от механического состава, структурности, деятельности почвенной фауны, содержания органического вещества, в пахотных почвах от обработки и приемов окультуривания почвы. Различают общую пористость, капиллярную и некапиллярную.

Для создания устойчивого запаса влаги в почве при одновременном хорошем воздухообмене (аэрации) необходимо, чтобы некапиллярная пористость составляла 55-65% общей пористости. Если она меньше 50%, то это приводит к ухудшению воздухообмена и может вызвать развитие анаэробных процессов в почве. В агрономическом отношении важно, чтобы почвы имели наибольшую капиллярную пористость, заполненную водой и одновременно пористость аэрации не менее 15% объема в минеральных и 30-40% в торфяных почвах.

Н.А. Качинский предложил следующую шкалу для общей пористости пахотного слоя:

более 70 % почва вспушена, избыточно пористая

50 — 60 % почва отличная, культурный пахотный слой

50 -55 % почва удовлетворительная

менее 50 % почва неудовлетворительная

Регулируют воздушный режим с помощью агротехнических и мелиоративных мероприятий. Воздушный режим почв оптимизируется при их окультуривании. Регулирование реакции среды, применение органических и минеральных удобрений, орошение почв, активизируют биологические процессы в почвах, повышают интенсивность дыхания почв при наличии доступной влаги. Создание глубокого пахотного слоя, рыхление подпахотного, регулирование водного режима, ликвидация почвенной корки — важные приёмы регулирования воздушного режима.

1.Рассчет общей пористости фактической (Р_{общ, факт})

2. Пористость аэрации фактическая (Р_{аэр, факт})

НВ _факт — наименьшая влагоёмкость фактическая.

3. Рассчитывается общая пористость и пористость аэрации после оптимизации плотности и плотности твердой фазы почвы:

т.к. увеличение содержания гумуса в почве повышает наименьшую влагоемкость.

Общая пористость после оптимизации плотности сложения и плотности твердой фазы почвы является удовлетворительной, т.к составляет 52%. Пористость аэрации составит 18,3 %. Из этого следует, что необходимо дальнейшее оструктуривание почвы. Повышение органики, создание условий для деятельности почвенной фауны.

1. Расчеты водопотребления заданной сельскохозяйственной культурой. Для получения запланированных уровней урожаев сельскохозяйственных культур требуется определенное количество влаги, называемое суммарным водопотреблением (СВ). Суммарное водопотребление складывается из испарения влаги с поверхности почвы и транспирации почвенной влаги непосредственно самими растениями. Для расчетов (СВ) необходимо знать коэффициент водопотребления (Кв), т.е. количество влаги в м 3 , необходимое для создания 1т продукции. Коэффициент водопотребления для овса составляет 130(в м 3 /т)

где У_п -планируемая урожайность культуры, т/га .

СВ=33 x 130=4290 м 3 /га.

2.Расчёт наименьшей влагоёмкости.

Наибольшее количество воды, которое остаётся в почве после обильного увлажнения и стекания всей гравитационной воды при отсутствии слоистости почвы и подпирающего действия грунтовых вод, называется наименьшей влагоёмкостью.

НВ_опт = 24,3 х 1.1=26,73 % вес

НВ_факт = 1,38 х 20 х 24,3=670,68 м 3 /га

НВ_опт = 1,26 х 24,32 х 26,73=819,09 м 3 /га

3. Расчет влажности завядания (ВЗ).

где МГ — максимальная гигроскопичность.

где 1,1 — повышающий коэффициент за счет увеличения содержания гумуса в почве.

ВЗ_факт = 1.5 х2,1=3,15 %вес

ВЗ_опт = 3,15 х 1.1=3,5 %вес,

ВЗ_факт = 1,38 х 20 х 3,15=86,94 м 3 /га

ВЗ_опт = 1,26 х 24,32 х 3,47=106,33 м 3 /га

4.Расчёт продуктивного запаса влаги.

Продуктивный запас влаги — это суммарное количество продуктивной, или доступной растениям, влаги в толще почвогрунта.

Рассчитываем абсолютные (м 3 /га) значения ПЗВ_факт и ПЗВ_опт.

ПЗВ — продуктивный запас влаги.

ПЗВ _факт =670,68-86,94=583,74 м 3 /га,

ПЗВ _опт =819,09-106.33=712,76м 3 /га.

5. Расчет продуктивных осадков (ПрО).

Из агроклиматического справочника известно, что средняя величина осадков за вегетационный период в Калужской области составляет 320мм, 450мм, 180мм соответственно для нормального, влажного и сухого года. Но необходимо учесть потери на поверхностный сток и инфильтрацию осадков. Для расчета ПрО в нормальный, влажный и сухой годы, необходимо средние величины осадков умножить на поправочный коэффициент 0.7.

ПрО в нормальный год=320×0,7=224 мм

ПрО во влажный год=450×0,7=315 мм

ПрО в сухой год=180×0.7=126 мм

6. Расчет поступления влаги за счет пропитывания из грунтовых вод (ПГВ).

Известно, что корневые системы сельскохозяйственных культур могут проникать на значительную глубину и потреблять влагу из нижележащих горизонтов и материнских пород (грунтов). Принято считать, что если уровень грунтовых вод (УГВ) составляет менее 2,5м, то следует учитывать приходную статью «подпитывание грунтовыми водами». Для этого продуктивный запас влаги в почве (ПЗВ) увеличивается на 20 — 40 % соответственно для УГВ = 2,5 — 0,5м.

7. Расчет суммарных продуктивных запасов влаги (СПЗВ).

Для нормального года:

где К_пгв — поправочный коэффициент на УГВ, значение которого 1,3.

Для влажного года:

Для сухого года:

Для нормального года:

СПЗВ_опт = 712,76 х 1,3+ 2240=3166,6 м 3 /га

Для влажного года:

СПЗВ_опт = 712,76 х 1,3 +3150=4076,6 м 3 /га

Для сухого года:

СПЗВ_опт = 712,76 х 1,3 +1260=2186,6 м 3 /га

8. Расчёт водного баланса почвы (ВБ).

Водный баланс характеризует приход влаги в почву и расход из неё. Это количественное выражение водного режима, то есть совокупности явлений поступления влаги в почву, её передвижения, удержания в почвенных горизонтах и расхода из почвы.

Приходными статьями водного баланса являются:

1. поступление с осадками;

2. поступление из грунтовых вод;

3. конденсация из паров воды;

4. поверхностный приток воды;

5. боковой приток почвенных и грунтовых вод.

Расходными статьями водного баланса являются:

1. физическое испарение;

3. инфильтрация в почвенно- грунтовую толщу;

4. поверхностный сток;

5. внутрипочвенный сток;

Рассчитываем водный баланс по трём годам по соотношению:

ВБ=СПЗВ _опт — СВ, м 3 /га.

Для нормального года:

ВБ=3166,6- 4290= -1123,4м 3 /га

Для влажного года:

ВБ=4076,6- 4290=-213,4 м 3 /га

Для сухого года:

ВБ=2186,6- 4290= -2103,4 м 3 /га

Водный баланс в целом отрицателен, следовательно, недостаток влаги картофель будет испытывать во все года, но во влажный год недостаток влаги будет не столь значителен.

9. Расчет возможного уровня урожайности культуры по водообеспеченности.

Используя значения К_в для данной культуры и СПЗВ_опт, можно рассчитать ожидаемые уровни урожайности сельскохозяйственной культуры (У) по трем годам

В нормальный год:

У = 3166,6: 130=24,3 т/га

У = 4076,6: 130=31,36 т/га

У = 2186,6: 130=16,82 т/га

Из расчётов следует, что во влажный год запланированная урожайность культуры, равная 33 т/га, практически достижима. В сухой год ожидаемая урожайность ниже запланированной на 16,18 т/га, в нормальный год ожидаемая урожайность ниже запланированной на 8, 68т/га, значит, в этом случае необходимо предусмотреть меры по предотвращению недостатка влаги в почве. Например: лесомелиоративные и агротехнические (снегозадержание, глубокое рыхление, щелевание, введение черных паров и так далее) мероприятия.

3.6 Оптимизация и балансовые расчеты питательных элементов почвы

Урожайность сельскохозяйственных культур зависит от уровня плодородия почвы, который определяется, прежде всего, содержанием в ней доступных форм легкогидролизуемого азота(N_лг), подвижного фосфора(P₂O₅) и обменного калия(K₂O).

Для формирования своего урожая сельскохозяйственные культуры используют определенное количество доступных питательных элементов из почвенных запасов, органических и минеральных удобрений, а также из биологически — фиксированного азота бобовых культур.

Доля доступного питательного элемента, использованная растениями из разных источников для создания урожая, называется коэффициентом использования (КИ). Различают следующие коэффициенты использования (КИ):

КИП — коэффициент использования питательных элементов из почвы.

КИМ — коэффициент использования питательных элементов из минеральных удобрений.

КИО — коэффициент использования питательных элементов из органических удобрений.

КИБ — коэффициент использования биологически фиксированного азота.

Фосфорные, калийные, органические удобрения и биологический азот обладает последействием в течение 3-х лет. Поэтому в балансовых расчетах учитывается коэффициенты использования питательных элементов из этих источников в течение этого срока. В таблице 1 представлены значения коэффициентов использования доступных форм питательных элементов из почв, удобрений и биологического азота.

Источник