5.Современное понятие о плодородии почвы. Показатели плодородия почвы

и приемы их регулирования.

По современным представлениям плодородие — способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха и тепла и благоприятной физико-химической средой для нормального роста и развития, т.е. способность почвы oбecпeчивать рост и воспроизводство растений всеми необходимыми им условиями.

Категории почвенного плодородия

 

В настоящее время выделяют естественное, эффективное, потенциальное, относительное, экономическое виды плодородия.

Естественное плодородие формируется в процессе развития почв под влиянием природных факторов почвообразования, и поэтому, например, природное плодородие дерново-подзолистых почв сильно уступает природному плодородию черноземов.

Искусственное (эффективное) плодородие — это плодородие, которым обладает почва в результате целенаправленной деятельности человека (применение удобрений, мелиорация, способы обработки и др.). Оно зависит от уровня развития науки и техники, размера материальных затрат, от возможности мобилизации природного плодородия для получения урожая культур.

Потенциальное плодородие — суммарное плодородие почвы, определяемое как ее природными свойствами, так и свойствами, созданными или измененными человеком. Благодаря этому виду плодородия имеется много примеров, когда урожайность ряда культур на дерново-подзолистых почвах уже может превосходить урожайность, получаемую на черноземах.

Эффективное плодородие — та часть потенциального плодородия, которая реализуется в виде урожая растений при конкретных условиях. Оно зависит от степени мобилизации с помощью агротехнических приемов элементов потенциального плодородия и от эффективности дополнительно привнесенных факторов роста и развития растений.

Относительное плодородие — плодородие почвы в отношении к определенной группе или виду растений, т.е. почва может быть плодородной для одних и бесплодной для других растений. Поэтому осуществляется агропроизводственная группировка почв, на основе которой и составляется структура посевных площадей и проектируются эколого-контурные севообороты.

Экономическое плодородие — экономическая оценка земли в связи с ее потенциальным плодородием и экономическими характеристиками участка: расстояние от дорог, центров энергоснабжения, водоемов, размер и конфигурация поля, трудность механической обработки и т.д.

 

Важнейшими показателями экономической оценки земель являются общая стоимость продукции, затраты на ее получение и чистый доход. Эти показатели сильно варьируют как в пределах одного хозяйства, так и того природно-экономического района, где это хозяйство расположено.

Факторы и условия создания плодородия

6. Водные свойства почвы и их значение в земледелии.

Значение воды в почве. Значение воды в почве огромно. Вода является не только сильнейшим фактором выветривания горных пород и важнейшим условием биохимических процессов почвообразования, но и необходимым условием питания и развития растений.

Отсутствие или недостаток влаги в почве в такой же степени губительно отражается на состоянии культурных растений, как и недостаток элементов пищи. Поэтому создание благоприятного водного режима в почве составляет одну из важнейших задач агротехники.

На образование одной весовой части органического вещества растение в среднем расходует около 400 частей воды. Количество воды, расходуемое растением на образование единицы сухого вещества за вегетационный период, называется транспирациоиным коэффициентом. Транспирационный коэффициент для различных растений неодинаков:

Приведенные данные показывают, что транспирационные коэффициенты не являются постоянными величинами. Они довольно изменчивы и зависят как от климатических и почвенных условий, так и от особенностей самого растения.

Но тем не менее по транспирационному коэффициенту, хотя и приближенно, можно судить о том количестве воды, которое расходуется с площади 1га одним урожаем культурных растений.

Формы воды в почве. Вода в почве может находиться в различных состояниях, имеющих неодинаковое значение для питания и развития растений.

На основании исследований А. Ф. Лебедева, А. А. Роде и С. И. Долгова в настоящее время различают следующие формы воды в почве: 1) химически связанная и кристаллизационная вода; 2) сорбированная (прочно связанная); 3) парообразная; 4) свободная: твердая (лед) при отрицательных температурах и жидкая — при положительных температурах.

Химически связанная вода. Эта вода входит в состав гидратированных веществ, слагающих почвенную массу, например Fe(OH)₃, А1(ОН)₃, Са(ОН)₂, каолинит и многие другие вторичные минералы. Различают конституционную и кристаллизационную воду. Конституционная вода является составной частью минералов и может быть удалена путем нагревания при очень высокой температуре, значительно превышающей 150—200°. Кристаллизационная вода входит в структуру таких минералов, как гипс (CaSO₄∙2Н₂О), мирабилит (Na₂SO₄∙10Н₂О) и другие, и выделяется нагреванием при относительно низких температурах.

Химически связанная вода не принимает непосредственного участия в физических процессах, протекающих в почве, и растениям абсолютно недоступна.

Сорбированная вода. Вода, удерживаемая в почве на поверхности коллоидных частиц силами адсорбционного притяжения, называется сорбированной. Различают прочно связанную (адсорбированную) и рыхло связанную воду.

Адсорбированная, или гигроскопическая, влага образует вокруг почвенных частиц тончайшую пленку ориентированных дипольных молекул и удерживается с большой прочностью. Количество гигроскопической влаги в почве находится в прямой зависимости как от механического состава почвы, так и от состояния температуры и влажности воздуха. Чем богаче почва илистой фракцией и перегнойными веществами, тем больше содержится гигроскопической влаги, а также чем влажней воздух, тем больше влаги адсорбируется почвой.

Максимальное количество гигроскопической влаги, которое почва может поглотить из воздуха, практически насыщенного парами воды, называется, максимальной гигроскопичностью почвы.

Гигроскопическая влага удерживается на поверхности почвенных частиц с большой силой, и отделить ее от них можно лишь путем продолжительного нагревания почвы при температуре 105°.

Находясь всецело под влиянием сил молекулярного притяжения со стороны отдельных почвенных частичек, гигроскопическая влага не подчинена силе тяжести, а поэтому и неспособна к свободному передвижению в почве. Передвижение гигроскопической влаги в почве возможно лишь в случае перехода ее в парообразное состояние под воздействием температуры.

Будучи как бы припаянной и прочно удерживаемой на поверхности почвенных частичек, гигроскопическая влага для растений является практически недоступной.

Поверх водного слоя, образуемого гигроскопической влагой, в почве способны нарастать и новые тончайшие водные слои, также удерживаемые силами молекулярного притяжения почвенных частичек. Нарастание новых водных слоев имеет предел и длится до тех пор, пока сказывается действие адсорбционных сил твердых почвенных частичек. Эта почвенная влага, расположенная несколькими одномолекулярными слоями сверх гигроскопической влаги и удерживаемая силами молекулярного притяжения почвенных частичек, носит название рыхло связанной, или пленочной, воды.

Пленочная влага в зависимости от расстояния пленки от почвенной частички удерживается с разной силой почвенными частичками. Она практически не подвержена земному притяжению, но тем не менее в отличие от гигроскопической влаги способна в силу осмоса и термоосмоса передвигаться в почве. Эта влага переходит от частичек с более мощной пленкой к частичкам, обладающим меньшим слоем пленок или совсем их не имеющим, от участков более теплых к участкам более холодным.

Пленочная влага в свете новейших данных является частично доступной для растений.

Парообразная вода. Влага в почве может находиться в виде парообразной воды, проникающей в верхние слои почвы вместе с воздухом или же образующейся в почвенных промежутках в результате испарения как капельножидкой влаги, находящейся между почвенными частичками и агрегатами, так и пленочной воды.

Парообразная влага в почве свободно передвигается от мест с большей упругостью пара к местам с меньшей его упругостью (при условии одной и той же температуры во всех слоях почвы) и из слоев с большей температурой в участки с меньшей температурой.

Сгущение водяных паров в почве в условиях низкой температуры приводит к образованию так называемой подземной росы, или капельножидкой влаги. В этом смысле парообразную влагу воздуха можно считать одним из источников накопления влаги в почве, но источник этот, однако, чрезвычайно скудный и ненадежный. Поэтому практическое значение этого вида почвенной влаги в земледелии ничтожно.

Свободная вода. Свободная вода в почве может находиться в виде льда и в жидком состоянии. Большое значение в процессе питания растений имеет жидкая вода. Свободная вода в почве подразделяется на капиллярную и гравитационную.

Капиллярная вода заполняет собой тончайшие почвенные поры и под влиянием менисковых сил передвигается в почве по самым различным направлениям.

Подчиняясь одновременно силе тяжести, капиллярное поднятие воды вверх имеет предел и продолжается до тех пор, пока тяжесть поднимающихся по трубчатым канальцам столбиков воды не уравновесится силами смачивания стенок капилляра.

Высота капиллярного поднятия у различных почв неодинакова и зависит от величины капилляра. Так, например, по данным некоторых лабораторных исследований, в песчаных почвах капиллярное поднятие достигало 30—60 см, в лёссовидных суглинках— 3—4 м; иногда же, как показывают наблюдения в природной обстановке, капиллярное поднятие влаги в суглинистых грунтах может достигать 6—7 м.

Капиллярная вода в почвах может быть подразделена на ряд частных видов, характеризующихся различной подвижностью и количеством,

Капиллярно-подпертая вода, когда капиллярная система почвы заполнена водой, поднимающейся от зеркала грунтовых вод; величина ее обычно возрастает по мере приближения к зеркалу грунтовых вод в связи с включением в число капилляров, заполненных водой—капилляров, имеющих больший диаметр; почвенный слой, в котором распространяется капиллярно-подпертая вода, носит название капиллярной каймы, и мощность ее всецело зависит от водоподъемной способности почвы.

Капиллярно-подвешенная вода, когда капиллярная вода удерживается увлажненной с поверхности почвой, профиль которой не испытывает грунтового увлажнения; подвешенная в капиллярах влага, когда она поступила с поверхности и не соединилась с грунтовой водой, удерживается разностью поверхностных давлений между нижним и верхним менисками.

Стыковая вода, располагающаяся лишь в углах стыка отдельных механических частиц; отличается неподвижностью.

Капиллярная влага полностью доступна растениям и является основным запасом полезной воды в почве.

Гравитационная вода. Если почву, в которой все капиллярные поры заполнены влагой, увлажнять, то при этом будут заполняться некапиллярные промежутки и вода начнет свободно передвигаться в почве, подчиняясь силе тяжести. Такая влага носит название гравитационной.

7. Воздушный режим почвы значение и регулирование в земледелии.

8.Тепловой режим значение и регулирование в земледелии.

9.Пищевой режимы почвы, освещенность растений, их значение и регулирование в земледелии.

10.Понятие о сорных растениях и вред причиняемый ими.

Сорные растения (сорняки). Это растения, засоряющие сельскохозяйственные угодья и причиняющие вред сельскохозяйственным культурам. К сорным принадлежат растения, не культивируемые человеком, но исторически приспособившиеся к условиям возделывания культурных растений, растущие вместе с ними и причиняющие им вред.

Современной науке и практике известно около 30 тыс. сорных растений, т.е. во много раз больше, чем растений, возделываемых человеком. Не зря засорение культурных растений сорняками земледельцы называют «зеленым пожаром», так как вред, наносимый этими растениями сельскому хозяйству всего мира, колоссален.

Засорение сорными растениями посевов сельскохозяйственных культур снижает урожай. Причем многие культурные растения не выносят засорения, и в первую очередь это пропашные культуры. Сорняки, развивая мощную корневую систему, могут поглощать огромные количества влаги. Так, корни овсюга достигают двухметровой глубины, и он берет из почвы в 1,5 раза больше влаги, чем пшеница. Такие сорные растения, как бодяк полевой, хвощ, донник, горчак розовый и др., развивают корневую систему до глубины 5,5...7,5 м и более.

Ученые подсчитали, что для формирования 1 кг сухого вещества сорняки поглощают от 250 до 1000 л воды, что в большинстве случаев превосходит аналогичный показатель для культурных растений. На засоренных сорняками полях влажность почвы в корнеобитаемом слое снижается на З...4 %. У многих сорных растений корневая система развивается быстрее, в результате чего они раньше начинают потреблять воду и питательные элементы из почвы, усваивая их нередко в гораздо больших количествах, чем культурные растения. Затеняя почву и потребляя из нее огромное количество воды, сорняки снижают температуру почвы, что вызывает ослабление деятельности микроорганизмов, вследствие чего замедляются процессы разложения органических веществ и снабжение питательными элементами сельскохозяйственных растений.

Известный русский ученый-почвовед П.А. Костычев (1845 - 1895) писал о вреде сорных растений «Какая польза будет от того, что мы приводим почву в прекрасное механическое состояние, способствующее сохранению почвенной влажности, раз сорные травы истреблены не будут? Большая влажность почвы только поможет распространению сорных трав, и для растений культурных не только не остается влаги, но они еще будут заглушены сорной растительностью».

Наиболее заметный ущерб причиняют сорняки в условиях систематического применения минеральных удобрений, коэффициент использования питательных веществ культурными растениями в среднем составляет 30... 40 %, а сорняками - значительно больше-50...70%.

Сорные растения, кроме того, имеют ещё и косвенное вредное воздействие на культурные растения, так как являются очагами распространения вредителей и болезней. Так, на однодольных сорняках, таких, как пырей ползучий, свинорой, куриное просо, щетинники и др., развиваются многие вредители - переносчики ржавчины, большинства грибных заболеваний зерновых культур. Овес в значительной мере поражается головней овсюга. Картофельный рак переходит на культурное растение с паслена черного, который, кроме того, служит источником питания колорадского жука. Долгоносик - вредитель сахарной свеклы - живет на лебеде и чертополохе. На листьях осота откладывает яйца озимая совка, гусеницы которой сильно повреждают всходы озимых. Многие сорные растения вызывают аллергические заболевания и отравления домашних животных.

Наличие сорняков отражается и на качестве сельскохозяйственной продукции. Так, самая незначительная (до 0,1 %) примесь плодов вязеля пестрого, горчака ползучего, а также семян ярутки полевой придает хлебу горечь. Всего лишь нескольких семян донника белого в мешке пшеницы достаточно, чтобы она была непригодной для размола.

Если в корм коровам попали такие сорные растения, как полынь или дикий лук, то молоко будет иметь неприятный запах. А если в корм попадет молочай или подмаренник, молоко приобретает кровавую окраску.

При поедании с кормом плодов сорняков, снабженных острыми и шипами или жесткими волосками, у животных повреждаются полости рта и пищевода, воспаляются слизистые оболочки и дыхательные пути.

Затруднительно определить все потери, которые несет земледелие от сорняков. Кроме прямого вреда в результате засорения полей сорными растениями возрастает необходимость дополнительного проведения самых различных работ по их удалению. При этом ухудшается качество посевных и уборочных работ, а стоимость продукции возрастает. Так, при вспашке засоренных участков полей, особенно многолетними сорными травами, резко увеличивается тяговое сопротивление почвы. Соответственно снижается производительность тракторов и сельскохозяйственных машин, увеличивается расход топлива, повышается стоимость выполнения работ.

Сорняки затрудняют уборку зерновых и других культур, комбайны работают медленнее, из-за чего удлиняются сроки уборки урожая и увеличиваются потери продукции. Засоренные хлеба хуже вымолачиваются, зерно получается влажным и может быстро испортиться. Одним из важнейших элементов системы земледелия является постоянная борьба с сорняками.