Земледелие и основы почвоведения

             ФГОУВПО Вятская государственная сельскохозяйственная академия

Экономический факультет

Личное дело________________              Оценка______________

Регистрационный номер в деканате___________________________________

Работа поступила в деканат «____»_______________20___г.

              КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №____

По (предмет)_______________________________________________________

на тему____________________________________________________________

__________________________________________________________________

Специальность_____________________________________________________

Студента_____курса, группы________ экономического факультета платной заочной, заочной ускоренной формы обучения.

Выполнила: _______________________________________________________

Набор (год,месяц) ________________________________________________

Преподаватель_____________________________________________________

__________________________________________________________________

Регистрационный № на кафедре ______________________

Работа поступила на кафедру «____» _____________20____г.

2

Содержание

1.      Источники органического вещества в почве…………………………….3

1.1.Образование и состав гумуса…………………………………………….4

1.2.Роль гумуса в плодородии почв………………………………………….5

2.      Принципы бонитировки почв, с какой целью она проводится………...6

3.      Значение воздуха в жизни культурных растений, пути регулирования воздушного режима………………………………………….……………9

4.      Задачи, решаемые севооборотом………………………………………..10

4.1.Понятие постоянной и переменной части севооборота…..…………...11

5.      Сидеральные пары, районы их применения, особенности обработки почвы в них………………………………………………………………..16

6.      Список используемой литературы………………………………………18

2

1.      Источники органического вещества в почве

       Первичным и главным источником органического вещества почвы являются живые высшие и низшие зеленые растения, запас которых в процессе их жизнедеятельности растет. Запас только надземной части растений колеблется в пределах 400— 800 т на каждом гектаре земли. Ежегодный прирост составляет в среднем 5—10 т. Кукуруза, например, ежегодно дает 10— 12 т зеленой массы, луговые травы — 2,5—7 т с 1 га. Запас органического вещества достаточно велик и в подземной части растений. Так, в лесу масса корней колеблется от 10 до 12 т, на лугах — от 7 до 18 т на 1 га.

        Соотношение надземной и подземной частей растений в лесу и на лугу различно. В лесу масса корневых систем примерно составляет 10—30%, на лугу 60—80% массы надземной части. В степи у многих травянистых растений корневая система имеет массу большую, чем надземная.

      Растительные остатки, поступающие в почву, и их химический состав. В лесу, где преобладают древесные растения, ежегодно отмирает лишь часть органического вещества. Большая часть его попадает на поверхность, меньшая — в толщу почвы. Ежегодно опадает примерно 2—5 т/га хвои, листвы и тонких веточек, 12—15 т/га усохших стволов деревьев и 2—3 т/га корней. Моховой и лишайниковый покровы, формирующиеся на поверхности почвы, образуют до 25—28 т органического вещества на 1 га, из которых ежегодно отмирающая часть составляет 2— 5 т. Подземной части у них нет, и отмирающее органическое вещество поступает на поверхность почв. На лугах, особенно у однолетних травянистых растений, отмирают надземная и подземная части растений. Надземная часть образует 2—5 т/га травяного войлока, а подземная до 10—12 т/га корневого опада.

Некоторое количество органического вещества почва получает за счет массы отмирающих микроорганизмов (0,1—1,0 т/га) и остатков животных (50—400 кг/га).

Время поступления органических веществ в почву различно. В лесу значительная часть опада поступает со второй половины лета и до поздней осени, вплоть до морозов. Моховой покров отмирает зимой, луговые травы — после первых заморозков, а большая часть степных трав — к середине жаркого лета.

      Химический состав поступающих в почву органических остатков очень разнообразен. Органическое вещество состоит из клетчатки (целлюлозы), лигнина, жиров, белков, эфи-ров, дубильных веществ, восков, смол, кислот и ферментов различной природы. В состав органических веществ входят следующие элементы (%): углерода—45; кислорода — 42; водорода— 6,5; азота — 1,5 и зольных элементов — 2—10%.

1.1.Образование и состав гумуса.

        Огромное многообразие специфических гумусовых веществ делят условно (по их свойствам) на три большие группы - гуминовые кислоты, фульвокислоты, гумин - или, иначе, это - гуминовые соединения. По-другому гуминовые соединения называют по аналогии с солями (от производных кислот): гуматы и фульваты, подчеркивая тем их происхождение. Но все их можно объединить - у них сходные свойства, все они соли кислот. Основное отличие фульвокислот от гуминовых - их резко выраженная кислая реакция (рН 2,6 -2,8). При такой реакции фульвокислоты растворяют большинство минералов, связывая их, и выносят питательные вещества в нижележащие слои, чем снижают почвенное плодородие для растений; их соли практически не доступны для растений. Но это частности.

       Образование гумуса - очень сложный процесс биологических и биохимических превращений остатков растительного (а также животного) происхождения в почве, главным образом в третьем, заключительном слое листового и травяного опада - гумусовом горизонте.

Таким образом, гумус - это термин, объединяющий огромный комплекс или группу химических веществ, в состав которых входит как органическая часть (гуминовые и фульвокислоты), так и неорганическая составляющая - химические элементы неорганического происхождения, или проще сказать, минералы (входящие в состав гуматов и фульватов).

         Однако, состав гумуса, а по-другому сказать - гуминовых кислот и их солей, гуматов - будет зависеть в большей степени не от того, какой вид микробов их "производит" благодаря своей ферментативной деятельности, а от состава детрита (разлагающихся органических остатков) и той минеральной части почвы, где эти процессы происходят.

1.2.           Роль гумуса в плодородии почв.

         Среди многообразия характеристик, даваемых почвам, есть одна, привлекающая особое внимание ученых и работников земледелия. Этот признак играет важнейшую роль в плодородии почв. Речь идет о гумусе, или перегное. Ежегодно вместе с остатками урожая, отмершими почвенными животными и микроорганизмами в почву поступает огромное количество органического вещества, которое распадается на различные химические соединения — сахара, органические кислоты, аминокислоты, белки, жиры, воска, смолы, дубильные вещества, целлюлозу, лигнин и многие другие.

          Часть из них становится пищей почвенных микроорганизмов, часть — более стойкая — подвергается всевозможным превращениям. Первые исследования гумуса относятся к концу XVIII столетия, но и до наших дней еще не разрешены все проблемы, связанные с этим почвенным образованием. Гумус химически неоднороден, в его состав входит комплекс сложных органических соединений, сравнительно устойчивых к биологическому и физико-химическому разложению. Перегной накапливается в почвенном слое с самого начала почвообразовательного процесса. Он составляет 85—90% всей массы органического вещества почвы. В нем сосредоточено значительное количество азота, фосфора и других элементов, находится и небольшое количество нуклеиновых кислот.

         Характерный признак перегноя — достаточно высокая устойчивость к воздействию микроорганизмов. По химической природе перегнойные соединения почвы не однотипны. Их делят на гуминовые кислоты, гумины, фульвокислоты, гиматомелановые кислоты. Каждое из этих соединений представляет собой семейство близких по своим свойствам веществ. Например, гуминовая кислота красноземов имеет некоторые признаки фульвокислот. Соотношение углерода и азота в перегнойных соединениях несколько больше у северных почв, чем у южных.

         Хотя процесс формирования перегноя в деталях еще не раскрыт, но многие моменты, касающиеся его синтеза, выяснены, особенно связанные с деятельностью микроорганизмов. Прежде всего, микроскопические существа почвы разлагают различного рода растительные остатки и среди прочих веществ образуют соединения, которые служат структурными единицами молекул гумусовых веществ. Часть подобного рода веществ создается самими микроорганизмами.

          Наконец, многие микроорганизмы вырабатывают такие ферменты, действие которых приводит к процессам конденсации (сгущения) соединений, при определенных условиях переходящих в перегнойные вещества. Несмотря на сложность молекул, гумусовые соединения не сохраняют абсолютное постоянство. Хотя и медленно, но они разлагаются микроорганизмами, причем фульвокислоты минерализуются быстрее, чем имеющие более сложное строение гуминовые кислоты и гумины.

2.        Принципы бонитировки почв, с какой целью она проводится.

         Бонитировка почв – это качественная оценка лесных почв, специализированная классификация почв по продуктивности древесных геоценозов. Оценка почв дается в баллах по отношению к наиболее продуктивной древесной породе. В качестве критериев оценки используют средние высоты и запасы древесины в 100-летних древостоях при характерных типах леса, составе и полноте древостоев, рельефе, условиях увлажнения, дренированности. Выделяемая группа почв объединяется типом, гранулометрическим составом, характером подстилания.

        Бонитировка лесных почв осуществляется в 3 этапа: подготовительный, полевой и камерально-аналитический. На первом этапе проводится сбор и анализ информации для составления предварительных бонитировочных шкал (в баллах). Количественным выражением оценки является условный показатель (балл бонитета), который показывает отношение лесорастительных возможностей почвы (в безразмерных единицах) для данной древесной породы к лесорастительным возможностям лучшей из распространенных почв, на которых возделывается данная порода. Исходными данными являются: материалы почвенных обследований (см. Почвенно -типологическое обследование лесов), включая картограммы почвенных свойств, картограммы по эродированности, мелиорации, глубины залегания поверхностных или грунтовых вод, каменистости и пр.; материалы крупномасштабной почвенной съемки, почвенные отчеты с аналитическими данными и лесоводственными группировками почв, таблицы распределения площадей лесных угодий и почв по видам угодий, включая естественные угодья; климатические данные, применительно к местным условиям; материалы государственной регистрации землепользователей, учета количества и качества земель; литературные данные по оценке земель.

Отбирают почвенные свойства, коррелирующие с продуктивностью древесной породы в зависимости от зональных и местных природных и лесорастительных условий. Результаты бонитировки лесных почв обрабатывают с использованием методов математической статистики и ГИС-технологий. На втором этапе, в полевой период, проверяют и уточняют правильность составленной предварительной бонитировочной шкалы в конкретных лесорастительных условиях. На последнем, камерально-аналитическом, этапе бонитировки лесных почв проводится заключительная систематизация и уточнение всех проведенных исследований.

2

3.        Значение воздуха в жизни культурных растений, пути регулирования воздушного режима.

         Воздух нужен как источник кислорода для дыхания растений и почвенных микроорганизмов, а также углекислого газа, усваиваемого растениями в процессе фотосинтеза. Он нужен и для микробиологических действий в почве, в итоге тот или другой органические ее вещества распадаются аэробными микроорганизмами с образованием водорастворимых минеральных соединений азота, фосфора, калия и других нужных для растений ингредиентов кормления. Ежели состав атмосферного воздуха постоянно неизменный, то состав почвенного воздуха изменяется, и это существенно влияет на почвенные процессы. Растения также чувствительны к составу почвенного воздуха, в частности к содержанию в нем кислорода. Он сначала нужен для прорастания зёрен и потребляется корнями растении. Особенно взыскательны к кислороду корнеплоды, клубнеплоды и бобовые культуры, мопсе взыскательны — зерновые, злаковые долголетние травки и кукуруза. Число и состав почвенного воздуха можнож регулировать, изменяя содержание воды в почве методом рыхления либо уплотнения земли. Состав почвенного воздуха регулируется также методом внесения органических удобрений, что приводит к увеличению концентрации углекислого газа и убавленью кислорода. Для большинства сельскохозяйственных растений превосходнейший воздушный режим складывается, иной раз приблизительно 25 % от совместного размера земли занимает воздух и 25 % — влага.

2

4.        Задачи, решаемые севооборотом.

        Севооборот - это серии приёмов в различной комбинации и последовательности, которые должны обеспечить, при низкой себестоимости, решение трёх главных задач:

1)    наиболее производительное использование  сельхозугодий для получения высоких и устойчивых урожаев, с минимальной зависимостью от погодных условий;

2) создание необходимых условий для повышения плодородия почвы;

       Введение системы севооборотов направлено на решение трех задач:

— создание нормальных условий для роста и развития растений на основе учета различных требований сельскохозяйственных культур к определенным свойствам земельных участков;

— повышение производительности труда в земледелии посредством лучшей организации производственных процессов по механизированной обработке полей, транспортировке грузов, складированию и переработке продукции

— сохранение и повышение плодородия почв на основе рациональной системы земледелия, внедрения почвозащитных мероприятий, сохранения баланса гумуса.

        Поэтому система севооборотов должна удовлетворять следующим требованиям:

1) выполнению плана производства валовой и товарной продукции растениеводства, включая корма;

2) использованию каждого участка пашни с учетом его природных свойств и биологических особенностей выращиваемых сельскохозяйственных культур;

3) осуществлению мероприятий по борьбе с эрозией почв и другими отрицательными природными явлениями, систематическому повышению плодородия почвы;

4) созданию условий для эффективного использования рабочей силы, техники, транспортных средств и других ресурсов.

4.1.           Понятие постоянной и переменной части севооборота

        Значение севооборотов в повышении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур доказано длительными отечественными и зарубежными полевыми опытами. Было установлено, что в севообороте (по сравнению с бессменным возделыванием) зерновые культуры повышают урожай в 1,5 - 2 раза, сахарная свекла - в 1,5 - 2 раза, картофель - на 20 -50%; кукуруза дает меньшую прибавку урожая; лен и подсолнечник при повторных посевах резко снижают урожай. Такая закономерность проявляется также при внесении удобрений.

          Снижение урожайности при бессменном возделывании сельскохозяйственных культур вызывается многими причинами. Одни из них связаны с питанием растений, другие - с воздействием сельскохозяйственных культур на физические свойства почвы, третьи - биологического порядка.

         Особенности питания разных видов растений выражаются в неодинаковой потребности их в элементах пищи, в различной способности их корневой системы извлекать питательные вещества из глубоких слоев почвы, а также из труднодоступных соединений, в способности бобовых растений фиксировать атмосферный азот и обогащать им почву. Главной причиной снижения урожайности при бессменных посевах без внесения удобрений является одностороннее истощение почвы (как и всякое истощение вообще) но и в этом случае севооборот оказывает большое положительное влияние на условия питания растений. Внесение удобрений под зерновые, картофель, сахарную свеклу и другие культуры более эффективно в севообороте, чем при бессменном возделывании. Лучшее использование питательных веществ почвы и удобрений в севообороте объясняется чередованием растений с разной корневой системой.

        Корневые системы различных видов растений обладают неодинаковой способностью усваивать питательные вещества из труднодоступных соединений.

       Так, люпин, гречиха, овес и некоторые другие культуры с помощью корневых выделений могут переводить в усвояемое состояние малодоступные соединения фосфора. Введение в севооборот бобовых растений обогащают почву азотом, следовательно сокращает расход минеральных удобрений.

         Различное воздействие сельскохозяйственных культур на физические свойства почвы и на устойчивость ее против водной и ветровой эрозии выражается в том, что после уборки разных видов сельскохозяйственных культур в почве остается неодинаковое количество растительных остатков и органических удобрений. Регулирование баланса органического вещества в почве - важнейшая задача земледелия. От правильного решения этой задачи зависят физические свойства почвы, в частности ее структура, которая служит регулятором водно-воздушного режима и надежной защиты от эрозии. Правильным подбором и чередованием культур в сочетании с внесением органических и минеральных удобрений можно регулировать процессы создания и разложения органического вещества в почве, добиваться бездефицитного баланса его и тем самым улучшать физические свойства почвы. Сами растения и приемы их возделывания по-разному влияют на устойчивость почвы против эрозии.

         Пропашные культуры и систематическая обработка почвы, связанная с их возделыванием, понижают устойчивость почвы против эрозии, а многолетние травы, наоборот, повышают ее; зерновые культуры при условии применения почвозащитной обработки также предохраняют почву от ветровой эрозии. В районах достаточного увлажнения и при орошении важным средством улучшения баланса органического вещества в почве и защиты ее от эрозии служат промежуточные культуры, особенно озимые. Все эти мероприятия осуществляют путем правильного размещения сельскохозяйственных культур на территории и их чередования во времени, то есть в результате применения системы севооборота.

        К биологическим причинам относятся засоренность посевов, вредители и болезни растений, продукты жизнедеятельности растений и микроорганизмов, развивающихся в ризосфере. При бессменной культуре усиливается засоренность посевов сорняками, приспособившимися к этой культуре. Так, повторные посевы яровых зерновых культур засоряются яровыми сорняками, особенно овсюгом, дикой редькой, и др. В посевах озимых зерновых культур развиваются озимые и зимующие сорняки, особенно костер ржаной, пастушья сумка, ярутка полевая. Чередование озимых и яровых культур создает неблагоприятные условия для озимых и яровых сорняков и снижает общую засоренность посевов. При возделывании пропашных культур сорняки уничтожаются междурядными обработками. Особенно недопустимы повторные посевы подсолнечника, льна, клевера и др., которые засоряются паразитными сорняками. Такие культуры нужно чередовать в севообороте так, чтобы семена сорняков-паразитов в почве потеряли свою жизнеспособность. Химические способы облегчают борьбу с сорняками и расширяют возможности в подборе предшественников для той или иной культуры. Однако применение гербицидов дает лучшие результаты при условии сочетания его с правильным чередование культур и другими агротехническими приемами борьбы с сорняками.

       Не менее опасны для урожая многих сельскохозяйственных культур вредители и возбудители болезней. Так, при бессменных посевах озимая пшеница сильно поражается корневыми гилями, лен и конопля - фузариозом, картофель - фитофторозом, ризоктониозом и паршой, подсолнечник - ложномучнистой росой, хлопчатник - вилтом, капуста - килой и т.д. При отсутствии правильных севооборотов в зерновых районах сильно размножаются клоп-черепашка, зерновая совка, жужелица и другие вредители. При возделывании сахарной свеклы на постоянных плантациях размножаются нематоды, снижающие урожай корней и содержание в них сахара.

         Растения в процессе жизнедеятельности выделяют различные вещества: одни из них отрицательно действуют на последующие культуры, другие подавляют развитие полезных микроорганизмов. Аналогичные вещества выделяют микроорганизмы, развивающиеся в ризосфере культурных растений.

        Исследованиями ученых установлено, что почва, на которой длительное время возделывался клевер, приобретает токсичные свойства по отношению к клубеньковым бактериям, что отдельные виды ризосферных бактерий угнетают растения при повторных посевах, но стимулируют развитие растений других видов. В земледелии биологические факторы - главные причины, которые следует учитывать при ведении севооборота. Многие болезни и вредителей можно устранить средствами борьбы лишь при правильном чередовании культур.

        Теми же причинами объясняется так называемое почвоутомление, от которого больше страдают растения, сильно поражающиеся грибными и бактериальными болезнями (лен, клевер, горох, и т.д.). Видовой состав грибов и ризосферных микроорганизмов в почве изменяется вследствие смены возделываемых растений или в результате изменений агротехники.

          В зависимости от почвенно-климатической зоны существуют различные причины снижения урожайности сельскохозяйственных культур при монокультуре.

       Общая закономерность состоит в том, что положительная роль чередования тем значительнее, чем более несходны чередующиеся культуры по биологии и технологии выращивания. С повышением общего уровня агротехники расширяется возможность повторных посевов тех культур, которые меньше поражаются специфическими болезнями и вредителями и при возделывании которых не образуется угнетающие их жизнедеятельность вещества.

      Правильная, научно обоснованная система севооборотов должна отвечать следующим требованиям: соответствовать почвенно-климатическим и экономическим условиям хозяйства, учитывать возможность трансформации сельскохозяйственных угодий путем мелиорации; согласовываться с размещением населенных пунктов, хозяйственных центров, животноводческих ферм, водоемов, дорожной сети и других элементов внутрихозяйственного землеустройства; отвечать задачам высокопроизводительного использования машинотракторного парка, обеспечивая возможность комплексной механизации земледелия.

       Проектирование системы севооборотов проводят по нескольким вариантам с помощью расчетов. Применение математических методов позволяет проверить значительно большее количество возможных вариантов и выбрать среди них наилучший. Проектируемый вариант системы севооборотов подвергают агрономической и экономической оценке. Набор культур, их структура и чередование в севообороте должны отвечать агрономическим требованиям с учетом местных почвенно-климатических условий, обеспечивать производство с 1 гектара севооборотной площади наибольшего количества продукции с наименьшими затратами труда и материально-денежных средств. Агротехническая оценка предшественников основывается на данных местных опытных станций, сортоучастков, передовых хозяйств. Экономической оценке подвергают различные варианты системы севооборотов и структуры посевных площадей по следующим основным показаниям: выход продукции с 1 га и на 1ц продукции.

В этом и заключаются причины чередования сельскохозяйственных культур экономического характера. Так, как при правильном чередовании затраты на возделывание культур снижаются, урожаи и их качество растут, соответственно и возрастает уровень рентабельности производства

2

5.        Сидеральные пары, районы их применения, особенности обработки почвы в них.

        Пар, паровое поле - поле севооборота, которое в течение всего или части вегетационного периода остается незасеянным, многократно обрабатывается для уничтожения сорняков, накопления влаги и питательных веществ в доступной для сельскохозяйственных растений форме. Паровое поле предназначено для посева озимых и яровых культур. За время парования в черноземной почве может накопиться до 400 - 500 мг. Нитратов в 1 кг. И до 600 т. воды на 1 га. в двухметровом слое. В течение многих веков паровая обработка почвы была единственным доступным способом поддержания плодородия почвы, обеспечивающего определенный уровень урожая зерновых культур. Пар известен со времен древнего земледелия, о нем упоминается в книгах древних писателей по вопросам сельского хозяйства (Катон, Варрон, Колумелла, Плиний).

       В России паровая система земледелия господствовала вплоть до Великой Октябрьской социалистической революции. Паровая система включала три поля: пар (чистый) - озимые - яровые. После революции до сплошной коллективизации паровая система преобладала в мелких крестьянских хозяйствах. Только после укрепления колхозного и совхозного земледелия применение паров постепенно стало уменьшаться. Они экономически уже не оправдывали затрат на усиленную обработку почвы и годовой прогул земли. Но несмотря на это, пар является превосходным предшественником для последующих культур. В связи с этим он продолжает использоваться в севооборотах и по настоящее время. Пары подразделяются на три группы: 1 - чистые и кулисные пары, 2 - занятые пары, 3 - сидеральные пары.

       Сидеральный пар - занятой пар, засеиваемый бобовыми и другими растениями (сидератами) для заделки их в почву на зеленое удобрение. Основной культурой сидерального пара являются люпины. Опыты показали, что озимые культуры (рожь) при посеве по сидеральному пару (люпиновому) повышают урожай в 1,5 - 2 раза по сравнению с урожаем по чистому безнавозному пару. Действие сидерального пара проявлялось и на следующих после озимой ржи культурах. В многолетних опытах четырехпольный севооборот с люпиновым паром (1 - пар, 2 - озимая рожь, 3 - картофель, 4 - овес) увеличивал общий урожай в (к. ед.) на 45,3% по сравнению с таким же севооборотом, но с чистым, неудобренным паром. Меньшее распространение получил сидеральный пар с многолетним люпином и белым донником, которые высевали под покров яровой зерновой культуры, предшествующей пару, а на следующий год запахивали на зеленое удобрение. Во второй половине XX в. в сидеральный пар стали высевать желтый кормовой люпин и использовать его как кормовую культуру (семена или зеленую массу раннего укоса), а отаву запахивать на зеленое удобрение - двустороннее использование кормового люпина.

      Обработка сидерального пара под люпин или другую парозанимающую культуру, высеваемую весной на зеленое удобрение, поле обрабатывают с осени. На дерново-подзолистых почвах во время зяблевой вспашки пахотный слой углубляют, выворачивая на поверхность часть подзолистого горизонта. Весной поле боронуют, а затем культивируют или перепахивают, если вносят органические удобрения, фосфоритную муку и известь. Сеют люпин в ранние сроки. Во время образования сизых бобиков его запахивают плугом с дисковыми ножами. Для лучшей заделки растительной массы люпин предварительно скашивают или прикатывают. Перед посевом следующей культуры поле культивируют или дискуют и прикатывают. Так как многолетний люпин запахивают раньше, чем однолетний, то целесообразно за 2 - 3 недели до посева озимых поле перепахать или провести глубокое рыхление. Отаву или стерню кормового люпина запахивают плугом с предплужником на 3 - 4 недели до посева озимых, а перед посевом проводят культивацию и прикатывание.

2

Список используемой литературы

1.      Доспехов Б.А.,Васильев И.П.,Туликов А.М. Практикум по земледелию -- М.: Агропромиздат, 1987.

2.      М.И.Калинин, “Истоки плодородия”. 1986 г.

3.      Панников В.Д.,Минеев В.Г. Почва,климат,удобрение и урожай -- 2-е изд.,перер. и доп. -- М.: Агропромиздат, 1987.

4.      Основы земледелия: учебное пособие/ под ред. Проф. В. Н. Прокошева. -М.: Изд-во Колос/ 1975 г.

2