Нннн 1. 29. Понятие о системе земледелия. Классификация систем земледелия.

С.з. – зональный почвозащитный научно обоснованный комплекс агротехнических, мелиоративных, организационно-экономических мероприятий, напр. На эффективное использование земли, агроклимат. Ресурсов, биологич. потенциала растений с целью получения высоких и устойчивых урожаев с/х культур и воспроизводства плодородия почвы. С.з. явл. сост. частью системы ведения хозяйства, кот. представляет собой совокупность организационно-экономических, технологических и технических приёмов и средств ведения хозяйства. Система ведения хозяйства – совокупность отраслей: системы земледелия, с. животноводства, с. организации основных средств производства - предусматривает систему машин и механизмов, кот. необходимы для комплексной механизации производства и строительства производственных помещений, с. подсобных предприятий и промыслов - организуется в дополнение к основным отраслям с целью более полного и равномерного использования труд ресурсов и местных источников сырья.

В с. з. входит: организация с/х территорий и севооборотов, мелиоративные мероприятия, система борьбы с эрозией почвы, система удобрений, семеноводства и другие. Система животноводства характеризуется плотностью поголовья скота, структурой стада, системой племенной работы, типом кормления и кормопроизводства.

Болотов выдающийся русский агроном впервые дал научные разработки о с.з. как основе рац. использования зхемли и повышения плодородия почвы. Комов сформулировал основные научные положения о севообороте, принципах плодосмена. Павлов – научные основы питания растений. Стебут – развивал теорию и практику агроклиматического районирования культур. Докучаев – работы по почвоведению. Тимирязев – фотосинтез и физиология растений, научные основы программирования урожая.

За годы существования СССР был разработан комплекс мероприятий по рац. использованию почвы и защиты её от эрозии (Тулайков, Мальцев). В настоящее время в России разработана концепция адаптивных, агроландшафтных систем земледелия, обеспеч. не только высокопродуктивное и устойчивое с/х производство, но и охрану окр. среды. Отличительная особенность совр. Земледелия – широкое использование новейших достижений науки и техники: химизации, механизации, мелиорации, селекции, генетики и современных технологий с выращиванием программированных урожаев.

Основные признаки всех с.з. – способ использования земли, выражающийся в структуре зем. Угодий и посевных площадях и способ повышения плодородия почвы.

Историческое развитие с.з. 1. Примитивные с.з. (подсечно-огневая, лесопольная, залежная, переложная) - в обработке нах. небольшая часть пахотно-пригодных земель, в посевах преобладают зерновые культуры, природные процессы протекают без участия человека; 2. Экстенсивные (паровая, многопольно-травяная) – под посевами нах. половина пашни, преобл. зерновые, чистые пары, мн. травы – природные процессы, направляемые человеком как способ повышения плодородия почвы; 3. Переходные (зерновые, травопольные0 – все пахотно-пригодные земли нах. в обработке. Преобл. зерновые с мн. тр. и пропашные – возрастающее действие человека с использованием природных факторов; 4. Интенсивные (плодосменная, промышленно-заводская) – все земли нах. в обработке. Распр. пропашные и промежуточные культуры – действие человека средствами промышленности;5. Современные (почвозащитные, агроландшафтные, альтернативные) – интенсивное использование пешни. Структура посевных площадей увязана с другими элементами агроландшафта, получение экологически чистой продукции – испльз. мероприятий по защите почв от эрозии, использование промышленных средств, биологических методов.

 

нннн 1. 30. Ландшафтное земледелие, его особенности.

Отличительной особенностью современной системы земледелия является агро-ландшафтный подход к их разработке и совершенствованию. Это значит, что они должны быть хорошо адаптированы к местным ландшафтам, отвечать требованиям экологической чистоты и создавать предпосылки для рационального использования земли и повышения почвенного плодородия, получения высоких устойчивых урожаев. Адаптивно-ландшафтная система земледелия – это система использования земли, направленная на производство продукции с учетом экологических и материальных ресурсов и обеспечивающая устойчивость агро-ландшафта и воспроизводство повышенного плодородия. Воспроизводство плодородия почвы обеспечивается применением органических и минеральных удобрений в сочетании с почвозащитной системой обработки почвы. По климатическим, почвенным и экономическим особенностям в области выделены две основные природно-экономические зоны, которые имеют существенные различия по сложившейся и перспективной специализации сельскохозяйственного производства и различия в методах и приемах решения главной задачи земледелия — интенсивного использования земли, восстановления и повышения почвенного плодородия для получения максимального количества продукции с каждого гектара. От того, насколько полно и тесно будут увязаны природные и технологические факторы, зависят продуктивность и эффективность системы. Поэтому при разработке проектов систем земледелия важно выявить соответствие принятых технологических решений по использованию и защите от факторов деградации различных элементов агроландшафтов при производстве растениеводческой продукции, их взаимосвязи.

1. Анализ агроландшафтных, климатических и организационно-экономических условий хозяйства. Проведение агроэкологической группировки земель.

2. Уточнение специализации хозяйства.

3. Разработка природоохранной организации территории землепользования. Проведение землеустроительных работ (выделение сенокосов, пастбищ, пашни, экологических рекреаций). Распределение пашни по агроэкологическим группам для организации адаптированных к агроландшафту севооборотов.

4. Обоснование структуры посевной площади и организация системы севооборотов.

5. Проектирование системы удобрения, химической мелиорации и воспроизводства органического вещества почвы.

6. Разработка системы почвозащитной ресурсосберегающей обработки почвы.

7. Обоснование и составление системы защиты растений от вредных организмов.

8. Определение основных параметров системы семеноводства.

9. Обоснование экологически безопасных технологий производства продукции растениеводства.

10. Разработка системы обустройства природных (естественных) кормовых угодий, включающей определение способов их использования, обоснование технологий поверхностного и коренного улучшения, графиков эксплуатации сенокосов и пастбищ и мероприятий по их уходу.

11. Составление плана освоения системы земледелия.

Методика должна обеспечивать вариабельность проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия с учетом конкретных природных и хозяйственных условий, допустимых порогов антропогенной нагрузки в агробиоценозах, снижения затрат невосполнимых ресурсов на получение дополнительной единицы сельскохозяйственной продукции, предотвращения загрязнения и разрушения окружающей среды и повышения безопасности продуктов питания. Агроландшафт — природно-территориальный комплекс, естественная растительность которого на подавляющей его части заменена агроценозами. Он характеризуется экологической неустойчивостью. Равновесное состояние агроландшафта поддерживается системой агрономических, мелиоративных и экологических мероприятий. При анализе состояния агроландшафтов необходимо учитывать крутизну, длину, форму и экспозицию склонов, размер контуров, гидрологический режим, тип, разновидность и степень смытости почвы, удаленность от хозяйственных центров и водоисточников, влияние несельскохозяйственных угодий, наличие мелиоративных систем и подъездных путей. Агроклиматическиересурсы района расположения хозяйства характеризуются приходом ФАР, суммой активных температур, продолжительностью безморозного периода и периодов со среднесуточной температурой 5 и 10 °С, сроками последних весенних и первых осенних заморозков, подекадной и месячной суммой осадков, интенсивностью их выпадения, глубиной промерзания почв, интенсивностью снеготаяния и стока, относительной влажностью воздуха, суточным ходом температуры в вегетационный период и др. Анализ организационно-экономических условий предусматривает сведения об общей площади землепользования хозяйства (в том числе пашни, пастбищ, сенокосов, многолетних насаждений и их соотношении), специализации, организационно-производственной структуре сельскохозяйственного предприятия и размещении производственных объектов, количестве населенных пунктов и их социально-бытовых условиях, форме организации труда, составе и структуре средств производства, обеспеченности трудовыми ресурсами; стоимости валовой продукции и производственных фондов, численности работников, урожайности сельскохозяйственных культур, производительности труда, себестоимости и рентабельности производства продукции растениеводства, сумме прибыли, оплате труда, системе материального стимулирования, каналах и транспортных путях реализации продукции. Многообразие и сложность почвенного покрова, его особое место в природе и агропромышленном комплексе требуют комплексной агроэкологической оценки и группировки для рационального использования земель. месячной суммой осадков, интенсивностью их выпадения, глубиной промерзания почв, интенсивностью снеготаяния и стока, относительной влажностью воздуха, суточным ходом температуры в вегетационный период и др.

Анализ организационно-экономических условий предусматривает сведения об общей площади землепользования хозяйства (в том числе пашни, пастбищ, сенокосов, многолетних насаждений и их соотношении), специализации, организационно-производственной структуре сельскохозяйственного предприятия и размещении производственных объектов, количестве населенных пунктов и их социально-бытовых условиях, форме организации труда, составе и структуре средств производства, обеспеченности трудовыми ресурсами; стоимости валовой продукции и производственных фондов, численности работников, урожайности сельскохозяйственных культур, производительности труда, себестоимости и рентабельности производства продукции растениеводства, сумме прибыли, оплате труда, системе материального стимулирования, каналах и транспортных путях реализации продукции. Многообразие и сложность почвенного покрова, его особое место в природе и агропромышленном комплексе требуют комплексной агроэкологической оценки и группировки для рационального использования земель.

Экологически сбалансированное земледелие — часть природопользования, построенного на сочетании сохранения, восстановления и рационального использования земель. Земли, подлежащие сохранению, — категория земель, использование которых должно осуществляться в состоянии, близком к естественному. Земли, подлежащие восстановлению, — категория земель, использование которых направлено на реабилитацию их свойств и естественных функций. Земли возможного рационального использования — категория земель, использование которых ограничивается только их естественным потенциалом. Принципиальность выделения перечисленных категорий земель позволяет конструировать агроландшафты в системе оптимального природопользования. Земли последней категории объединяют в агроэкологические группы по общности агрогенетических показателей, уровню плодородия и характеру сельскохозяйственного использования. Группы земель должны обеспечивать: полное и эффективное использование почв в соответствии с их природными свойствами; производство качественной продукции растениеводства при полном воспроизводстве плодородия почвы; прекращение эрозионных и других деградационных процессов почв и ландшафтов; эффективное применение удобрений и мелиорантов; высокопроизводительное использование машин, орудий и агрегатов.

 

нннн 1. 31. Агрохимическая хар-ка основных типов почв РФ. Дерново-подзолистые почвы - распр. преимущ. в юж. районах европейской и азиатской таежной лесной зоны, преоблад. в Нечер. зоне, имеют кислую реакцию (рН 4— 4,5), значительную обменную кислотность (I—2 мг-экв. на 100 г), 80—90 % величины которой приходится на обменный А1, а также гидролитическую кислотность (3—6 мг-экв. на 100 г), низкую емкость поглощения (5—15 мг-экв.) и степень насыщенности основаниями (30—70 %), Большая часть этих почв нуждается в известковании. Низкое сод. гумуса, общего азота и Р, резкое снижение их с глубиной профиля. Агрохим. свойства варьируют в зависимости от мех. состава и степени окульту­ренности. В суглинистых почвах содержится от 2 до 3—4 % гумуса, 0,1—0,2% азота, 0,07—0,12% фосфора. Валовой запас гумуса (в слое 0—20 см) со­ставляет 60—80 т, азота 3—6 т, Р 2—3,5 т, К 45— 75 т на 1 га. Песчаные и супесчаные почвы беднее гумусом. N, Р, К, Са, Mg и микроэлементами, чем суглинистые. Содержание гумуса в легких почвах не превышает 0,5—],0 %, азота 0,03— 0,08 %, Р 0,03—0,6 %, К 0,5—1,0 %, валовой запас: гумуса 15—30т, азота 0,9—2,4 т, Р 0,9—1,8т, К 15—30 т на 1 га. Содержание микроэлементов колеблется в широких пределах, возможен как недостаток некоторых из них (В, Мо и др.), так и избытой (Мп). Большинство дер.-подз. почв характеризуется сравнительно низким содержанием усвояемых (минеральных) форм азота, подвижного Р, а песчаные и супесчаные почвы - ещё и калия. Размер кислотности и содержание подвижных форм питательных веществ в почвах в сильной степени зависят от их окультуренности. С повышением степени окультуренности этих почв (при си­стематическом применении органических и минеральных удобре­ний, известковании) снижается кислотность, увеличивается содержание гумуса и общего азота, подвижного Р и об­менного К, повышается их плодородие - почвы обычно бедны элементами питания и достаточно увлажнены, применение орг. и мин. удобрений дает высокий эффект. Из минеральных наиболее эффективны и их в первую очередь необходимо вносить, азотные, а на слабоокультуренных почвах также фосфорные удобрения. Черноземы (Краснодарский край) имеют высокую емкость поглощения (30—60 мг-экв.) Степень насыщенности основаниями (85—100 %). Наибольшая мощность гумусового горизонта (100—180 см), высокое сод. гумуса (8—12 %), общего азота (0,4—0,5 %) и Р (0,25—0„35 %), емкость поглощения (50—60 мг-экв. на 100 г) — у типичного чернозема. К северу увыщелоченного чернозема и к югу у обыкновенного и особенно южного черно­земов эти показатели снижаются. Реакция почвы слабокислая у выщелоченного чернозема (рН 5,5—6,5) и слабощелочная (рН 7,8) — у обыкновенного и южного, у которых выше также степень насыщенности основаниями и незначительная или вовсе отсутствует гидролитическая кислотность. У выщелоченных черно­земов гидролит. кислотность достигает часто 3—4 мг-экв. на 100 г. Все подтипы черноземов богаты К (2,5—3 %). Несмотря на высокое потенциальное плодородие черноземов, обеспеченность нх усвояемыми формами азота и подвижным Р, особенно старопахотных и слабо удоб­рявшихся почв, очень часто невысокая. Поэтому на этих почвах высокоэффективны Р, а при более благоприятных усло­виях увлажнения — и азотные удобрения. На старопахотных и слабо удобрявшихся черноземах уменьшаются по сравнению с целинными запасы общего и обменного калия, поэтому на таких почвах, особенно под калиелюбивые культуры (сахарную свеклу, картофель, подсолнечник и др.), эффективно внесение К (вместе с азотными и Р). Мин. удоб­рения наиболее эффективны в более увлажненных западных районах Черноземной зоны, в восточных районах параллельно с ухудшением условий увлажнения эффективность их снижается.

Каштановые почвы: темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые. Темно-каштановые почвы — переходные от черноземов к каш­тановым. Мощность гумусового горизонта 35—45 см, содержание гумуса 4—5 %, общего азота — 0,2—0,3, Р — 0,1—0,2 % с постепенным уменьшением по профилю. Карбонатный горизонт залегает на глубине 45—50 см. Реакция почвы слабощелочная рН 7—7.2; сумма обменных катионов (Ca+Mg) — 35. мг-экв. на 100 г. Легкорастворимых солей мало, залегают они глубже 2м. У каштановых и светло-каштановых почв, которые распро­странены в более засушливых, районах сухих степей, меньше мощность гумусового горизонта, ниже сод. гумуса, общего, азота н более резкое снижение их с глубиной профиля. Карбонат­ный горизонт залегает выше реакция среды слабощелочная и щелочная (р.Н. 7,2—8). Сумма обменных оснований 20—35 и 12—15 мг.экв. на 100 г, среди обменных катионов преобладает Са, имеется также Mg²⁺, а в светло-каштановых почвах — Na⁺. Среди последних много солонцеватых и сильносолонцеватых разностей. Для каштановых почв характерна различная, степень, засоления, солевой гори­зонт - на глубине 1 м и ниже. Из верхнего горизонта водо­растворимые соли вымыты, содержание их (главным образом бикарбонатов Са и Mg) небольшое. В соле­вом горизонте из водорастворимых солей преобладают сульфаты и хлориды. Каштановые почвы богаты калием, но характеризуются низкой обеспеченностью подвижными формами азота н Р. Эффективность мин. удобрений на этих почвах из-за недостатка влаги невысокая. В условиях богарного земледелия рекомендуется внесение небольших доз Р в рядки при посеве зерновых культур. При ороше­нии эффективность азотных и Резко повышается, но К удобрений неэффективны. Для солонцов возможно применение гипса. Сероземы - три подтипа: светлые, ти­пичные (обыкновенные), тёмные. Земледелие ведется при орошении (без орош. возможно лишь на темных сероземах). Сероземы характеризуются высокой карбонатностью, малогумусностью, низким сод. азота. Содержание гумуса в слое 0—20 см у светлых сероземов 1 —1,5 %, типичных — 1,5—3, тем­ных — до 4—5%. Общее сод. азота соответственно 0,07— 0,22; 0,1—0,2. и 0,35г—6,04 %. Валовой запас гумуса в слое 0 - 20 см от 30—40 т у светлых, от 120—150 т на 1 га у темных, а запас азота — от 2—4 до 8—10 т на 1 га. Общее сод. Р от 0,08 до 0,2 %, а запас его от 2 до 6 т на 1га, К- соответственно 2,5—3- % и 75—90 т/га, т. е. валовой запас Р и К весьма значи­тельный. Сероземы имеют слабощелочную реакцию (рН 7,2—8), отно­сительно низкую емкость поглощения (9—10 мг-экв. у светлых, 12—15 мг-экв. у типичных и 18-—20 мг-экв. на 300 г почвы у тем­ных сероземов).

Болотные - в таёжно-лесной и тундровой зонах. Формирование и развитие их свя­зано с избыточным увлажнением, которое вызвано поверхност­ными и грунтовыми водами. Болотные почвы формируются под воздействием двух процессов — торфообразования и оглеения. Горизонты: лесная подстилка А_о или очес Оч, торфяной горизонт Т (неразложившийся, срежнеразл., сильноразл.) с подразде­лением на подгоризонты T1, T₂ и др. в зависимости от бота­нического состава растений, составляющих торф, и от сте­пени его разложения, затем глеевый горизонт, материнская порода.

Генетическая и агроно­мическая оценка торфа про­водится по степени его разло­жения, ботаническому соста­ву, составу органических ве­ществ, содержаниюазота. Степень разложения-по относительному содержанию продуктов распада тканей, утративших клеточное строение. Торф верховых болотных почв имеет слабую или среднюю степень разложения, а низинных — чаще всего высокую. Орг.в вещество торфа - основная часть его. В верховых болотных почвах гумусовые вещества - 10—15 %,преобладают ФК Торф низинных болотных почв хорошо гумифицирован - до 40—50 % гумусовых веществ, преобл ГК. Торф болотных почв богат азотом (в трудномобилизуемых формах). Реакция торфа верховых болотных почв кислая и сильнокислая, а низинных колеблется от слабокислой до слабощелочной (в низинных карбонатных почвах). Торфа всех видов характеризуются высокой емкостью поглощения, но различаются по гидролитической кислотности и насыщенности осно­ваниями. Торф верховых почв имеет низкую зольность (2—5 %); у торфа низинных почв ее величина колеблется от 5—10 % у обедненных (переходных) почв до 30—50 % у высокозольных. Фосфор в торфе содержится в ос­новном в органической форме и в небольших количествах (0,1—0,4 %), за исключением некоторых травяных и ольшаниковых болот, в торфе которых фосфор может накап­ливаться в виде вивианита. Все торфа бедны калием. Со­держание кальция в торфе верховых болот невелико. физические свойства: низкие показатели плотности, высокую влагоемкость и фильтрацию, слабую во­допроницаемость и слабую теплопроводность. Слабая теплопроводность торфяных горизонтов опре­деляет неглубокое, промерзание болотных почв в холодный период и очень медленное их оттаивание. Сухой торф хоро­шо адсорбирует газы, в частности аммиак, что имеет важ­ное значение при употреблении торфа в подстилку. Наиболее высоким плодородием обладают низинные и переходные т. почвы, богатые азотом, Р, К, кальцием, имеющие более низкую кислотность. Болотные почвы представляют ценный земельный фонд: после осушения и культуртехнических и агротехнических мероприятий могут быть превращены в высокопродуктив­ные сельскохозяйственные угодья (пашня, сенокосы, паст­бища). Задача осушения - двойное регулирование вод. режима: осушительная и оросит. сеть.

Серые лесные – в юж. Части центрального, Волго-Вятского и Уральского в комплексе с оподзоленными и выщелоченными чернозёмами: 98% суглинистые разности, 2% супеси и пески.. сформировавшиеся на глубоких песках имеют высокую водопроницаемость, низкую водоудерживающую способность – отриц. сказ. на культурах. На суглинках и глинах – благоприятный водный режим и высокие, устойчивые урожаи. По водно-физич. св-вам близки к дерново-подзолистым, а темно-серые лесные – к выщелоченным черноземам. У всех этих почв – низкая обеспеченность доступным Р и азотом. Плодородие повыш. путём фосфоритования, известкования, орг. и мин. удобр. + К под картофель, овощи, корм. Травы, введение противоэрозионных севооборотов. Пойменные – почвы центральной и притеррасной части пойм – высокое естественное плодородие (гумуса 3-5%, доступного Р и К более 100 мг/кг почвы). Реакция слабокислая, нейтральная, емкость поглощения более 10 мг экв/100 г почвы. – прим. Средних норм мин. уд. и орошение. – овощи, корма, технические культуры. Состав почвы - из твердой, жидкой фазы (почвенного раствора), газовой фазы (почвенного воздуха), которые на­ходятся между собой в тесном взаимодействии. Почвенный воздух отличается от атмосферного повышенным содержанием углекислого газа и несколько меньшим — кисло­рода. В почве постоянно происходит потребление кислорода и вы­деление СО₂ при разложении органического вещества микро­организмами, дыхании корней растений и в результате некоторых химических реакций. Содержание СО_В в почвенном воздухе зависит от интенсивности газообмена между почвой и атмосферой. Образующийся в почве углекислый газ частично выделяется в атмосферу, а частично растворяется в почвенной влаге. Повышенное содержание СО₂ в приземном слое воздуха создает лучшие условия для ассимиляции углекислого газа расте­ниями и способствует повышению урожаев. Обогащение почвенного раствора углекислым газом усиливает растворяющее действие его на минеральные соединения почвы (фосфаты и карбонаты кальция и др.), способствует переводу их в усвояемые для растений формы. В условиях плохой аэрации, при снижении концен­трации кислорода в почвенном воздухе в почве начинают преоб­ладать анаэробные восстановительные процессы. Хорошая аэра­ция создает в почве благоприятные условия для развития почвен­ных микроорганизмов, питания и роста растений. Почвенный раствор — наиболее подвижная и активная часть почвы, в которой совершаются разнообразные химические про­цессы и из которой растения непосредственно усваивают пита­тельные вещества (соли). В зависимости от типа почвы и других условий в почвенном растворе содержатся анионы (НСОз, ОН", С1-, NOg, HjPO," и др.), катионы (Н⁺, Na⁺, K% NHJ, Ca^a+, Mg²+ и др.), а также водорастворимые органические вещества и рас­творенные газы (кислород, углекислый газ, аммиак). Содержание солей в нем повышается при внесении удобрений, снижении влажности почвы, усилении минерализации органического вещества. Состав и концентрация солей в растворе зависят от взаимодействия его с твердой фазой почвы, от обменных реак­ций между раствором и почвенными коллоидами. Твердая фаза почвы * содержит основной запас питательных веществ для растений. Она состоит из минеральной части, на ко­торую в большинстве почв приходится 90—99 % массы твердой фазы, и органической части, которая играет очень важную роль.

 

нннн 1. 32. Поглотительная способность почв. Виды поглощения. Способность почвы поглощать из окружающей среды ионы, молекулы, частицы, микроорганизмы, другие вещества и удержи­вать их называется поглотительной способностью. Биологическая ПС обусловлена наличием в почве живых организмов — расте­ний, микроорганизмов, насекомых, червей и др., кот. из­бирательно поглотают из почвенного раствора и воздуха пита­тельные элементы, переводят их в различные соединения соб­ственной массы, предотвращают потери их и обогащают почву орг. веществом. Микроорганизмы, потребляя орг. вещества (в т.ч. из удобрений) в качестве пищи и энергетического материала, переводят питательные эле­менты в минеральную форму, но одновременно некоторое коли­чество их потребляют сами - они конкурируют с ра­стениями. Многие микроорганизмы (аммонификаторы, свободноживущие, ассоци­ативные и симбиотические азотфиксаторы, фосфо- и серобакте­рии) улучшают питание растений, влияют на трансформацию удобрений. Биологическое поглощение чрезвы­чайно важно в азотном питании растений и превращении азотных удобрений в почвах. Азотфиксаторы переводят молекулярный азот атмосферы в ус­вояемые для растений формы, количество которого можно регулировать с помощью удобрений, мелиорантов, доли и вида бобо­вых в посевах и способами обработки почвы. Нитрификаторы окисляют аммиачный азот в нитратный, который, если не исполь­зуется растениями и микроорганизмами, теряется из почвы в ре­зультате вымывания и денитрификации, другими способами нитраты (и хлориды) почтой не поглощаются. Интенсивность б поглощения зависит от темпе­ратуры, водно-воздушного режима, реакции среды, количества и состава органического вещества в почвах. Ее можно регулировать умелым и комплексным сочетанием видов, доз и способов внесе­ния удобрений и мелиорантов с подбором культур, сроками и спо­собами обработки почв и другими агротехническими приемами.

Механич. ПС обусловлена пористостью почвы, способностью задержи­вать твердые частицы из воздуха и фильтрующихся вод. Это не сорбционный процесс; емкость такого поглощения зависит от гранулометрического состава, структуры и сложе­ния почвы - в верхних горизонтах почв сохраняются наиболее ценные коллоидные и предколлоидные фракции, микроорганизмы, тонкоразмолотые нера­створимые в воде удобрения (фосфоритная мука, преципитат, фосфат-шлаки) и мелиоранты (известняковая, доломитовая мука, гипс).

Физическая ПС - способность почвы поглощать (положительная адсорбция) или отторгать (отрицательная) целые молекулы различных ве­ществ поверхностью дисперсных, преимущественно коллоидных и предколлоидных частиц. Если молекулы вещества притягивают­ся частицами почвы сильнее, чем молекулы воды, то в пленке на поверхности частиц концентрация этого вещества повысится, а в окружающей среде снизится - положительное поглощение (ад­сорбция) типично для молекул орг. веществ (спирты, кислоты, основания, высокомолекулярные соединения), из минеральных — только для щелочей. Мин. кислоты и растворимые в воде соли физически поглощаются

отрицательно, т. е. отторгаются почвой при ее увлажнении, а при избытке воды вымываются в нижележащие горизонты и грунтовые воды.

Хим. ПС - хемосорбция - преимущественно анионов в результате образования труднорастворимых соединений при вза­имодействии различных компонентов жидкой, твердой и газовой фаз почвы. Химическое поглощение почвой анионов зависит от их способности образовывать труднорастворимые и нераствори­мые соединения с элементами почвы. Анионы угольной (СОз~) и

серной кислот (SO₄) с катионами Са²⁺ и Mg²⁺, которые преобла­дают в большинстве почв, образуют труднорастворимые соедине­ния. От прорастания семян до по­явления развитых корней растения могут потреблять только водо­растворимые однозамещенные фосфаты. Однако именно они очень быстро химически связываются во всех почвах, причем не только растворимыми в воде, но и находящимися в поглощенном состоянии ионами кальция, магния, железа и алюминия. Противоположный процесс — мобили­зация фосфора: перевод его из недоступных в доступные для рас­тений формы. Это происходит при подкислении почв, которое может наблюдаться при повышении концентрации угольной, азотной и органических кислот, образующихся в результате жиз­недеятельности и разложения растений и биоты.

Физико-механическая ПС (обменная) - способность поглощать ионы почвенного раствора, пре­имущественно катионы, путем эквивалентного обмена на одно­именно заряженные ионы диффузного слоя минеральных, орга­нических и органо-минеральных коллоидов твердой фазы почвы (почвенный поглоща­ющий комплексом - ППК). Преимущественное поглощение катионов обусловлено преоб­ладанием в ППК отрицательно заряженных коллоидов, в диффузном слое которых находятся в качестве противоионов катионы, способные к обмену с катионами жидкой фазы почвы. В ППК сильнокислых почв (болотные, подзолистые, крас­ноземы, желтоземы), обогащенных гидроксидами железа и алюминия, наряду с ацидоидными имеются положительно заряжен­ные коллоиды (базоиды), содержащие в качестве противоионов анионы, способные к вытеснению другими анионами почвенного раствора. Все обменно-поглощенные ионы в различных почвах могут ус­ваиваться растущими растениями.

Обменное поглощение катионов определяет реакцию, буферность, структурное состояние и др. свойства почвы, что осо­бенно важно для питания растений во взаимодействии удобрений с почвой и растениями. В нейтральных и близких к ним по реак­ции почвах взаимодействие преимущественно водорастворимых форм, а в кислых и щелочных почвах всех удобрений и химичес­ких мелиорантов обусловлено обменом ионов (пре­имущественно катионов) между ППК и удобрениями, ППК и ме­лиорантами. Основную (преобладающую) часть питательных эле­ментов растения потребляют из почвы и удобрений в виде ионов путем различных обменных реакций между растением, почвой, удобрениями и мелиорантами. Физико-химическое поглощение ионов имеет ряд закономер­ностей. Реакции обмена между поглощенными ППК и ионами почвен­ного раствора обратимы и протекают в эквивалентных количе­ствах и соотношениях. Обменные реакции заканчиваются уста­новлением некоторого подвижного равновесия - зависит от состава, концентрации и объема ра­створа, природы обменивающихся анионов и катионов и свойств почвы. Удобрения, мелиоранты, минерализация орг. вещества почвы, увлажнение и подсыхание почвы, потребление ионов растениями смещают это равновесие, и тогда одни анионы и катионы переходят из раствора в ППК, а другие наоборот — из ППК в раствор.

Обмен катионов может происходить на внешней (экстрамицелярно) и на внутренней поверхности коллоидов (интра-мицелярно). Глинистые минералы группы монтмориллонита (монтмориллонит, вермикулит, мусковит) с трехслойной кристаллической решеткой, способной расширяться при увлажне­нии, могут поглощать катионы как экстра-, так и интрамицелярно.

Фиксация калийных и аммонийных катионов возрастает с увеличением среди минералов монтмориллонитовой группы, особенно в коллоидной и предколлоидной фракциях гранулометрического состава почвы. Внесение ам­миачных и калийных удобрений глубже, в слои почвы с устойчивой влажностью, позволяет заметно снизить необменное погло­щение (фиксацию) вносимых катионов и сохранить их в усвояе­мой для растений форме. Почва как исключительно сложный полифункциональный сорбент поглощает ионы, молекулы и частицы питательных ве­ществ удобрений и мелиорантов нередко одновременно по не­скольким типам взаимодействия - возможность регулировать с помощью имеющихся природно-экономических ресурсов продуктивность культур, пло­дородие почв и качество получаемой продукции.

 

нннн 1. 33. Виды кислотности почв. Реакция почвенного раствора (почвы) обусловлена соотноше­нием ионов водорода (Н⁺) - рН и гидроксида (ОН). Реакция почвы оказывает большое разностороннее влияние на усвоение питательных элементов, рост, развитие и. урожайность растений, деятельность почвенных микроорганизмов, трансфор­мацию разных форм питательных элементов удобрений и почвы, физические, химические, физико-химические и биологические свойства почв. Удобрения, и особенно мелиоранты, позволяют ре­гулировать реакцию почв в желаемом для возделываемых культур направлении.

По реакции (рН) различают почвы: очень сильнокислые < 4,0 (рН_СК1), сильнокислые 4,1—4,5, среднекислые 4,6—5,0, слабокислые 5,1—6,0, нейтральные 6,1—7,4, слабощелоч­ные 7,5—8,5 (рН), сильнощелочные 8,6—10,0, резкощелочные > 10,0.

Для большинства возделываемых в России с/х культур наиболее благоприятны почвы с нейтральной и близ­кой к ней реакцией, однако значительные площади с/х угодий приходятся на почвы с неблагоприятной реакци­ей. В кислых почвах различают актуальную (активную) и потенци­альную (пассивную) кислотность.

Актуальная - обусловлена наличием и концентра­цией ионов водорода в почвенном растворе (суспензии) при обра­ботке почвы водой. Разложение органического вещества почвы и органических удобрений приводит к постоянному образованию органических и аминокислот, диоксида углерода и воды. Органи­ческие и аминокислоты являются продуктами корневых выделе­ний растений и почвенных микроорганизмов, а при дыхании все живые организмы выделяют СО_:. Диоксид углерода, взаимодей­ствуя с водой, образует угольную кислоту. Угольная, органические и аминокислоты, гидролити­чески кислые удобрения и азотная кислота, образующаяся в процессе нитрификации аммиачного азота удоб­рений и почвы, являются основными источниками ионов водоро­да почвенного раствора, обусловливающими актуальную кислот­ность почв.

Потенциальная - обусловлена обменно-поглощенными ПП (почвенно-поглощающий комплекс) ионами водорода, алюминия, железа и марганца. В за­висимости от способности к обменному вытеснению из ППК этих ионов другими потенциальную кислотность разделяют на обмен­ную и гидролитическую. Обменная кислотность -обусловлена наличием в ППК тех ионов водорода, алюминия, железа и марганца, которые могут быть вытеснены в раствор катионами нейтральных солей, в том числе и удобрений (KG, KNO₃, K₂SO₄). В слабокислых почвах обменная кислотность незначительна, в щелочных отсутствует. Обменная кислотность кислых почв легко переходит в актуальную при взаимодействии твердой фазы почвы с водорастворимыми солями удобрений, мелиорантов и жидкой

фазы почвы - усиливается отрицательное влияние на чувствительные к кислотности растения и микроорганизмы. Осо­бенно токсичны для многих живых организмов подвижные алю­миний и марганец, поэтому дозы извести должны нейтрализовать не только актуальную, но и обменную формы кислотности извест­куемых почв. Обменная кислотность (рН_С01) — важный показатель нуждаемости почв в известковании. Величину обменной кислотности выражают в рН солевой вы­тяжки или в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы. Гидролитическая кислотность - обусловлена той частью катионов ППК потенциальной кислотности, которые мо­гут быть вытеснены при обработке почвы раствором гидроли­тически щелочной соли. Гидролитическая кислотность (Н_г) определяется как общая кислотность почвы, включающая в себя актуальную, обменную и «собственно» гидролитическую виды ее. Она значительно больше обменной и выражается в миллиграмм-эквивалентах на 100 г по­чвы.

В отсутствие актуальной и обменной видов «собственно» гид­ролитическая кислотность не вредна для растений и микроорга­н

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: