Биологические показатели плодородия почв и их воспроизводство
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра земледелия и технологии производства продукции растениеводства.
Реферат.
На тему: Биологические показатели плодородия почв и их воспроизводство.
Выполнила: студентка 22 группы Бухучёт
и аудит Даутова Р.Р.
Проверил: Кащеев А. В.
Оренбург 2013 г.
Содержание:
- Биологические показатели плодородия………………………3
- Агрохимические показатели плодородия……………………6
- Агрофизические показатели плодородия…………………...10
- Воспроизводство плодородия почв………………………….19
- Гранулометрический и минералогический составы……….20
- Структура почвы……………………………………………....22
- Биологические показатели плодородия
Важнейшим интегральным показателем уровня плодородия почв является содержание в них гумуса. Многообразие его влияния проявляется через ряд свойств почвы — запаса элементов питания, поглотительную способность, водно-физические и биологические показатели. При интенсивном земледелии роль органического вещества в плодородии возрастает: оно обеспечивает более высокий и стабильный уровень азотного питания растений, а за счет увеличения емкости поглощения почвы создает условия для восприятия аккумулирования и равномерного распределения влаги и питательных веществ, вносимых с удобрениями, поддерживает оптимальный воздушно-тепловой и биологический режимы почвы, сохраняя ее как средство производства и элемент биосферы. Все это указывает на необходимость пополнения запасов органического вещества, поддержания его баланса на достаточно высоком уровне, контроля за динамикой гумуса. Основной источник органического вещества, поступающего в почву под естественной растительностью, — остатки растений.
На пахотных почвах с отчуждением большой части урожаев полевых культур источником органического вещества служат надземные и корневые остатки растений. Поданным БелНИИПА, в условиях Беларуси в почву с растительными остатками поступает 2,5-3,5 т сухого органического вещества на 1 га. С учетом коэффициентов гумификации растительных остатков это обеспечивает 0,5-0,6 т гумуса па 1 га. Количество и качество поступающего в почву с послеуборочными растительными остатками органического вещества обусловлено видом возделываемой культуры и уровнем урожая. По количеству органического вещества, оставляемого после уборки, основные сельскохозяйственные культуры можно разделить на 3 группы. Первую составляют многолетние бобовые и злаковые травы, оставляющие в почве наибольшее количество органического вещества. Во вторую входят однолетние зерновые и зерновые бобовые культуры сплошного сева. Они оставляют в почве значительно меньше органического вещества. Яровые зерновые и зерновые бобовые уступают в этом отношении озимым культурам. К третьей можно отнести пропашные культуры, которые оставляют в почве после уборки минимальное количество органического вещества.
Для озимых зерновых отношение растительных остатков к основной продукции (зерно) составляет: 1-1,1; для ячменя — 0,8-0,9; гречихи — 1,3-1,4; значительно ниже оно у льна — 0,3-0,4; пропашных культур— 0,035-0,04 и намного выше у многолетних трав — 2,5-3,0. Наряду с количеством растительных остатков важное значение имеет их химический состав и скорость разложения в почве. Так, содержание азота с корневых остатках многолетних трап колеблется в пределах 2,25-2,6%, в ноу косных — 1,82-2,65%, и бобово-злаковых травосмесях - 0,91-2,37 н 1,60-2,18 % соответственно.
Злаковые травы включают азота значительно меньше в растительных остатках. У однолетних культур (кроме бобовых) они беднее питательными элементами но сравнению с многолетними травами. Растительные остатки зерновых культур содержат питательных веществ меньше, чем бобовых.
Важный источник восполнения запасов органического вещества почвы — органические удобрения. Из 1 т органических удобрений может образоваться 35-50 кг гумуса. При среднегодовом внесении на 1 га пашни Беларуси 10-12 т органики это составит 450-800 кг гумуса на 1 га.
Обобщенные результаты агрохимического обследования позволили установить, что содержание гумуса в дерново-подзолистых почвах Беларуси варьирует от 1,68 до 1,98 %. Оценивая современное состояние обеспеченности гумусом пахотных почв республики, следует отметить, что этот показатель не достиг уровня, необходимого для стабильного получения высоких урожаев.
В условиях Беларуси при современном уровне ведения сельскохозяйственного производства ежегодно минерализустся 1-1,2 т гумуса в год, причем от 400 до 700 кг его образуется за счет растительных остатков, остальное количество восполняется органическими удобрениями. В среднем по Беларуси простое воспроизводство гумуса достигается заготовкой 67 млн т органических удобрений или внесением их в норме
12,6 т на 1 га. Стабилизировавшийся уровень заготовки органических удобрений в республике (около 72-75 млн т) обеспечивает слабоположительный баланс гумуса в размере 50-70 кг на 1 га в год. Это помогает достичь оптимального содержания гумуса в дерново-подзолистых суглинистых почвах (2,5-3,0 %).
С органическими удобрениями в почву поступает очень много микроорганизмов, играющих важную роль в окультурпвании почвы. Почвенные организмы разрушают отмершие остатки растений и животных, поступающих в почву. Почвенная фауна способствует перемещению веществ по профилю почвы, тщательному перемешиванию органической и минеральной части почвы.
Важнейшая функция почвенных организмов — создание прочной комковатой структуры пахотного слоя, а соответственно и благоприятного водно-воздушного режима почвы. Почвенные организмы способствуют переводу одних элементов в подвижные формы и закреплению Других в недоступные для растений формы. Некоторые микроорганизмы губительно действуют на представителей фнтопатогснной микрофлоры. Для нормального функционирования почвенных организмов необходима прежде всего энергия, источником которой является органическое вещество почиы.
Плодородие почвы в значительной степени определяется фитосанитарпым состоянием почвы, т. е. чистотой ее от сорняков, вредителей, болезней, токсических веществ, выделяемых растениями микрофлорой и продуктами разложения.
При низкой культуре земледелия
в пахотном слое почвы накапливается
очень много семян и
1.1 Агрохимические показатели плодородия
К агрохимическим показателям плодородия и окультуренности почвы относятся уровень ее поглотительной способности, реакция почвенного раствора, наличие питательных веществ.
Основную часть питательных веществ растения усваивают из почбеппого раствора, который постоянно взаимодействует с твердой фазои Почвы. В обменных реакциях активно участвуют ионы водорода очищающго раствора, взаимодействующие с твердой фазой почвы. Поэтому в почвенном растворе необходимо создавать оптимальное соотношение питательных элементов.
Емкость поглощения является
важной характеристикой почвы. Хорошо
окультуренные почвы имеют
О степени окультуренности почвы можно судить и по составу поглощенных катионов. Хорошо окультуренные почвы включают больше кальция и магния и меньше водорода и алюминия.
Показателем плодородия
и степени окультуренности
Создание и поддержание
оптимальной реакции почвенной
среды важно для получения
высоких урожаев. Оптимальная реакция
почвы обусловлена биологически
В условиях республики Беларусь в качестве оптимального для легких (песчаных и супесчаных) пахотных дерново-подзолистых почв принят соответственно рН 5,7 и 6,1, для тяжелых — рН 6,5, для торфяно-болотных — рН 5,1, лугопастбищных угодий — рН 5,5.
Известкование существенно ускоряет окультурнвание почв. Изменение величины рН посредством известкования существенно меняет использование растениями элементов минерального питания
Немаловажный показатель плодородия почвы — обеспеченность азотом. Так, в пахотном слое дерново-подзолистых почв Республики Беларусь средние запасы азота составляют, т на 1 га: в тяжелосуглинистых — 3,5-4,0, среднесуглинистых — 3,0-3,8, легкосуглинистых — 2,7-3,5, связносупесчаных — 2,4-3,2, рыхлосупссчаных — 2,2-3,1 и песчаных - 2,1-2,6.
Содержание в почве азота тесно связано с наличием органического вещества. После его минерализации азот становится доступным в результате процессов аммонификации и нитрификации по простейшей схеме: белки — гумиповые вещества — аминокислоты — амиды — аммиак — нитриты — нитраты. Общего азота в пахотном слое дерново-подзолистых почв содержится 0,049-0,169 %, показатель этот очень динамичен по сезонам года.
Определение оптимальных норм азотных удобрений с учетом почвенных условий, совершенствование технологии их использования (сроки и способы внесения, применение ретордантов, ингибиторов нитрификации и т. д.) — это основной путь оптимизации азотного питания растений.
Способность почвы снабжать растения фосфором характеризуется не только запасами растворимых фосфатов, но и степенью их подвижности. Основной критерий оптимальности фосфатного режима почв — такое содержание подвижных фосфатов, при котором достигается наибольшая урожайность возделываемых культур, а фосфорные удобрения становятся экономически неэффективными. Требовательность культур к содержанию подвижного фосфора в почве неодинакова. Поэтому для установления оптимального уровня его запаса в конкретных условиях надо учитывать не только тин почвы и се гранулометрический состав, но и структуру посевных площадей в севообороте. С учетом этого оптимальные показатели содержания подвижного фосфора определены для культур, преобладающих в севооборотах.
В условиях Республики Беларусь предложены следующие оптимальные параметры содержания подвижного фосфора для дерново-подзолистых почв, мг: суглинистых — 26-30, супесчаных — 21-25 и песчаных — 16-20 мгна 100 г почвы.
Обеспеченность почв калием, способность их постоянно снабжать растения необходимым его количеством прямо зависит от количества физической глины. Оптимальные показатели калийного потенциала обусловлены как почвенными факторами, так и биологическими особенностями сельскохозяйственных культур. Основной критерий опенки агрономического оптимума содержания обменного калия в почве — уровень калийного питания, который в период вегетации обеспечивает получение высокой урожайности сельскохозяйственных культур при высоком качестве продукции.
Оптимальные параметры
содержания подвижного КО (по Кирсанову)
на дерново-подзолистых
Оценка агрохимических показателей плодородия. Оценку плодородия земли по ряду качественных показателей называют бонитировкой, а показатель — ее бонитетом. За эталон принимается дерново-среднеподзолистая легкосуглинистая почва, содержащая 2 % гумуса. Ее оценка — 50 баллов. При помощи поправочных коэффициентов наэроднрованность, каменистость, завалуненность, закустаренность, контурность, па климатические условия определяется бонитет почвы.
Для условий Республики Беларусь применяют индекс окультуренности почв, представляющий собой интегральный показатель, где каждое свойство выражено в относительных единицах (0,1-1,0) и выражает степень соответствия почвы требованиям культурных растений. Для каждого из показателей предварительно рассчитывают относительный индекс Иотн.
Для практических расчетов
установлены следующие
Оценка степени
Почвы с более высоким баллом при дальнейшем их окультуривании дают меньший выход продукции на баллогектар по сравнению с менее плодородными.
1.2 Агрофизические показатели плодородия
К агрофизическим показателям плодородия почв относятся гранулометрический состав, общие физические, физико-механические свойства, строение пахотного слоя, структура, водно-воздушный и тепловой режимы.
Гранулометрический состав. Твердая фаза почвы состоит из частиц различной величины, которые называются механическими элементами. По происхождению различают минеральные, органические и органоминеральные частицы.
Относительное содержание в почве или породе фракции механических элементов называется механическим, или гранулометрическим, составом. Среди механических частиц (элементов) почвы выделяют физический чесок (частицы более 0,01 мм) и физическую глину (частицы менее 0,01мм). Их соотношение положено в основу классификации почв по гранулометрическому составу. Например, дерново-подзолистая почва содержит физической глины 28,0 %, песка — 39,0 %, крупной пыли — 33,0 %, средней и мелкой пыли — 17,0, ила 11,0 %. Основное название гранулометрического состава этой почвы — легкосуглииистая, дополнительное — крупнопылевато-несчаная.
Исследования, проведенные в БелНИИПА, показали существенную зависимость урожая основных сельскохозяйственных культур от гранулометрического состава почв, в частности, от наличия в почве физической глины. Оптимальное ее содержание для различных культур неодинаково, что объясняется, с одной стороны, влиянием гранулометрического состава на водно-физические свойства и режимы почвы, а с другой, — биологическими особенностями и развитием корневой системы. Если рассматривать этот показатель для севооборота в целом, то оптимальное содержание физической глины составляет 30-35 %.
Как неизменный показатель для данной почвенной разновидности, гранулометрический состав влияет на целый ряд других показателей почвы, таких как водно-физические, физико-механические, воздушные и тепловые свойства, окислительно-восстановительные условия, накопление в почве гумуса, зольных элементов и азота.
В зависимости от гранулометрического состава почв меняются условия обработки, сроки полевых работ, дозы удобрений, размещение сельскохозяйственных культур.
Песчаные и супесчаные
почвы легко поддаются обработк
Тяжслосуглинистые и глинистые почвы отличаются более высокой связностью и влагоемкостью, богаче гумусом, питательными веществами. Обработка этих почв требует значительных энергетических затрат, поэтому их принято называть тяжелыми.
Тяжелые бесструктурные почвы имеют низкую водопроницаемость, легко заплывают, образуют корку, отличаются высокой плотностью, неблагоприятными воздушными и тепловыми режимами. Они, как и песчаные, обладают низким плодородием и неудобны для применения. Лучшими для сельскохозяйственного использования являются легкосуглнпнстые и среднесуглинистые почвы.
Общие физические свойства почвы — плотность твердой фазы, почвы и пористость. Плотность твердой фазы почвы (удельная масса) — отношение массы и ее твердой фазы к массе воды в том же объеме при +4 "С. Это величина константная. Значение ее изменяется лишь в зависимости от содержания органического вещества (гумуса) и состава минеральной части почвы. Для дерново-подзолистых почв республики этот показатель колеблется от 2,40 до 2,65 г/см3, а для торфяно-болотных — от 0,5 до 1,4 г/см3.
Плотность почвы (объемная масса) — масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении так же, как и плотность твердой фазы, выражается в г/см3.
Плотность является первичным и определяющим фактором всей физики почв. С ней непосредственно связаны водный, тепловой и воздушный режимы в почве. Каждая сельскохозяйственная культура предъявляет свои требования к плотности почвы, которые меняются в течение всего вегетационного периода. Придание ночве оптимальной плотности составляет важную задачу земледелия, она является величиной переменной и претерпевает изменение в процессе окультуривания почв. На нее влияют способ обработки почвы, гранулометрический состав, применение удобрений и даже в какой-то мере возделываемая культура. После глубокого рыхления, как правило, плотность почвы сильно снижается. Однако в дальнейшем под влиянием выпадающих осадков сил тяжести почвенных частиц, под воздействием почвообрабатывающих машин и орудий она увеличивается и достигает определенной постоянной величины. Такое состояние называется равновесной плотностью. Если она выше оптимальной для культуры, посев которой планируется, то почву необходимо рыхлить, если ниже — уплотнять. Наилучшее условие для возделывания культур достигается, когда значение оптимальной и равновесной плотности почвы совпадают.
Задача земледелия — разработка путей оптимизации плотности пахотного слоя почв. Он считается рыхлым, если плотность не превышает 1,15, плотным — 1,15-1,35 и очень плотным — выше 1,35 г/см3.
Пористость (скважность) почвы — суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы, выражается в процентах от общего объема почвы. Зависит от целого ряда показателей и прежде всего от гранулометрического состава, структурного состояния, деятельности почвенных организмов, содержания органического вещества, способов и приемов обработки почвы.
В почве норы могут находиться между отдельными механическими элементами, почвенными агрегатами и внутри агрегатов. В зависимости от величины пор различают капиллярную п пекапиллярпую пористость. Капиллярная равна объему капиллярных промежутков почвы, некаппллярная — объему крупных пор. В сумме эти два вида пористости составляют общую пористость почвы. Поры могут быть заполнены водой и воздухом. За счет неканиллярных нор обеспечивается водопроницаемость и воздухообмен почвы. Капиллярные поры создают водоудсрживаюшую способность почвы, тем самым определяя запас, доступный для растений влаги.
Для создания оптимальных условий влаги и воздухообмена в почве необходимо, чтобы пекан иллярная пористость составляла 55-60 % общей пористости. Если она меньше 50 %, то в почве резко ухудшается воздухообмен, что приводит к развитию анаэробных процессов. Это свойственно для тяжелых почв с высокой плотностью. Если некапиллярная пористость превышает 65 %, то снижается водоудсрживающая способность почпы и тем самым ухудшается обеспечение растений влагой (легкие супесчаные и песчаные почвы).
В агрономическом отношении важно, чтобы почвы имели высокую некаппллярную пористость, заполненную водой, и одновременно пористость аэрации не менее 15-20 % объема — минеральные и 3040 % — торфяио-болотпые.
Соотношение объемов, занимаемых твердой фазой и различными видами нор, называется строением пахотного слоя. Оно определяется гранулометрическим составом почвы, ее агрегатным состоянием и взаимным расположением почвенных частиц н комков, т. е. сложением почвы.
Принято считать, что для дерново-подзолистых почв наиболее благоприятное соотношение между твердой фазой и порами — 1:1, так как при этом устанавливаются наилучшие условия водного, воздушного и пищевого режимов почвы. Строение пахотного слоя можно регулировать путем изменения плотности почвы и структуры.
К приемам регулирования строения почвы относятся: приемы, направлснные на восстановление и улучшение структуры почвы; обработка почвы: ход естественных процессов.
Создание структурных почв является основой для всех других меРочриятнй, направленных на регулирование строения пахотного слоя. Наиболее быстрым и эффективным способом изменения строения яв•"яется обработка. Все приемы обработки в значительной степени повышают общую пористость, увеличивая в основном объем некапиллярных пор, что улучшает водно-воздушные свойства и усиливает микробиологическую активность почвы.
Однако чрезмерная рыхлость почвы
способствует большим потерям влаги,
проявлению ветровой эрозии, слишком
быстрой минерализации и
К физико-механическим свойствам почвы относятся пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и сопротивление при обработке. Они имеют важное значение для оценки технологических свойств почвы, т. с. различных условий обработки, работы посевных и уборочных агрегатов.
Пластичность — это способность почвы изменять форму под влиянием какой-либо внешней силы без нарушения сплошности и сохранять приданную форму после устранения этой силы. Она зависит от ряда свойств почвы, обусловлена илистой фракцией и проявляется при определенном диапазоне влажности, характеризующем верхний и нижний пределы или границы пластичности. В сухом и переувлажненпом состоянии почвы не обладают пластичностью.
В зависимости от влажности
почвы различают следующие пара
Нижняя граница пластичности — это верхняя граница влажности почвы, при которой возможна ее механическая обработка, или верхний предел оптимальной влажности для обработки почвы. Значение величины верхней границы пластичности важно для определения устойчивости почв к водной эрозии. При влажности выше верхней границы пластичности почва способна растекаться и сползать вниз по склону. Это необходимо учитывать при планировании протнвоэрозионных мероприятий.
Липкостью называют способность почвы прилипать к соприкасающимся с пей поверхностям. Она отрицательно влияет на технологические свойства ночвы, увеличивает тяговое сопротивление почвообрабатывающих машин и орудий, затрудняет движение транспорта и ухудшает качество обработки. Липкость (г/см ) проявляется при определенной влажности, сначала увеличивается одновременно с ней, а затем начинает уменьшаться. По липкости почвы подразделяются на предельно — больше 15 г/см2, сильно — 5-15, средне — 2-5, слабовязкнс — 0,5-2 и рассыпчатые — менее 0,5 г/см2. С ней связано такое важное агрономическое свойство почвы, как физическая спелость. Это состояние влажности, при котором почва хорошо крошится, не прилипая при этом к орудиям обработки.
Различают также биологическую спелость почвы, под которой понимают такое состояние, при котором начинается активное развитие биологических процессов. Для почв Беларуси оба вида спелости наступают почти одновременно.
Набухание — способность почвы увеличиваться в объеме при увлажнении. Наибольшую пабухаемость из всех почв имеют глинистые. Это отрицательное свойство, поскольку при значительной выраженности приводит к разрушению почвенных агрегатов.
Усадка — уменьшение объема почвы при высыхании. Величина усадки обусловлена теми же факторами, что и набухание. При сильной усадке в почве образуются многочисленные трещины, разрывается корневая система растений, усиливается физическое испарение влаги.
Связность почвы — способность сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы, вызывается силами сцепления между частицами почвы.
Наибольшей связностью обладают глинистые почвы, наименьшей — песчаные. Максимальная связность наблюдается при влажности почв, близкой к влажности завядания. Связные почвы лучше противостоят эрозии, однако при увеличении связности ее удельное сопротивление повышается, что затрудняет обработку.
Твердостью называется
сопротивление почвы
Твердость почвы зависит от ее увлажнения и структурности. Распыленная (бесструктурная) почва при высыхании оказывает значительно большее механическое сопротивление, чем комковато-зернистая.

- Биологические потенциалы.Потенциал покоя
- Биологические потребности человека
- Биологические предпосылки поведенческих девиаций
- Биологические предпосылки, прижизненное формирование. Характер и личность
- Биологические, психологические и социологические теории отклоняющегося поведения
- Биологические ресурсы
- Биологические ресурсы
- Биологические особенности нутрии
- Биологические особенности озимой ржи, система обработки почвы и система удобрений, сроки и нормы посева
- Биологические особенности озимых
- Биологические особенности перца
- Биологические особенности птицы
- Биологические особенности свиней и влияющие на них факторы окружающей среды
- Биологические особенности хламидий и риккетсий