Защити свою планету!
Меню сайта
Агроэкосистема
Материалы студентам (рефераты, курсовые, дипломные) » Агроэкосистема
30.Экологические основы сохранения и воспроизводства плодородия почв.
Современные почвы характеризуются не только колоссальным антропогенным загрязнением, но и значительным снижением естественных природных механизмов, определяющих устойчивость и продуктивность экосистем, а также чистоту окружающей среды. Среди основных причин, приводящих к нарушению этих процессов, выступают дегумификация почвенного покрова, увеличение кислотности почв, нарушение гидрологического режима, переуплотнение почв и др. ухудшение экологического состояния почвенного покрова создает условия для продуцирования микроорганизмами необычайно токсичных веществ — микотоксинов, что может иметь непредсказуемые экологические последствия. В связи с этим следует поддерживать естественное плодородие почв. Основным направлением в решении этого вопроса является систематическое внесение органических удобрений. Для нечерноземных почв доза их составляет 6-7 т/га. Эффективным является и применение сидератов. Хорошие результаты дают применение соломы, 1 т которой эквивалентна 3,5-4 т навоза. Создание повышенного органического фона будет способствовать активизации биологических процессов в почве, что положительно скажется на обеспеченности растений питательными веществами и биологически активными соединениями, на лучшем фитосанитарном состоянии почв. В свою очередь, повышение этих показателей явится основой для экономии энергетических ресурсов. +вопрос 34.
31.Основные пути поступления биогенных веществ в водоемы.
Источники биогенных веществ:
селитебная зона (коммунально-бытовое хозяйство);
рекляционная зона и др.
32.Современные представления о структуре экологии. Задачи и объекты экологии. Экология – это наука об изучении отношений между организмами и всеми биологическими и функциональными факторами, в совокупности воздействующими на данные организмы и находящиеся под влиянием последних. Экология является теоретической базой охраны природы и изучает различные закономерности и законы при взаимодействии организмов и окружающей среды. Структура экологии:
Аутоэология – изучает экологию особей, то есть взаимодействие организмов с окружающей средой
Демэкология – экология популяций, их взаимоотношение с окружающей средой
Синэкология — экология сообществ, их взаимоотношение с окружающей средой
Экосистемная экология – изучает взаимоотношение сообществ с абиотической внешней средой.
Основные задачи экологии:
Разработка теорий функционирования систем
Оценка воздействия на структурно-функциональную организацию и динамику систем (всех иерархических уровней) внешних факторов, в том числе и антропогенных
Разработка теоретических основ конструирования устойчивых биогеоценозов с использованием моделирования и компьютеров
Разработка системы естественных тестов-индикаторов и критериев к наблюдениям за состоянием ЭС
Управление природными ресурсами
Объектами исследования экологии: являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы) и их динамика во времени и пространстве.
33.Ваше представление о продуцентах, консументах и редуцентах.
Продуценты (автотрофы) – это те же фитоценозы, которые являются автрофными организмами, то есть вырабатывающие органическое вещество в процессе фотосинтеза и питающиеся неорганическими соединениями. Консументы (гетеротрофы) – это все зооценозы, питающиеся органической пищей. Делятся на сапрофиты, питающиеся простыми органическими соединениями, и голозои, питающиеся сложными органическими соединениями. Редуценты – гетеротрофные организмы, получающие энергию либо путем разложения мертвых тканей, либо путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно или извлеченного сапрофитами из растений и других организмов.
34.Пути предотвращения и снижения опасности загрязнения почв токсичными тяжелыми металлами.
Тяжелые металлы занимают особое место среди других токсикантов по масштабам загрязнения и воздействия на биологические объекты. ТМ являются микроэлементами, однако значительные концентрации их в настоящее время в почве делают их токсичными для живых организмов. По степени опасности ТМ делят на три класса:
Источник
Экологические основы сохранения и воспроизводства плодородия почв
Органические удобрения.В качестве органических удобрений могут быть эффективны птичий помет, торф, городской мусор, осадки полей фильтрации (после соответствующей проверки и очистки), сапропели и другие материалы.
Создание повышенного органического фона способствует активизации биологических процессов в почве, что улучшает обеспеченность растений питательными веществами и биологически активными соединениями, а также фитосанитарное состояние почв. В свою очередь, высокий уровень этих показателей является основой экономии энергетических ресурсов.
Химическая мелиорация.Для ликвидации последствий загрязнения почв тяжелыми металлами важное значение имеют предупредительные меры, которые базируются на совершенствовании технологий производства, в том числе агрохимикатов. Хорошо очищенные отходы химической и машиностроительной промышленности после обогащения фосфором (до 100 г/кг отходов) представляют большую ценность для сельского хозяйства.
Для очистки сточных вод, применяемых в качестве удобрений, используют различные вещества: известняк, ионообменные смолы, синтетические сорбенты. Эффективными методами являются обратный осмос, вымораживание, электролиз. Заслуживает внимания способность многих микроорганизмов концентрировать некоторые металлы, что позволяет получать медь, уран и другие металлы микробиологическим путем и тем самым очищать сточные воды от присутствия тяжелых металлов.
Для ликвидации уже существующего загрязнения применяют материалы, связывающие тяжелые металлы в недоступные для растений формы (органические и минеральные удобрения, известь, цеолиты, синтетические смолы и др.). Рекомендуют также возделывать культуры, толерантные к загрязнению или используемые на технические цели.
Для сильно загрязненных территорий практикуют удаление загрязненного слоя с последующим извлечением тяжелых металлов путем перевода их соединений в подвижную форму и дальнейшего вымывания раствором РеС13 в кислой среде. Внесение в почву солей железа способствует улучшению ее физического состояния: происходит агрегирование почв за счет склеивающего эффекта железогуматных комплексов. По завершении очистки проводят комплексное окультуривание почвы: известкование, внесение органических и минеральных почвенной биоты.
Оценка загрязнения почв.
При оценке почв с учетом степени экологического неблагополучия учитывают физическую деградацию, химическое и биологическое загрязнения. При этом состояние территории оценивают согласно классификации степени экологического неблагополучия:
1. относительно удовлетворительное,
4. кризисное (зона чрезвычайной экологической ситуации),
5. катастрофическое (зона экологического бедствия).
Оценку почв можно проводить также с учетом интенсивности и характера загрязнений. В этом случае загрязнение почвы может иметь четыре уровня (категории):
2. умеренно опасное,
3. высоко опасное,
4. чрезвычайно опасное.
В зависимости от категории почв по степени загрязнения предъявляют иск предприятиям, учреждениям, организациям. Размеры ущерба предлагают определять путем использования утвержденных соответствующими постановлениями нормативов стоимости освоения новых земель взамен изымаемых для несельскохозяйственных нужд.
Указанные нормативы стоимости рекомендуют применять в объеме 100 % для IV категории загрязнения почв (чрезвычайно опасное загрязнение, при котором исключается возможность использования почв в сельскохозяйственном производстве). Для III категории загрязнения почв (высоко опасное загрязнение) размеры ущерба рекомендуется определять в объеме около 50 % нормативов стоимости, поскольку содержание токсичных веществ в почвах по большинству показателей превышает ПДК, а следовательно, использование таких почв ограничено (только под технические культуры без получения на них продуктов питания и кормов для животноводства); кроме того, требуется выполнение некоторых других мероприятий, что связано с затратами. Для II категории загрязнения почв (умеренно опасное) размеры ущерба составляют 25 % нормативов стоимости с учетом высокого содержания токсичных веществ в почвах.
Источник
Экологические основы сохранения плодородия почв
«Почва — четвертое царство природы»
Изучая на уроках географии почвы, меня заинтересовал вопрос, как долго, земли обрабатываемые человеком, могут сохранять свои плодородные свойства.
Почва — ценнейшее природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных — кормами, а промышленность сырьем. Она играет большую роль в природе и в жизни общества. Почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95% продовольственных ресурсов для населения планеты, и служит условием дальнейшего развития жизни на Земле. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение, состав и свойства.
В Россошанском районе Воронежской области основным направлением производственной деятельности является сельское хозяйство, а именно выращивание зерновых, зернобобовых культур, подсолнечника и сахарной свеклы. (Приложение 1) Несмотря на рекордные урожаи 2017 года, существует озабоченность в связи с отрицательным влиянием современной сельскохозяйственной деятельности на плодородие почв. Выращивание сельскохозяйственных культур сопровождается выносом элементов питания с урожаем, что является одной из причин потерей плодородных свойств.
Сельскохозяйственное производство неразрывно связано с необходимостью повышения и стабилизации плодородия почв, обеспечивающее выращивание запланированных урожаев и получения высококачественной продукции.
Целью этой работы являлось для меня проведение собственного изучения данного вопроса.
Причины потери плодородия почвы.
Особое свойство почвенного покрова – его плодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы связано с запасом питательных веществ в ней и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Почва обеспечивает потребность растений в водном и азотном питании, являясь важнейшим агентом их фотосинтезирующей деятельности.
Основным органическим веществом, содержащим питательные вещества, является гумус.Подсчитано, что в условиях Центрально-Черноземной зоны каждый гектар пашни ежегодно теряет 0,5-1 тонну гумуса, а это составляет 0,2-0,5% его общего запаса в почве. Почти 120 лет назад основная часть земель Воронежской области содержала 7-10% гумуса, при этом на значительной площади количество его достигало 10-13%. Сейчас земель, содержащих 10-13% гумуса не осталось. Резко уменьшилась площадь почв, содержащих 7-10% гумуса, возросла площадь с содержанием гумуса 4-7% и появились почвы с 2-4% гумуса. Подсчитано, что почти каждый год в Центрально-Черноземной зоне потери питательных веществ, уносимых с полей, в 2 раза превышают количество минеральных удобрений, ежегодно вносимых хозяйствами [Лопырев М.И.,1999. с.3].
Возделывание сельскохозяйственных культур сопровождается выносом элементов питания с урожаем и усилением минерализации гумуса за счет повышения аэрации при интенсивных механических обработках. В результате происходят потери гумуса. Они особенно велики в условиях достаточного увлажнения и прогревания почвы, и меньше в сухой, недостаточно аэрируемой почве. Поэтому проблема бездефицитного и положительного баланса гумуса одна из самых важных.
Состояние почв Россошанского района.
Главным природным богатством Россошанского района являются черноземные почвы глинистого и суглинистого механического состава. Формированию в районе этих почв способствовал относительно сухой континентальный климат, степная растительность, тяжелые по механическому составу почвообразующие породы (лессовидные глины и суглинки). В связи с тем, что территория района изрезана густой овражно-балочной сетью, почва имеет разную степень смытости. Преобладающая мощность гумусовых горизонтов на территории района составляет 40-80 см, содержание гумуса достигает 6-9%, а если механический состав легкий, то 4-5%.
Черноземы Россошанского района широко используются в сельскохозяйственном производстве. По данным отдела программ и развития сельской территории администрации Россошанского муниципального района общая площадь земель района составляет 237,155 га, из них 196 686 га занимают земли сельскохозяйственного назначения. На территории района ведут деятельность 30 сельхозпредприятий и 107 крестьянско-фермерских хозяйств 1 .
В минувшем 2017 году россошанские аграрии проделали очень большую и качественную работу, которая позволила получить высокие результаты в растениеводстве:
— валовой сбор зерновых и зернобобовых культур по всем категориям хозяйств составил в зачётном весе 246,4 тыс. тонн зерна, при средней урожайности 36,1 ц/га.
— второй год подряд свеклосеющие хозяйства района достигают рекордных результатов в валовом производстве этой культуры – в переработку сдано в зачётном весе 256,2 тыс. тонн сахарной свёклы, а средняя урожайность составила 339 ц/га.
— валовой сбор подсолнечника по району в 2017 году достиг в зачётном весе 31,6 тыс. тонн, а средняя урожайность составила 18,0 ц/га. (Приложение2)
Оценка состояния плодородия.
Получение, в последние годы, очень высоких урожаев сельхозкультур, требует постоянной работы по возврату элементов питания в почву, сохранению и восстановлению почвенного плодородия.
С целью оценки состояния и изменения плодородия почв систематически проходит агрохимическое обследование земель сельскохозяйственного назначения. Данные исследования проводятся в лабораторных условиях, с использованием специализированного оборудования. В нашей области этим занимаются ФГБУ Государственный Центр агрохимической службы «Воронежский» и ФГБУ»Станция агрохимической службы «Таловская». Эти организации составляют агрохимические паспорта картограммы и паспортные ведомости полей по каждому отдельно обрабатываемому участку. В них приводятся данные химических анализов по содержанию гумуса, подвижных форм фосфора, обменного калия, суммы обменных оснований, гидролитической кислотности, кислотности почв (рН) и наличие в почве подвижных форм микроэлементов.
Проведение собственных исследований.
Я решил провести собственный агрохимический анализ почвы. В условиях школьной химической лаборатории можно определить кислотность почв, которая является одним из важных условием плодородия и влияет на рост и развитие сельскохозяйственных культур.
Мною были взяты образцы почв с обрабатываемого поля одного из сельхозпредприятий нашего района. (Приложение 3) По результатам проведенного опыта я выяснил, что данные образцы имеют кислотность в пределах рН 5,1-5,5 что является реакцией слабокислой. (Приложение 4)
Как установлено почвоведами, культурные растения не переносят кислой реакции и хорошо растут только на нейтральных и близких к ним по значению реакции среды почвах. Такая почвенная реакция благоприятна для развития полезных почвенных микроорганизмов, обогащающих почву азотом.
Одним из главных признаков плодородия почвы является наличие в ней гумусовых веществ, которые обуславливают чёрную, тёмно-серую и серую окраски. Для определения гумуса в почве разработаны различные методики, но для школьной лаборатории они не приемлемы. Поэтому я делал визуальную оценку образцов почвы по их цвету. Данные образцы имели тёмно-серую окраску, что предположительно соответствует среднегумусной почве с содержанием гумуса 4-7%.
Способы сохранения плодородия почв.
Проведя собственные исследования, и тщательно изучив теоретическую информацию, я представил предложения по сохранению плодородия почв, и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
В настоящее время, одним из основных способов восполнения плодородных свойств почвы является внесение минеральных и органических удобрений. В рамках данной работы я выяснил, что за 2017 год на поля района внесено 8 375,1 тонны действующего вещества минеральных удобрений или 89,5 кг действующего вещества на гектар пашни. Рост внесения минеральных удобрений к 2016 году составил 17,2%. Органических удобрений внесено 523 тыс. тонн, что составляет 4,18 т/га. По данным МКУ «Центр поддержки АПК» это количество вносимых удобрений является хорошим показателем, но не выполняется на 100%.
Чтобы улучшить пищевой режим почв и растений, обеспечить бездефицитный баланс питательных веществ в почве, необходимо применять органические и минеральные удобрения.
Необходимый элемент системы удобрения – составление баланса питательных веществ. Подсчитывают, сколько вынесут планируемые урожаи азота, фосфора, калия, сколько питательных элементов будет восполнено заделкой навоза, сколько азота оставят в почве многолетние и однолетние бобовые, сколько потребуется минеральных удобрений.
Особая роль принадлежит органическим удобрениям — навозу. Подстилочный навоз — самое ценное органическое удобрение. В среднем в тонне навоза содержится 0,5 % азота, 0,25 % фосфора, 0,6 % калия (на 1 тонну навоза при 75 % влажности). Кроме того, навоз содержит значительное количество микроэлементов: бор, марганец, цинк, молибден, кобальт и др. Вносить навоз следует в полу перепревшем состоянии в теплое время года, равномерно разбрасывая по поверхности поля.Доза навоза на паровых полях, по которым будут посеяны озимые 50-55 т/га, при внесении навоза под картофель, овощи или другие пропашные культуры, дозу увеличивают до 80 т/га.
Бесподстилочный жидкий навоз, как и подстилочный, следует вносить в оптимальных дозах, равномерно распределяя его по поверхности почвы. Примерные дозы жидкого навоза под пропашные культуры составляют 40-90 т/га, зерновые 25-35 т/га.
Для бездефицитного баланса гумуса на каждый гектар пашни необходимо вносить 8-10 т навоза, т.е. ежегодно хозяйство должно вносить 8-10 тонн органических удобрений умноженное на свою площадь. Эта задача для хозяйства весьма сложная, поэтому необходимо использовать другие источники пополнения гумуса почвы. Наиболее доступный способ пополнения объемов органических удобрений — запашка измельченной соломы. Зерновые, солома которых не используется на хозяйственные нужды, убирают комбайном без копнителя, с измельчителем. После уборки вносят разбросным способом по 10-15 килограммов азотных удобрений на тонну соломы и все это заделывают на глубину 8-12 см.
Наряду с органическими, широко применяют и минеральные удобрения.
Влияние минеральные удобрений двояко и направлено на почву и сами растения. В свою очередь почвы по-разному усваивают минеральные удобрения, подвергая их разнообразным превращениям.
70-80 % минеральных удобрений следует вносить с осени под глубокую пахоту. Остальную часть удобрений вносят в виде подкормки и при посеве в рядки. Удобрения, как твердые, так и жидкие, вносят поверхностно разбросным способом, внутрипочвенно (локальный способ) и опрыскиванием жидкими удобрениями (внекорневая подкормка). Равномерность внесения удобрений зависит от качества удобрений (сыпучесть, вязкость жидких), применяемых машин и их регулировки, поверхности почвы, погодных условий и др. (Приложение 5)
В последние годы все шире получает распространение локальное внесение удобрений, т.е. размещение удобрений в зоне распространения корневой системы растений. Эффективность локального внесения удобрений в 2-5 раз выше разбросного.
Еще одним важным фактором в сохранении плодородия почв является севооборот. Главное агротехническое значение севооборота состоит в том, что каждая культура размещается в лучших условиях для своего роста и развития и в тоже время подготовляет хорошие условия для следующей за ней культуры в севообороте.
Чередование различных культур позволяет им лучше использовать питательные вещества, имеющиеся в почве и вносимые с удобрениями. Различные культуры в зависимости от их облиственности, продолжительности вегетации, а также количества и качества корневых и пожнивных остатков неодинаково влияют на свойства почвы. Чем больше имеется корневых и пожнивных остатков, тем больше накапливается перегноя в почве и улучшается ее структура. Также, вынос питательных веществ из почвы разными культурами неодинаков. Так, зерновые культуры относительно много выносят фосфора и мало калия. Корнеплоды, напротив, при том же количестве фосфора значительно больше выносят калия. А включение в севооборот бобовых растений ведет к обогащению почвы азотом.
Поэтому, важным резервом сохранения плодородия почвы и повышения урожайности продукции растениеводства является строгое соблюдение балансов посевных площадей, т.е. площадь зерновых колосовых (рожь, пшеница, ячмень) должна быть равна площади пропашных, зернобобовых, многолетних и однолетних трав и паров. При этом под пар следует отвести около 8 % пашни, под горох — 10 %.
Недопустимо повторное размещение пропашных культур, особенно сахарной свеклы и подсолнечника, по пропашным и зерновых колосовых по зерновым колосовым. Только кукурузу можно возделывать бессменно на одном месте в течение нескольких лет.
Подсолнечник целесообразно возделывать на прежнее место не ранее, чем через 7-8 лет, а сахарную свеклу — через 3-4 года.
Общий принцип чередования культур следующий:
Чистый, занятой пар, горох.
Озимые зерновые культуры.
Яровые зерновые культуры
В ходе проделанной работы я выяснил, что в условиях постоянного роста потребностей населения возникает необходимость увеличения количества производимой сельскохозяйственной продукции. Основным способом решения данного вопроса является повышение урожайности на имеющихся площадях.
Я понял, что урожайность напрямую связана с состоянием почвы. Для сохранения и повышения плодородия почв большое значение имеютмероприятия направленные на увеличение количества элементов питания, доступных для растений, путем внесения в почву органических и минеральных удобрений и применение севооборота. Эффективность применения удобрений зависит от того насколько полно и правильно учитываются агрохимические показатели плодородия почв, потребность сельскохозяйственных культур в питательных элементах, от качества обработки почвы и других факторов.
В ходе проделанной работы я пришел к выводу, что если человек будет рационально использовать почву и бережно к ней относится, то она сможет еще долго обеспечивать нас всем необходимым для жизни!
Список использованных источников и литературы.
Лопырев М.И., Проектирование и внедрение эколого-ландшафтных систем земледелия в сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области. – Истоки, 1999. – 186с.
Учебники и учебные пособия.
Заев П.П., Коротков А.А., Федосеева М.П., Белова З.В. Общее земледелие с почвоведением. – Ленинград, Колос, 1978. – 412с.
Пономарева З.В., Федотов С.В., Овчаренко В.Ф. География Россошанского района. – ВГПУ, 2003. – 147с.
Кутовая Н.Я., Рекомендации по применению минеральных удобрений. – Белгород. – 2004. – 120с.
Валовое производство подсолнечника, тыс. тонн
Валовое производство сахарной свеклы, тыс. тонн
Внесение минеральных удобрений с помощью разбрасывателя РУМ
Источник