Плодородия почвы научные статьи

Главный редактор – профессор Кузнецова Е.И., академик РАСХН Сычев В.Г.

В подготовке монографии принимали участие: главы 2, 3, 4, 7 – написаны профессором, доктором с.-х. наук Кузнецовой Еленой Ивановной, глава 1 – доктором с.-х. наук Верзилиным Василием Васильевичем, глава 5 – профессором Клоповым Михаилом Ивановичем, глава 6 – аспирантами Доценко С.Г Горбуновой Ю.В., Бурдюговым М.Ю.

Многогранные пути к изучению основопологающего вопроса сельскохозяйственной науки – плодородия почвы весьма плодотворны и раскрывают сущность научного метода. Впервые древнегреческий ученый Аристотель рассматривал почвы как субстрат для питания растений. Эту концепцию продолжил первый в России ректор великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов, предложивший считать почвы эволюционирующими, а не статическими телами. Основатель биологического подхода в почвоведении Василий Робертович Вильямс развил теорию генезиса почв как биологического, а не геологического процесса. В монографии даны теоретические и практические пути развития теории плодородия почв, ее можно продуктивно использовать как научно-методическое пособие по специальности «Агрохимия и почвоведение» в образовательном процессе магистратуры и бакалавриата. (шифры: 110100 по направлению подготовки магистров спец. «Агрохимия и агропочвоведение» и направлению подготовки бакалавров 020400 –«Биология»)

В монографии содержится 7 разделов:

1 раздел посвящен воспроизводству плодородия почв, в том числе микробиологическим процессам в почве и ферментативной активности.

Дана характеристика первичным и вторичным разрушителям органических остатков, роль дождевых червей в переработке растительных остатков.

Во 2 разделе представлены важнейшие в почвообразовательном процессе агроклиматические факторы – климат, рельеф, почвообразующие породы, растительность, почвенный покров и др.

В 3 разделе даны мелиоративные способы регулирования водного режима в системе « почва – растение – атмосфера», Впервые даны результаты исследований почвозащитного способа полива – мелкодисперсного дождевания (МДД), при котором физические свойства почвы не угнетаются, как при поверхностном способе полива и обычном дождевании, а улучшаются, благодаря агроэкологическому действию МДД. Исследования (данные профессора Кузнецовой Е.И. за 1986– 013 гг.) имеют общие закономерности для засушливых зон (аридные), так и среднеобеспеченных осадками зон гумидные).

В 4 и 6 разделах представлены исследования с бобовыми культурами, напрямую влияющими на плодородие почв – викой, горохом и люпином, даны пути регулирования процесса азотфиксации, опыления пчелами и др.

В 5 разделе дан обширный материал по биогенным элементам – витаминам, ферментам, гомеостазу и др.

В 7 разделе представлены данные по категории земель Российской Федерации, конструкции и расчеты мелиоративных систем (оросительных и осушительных), типы водного питания почвогрунтов, водный баланс почв на разных агроландшафтах.

Материалы данной монографии будут полезны при изучении ряда дисциплин – почвоведения, экологии, химии, мелиорации почв, смежных дисциплин по специальностям : «Агрохимия и агропочвоведение», «Биология» по напрвлениям подготовки бакалавров, магистров, а также аспирантам, докторантам и специалистам в области сельского хозяйства, экологии и др.

Источник

Использование органического удобрения (биогумуса) для возрождения плодородия почв и повышения урожая

Рубрика: Сельское хозяйство

Дата публикации: 23.05.2017 2017-05-23

Статья просмотрена: 1473 раза

Библиографическое описание:

Старостин, К. В. Использование органического удобрения (биогумуса) для возрождения плодородия почв и повышения урожая / К. В. Старостин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 20 (154). — С. 231-233. — URL: https://moluch.ru/archive/154/43656/ (дата обращения: 11.12.2021).

Биогумус — органическое удобрение, полностью восстанавливающее плодородность почвы.

Биогумус представляет собой результат жизнедеятельности популяции красного калифорнийского червя в результате переработки органических отходов. Это комплексное удобрение полностью органического происхождения. Внешне представляет собой массу, по консистенции сходную с рассыпчатой легкой по весу землей. Цвет близок к черному. Содержит макроэлементы (азот, фосфор, калий, магний, кальций), микроэлементы (цинк, железо, медь и т. д.), соли гуминовых кислот и полезные микроорганизмы, подавляющие развитие грибковых заболеваний. Все составляющие имеют только органическое происхождение, что важно для экологически чистого способа выращивания сельскохозяйственной продукции.

В составе есть абсолютно все элементы, необходимые для всех фаз развития растений (рост, бутонизация, завязь, период активного плодоношения, созревание плодов).

Предназначение.

Биогумус применяют для возрождения плодородия пахотных полей, в тепличных комплексах, в парковом хозяйстве в городской среде. Очень эффективен в качестве органического удобрения для повышения урожайности. В первый же год применения благодаря водорастворимости и быстрому усваиванию корневой системой растений может принести повышение урожая до 200 %. Некоторые особо восприимчивые культуры (такие как томаты и огурцы) способны дать урожай на 300 % больше в условиях выращивания в сильно обедненных интенсивным использованием почвах.

Вермикомпостирование (переработка с помощью красных калифорнийских червей) — один из лучших и самых перспективных способов утилизации навоза и других отходов сельского хозяйства. Переработка навоза с помощью метода вермикомпостирования решает три очень важные проблемы, актуальные для любой страны: получение ценных высококачественных органических удобрений, утилизация навоза и поддержание санитарных норм в зонах вокруг животноводческих комплексов.

Биогумус используется в качестве удобрения. Эта продукция не подлежит сертификации, поскольку она считается улучшенным грунтом, хотя, по сути, является удобрением. Это еще один положительный момент для начала предпринимательской деятельности, поскольку не требуются дополнительные затраты на получение сертификатов.

Основные особенности продукции исфера применения.

− Полностью переработанный и готовый к использованию продукт имеет рассыпчатую структуру;

− Контролируемый процент необходимой влажности;

− Технология использования, которая позволяет применять удобрение в любой климатической зоне;

− Положительное воздействие на урожайность;

− Благоприятное воздействие на почву путем создания полезных штаммов микроорганизмов;

− Сочетается с минеральными и химическими удобрениями различных фирм-производителей;

− Содержание высокого процента растворимых в воде форм микроэлементов, таких как азот, фосфор и калий. Этим биогумус значительно отличается от других видов органических удобрений;

− По сравнению с другими видами полезной органики, биогумус содержит значительный процент азота биологического происхождения. Это объясняется большим количеством азотфиксирующих бактерий, содержащихся в продуктах жизнедеятельности дождевых червей;

− Биогумус уникален из-за гуминовой составляющей, содержание которой составляет не менее 6 %;

− Гуматы, как основная составляющая в биогумусе, не содержат в себе токсичных, канцерогенных, мутагенных элементов и не являются отравляющими для эмбрионов;

− Тяжелые металлы из отходов создают комплексные соединения с малой способностью к растворению, которые не усваиваются растениями;

− Прогнозируемость количества получаемого урожая;

− По сравнению с навозом содержит незначительное количество кишечной палочки;

− Содержит фульвиновую кислоту в достаточном количестве.

Преимущества:

1) уменьшение сорности почвы. В процессе переработки семена, попавшие в компост, служащий пищей червям, проходят через их организм и полностью теряют свою всхожесть. Таким образом, внесение этого удобрения в почву уменьшает количество сорных трав на обрабатываемых землях.

2) Решение проблемы использования токсичных химических удобрений для выращивания овощей и фруктов. Замена всех минеральных удобрений на органические позволяет вырастить продукцию высочайшего качества, которая подходит под все требования развитых стран.

3) Биогумус обладает рядом физических преимуществ, таких как способность почвы лучше удерживать воду, ее аэрация, улучшение структуры и рыхлости, уменьшение эрозии почвы.

4) Биологические преимущества:

− Стимуляция роста полезной для растений почвенной, улучшающей устойчивость растений к таким болезням, как черная ножка или фитофтороз;

− Стимуляция роста корневой системы и как следствие улучшение питания растений и роста надземной части;

− Полностью устраняет проблему чрезмерного использования удобрений с химическими компонентами;

− Отсутствие нитратов в овощах, фруктах и другой сельскохозяйственной продукции

− Увеличение скорости роста растений;

− Значительное сокращение вегетационного периода развития растений;

− Увеличение интенсивности роста растений и их устойчивости к заболеваниям в течение всего периода плодоношения;

− Увеличение сроков сохранности продукции;

− Увеличение количества урожая;

− Ускорение дозревания плодов.

Рис. 1. Роль земляных червей в создании биогумуса [1]

5) Экономические преимущества использования:

− Тонна продукта жизнедеятельности червя заменяет около 15 тонн навоза. Полезные вещества сохраняются в почве в течение 4-х лет, что позволяет сократить транспортные расходы на доставку удобрений для каждого сезона и сокращает количество использования ГСМ (горюче-смазочных материалов), нужные для внесения удобрений в почву;

− Сокращение трудовых затрат (чел/час);

− Использование биогумуса в парковом хозяйстве в городской черте позволяет снизить содержание тяжелых металлов. Это позволяет не так часто срезать и утилизировать верхний слой загрязненной почвы;

− Три тонны биогумуса, внесенные на 1 га способны увеличить урожайность полностью истощенных сельскохозяйственных земель в два раза.

Несколько примеров из практики использования биогумуса в различных странах.

− Активное применение биогумуса (вермикомпоста) в Японии позволило решить проблему нехватки площадей для посевов и сократить количество посевных площадей на 15 %;

− Использование на обедненных землях сельскохозяйственного предназначения позволяет в первый год повысить урожайность на 200 %;

− В США продукция высшего качества выращивается только с помощью биогумуса в качестве удобрения, поскольку он отвечает требованиям стандарта класса «А» (высший стандарт требований «Process to furher Reduce Pathogens» — PFRP);

− В странах дальнего востока активно применяется для освоения пустынных территорий. Благодаря искусственно сделанному слою из биогумуса и песка, а также капельному орошению в Израиле, Турции, некоторых местах в Ираке удается добиваться отличных урожаев сельхоз. культур.

Источник

Влияние обработки почвы на плодородие и агрофизические свойства

Рубрика: Сельское хозяйство

Дата публикации: 21.07.2017 2017-07-21

Статья просмотрена: 2778 раз

Библиографическое описание:

Колкова, И. А. Влияние обработки почвы на плодородие и агрофизические свойства / И. А. Колкова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 29 (163). — С. 39-42. — URL: https://moluch.ru/archive/163/45167/ (дата обращения: 11.12.2021).

Одной из главных проблем сельского хозяйства на сегодняшний день является истощение почвенного покрова. Вопрос поддержания плодородия почв особенно актуален в нынешних условиях интенсификации сельскохозяйственного производства. В среднем за последние десятилетия наблюдается снижение содержания гумуса и питательных веществ в почве, что вызывает необходимость наблюдений за состоянием орошаемых земель с целью выбора агротехнических мероприятий, направленных на сохранение и повышение плодородия почвы.

Основным свойством почвы, безусловно, является плодородие, которое характеризуется способностью обеспечивать растения необходимыми питательными веществами и минералами, а также обеспечивать оптимальный воздушный и водный режимы.

Плодородие почвы определяют множество показателей, таких как содержание гумуса, ферментативную активность, целлюлозоразлагающую способность, интенсивность дыхания почвы, состав микрофлоры и т. д.

При выращивании сельскохозяйственных культур должны создаваться благоприятные почвенные условия для проявления их биопродуктивности. Одним из способов антропогенного воздействия на биологическую активность почвы и плодородие, является способ её обработки.

Сохранение потенциального плодородия в значительной степени зависит от содержания гумуса, т. к. в нем сосредоточены основные запасы азота и фосфора почвы. Одним из факторов восстановления запасов гумуса является обработка почвы [5]. Наиболее перспективной системой основной обработки, с точки зрения сохранения и накопления гумуса является комбинированная обработка, основанная на чередовании вспашки и рыхления плугом, содержание гумуса при которой увеличивается в пахотном слое тёмно-серых лесных почв на 0,38 %. Данные технологии эффективны при обеспечении необходимых параметров качества крошения почвы [6]. Обработка почвы, основанная на сочетании отвальной 1 раз в 4 года и поверхностной в остальные 3 года, так же способствует увеличению содержания гумуса в почве, усилению микробиологической активности за счет создания благоприятных условий для ее развития [8].

Одной из главных характеристик почвы является ферментативная активность. Ферменты накапливаются в почве в результате жизнедеятельности микроорганизмов и выделения корневых систем растений. Для создания большей ферментативной активности следует отдавать предпочтение обработке почвы с оборотом пласта. Опыты показали, активности фермента системы поверхностной обработки была меньше, чем при ежегодной отвальной и поверхностно-отвальной обработках [9].

Целлюлозоразрушающая способность почвы является показателем биоклиматических и экологических условий почвообразования, интенсивности биохимических процессов, круговорота элементов питания и обеспечения ими растений, а, следовательно, и биологической активности почвы и уровня ее плодородия. В целом по пахотному горизонту усиление активности микрофлоры, разрушающей целлюлозу, при наибольших значениях обеспечивается с системой поверхностно-отвальной обработки почвы. Причиной усиления целлюлозоразрушающей способности почвы при данной технологии можно считать накопление и своевременное прерывание минерализации органических веществ, как в верхнем, так и в нижнем слоях пахотного горизонта путем проведения периодической вспашки, которая меняет условия для микроорганизмов: аэробных на анаэробные и наоборот [8;9]. Следует отметить, что повышение активности целлюлозоразлагающей микрофлоры не способствует минерализации гумуса, а разлагает первичные органические вещества, поступающие в почву. В результате такого разложения образуются соединения, входящие в состав гумусовых веществ, что в свою очередь увеличивает содержание гумуса [8].

Деятельность микроорганизмов является основным фактором разложения органического вещества в почве. Интенсивность этого процесса часто характеризуется быстротой выделения СО₂ почвой. Максимальное количество СО₂ из почвы выделяется на вариантах при обработанных чизелем, минимальное — вариантах с мелкой обработкой, причем вспашка обеспечивает высокий уровень биологической активности как на верхнем (0–10 см), так и на нижнем (10–20 см) слое почв, а при мелкой только на верхнем слое [10].

Из исследований известно при вспашке значительно увеличивается численность аэробной микрофлоры, интенсивность разложения свежего органического вещества при одновременном уменьшении коэффициента гумификации, возрастают темпы минерализации, что при недостаточном поступлении свежих органических остатков приводит к уменьшению содержания гумуса в почве. При безотвальной обработке биологическая активность несколько уменьшается, за счет увеличивается численность анаэробных бактерий, в результате чего микробиологическое разложение свежего органического вещества замедляется, а коэффициент гумификации увеличивается [2].

Для регулирования численность грибов в почве до оптимального уровня рекомендуется система обработки с оборотом пласта. В исследованиях на системе поверхностной обработки наблюдалось превышение грибов в сравнении с поверхностно-отвальной по пахотному горизонту, что приводит к ухудшению биологического состояния почвы [9].

От биологической активности в прямой зависимости находится токсичность почвы, которая является фактором, отрицательно влияющим на почвенное плодородие. Последствия токсичности заключаются в торможении роста корней, хлорозе растений, нарушении обмена веществ, задержке поступления питательных веществ, подавлении дыхательного процесса и т. д. Было установлено, что в нижнем слое наибольшая токсичность формировалась на почве с ежегодной поверхностной обработкой, а наименьшая — при поверхностно-отвальной. Это объясняется тем, что при длительной поверхностной обработке содержание гумусовых соединений, которые способствуют детоксикации, в нижнем слое уменьшается, а при системе поверхностно-отвальной обработки за счет оборачивания почвы на место нижнего слоя размещается верхний с накопленными гумусовыми соединениями [8;9].

Главным показателем физического состояния почв является их плотность сложения, от нее зависят водный, воздушный и тепловой режимы [3]. Главными причинами снижения плодородия на переуплотненной почве является недостаток кислорода и избыток углекислого газа, плохая водопроницаемость и ухудшение водного режима в целом, а на слишком рыхлой почве — малая концентрация влаги и питательных веществ в объеме, непродуктивный расход воды на испарение [4;7]. Анализ исследований позволяет сделать вывод, что плотность почвы при отвальной обработке меньше, чем при мелкой мульчирующей обработке, что наиболее оптимально для большинства культур [1].

С величиной плотности сложения связан показатель пористости почвы, который показывает общее количество пор и пустот между структурными единицами почвы. Доказано, что чем глубже обработка, тем больше пористость почвы. Так большую пористость обеспечивает вспашка, при которой почва приобретает рыхлое мелкокомковатое состояние, благоприятное для роста и развития растений [3;4].

Однако по сравнению со вспашкой безотвальная основная обработка улучшает водный режим почвы, обеспечивает большую устойчивость и защиту почвы от водной и ветровой эрозии [4].

Обработка почвы играет важную роль в регулировании водного режима почвы. Мелкая мульчирующая обработка способствует лучшей влагообеспеченности семян растений и в последующем на всем периоде вегетации культур, так как при ней происходит большее накопление продуктивной влаги, нежели на вспашке [1].

Таким образом, основная обработка почвы оказывает существенное влияние на показатели плодородия почвы, от которой зависит урожайность культур и качество сельскохозяйственной продукции.

Белкин, А.А. Влияние обработки почвы на агрофизические, агрохимические свойства почвы и урожайность зерновых культур [Текст] / Белкин А. А., Беседин Н. В. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2010.- С. 54–57.
Берестецкий, О. А. Биологические основы плодородия почвы [Текст] / Возняковская Ю. М., Доросинский Л. М. и др. // М.: Колос, 1984.- 287с.

3. Гулаев, В.М. Влияние основной обработки почвы на агрофизические показатели плодородия почвы на посевах сои [Текст] / Гулаев В. М., Зудилин С. Н., Гулаева Н. В. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2014.- С. 1090–1092.

Казаков, Г. И. Обработка почвы в Среднем Поволжье: монография [Текст] / Казаков Г. И. // Издаительство Самарской государственной сельскохозяйственной академии, 2008. 251 с.

5. Мелихова, Н.П. Агроэкологические показатели плодородия и продуктивности орошаемых агроландшафтов светло-каштановых почв Нижнего Поволжья [Текст] / Мелихова Н. П., Зибаров А. А., Онистратенко Н. В. // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование, 2015.- С. 104–109.

6. Перфильев, Н. В. Влияние минимизации обработки на плодородие тёмно-серой лесной почвы в северном Зауралье [Текст] / Перфильев Н. В., Вьюшина О. А., Скипин Л. Н. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2015.- С. 43–47.

Подсевалов, М. И. Влияние обработки почвы и удобрений на агрофизические показатели чернозема выщелоченного и урожайность зернобобовых культур при биологизации севооборотов [Текст] / Подсевалов М. И., Хайртдинова Н. А. // Нива Поволжья, 2012. № 3 (24). С. 1822.
Смирнов, Б.А. Влияние разных по интенсивности систем обработки и удобрений на изменение биологических показателей плодородия почвы [Текст] / Смирнов Б. А., Котяк П. А., Чебыкина Е. В. // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2008.- С. 16–20.

9. Смирнов, Б.А. Влияние систем минимальной обработки, удобрений и защиты растений на биологические показатели плодородия дерново-подзолистой глееватой почвы [Текст] / Смирнов Б. А., Котяк П. А., Чебыкина Е. В., Труфанов А. М. // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии, 2013.- С. 85–96.

Титовская, А.И. Влияние обработки почвы, удобрений и сорта ярового ячменя на биологические показатели плодородия [Текст] / Титовская А. И. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2015.- С. 149–151.

Источник