Эколого-агрохимическая оценка земледелия
Содержание
Введение
- Современное состояние земельного фонда Донецкого региона на примере Луганской области
- Почва, ее свойства, значение и функциональная роль в экосистемах
- Плодородия почвы – важный фактор функционирования агроэкосистем
- Почвенно-биотический комплекс и роль в жизнидеятельности почвенных организмов как основы агроэкосистемы
- Органическое вещество почвы как его важная состовляющая, гумус – основа плодородия почвы
- Роль минеральных веществ почвы в формировании его плодородия
- Буферность почвы
- Эколого-агрохимическая оценка землиделия
- Расчитать коэффициент биологизации севооборотов и баланса восстановления гумуса почвы в ней
- Расчеты коэффициента биологизации севооборота
- Расчеты баланса восстановления гумуса в почве севооборота
Вывод
Список используемой литературы
Введение
Глобальный экологический кризи
Сельское хозяйство, как и одна
От экологических знаний всего
- Современное состояние земельного фонда Донецкого региона на примере Луганской области.
Рельеф и почвенно-климатические условия Луганской области на фоне высокой сельскохозяйственной освоенности территории обусловили интенсивное развитие эрозионных процессов. Водной эрозии подвержено 67% пашни. Ветровая эрозия локально проявляется в зимне-весенний период, почти ежегодно. Пылевые бури раз в 5-7 лет, сильные один раз в 7-10 лет. Интенсивные пыльные бури охватили практически всю область проявлялись в 1960, 1969, 1975 и 1984 годах.
По сравнению с 1961 годом эродированность пашни увеличилась на 17,7% (с 50 до 67,7%) по эродированность пашни с сельскохозяйственных угодий, а также их распаханности ситуация в области по существующей шкале характеризуется как катастрофическая, а по коэффициенту распаханности земель на склонах с крутизной более 2-ух градусов-как сильная и кризисная.
Следствие высокого хозяйственного освоения земельного фонда без надлежащего по охране земель и воспроизводства плодородия, как производства ресурса и важной составляющей окружающей среды, является прогрессирующая деградация земель.
В результате интенсивного использования ресурсов земель, содержание гумуса в почве постепенно снижается среднегодовые потери его составляют 0,02% в год.
Проведенные исследования убедительно свидетельствуют о существенном изменении агрохимических свойств почв в Луганской области за последние годы в сторону ухудшения, снижение уровня режимов микроэлементов, нарастание темпов дегумификации, ухудшение химических параметров плодородия, в том числе фундаментальные, которые в значительной степени определяют направление почвообразования. Все более заметные показатели усиления влияния одновалентных катионов, концентрация которых достигает 7-8 % в емколсти, ухудшение химизма водной вытяжки и повышение концентрации водорастворимых солей большинство из которых являются токсичными.
Все эти негативные тенденции обусловлены рядом субъективных и объективных причин, которые в той или иной степени влияют на современное экологическое состояние почвенного покрова.
Среди субъективных причин необходимо отмечать: снижение темпов химизации и объемов вносимых органических удобрений , приостановление регионального программирования защиты почв, расширение площадей необрабатываемых земель, разбалансирована структура посевных площадей в сторону насыщения, подсолнечника ( > 35 %), интенсивная обработка силовых земель, игнорирование севооборотов.
Объективные причины вызваны изменением климата в сторону аридизации ( засушливости ).
Ведение земледелия в таких условиях ведет к усилению темпов деградации почвы за последние годы темпы потерь гумусовых веществ достигли 660-774кг/га, а в некоторых районах превышает 1т/га. Ежегодные прямые потери сельскохозяйственного производства от дегумификации составили 160-180 млн. грн . При таких темпах потерь гумуса его содержание в почвах в 2015 году прогнозируют на уровне 3,73-3,8 %, что ниже порога оптимума.
Земледелие области продолжает функционировать в экстенсивном режиме - объемы внесенной органики сократились до 0,5 т/га, значит уменьшились площади под многолетними травами.
Несколько улучшилась ситуация с внесением минеральных удобрений, однако эти удобрения не стабилизируют баланс всех типов веществ, особенно С и К, несомненно уменьшит их содержание в почвах. По разработанному прогнозу до 2015 года содержание N в почве снизится до 109 мг/кг, Р 73-74 мг/кг, К 100-101мг/кг.
Ухудшение режимов питания и физико -химических свойств почв приведет к снижению продуктивности пашни до 25%.
Одним из важнейших факторов глобального влияния на экологическое состояние сельскохозяйственных территорий, является соотношение природных и измененных хозяйственной деятельностью угодий.
Впервые на это обратил внимание В.В. Докучаев, который более 100 лет назад в своей книге «Наши степи прежде и теперь» обосновал необходимость установления по зонам оптимальных соотношений между пашней, лугами, лесом и водо покрытыми территориями. Соотношение основных типов угодий следует рассматривать как мощный эколого - образующий фактор, который очень сильно влияет на экологическое состояние пахотных земель и в значительной мере определяет их пригодность для выращивания экологически чистой продукции .
В степной зоне оптимальным соотношением угодий в агроландшафтах следующее:
Пашня 40-50 %, полезащитные лесополосы 5-8%, кормовые угодья 35-50%. Идеальным является вариант когда на 1 га пашни приходится 1,6 га естественных кормовых угодий и 3,6 га леса, в таком случае почва полностью защищена от разрушения.
Современный агроландшафт Луганской области - это преобразованный природно- территориальный комплекс со сложной и специфической и экологической ситуацией . Он характеризуется высоким удельным весом пахотных земель в составе сельскохозяйственных угодий. Общая распашка территорий составляет 50,9 %, а распашка сельскохозяйственных угодий 70,3 %.
Кроме этого высокая промышленность, горнодобывающая, транспортная особенности, имела лесистость (12,7 %), низкая заповедность (менее 1 % ) в значительной мере обусловливают оптимизацию и функциональную организацию ландшафта. Следует отметить, что земледельческое влияние на ландшафт (механическое , химическое , физическое , агротехническое) является существенным и длительным по времени .
Уровень антропогенного ландшафа характеризуется коэффициентом Кап , значение этого коэффициента изменяется в пределах от 0 до 10. Степень ландшафтов определяется по 5 -ти ступенчатой шкале:
- от 2 до 3,8 - слабо преобразованы;
- от 3,81 до 5,3 - преобразованы;
- от 5,31 до 6,5 - средне преобразованы;
- от 6,51 до 7,4 - сильно преобразованы;
- от 7,41 до 8 - очень сильно преобразованы.
Каждому виду природопользования присвоены ранги: пашня - 6, многолетние насаждения - 5, луга и пастбища - 4, леса - 2, застроенные земли - 8, открытые заболоченные земли - 3, заповедные земли - 1, открытые без растительного покрова - 10, другие - 5, воды - 9.
Приняты следующие индексы глубины видов природопользования: пашня - 1,25 , многолетние насаждения - 1,2, луга и пастбища - 1,15, леса - 1,05, застроенные земли - 1,3, открытые заболоченные земли - 1,1, заповедные земли - 1, воды - 1,4, открытые земли без растительного покрова - 1,5, другие - 1,2.
Анализируя современное состояние земельного фонда Луганской области можно сделать вывод о том , что необходимо в корне изменить подходы ведения земледелия, они должны базироваться на научно обоснованном применении систем обработки почвы, севооборотов, удобрений, что позволит сохранить почву и приумножить ее плодородие, при этом внедрение Эклого - ландшафтной системы земледелия будет наиболее эффективным.
Следует помнить, что почва - колоссальное, вечное естественное богатство, неисчерпаемый источник жизни на земле, сохранения и умножения этого богатства - долг каждого из нас .
В настоящее время особенно актуально высказывание великого ученого К.А. Тимерязева : « Владение землей не только право или привилегия, а тяжелая обязанность, которая влечет за собой ответственность перед судом потомков » (1920 год).
2.Почва, ее свойства, значение и функциональная роль в экосистемах.
Почва — тонкий верхний слой земной коры, дающий жизнь растениям. Это самостоятельное природное тело, представляющее собой нечто среднее между живым и мертвым веществом. В почве взаимодействуют литосфера, атмосфера, гидросфера и биосфера, а плотность живого вещества планеты максимальна. Самое ценное свойство почвы — плодородие, т.е. способность обеспечивать растения необходимыми питательными веществами и влагой. Почва состоит из минеральных частиц, органического вещества в основном растительного происхождения, почвенной воды, почвенного воздуха и населяющих её живых организмов. В различных районах Земли толщина почвы колеблется от нескольких сантиметров до 2-3 метров.
Свойства почвы определяются ее водопроницаемостью, влагоемкостью, водоподъемной способностью и водоотдачей.
Водопроницаемость — свойство почвы как пористого тела пропускать воду. Она зависит от механического состава, структурного состояния и сложения почвы.
В почвах легкого механического состава водопроницаемость выражена хорошо, а почвы тяжелые и особенно бесструктурные — слабоводопроницаемы. При наличии водопрочной структуры суглинистые и глинистые почвы обладают высокой водопроницаемостью. У почв с рыхлым сложением она выше, чем у почв уплотненных.
Влагоемкость характеризует способность почвы удерживать влагу. Различают несколько видов влагоемкости, основными из которых являются наименьшая, капиллярная и полная.
Наименьшая влагоемкость (полевая) — предельное количество влаги, которое способна удерживать почва в полевых условиях после стекания гравитационной воды и при отсутствии капиллярного увлажнения за счет грунтовых вод. При наименьшей влагоемкости в почве содержится максимальное количество воды, доступной для растений, так как водой заполнено 50—70 % пор почвы.
Капиллярная влагоемкость — количество влаги, которое способна удерживать почва при наличии капиллярной связи с грунтовой водой, за счет которой она пополняется.
Полная влагоемкость — содержание влаги в почве при условии полного заполнения всех пор водой.
Влагоемкость почвы зависит от механического состава, содержания гумуса и структуры. Суглинистые и глинистые почвы имеют наибольшую влагоемкость по сравнению с почвами супесчаными и песчаными. Почвы, богатые гумусом, структурные, способны удерживать влаги больше, чем бесструктурные и слабогумусированные. Сельскохозяйственные культуры неодинаково требовательны к содержанию влаги в почве. Наилучшие условия для роста зерновых культур создаются при влажности почвы 30— 50 %, для зерновых, бобовых — 50—60, корнеплодов и технических культур — 60—70, луговых трав — 80—90 % полной влагоемкости.
Водоподъемная способность — способность почвы медленно поднимать воду по капиллярным порам под действием менисковых сил (сцепление воды с почвенными частицами). Высота и скорость поднятия воды зависят от ширины капилляров: чем меньше их диаметр, тем выше и быстрее она поднимается. В крупных порах вода поднимается на меньшую высоту, но с большей скоростью. Почвы тяжелые бесструктурные обладают лучшей водоподъемной способностью по сравнению с почвами легкими и структурными.
2.1. Плодородие почвы - важный
фактор функционирования
Плодородие почвы - способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла и благоприятной физико-химической средой для нормальной деятельности. Именно это важнейшее качество почвы, отличающее ее от горной породы.
С давних пор человек оценивает почву главным образом с точки зрения ее плодородия. Именно от плодородия зависит урожай и красота растений. Почва - сложная система, которая живет и развивается по своим законам, поэтому под плодородием нужно понимать весь комплекс почвенных свойств и процессов, определяющих нормальное развитие растений. Все процессы, происходящие в почве, связаны между собой. Исключение или ослабление любого составного ведет за собой изменение всего состава почвы и потери ценных ее качеств . Деградация почвы - цепная реакция, которую трудно остановить. Ухудшение земель снижает продуктивность растений . Почва в этом случае становится подвержена эрозии и вымывания полезных веществ, что опять ведет к снижению численности растений. Мероприятия по восстановлению плодородия почв долговременные, очень дорого стоят и сложные, поэтому так важно следить за состоянием почвы, не допуская ее сильного истощения или загрязнения.
Для определения плодородия почвы необходимо обратить внимание на ее состав, кислотность, отношение к воде и кислорода. Обладая наблюдательностью и элементарными знаниями по биологии можно определить состояние почвы и принять необходимые меры по улучшению поддержания почвенных свойств.
Различают следующие виды плодородия: естественное (природное), искусственное, потенциальное, эффективное и экономическое.
Естественное (природное) плодородие – это плодородие, которым обладает почва (ландшафт) в естественном состоянии. Оно характеризуется продуктивностью естественных фитоценозов.
Искусственное плодородие (естественно-антропогенное, по В.Д. Мухе) – плодородие, которым обладает почва (агроландшафт) в результате хозяйственной деятельности человека. По многим показателям оно наследует естественное. В чистом виде – характерно для тепличных грунтов, рекультивированных (насыпных) почв.
Почва обладает определенными запасами элементов питания (запасной фонд), которые реализуются при создании урожая растений путем частичного его расхода (обменный фонд). Из этого представления вытекает понятие о потенциальном плодородии.
Потенциальное плодородие – способность почв (ландшафтов и агроландшафтов) обеспечивать определенный урожай или продуктивность естественных ценозов. Эта способность не всегда реализуется, что может быть связано с погодными условиями, хозяйственной деятельностью. Характеризуется потенциальное плодородие составом, свойствами и режимами почв. Например, высоким потенциальным плодородием обладают черноземные почвы, низким – подзолистые, однако в засушливые годы урожайность культур на черноземах может быть ниже, чем на подзолистых почвах.
Эффективное плодородие – часть потенциального, реализуемая в урожае сельскохозяйственных культур при определенных климатических (погодных) и агротехнических условиях. Эффективное плодородие измеряется урожаем и зависит как от свойств почв, ландшафта, так и от хозяйственной деятельности человека, вида и сорта выращиваемых культур.
Экономическое плодородие – это эффективное плодородие, измеряемое в экономических показателях, учитывающих стоимость урожая и затраты на его получение.
2.2.Почвенно-биотический комплекс и роль в жизнедеятельности почвенных организмов как основы агроэкосистемы.
Почвенная биота. Почва - сложная система, одним из основных функциональных компонентов которой является населяющих ее живые организмы. От деятельности этих организмов зависят характер и интенсивность биологического круговорота веществ, масштабность и интенсивность фиксации основного биогенного элемента - атмосферного азота, способность почвы к самоочищению.
В процессе преобразования веществ и формирование потоков энергии огромную роль играют населяющие почву живые организмы, без которого нет и не может быть почвы. В 1г почвы содержится 3 ... 90 млн. бактерий , 0,1 ... 35 млн. актиномицетов , 8 ... 1000 тыс. микроскопических грибов , 100 тыс. водорослей , 1,5 ... 6 млн. простых.
Характеристика микробного комплекса. Микроорганизмы - это мельчайшие живые существа, размеры которых измеряются миллионными долями миллиметра.
Микроскопическое населения почвы чрезвычайно велико и разнообразно . Основные группы гпочвенногомикронаселення: бактерии, грибы, актиномицеты, многочисленные водоросли. Численность микроорганизмов сильно колеблется в зависимости от почвенно -экологических факторов.
Роль микроорганизмов в круговороте веществ В постоянно происходящих в природе превращениях веществ и энергии особая роль принадлежит микроорганизмам. Они активно способствуют расщеплению растительных и животных остатков, всех выделений и отбросов на простейшие соединения и первоначальные химические элементы, обеспечивая тем самым кругооборот веществ в природе.
Среди изменений веществ, вызываемых микроорганизмами, наибольший интерес представляют превращения, связанные с кругооборотом азота и углерода, являющихся важнейшими элементами всего живого органического мира.
Под круговоротом азота и углерода понимают процессы синтеза и распада органических веществ.
Синтез органических соединений в природе начинают растения.
Синтезируемые растениями органические соединения используются ими для роста и, кроме того, в большом количестве откладываются в растительных органах и тканях в виде запасных питательных веществ. Таким образом, растения становятся богатейшим источником углеводов, белков и жиров, в которых нуждаются животные и люди.
Микробы, воздействуя на растительные и животные остатки, разлагают составляющие их органические соединения на простые вплоть до таких простейших минеральных веществ, как углекислый газ, аммиак и вода. Таким образом микроорганизмы возвращают в природу углерод в виде углекислого газа, а азот - в виде аммиака, который может быть использован растениями непосредственно в виде солей аммония или после превращения его в азотнокислые соли.
Следует заметить, что разрушение органических соединений и пополнение в известной мере расходуемой углекислоты в природе происходят также в процессе дыхания животных и растений. Частичная потеря почвой азота вследствие перехода его из минеральных азотсодержащих веществ в атмосферу компенсируется деятельностью азотфиксирующих бактерий, усваивающих атмосферный азот и связывающих его в виде доступных растениям соединений.