Роль почвы в агроэкосистемах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

почва гумус агроэкосистема земельный

Введение

1. Современное состояние земельного фонда Донецкого региона на примере Луганской области

2. Почва, ее свойства, значение и функциональная роль в экосистемах

2.1 Плодородия почвы - важный фактор функционирования агроэкосистем

2.2 Почвеннобиотический комплекс и роль в жизнидеятельности почвенных организмов как основы агроэкосистемы

2.3 Органическое вещество почвы как его важная состовляющая, гумус - основа плодородия почвы

2.4 Роль минеральных веществ почвы в формировании его плодородия

2.5 Буферность почвы

3. Экологоагрохимическая оценка землиделия

4. Расчитать коэффициент биологизации севооборотов и баланса восстановления гумуса почвы в ней

4.1 Расчеты коэффициента биологизации севооборота

4.2 Расчеты баланса восстановления гумуса в почве севооборота

Вывод

Список используемой литературы



Введение

Глобальный экологический кризис более угрожающий, чем даже ядерная война. Социальное мышление, которое определялось лозунгами, привело к нерациональному, потребительскому использованию природных ресурсов Украины. Авария на Чернобыльской АЭС поставила под угрозу жизни людей не только в нашей стране. Из почти 700 административных районов Украины только 12 имеют доаварийный радиационный фон и все это натворил «советский мирный атом». Такой лозунг украшал Чернобыльскую АЭС, и он должн стать предостережением для всех нас, живущих на этой многострадальной земле. Сложившаяся ситуация требует нового мышления и стратегии природопользования, основанной на согласии с природой и обществом, способна удовлетворить материальные потребности людей и подрывать условия расширения воспроизводства производства в будущем.

Сельское хозяйство, как и одна из других отраслей производства, тесно связана с интенсивным использованием основных природных ресурсов земли, воздуха, воды. Научно технический прогресс в сельском хозяйстве достиг такого уровня, когда каждый специалист аграрий должен обладать не только совокупностью специальных сельскохозяйственными и фитобиологическими знаниями, но и иметь высокий уровень экологического образования. Без этого невозможно рационально использовать природные ресурсы на селе и успешно решать проблемы охраны окружающей среды.

От экологических знаний всего населения, и особенно, специалистов сельского хозяйства зависят защита и сохранение окружающей среды от деградации природных ландшафтных систем и прямого загрязнения, снижения ресурсо, материало и энергоемкости сельскохозяйственного производства, внедрение малоотходных технологических систем и процессов, минерализация потерь сельскохозяйственной продукции, внедрение природо целесообразных систем ведения земледелия, животноводства, оптимизация ландшафтов сельскохозяйственных районов, производство экологически чистой продукции.



1. Современное состояние земельного фонда Донецкого региона на примере Луганской области

Рельеф и почвенноклиматические условия Луганской области на фоне высокой сельскохозяйственной освоенности территории обусловили интенсивное развитие эрозионных процессов. Водной эрозии подвержено 67% пашни. Ветровая эрозия локально проявляется в зимневесенний период, почти ежегодно. Пылевые бури раз в 57 лет, сильные один раз в 710 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 2ух 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 78 % 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 660774кг/га, а в некоторых районах превышает 1т/га. Ежегодные прямые потери сельскохозяйственного производства от дегумификации составили 160180 млн. грн. При таких темпах потерь гумуса его содержание в почвах в 2015 году прогнозируют на уровне 3,733,8 %, 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 7374 мг/кг, К 100101мг/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 4050 %, полезащитные лесополосы 58%, кормовые угодья 3550%. 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 23 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 агроэкосистем

Плодородие почвы - способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла и благоприятной физикохимической 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 (естественноантропогенное, 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 Почвеннобиотический 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.

Микробная биомасса содержит различные вещества, необходимые высшим растениям. Особенно богата она азотом. Содержание его в клетках микроорганизмов достигает 12 %; на долю Р2О5 приходится 3 %, К20 - 2,2 %.

Разнообразен и биохимический состав микробной биомассы. В состав ее сухого вещества входят: 53 % белка, 16 - сахара, 18 - нуклеиновых кислот, 10 - жиров, 3% ферментов, витаминов, ростовых веществ, антибиотиков и других соединений, необходимых растениям. Микроорганизмы в течение года могут синтезировать на 1га пахотного слоя почвы до 400 г тиамина, 300 г пиридоксина и 1 кг никотиновой кислоты.

Экотоксикологические функции микроорганизмов. Микроорганизмы - индикаторы физиологического состояния растений в системе почва - растение. Способность почвенных микроорганизмов чутко реагировать на малейшие изменения окружающей среды и высокая ферментативная активность позволяют использовать их для индикации состояния экосистем и оценки деградации токсичных соединений в них. Эта особенность почвенных микроорганизмов делает их незаменимыми в экологических исследованиях, особенно для ранней диагностики изменений, происходящих в экосистемах под воздействием токсических веществ и их микробной трансформации.

Из множества почвенно экологических факторов - физических, химических, агрохимических и биологических - последние являются наиболее чувствительными и способными наиболее адекватно характеризовать физиологическое состояние растений в системе почва - растение. Количество микробной биомассы, характеризует физиологическое состояние растений, является интегральным показателем системы почвы - растение и может быть использовано в различных экологических исследованиях (например, при нормировании антропогенных нагрузок, определении устойчивости экосистем и т. д.).

Биоиндикация -- оценка качества среды обитания и её отдельных характеристик по состоянию биоты в природных условиях. Для учёта изменения среды под действием антропогенного фактора составляются списки индикаторных организмов -- биоиндикаторов. Биоиндикаторы -- виды, группы видов или сообщества, по наличию, степени развития, изменению морфологических, структурнофункциональных, генетических характеристик которых судят о качестве воды и состоянии экосистем. В качестве биоиндикаторов часто выступают лишайники, в водных объектах -- сообщества бактерио, фито, зоопланктона, зообентоса, перефитона.

Принципиальным преимуществом является возможность осуществления прямой количественной оценки вероятности проявления биологических эффектов в исследуемой среде, вызванных загрязнением. Тесты на токсичность определяют токсичность смеси химикатов, позволяет автоматически учитывать возможный синергизм действия этих химикатов. Недостатки: Тесты, как правило, проводятся в контролируемых лабораторных условиях, и, поэтому получаемые результаты иногда трудно сравнить с условиями, которые имеют место в природе. Тесты на токсичность не дают информации о том, качественный состав загрязнителей в исследуемой пробе. Тесты на токсичность не отражают изменения, происходящие в популяциях организмов.

2.3 Органическое вещество почвы как его важная составляющая, гумус - основа плодородия почвы

Органическое вещество почвы - это сложная система всех органических веществ, присутствующих в профиле в свободном состоянии или в форме органо соединений, исключая те, которые входят в состав живых организмов.

Главным источником органического вещества почвы есть остатки растений и животных на разных стадиях разложения. Наибольший объем биомассы поступает за счет опавших растительных остатков, значительно меньше вклад беспозвоночных и позвоночных животных и микроорганизмов, однако они играют важную роль в обогащении органического вещества азотсодержащими компонентами.

Органическое вещество почвы по своему происхождению, характеру и функциям делится на две группы: органические остатки и гумус. В качестве синонима термина «гумус» иногда используют термин «перегной». Органические остатки представлены главным образом наземным и корневым опадом высших растений, который не утратил своего анатомического строения. Химический состав растительных остатков различных ценозов варьирует в широких пределах. Общим для них является преобладание углеводов (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества), лигнина, белков и липидов. Весь этот сложный комплекс веществ после отмирания живых организмов поступает в почву и трансформируется в минеральные и гуминовые вещества, а частично выносится из почвы с грунтовыми водами, возможно, до нефтеносных горизонтов.

Разложение органических остатков почвы включает механическое и физическое разрушение, биологическую и биохимическую трансформацию и химические процессы. В разложении органических остатков большая роль принадлежит ферментам, почвенным беспозвоночным животным, бактериям и грибам. Ферменты -- это структурированные белки, имеющие множество функциональных групп. Основным источником ферментов являются; растения. Выполняя в почве роль катализаторов, ферменты в миллионы раз ускоряют процессы распада и синтеза органических веществ.

Гумус представляет собой совокупность всех органических соединений, находящихся в почве, кроме входящих в состав живых организмов и органических остатков, сохранивших анатомическое: строение. В составе гумуса выделяют неспецифические органические соединения и специфические -- гуминовые вещества. Неспецифическими называется группа органических веществе известной природы и индивидуального строения. Они поступают в почву из разлагающихся растительных и животных остатков и q корневыми выделениями.

Неспецифические соединения представлены практически всеми компонентами, составляющими животные и растительные ткани и прижизненные выделения макро -- и микроорганизмов. К ним относятся лигнин, целлюлоза, протеины, аминокислоты, моносахариды, воск и жирные кислоты.

В целом доля неспецифических органических соединений не превышает 20 % от суммарного количества почвенного гумуса. Неспецифические органические соединения представляют собой продукты разной степени разложения и гумификации поступающего в почву растительного, животного и микробного материала. Эти соединения определяют динамику быстро меняющихся свойств почвы: окислительновосстановительного потенциала, содержания подвижных форм питательных элементов, численности и активности почвенных микроорганизмов, состава почвенных растворов. Гуминовые вещества, напротив, обусловливают стабильность во времени иных свойств почвы: емкости обмена, воднофизических свойств, воздушного режима и окраски.

Специфическая органическая часть почвы -- гуминовые вещества -- представляют собой неоднородную (гетерогенную) полидисперсную систему высокомолекулярных азотсодержащих ароматических соединений кислотной природы. Гуминовые вещества образуются в результате сложного биофизикохимического процесса трансформации (гумификации) продуктов разложения органических остатков, попадающих в почву.

В зависимости от химического состава растительных остатков, факторов их разложения (температура, влажность, состав микроорганизмов) выделяют два основных типа гумификации: фульватный и гуматный. Каждому из них соответствует определенный фракционногрупповой состав гумуса. Под групповым составом гумуса понимается набор и содержание различных веществ, родственных по строению и свойствам соединений. Важнейшими группами являются гуминовые кислоты (ГК) и фульвокислоты (ФК).

Гуминовые кислоты содержат 46 -- 62% углерода (С), 3 -- 6% азота (N), 3--5 % водорода (Н) и 32--38 % кислорода (О). В составе фульвокислот углерода больше -- 45 -- 50%, азота -- 3,0 -- 4,5% й водорода -- 3 -- 5%. Гуминовые и фульвокислоты практически всегда содержат серу (до 1,2%), фосфор (десятки и сотни долей процента) и катионы различных металлов.

В составе групп ГК и ФК выделяют фракции. Фракционный состав гумуса характеризует набор и содержание различных веществ, входящих в группы ГК и ФК, по формам их соединений с минеральными компонентами почвы. Наибольшее значение для почвообразования имеют следующие фракции: бурых гуминовых кислот (БГК), связанных с полуторными оксидами; черных гуминовых кислот (ЧГК), связанных с кальцием; фракции I и Iа фульвокислот, связанных с подвижными формами полуторных оксидов; ГК и ФК, прочно связанных с полуторными оксидами и глинистыми минералами.

Групповой состав гумуса характеризует количественное соотношение гуминовых кислот и фульвокислот. Количественной мерой типа гумуса служит отношение содержания углерода гуминовых кислот (Срк) к содержанию углерода фульвокислот (Сфк). По величине этого отношения можно различить четыре типа гумуса:

- гуматный -- более 2; - фульватногуматный -- 1--2;

- гуматнофульватный -- 0,5--1,0;

- фульватный -- менее 0,5.

Групповой и фракционный состав гумуса закономерно и последовательно меняется в зональногенетическом ряду почв. В подзолистых и дерновоподзолистых почвах гуминовые кислоты почти не образуются и накапливается их мало. Отношение обычно менее 1 и чаще всего составляет 0,3 -- 0,6. В серых почвах и чернозёмах абсолютное содержание и доля гуминовых кислот значительно выше. Отношение в чернозёмах может достигать 2,0--2,5. В почвах, расположенных к югу от чернозёмов, постепенно вновь увеличивается доля фульвокислот.

Избыточное увлажнение, карбонатность породы, засоление нагадывают отпечаток на групповой состав гумуса. Дополнительное Увлажнение обычно способствует накоплению гуминовых кислот. Повышенная гуматность свойственна также почвам, формирующимся на карбонатных породах или под влиянием жестких грунтовых вод.

2.4 Роль минеральных веществ почвы в формировании его плодородия

Влияние окружающей среды отражается и на химическом составе растений. Все элементы, встречающиеся в почве и атмосфере, найдены и в теле растений. В сухом веществе растений содержится 45% углерода, 42% кислорода, 6,5% водорода, 1,5% азота и 5% зольных элементов. Все элементы, входящие в состав растений, принято делить на три группы.

Макроэлементы. Содержание их в организме колеблется от десятков процентов до сотых долей процента. К ним относят все элементы, входящие в состав органических веществ (углерод, водород, кислород, азот), а также зольные элементы (калий, кальций, кремний, магний, натрий, железо, фосфор, сера, алюминий, хлор).

Микроэлементы содержатся в растениях в тысячных долях процента, однако без них невозможна жизнь. К микроэлементам относят марганец, бор, медь, йод, бром, стронций, молибден, кобальт, никель, литий, цинк. Многие из них входят в состав ферментов, поэтому их отсутствие вызывает нарушение физиологических процессов в организме растений. Например, при отсутствии бора в почве сахарная свекла заболевает гнилью сердечка; при недостатке меди (на болотных почвах) у злаков не образуются зерна; при отсутствии цинка в почве у цитрусовых происходит деформация плодов. Однако избыточное содержание микроэлементов в почве отрицательно сказывается на растениях.

Ультрамикроэлементы содержатся в сухом веществе в миллионных долях процента. Это золото, серебро, цезий, селен, кадмий, ртуть, радий и др. Их роль в жизни растений еще недостаточно изучена. У некоторых видов содержание этих элементов может быть значительным.

В разные периоды жизни растение потребляет различные элементы и в разных количествах. Так, например, при цветении и образовании семян растение поглощает наибольшее количество зольных элементов. Минеральные вещества, поглощенные растением из почвы, участвуют в синтезе органических соединений, которые обладают большой потенциальной энергией. Эта энергия необходима для роста и развития.



2.5 Буферность почвы

Буферность почвы, свойство почвы препятствовать изменению её реакции (pH) под действием кислот и щелочей. Чем больше в почвенном растворе солей сильных оснований и слабых кислот, тем более буферна почва по отношению к кислым удобрениям; соли слабых оснований и сильных кислот буферны к щелочным удобрениям. Так как раствор находится в постоянном взаимодействии с твёрдой фазой почвы, то последняя также оказывает существенное влияние на буферность. Чем больше коллоидных частиц и гумуса в почве (например, чернозёмы) и чем больше они содержат поглощённых оснований, тем буфернее почва по отношению к кислым удобрениям; поглощённый коллоидами водород (подзолистые почвы, краснозёмы) способствует увеличению Б. п. к щелочным удобрениям. Наиболее буферны почвы тяжёлого (глинистого) механического состава. Атмосферные осадки, грунтовая и оросительная вода могут изменить реакцию почвы, если последняя не обладает буферностью, и наоборот. Растения реагируют на изменение реакции почвы, поэтому Б. п. играет большую роль в их росте и развитии. Буферность почвы можно повысить внесением органических удобрений.



3. Эколого - агрохимическая оценка земли

Для эколого - агрохимической оценки почвы используют данные эколого - агрохимических паспортов полей. У нас в стране проводят эколого - агрохимической паспортизации полей и земельных участков. Ее цель - создание информационной базы землепользования, что позволит рационально использовать земельные ресурсы, планировать приемы поддержания и повышения плодородия почв, а также подготавливать основу для расчета денежной оценки земли с учетом ее качества. Эколого - агрохимическое паспорт поля - это документ в котором сосредоточена информация о плодородии почвы и ее агрохимическому состоянии. Он разрабатывается для каждого поля и земельного участка на основании материалов агрохимического, радиологического и других видов мониторинга почв, в том числе на содержание тяжелых металлов и содержание пестицидов. Он является базой для разработки, при необходимости, конкретных мероприятий в агроформирований, для улучшения качества почв и в дальнейшем при расчете денежной оценки земли.

Показатели качества или эколого - агрохимического состояния является бонитет, оценивают в баллах, максимальное значение его 100 баллов. Такому показателю соответствуют эталонные или стандартные почвы.

Стандарты (Эталон) для чернозем обыкновенный: Гумус: запасы в 0 - 100 см. - 500 т / га.

содержание в 0 - 20 см. - 6.2 %.

МВЗПВ (максимально возможные запасы продуктивной влаги)

в 0 - 100 см. - 200 мм.

микроэлементы:

N - 225 мг / кг (по Корнфильду);

- 100 мг / кг (по Кононовой, Тюринову).

Р - 250 мг / кг (по Керсанов);

- 200 мг / кг (по Чирикова);

- 69 мг / кг (по Мачигиним).

К - 170 мг / кг (по Керсанов);

- 200 мг / кг (по Чирикова);

- 400 мг / кг (по Мачигиним).

Микроэлементы: марганец - 71; цинк - 1.6; медь - 3.4; кобальт - 2.3; молибден - 0.71; бор - 0.23 мг / кг.

На первом этапе в эколого - агрохимического паспорте поля заносятся показатели агроэкологического состояния почвы: агрофизические, физико - агрохимического, уровня загрязнения почв тяжелыми металлами и остатками пестицидов, плотность радиоактивного загрязнения. Делается анализ этих показателей.



4. Расчитать коэффициент биологизации севооборотов и баланса восстановления гумуса почвы в ней.

Задание № 18

1. Севооборот

№ поля	Культура севооботора	Площадь, га	Урожайность, ц/га
1	Пар чистый	100
2	Озимая пшеница	100	80
3	Подсолнечник	100	20
	Всего	300

2. Внесено удобрений под культуры севооборота

под пшеницу: основное - N₃₀ P₆₀ K_40, при посеве - Р₂₀, весной в подкормку - N₄₀;

под подсолнечник: основное - N₄₀ P₆₀ K₄₀

3. Использоание резерва органики: После уборки озимой пшеницы солома оставляется в поле как резерв органики

4.1 Расчеты коэффициента биологизации севооборота

Культура	Площадь,га	Урожайность, ц/га	Поступило органических веществ (тонн) за счет	Поступило минеральных удобрений за счет их внесения под культуры, кгд.р.	Соотношение органических и минеральных удобрений, т/кг д.в.	Коэффициент биологизации севооборота
			Внесение органических удобрений (навоза)	Послеуборочные остатки	Использование резервов органики (соломы)	Всего	N	P	K	Всего
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Пар чистый	100
Озимая пшеница	100	80		3,2	36		70	80	40	190
Подсолнечник	100	20		3,5			40	60	40	140
Всего	300			6,7	36	42,7	110	140	80	330	1:7,7	0,12

Данные для первых трех колонок, мы берем из индивидуального задания.Количество послеуборочных остатков (колонка 5),используем данные таблицы 3 приложения, затем их суммируем. Данные колонки 6, получаем таким образом: урожайность соломы с одного гектара умножаем на 3.Урожайность соломы определяется соотношением урожайности зерна к соломе как 1:5.Данные колонки 7,определяем суммируя результаты 5 и 6 колонок. Данные 8, 9, и 10 колонок, мы берем из индивидуального задания, затем их суммируем и заносим в колонку 11. Далее, используя итоговые данные, определяем соотношение органических и минеральных удобрений (колонка 12) делением 11 колонки на 7 и коэффициент биологизации севооборота (колонка 13) делением единицы на полученный результат данных колонки 11.

Получено соотношение органических и минеральных удобрений, т / кг д.в. 1:7,7 и коэффициент биологизации севооборота 0,12, эти данные показывают характер влияния на земледелие: Биологизация - близкое к оптимальным значениям плотности, по грунтовых режимов возможны минимумы, замедленное накопление содержания гумуса в почве.

4.2 Расчеты баланса восстановления гумуса в почве севооборота

1 й вариант расчета (с учетом фактического внесения минеральных и органических удобрений (навоза), а так же поступления пожнивных остатков и использования резервов органики):

Б _г = [ ?У_к х П_к + (О_р + Д_р.о.) х П_ср ] х 0,35 - ? М_кх П_к= П

= [670+36 х 100] х 0,35 - 450 = 3,4 т/га за год 300

2 й вариант расчета (без учета фактического внесения органических удобрений (навоза) и использование резервов органики):

Б _г= (?У_к х П_{к +} Р_пх П_ср) х 0,35 - ? М_кх П_к=П

= (670 х 0,35)450 = 0,7 т/га за год 300

где Бг - баланс восстановления гумуса в почве севооборота, ± т / га в год;

Ук - количество послеуборочных остатков, поступающих в почву после каждой культуры севооборота, т / га (используем данные таблицы 3 приложения) (Ук - 1 * ПК 1 +);

Пк - площадь каждой культуры севооборота, га (ПК 1.Пк 2 и т.д.);

Ор - поступило органики за счет внесенного навоза и послеуборочных остатков, используем данные колонки 4 и 5 таблицы 1 (4 +5), т / га;

Др.о. - Поступило за счет резерва органики (соломы), используем данные колонки 6 (всего) таблицы, т;

Пср - средняя площадь одного поля севооборота, га;

0,35 - коэффициент выхода гумуса с 1 тонны органики;

Мк - минерализация гумуса каждой культурой севооборота, т / га (используем данные таблицы 4 приложения); МК 1, МК 2 и т.д.

П - общая площадь севооборота, га;

Рп - поступило послеуборочных остатков, т / га (используем данные колонки 5)

Пср - средняя площадь одного поля севооборота, га.



Выводы

На основании полученных показателей баланса воспроизведения гумуса в почве севооборота удобрений. Для повышения эффективной и естественного плодородия надо внедрять научно обоснованные системы земледелия, может обеспечить окультуривания почв. Систематическое использование мероприятий по повышению их плодородия с учетом генетических свойств, требований сельскохозяйственных культур, то есть формирование почв с высоким уровнем эффективной и потенциального плодородия.

Одним из механизмов решения проблемы является землеустройство - совокупность социально - экономических и экологических мероприятий, направленных на регулирование земельных отношений и рациональной организации территории административно - территориальных образований, субъектов хозяйствования, осуществляемых под влиянием общественно - производственных отношений и развития производительных сил.

Противоэрозионный обработка почвы в Степи, как и в других зонах страны, базируется на широком использовании без полочных почвообрабатывающих орудий, которым сначала отводилась роль защиты почвы от ветровой эрозии, а позже была доказана их универсальность в предупреждении как ветровой, так и водной эрозии. Теоретической основой использования этих орудий является то, что они оставляют на поверхности и в поверхностном почвы пожнивные и послеуборочные остатки предшествующей культуры, которые способны защитить почву от выдувания и от смыва, даже в том случае, когда агрегатный состав поверхностного слоя находится на уровне ниже эрозионно опасной черты.



Список используемой литературы

1. Агроекологія: Навч. посібник/О.Ф. Смаглій, А.Т. Кадрашов, П.В. Литвак та ін. К.: Вища освіта, 2006. 671 с.

2. Злобін Ю.А., Кочубей Н.М. загальна екологія: Навчальний посібник. Суми Університетська книга, 2003. 414 с.

3. Агроэкология / В.А. Черников, Р.М. Алексахин и др.; Под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса. М.: Колос, 2000. 536 с.

4. Цуриков А.Т. Почвоведение. М.: Агропромиздат, 1986. 287 с.

5. Экономика сельского хозяйства / И.А. Минаков, Л.А. Сабетова, И.И. Куликов и др.; Под ред. И.А. Минакова. М.: Колос, 2003. 328 с.

Размещено на Allbest.ru