МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» |
Кафедра землеустройства
СД.03 ЭКОНОМИКА ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА
Лабораторная работа.
Расчет баланса гумуса в почвах при составлении проектов внутрихозяйственного землеустройства
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Направление подготовки дипломированного специалиста
120300 Землеустройство и кадастры
Специальность 120301 Землеустройство
Уфа 2010
УДК 332
ББК 65.32-5
М 54
Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета землеустройства и лесного хозяйства
(протокол №5 от «12» февраля 2010 г.)
Составитель: к.э.н., доцент И.Д. Стафийчук
Рецензент:
Ответственный за выпуск: зав. кафедрой землеустройства, д.с.-х.н., профессор Х.М. Сафин
г. Уфа, БГАУ, кафедра землеустройства
1 Общие сведения о гумусе
1.1 Гумус - это сложный динамичный комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификации остатков растительного и животного происхождения. Содержание гумуса в почве - важнейший показатель их плодородия, т.к. гумус влияет на тепловые, воздушные и водные свойства почвы, ее поглотительную способность и биологическую активность.
1.2 В необрабатываемых почвах содержание гумуса находится в равновесном состоянии, которое нарушается при распашке и обработке почв. В связи с этим при обработке почв необходимо заботиться о создании в них условий для пополнения запасов гумуса и сохранения его положительного баланса.
1.3 Органическое вещество в почве неоднородно. В его составе выделяют:
свежее органическое вещество (растительные остатки и органические удобрения), 70 - 80 % которого разлагается (минерализуется) в первые 1-2 года;
промежуточные продукты разложения (дегрит), составляющие 20-30% свежего органического вещества, из которого в процессе гумификации образуются гумусовые вещества;
собственно гумусовые вещества, включающие новообразованный и стабильный гумус со скоростью минерализации 1-2% в год.
На разных почвах под разными культурами интенсивность минерализации гумуса не одинакова.
1.4 Органическое вещество повышает способность почвы поглощать газы, пары воды и растворенные в ней вещества. Оно регулирует питательный режим, реакцию среды, буферность и водно-физические свойства почвы, устойчивость ее к эрозии и дефляции. Органическое вещество служит также энергетическим материалом для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, играющих важную роль в обеспечении растений углекислотой и элементами питания
1.5 Гумусовые вещества, особенно свежеобразованные, обладают склеивающей способностью и благоприятствуют созданию водопрочной и пористой структуры почвы.
1.6 По химическому составу гумусовые вещества являются высокомолекулярными азотсодержащими органическими соединениями: темноокрашенных гуминовых кислот и желтого или бурого цвета фульвокислот. Гуминовые кислоты хорошо растворимы в щелочах и слабо растворяются в воде. Фульвокислоты в воде растворяются полностью. По соотношению химических элементов эти составные части гумуса характеризуются данными таблицы 1(в%).
Таблица 1 Соотношение химических элементов в составных частях гумуса
|
|
Углерод С |
Водород Н |
Кислород О |
Азот N |
|
Гуминовые кислоты (Г.К.) |
52-62 |
2,8-5,8 |
31-39 |
1,7-5,0 |
|
Фульвокислоты (ФК.) |
40-52 |
4-6 |
42-52 |
2-6 |
В дерново-подзолистых почвах отношение Г.К.: Ф.К. составляет 0,4-0,6; в окультуренных почвах ~1, а в черноземах >1,6 . Чем выше отношение ГК: ФК, тем качественнее гумус. Другим важным показателем гумуса является отношение углерода к азоту (С: N). В черноземах отношение С: Ne10, что характеризует зрелый гумус, а в нечерноземной зоне С: N>I0-12, что свидетельствует о процессе его формирования.
1.7 В почве постоянно протекают два противоположных процесса: накопление и расходование гумуса. Образование и накопление гумуса в почве происходит в процессе разложения и гумификации органических удобрений, растительных и животных остатков, а расход - в процессе его минерализации и выноса образовавшихся питательных веществ с урожаем. Большие потери гумуса происходят в результате эрозии и дефляции почв.
1.8 При обработке почвы гумус постепенно минерализуется, а высвобождаемые при этом питательные вещества в минеральной форме, особенно азот, используют растения. Даже при внесении повышенных доз минеральных удобрений до 2/3 урожая сельскохозяйственных культур формируется за счет азота гумуса, а без внесения минеральных удобрений - полностью за счет азота, получаемого при минерализации гумуса. В процессе минерализации гумуса помимо азота образуются фосфор, сера, окись углерода и другие, необходимые для растений элементы и соединения. В результате этого содержание гумуса в обрабатываемых почвах неуклонно снижается. По зонам Республики Башкортостан снижение гумуса в почвах за 20-25 летний период между полевыми обследованиями составляет от 0,5 до 1,5%. Поэтому для поддержания в почве положительного баланса гумуса необходимо постоянно пополнять его запасы путем внесения органических удобрений, запашки сидератов, оставления побочных продуктов урожая и т.д.
1.9 Культурные растения оставляют после себя значительное количество пожнивных и корневых остатков (многолетние травы на сено - до 60% биомассы, картофель - до 27-30%), которые трансформируются в гумус и минерализуются. Процесс разложения и гумификации растительных остатков зависит от соотношения в них С : N. Оптимальным является соотношение С : N равное 15-25: 1. При меньшем соотношении происходит интенсивная минерализация органического вещества растительных остатков и уменьшается количество новообразованного гумуса. При больших значениях - процесс разложения органического вещества растительных остатков замедляется, а гумификация - усиливается.
1.10 Долю (процент) свежего органического вещества почвы, трансформирующегося в гумус, называют коэффициентом гумификации, или изогумусовым коэффициентом. Величина коэффициента зависит от типа почв и вида органического вещества, корневых и пожнивных остатков. Для зерновых культур он составляет 0,15-0,20; для многолетних трав 0,05-0,10; для органических удобрений 0,20-0,30. При этом в суглинистых почвах он выше, чем в песчаных; в черноземах - выше, чем в дерновоподзолистых и серых лесных почвах.
1.11 Баланс гумуса в почве в значительной мере зависит от структуры посевных площадей и чередования культур в севообороте. После многолетних трав гумус в почве восстанавливается полностью, а после других культур - только частично. По данным почвенного института им. В.В. Докучаева оптимальным является содержание гумуса, в %:
для дерновоподзолистых песчаных почв1,6-2,0;
для дерновоподзолистых супесчаных почв 2,1 -2,5;
для дерновоподзолистых суглинистых почв 2,6-3,0;
для серых лесных почв3,5-4,0;
для черноземов5-7%.
1.12 Ускорению процесса разложения органического вещества и минерализации гумуса способствует обработка почвы, в процессе которой, улучшается воздушный обмен и создаются, аэробные условия для микроорганизмов.
1.13 Значительные потери гумуса и питательных веществ происходят в результате эрозии и дефляции почв.
1.14 Баланс гумуса представляет разницу между его образованием в процессе гумификации пожнивных, корневых остатков и вносимых органических удобрений и потерей в результате минерализации при возделывании - сельскохозяйственных культур, а также эрозии и дефляции почв. Его рассчитывают для прогнозирования изменения содержания гумуса в почвах и определения потребности в органических удобрениях.
1.15 Убыль (минерализацию) почвенного гумуса определяют по расходу органически связанного азота на формирование урожая сельскохозяйственных культур. В среднем в гумусе содержится 5% азота. Следовательно, на каждый килограмм азота основной и дополнительной продукции урожая почва теряет 20 кг гумуса, для образования которого требуется 200-300 кг органического вещества.
Установлено, что 50% отчуждаемого азота растения получают за счет гумуса почв. На почвах разного механического состава и под различными сельскохозяйственными культурами эти потери не одинаковы (таблица 4).
1.16 Бобовые культуры не только выносят азот с урожаем, но и способствуют его накоплению в почве из атмосферы. Поступление азота путем фиксации его из воздуха с помощью клубеньковых бактерий составляет:
в полях занятых многолетними бобовыми травами - 60%, смесью многолетних злаковых и бобовых трав - 50%, однолетними бобовыми травами - 40% и смесью однолетних бобовых и злаковых трав - 25% от общего выноса азота урожаем этих культур.
1.17 Потребность в органических удобрениях рассчитывают исходя из содержания в навозе азота. В 1 т обычного подстилочного навоза с влажностью до 75% содержится 4-5 кг азота или 40-50 кг гумуса.