Особенности комплекса мероприятий, направленных на удобрение почвы в Тульской области

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Агроклиматическая характеристика Тульской области

Территория Тульской области лежит в умеренном климатическом поясе. Климат области - умеренно континентальный, отвечающий переходному положению территории между умеренно влажными северо-западными районами Русской равнины и более теплыми и сухими районами ее юго-восточной части.

На формирование климата оказывают влияние как радиационные, так и циркуляционные факторы. Радиационный баланс для Тульской области составляет около 40 ккал/см2. Территория ее находится в зоне, где распределение тепла на испарение и на нагревание является равномерным. К северу большая часть солнечной радиации расходуется на испарение, к югу - на нагревание.

На климат Тульской области воздействуют континентальные и морские воздушные массы. Повторяемость континентальных в год - около 60 %, на морские приходится около 40 %.

Атлантический воздух приходит в область в результате господствующего в северном полушарии западного переноса воздушных масс; чаще всего он перемещается в циклонах. Эти воздушные массы формируются над северной Атлантикой. С активизацией западного переноса зимой наступает общее потепление, наблюдаются обильные снегопады, а летом - облачная и дождливая погода. Вхождение арктических масс на территорию области вызывает резкое похолодание зимой, заморозки весной, в начале лета и осенью. Эти массы формируются над территорией арктического бассейна. В результате трансформации атлантических и арктических воздушных масс в умеренных широтах возникает континентальный умеренный воздух. Под его воздействием выпадают ливневые осадки. Зимой возникают низкие слоистые облака и туманы. Устанавливается облачная погода с небольшими морозами. На территорию Тульской области могут проникать и тропические воздушные массы. Тульская область испытывает влияние континентального тропического воздуха из Средиземноморья и даже из Северной Африки. С вхождением этого воздуха устанавливается ясная жаркая погода летом. Зимой он несет оттепели и осадки.

Средние годовые температуры на территории области изменяются в пределах от +3,8С до +4,5С. Наиболее низкая температура в Тульской области была отмечена в январе 1940 г. на метеостанции в Егнышевке -48,5С. Самая высокая - в июле в юго-восточной части области +38С. Пять месяцев в году - с ноября по март - имеют место отрицательные среднемесячные температуры, семь месяцев - с апреля по октябрь - положительные среднемесячные температуры. Безморозный период в области продолжается 132-147 дней.

Осадки в пределах области распределяются неравномерно. Больше их выпадает в северо-западных районах и меньше - в юго-восточных. Среднегодовое количество осадков уменьшается с северо-запада (650 мм) на юго-восток (447 мм). Третья часть всех выпадающих осадков в крае приходится на летние месяцы. В среднем 156 дней в году - с осадками, т.е. осадки, бывают на каждый второй или третий день.

Нахождение Тульской области на границе природных зон (лес/лесостепь) влияет на неодинаковое распределение основных климатических показателей на ее территории. Это явление носит название климатическая асимметрия. Общая тенденция изменения климатических условий на территории области при движении с северо-запада на юго-восток заключается в потеплении в летние месяцы и похолодании в зимний период, а также в существенном уменьшении количества осадков.

Характеристика типа почв.

Серо-лесная суглинистая отличается от светло-серых по характеру гумусового и переходного горизонтов. Профиль серой лесной почвы имеет следующее строение:

А0 - лесная подстилка мощностью 2-5 см, состоит из побуревшего лесного опада;

А1 - гумусовый - элювиальный горизонт мощностью 16-20 см, серый с коричневатым оттенком и непрочной комковато-ореховой структурой. На структурных отдельностях седоватая присыпка SiO2. Слабо уплотнен, суглинистый, тонкопористый.

А1А2 - переходный гумусово-элювиальный горизонт мощностью 17-22 см, седовато-серый с буроватым оттенком и густой белесой присыпкой, структура непрочная, плитчато-ореховая, суглинистый, тонкопористый, уплотнен, корней мало.

В1 - переходный к иллювиально-оглиненному горизонту, темно-бурый с коричневатым оттенком, крупноореховатый, структурные отдельности острогранные и покрыты белесой присыпкой, тяжелосуглинистый или легкоглинястый, плотный, тонкотрещиноватый, затеки гумуса по ходам корней и трещинам. Мощность горизонта 20-26 см.

В2 - иллювиально-оглиненный горизонт - бурый или желтовато-бурый с коричневатым, реже красноватым оттенком, комковато-призматический, трещиноватый, по трещинам встречаются гумусовые затеки, тяжелосуглинистый или легкосуглинистый, плотный, на гранях структурных отдельностей, при подсыхании появляется налет белесой присыпки, иногда имеются сизоватые и осветвленные пятна оглеения. Мощность горизонта 50-90 см.

ВС - переходный к материнской породе горизонт - желто-бурый, с тонкими гумусовыми затеками и осветленными пятнами оглеения около корней, тяжелосуглинистый или легкосуглинистый, комковато-призматический, тонкопористый. Мощность горизонта 50-80 см.

С глубины 175-200 см залегает материнская порода - желто-бурый или палевый тяжелый суглинок, нередко карбонатный. Иногда в породе встречаются неокатанные кусочки железной руды, оранжевые пятна, а также следы оглеения.

В распределении механических элементов по профилю видна четкая закономерность: по сравнению с породой верхние горизонты обеднены илистой фракцией. В наибольшей степени это явление выражено у светлосерых почв. Такое распределение илистой фракции связано как с оподзоливанием почв, так и спроявлением лессиважа. В иллювиальном горизонте отмечается и развитие процесса оглеения. Минералогический состав илистой фракции представлен аморфными соединениями SiO2, R2O3 и глинистыми минералами - гидрослюдами, вермикулитом, монтмориллонитом и хлоритом.

Верхние горизонты почв также обеднены полуторными окислами и обогащены кремнекислотой. Наиболее четко эта закономерность выражена у светло-серых почв и в меньшей степени у темно-серых.

Содержание по профилю гумуса и азота свидетельствует о более интенсивном проявлении дернового процесса у темно-серых лесных почв и наиболее слабом его развитии из светло-серых.

Общие запасы гумуса в метровом слое в среднем 200 т/га, до 300 т у серых ленных почв.

Гумус в горизонте A1 (A0) у светло-серых почв составляет 1,5-3 % в западных провинциях и до 5 % в восточных; у серых от 3-4 до 6-8 %, у темно-серых от 3,5-4 до 8-9 % и более.

У серых лесных почв содержание гумуса вниз по профилю уменьшается постепенно. В этом отношении они ближе стоят к черноземам. По сравнению с дерново-подзолистыми почвами в составе гумуса возрастает группа гуминовых кислот.

Физико-химические свойства у серых лесных почв более менее благоприятны. Емкость поглощения в верхнем горизонте составляет от 15-20 до 35-45 мг. экв. Они имеют более высокую насыщенность основаниями (V=80-90 %). Реакция солевой вытяжки чаще слабокислая. В отличие от светло-серых почв серые и темно-серые почвы характеризуются наибольшей емкостью поглощения в верхних горизонтах, что связано с большей гумусированностью и меньшим обеднением илом верхних горизонтов.

Гидролитическая кислотность у типа серых лесных почв обычно 2-5 мг. экв на 100 г почвы.

Плотность твердой фазы серых лесных почв увеличивается вниз по профилю, что связано с уменьшением содержания гумуса. Темно-серые почвы, отличаясь большей гумусированностью, имеют и меньшую плотность твердой фазы. Все серые лесные почвы характеризуются выссокой плотностью уплотненных иллювиальных горизонтов (1,5-1,65 г/см3). Общая пористость изменяется от 50-60 % в верхних горизонтах до 40-45 % в иллювиальных и породе.

Серые лесные почвы характеризуются большей влагоемкостью и большим содержанием доступной для растений влаги.

Агрофизические свойства серых лесных почв, особенно светло-серых, малоблагоприятны. Невысокое содержание гумуса, обеднение илом, обогащение пылеватыми фракциями способствует быстрому обесструктуриванию верхнего горизонта при распашке, поэтому такие почвы заплывают и образуют корку. Состояние спелости у серых лесных почв для условий одного и того же хозяйства и района наступает несколько позже, чем у черноземов.

2. Обоснование необходимости внесения химических мелиорантов (извести и фосфоритной муки)

Обоснование внесения извести.

Химическая мелиорация почв - это регулирование состава поглощенных ППК катионов путем замены избытка нежелательных среди них (водород, алюминий, железо, марганец в кислых почвах, натрий, иногда и магний в щелочных почвах) на кальций.

Оптимальной для большинства возделываемых культур и почвенных микроорганизмов является слабокислая и близкая к нейтральной (рН 6,0-7,5) реакция почв. Различные растения по-разному относятся к реакции среды - имеют неодинаковый интервал рН, благоприятный для их роста и развития, и обладают разной чувствительностью к отклонению реакции от оптимальной.

В ослаблении отрицательного действия повышенной кислотности почвы важную роль играет хорошее обеспечение растений фосфором. Систематическое внесение фосфорных удобрений снижает содержание подвижных соединений железа и алюминия в почве, так как при взаимодействии с фосфорной кислотой они переходят в нерастворимые формы. Защитное действие фосфора объясняется также тем, что он ослабляет токсичность ионов Н+ и А13+ в самих растениях. При хорошем обеспечении их фосфором больше алюминия фиксируется в корнях и уменьшается передвижение его к точкам роста и генеративным органам. Кроме того, фосфор положительно влияет на развитие корней, углеводный и азотный обмен в растениях, на закладку генеративных органов и налив зерна, и тем самым ослабляет или нейтрализует отрицательные действия высокой концентрации ионов Н+, А13+ и Мп2+ в растворе.

Высокая чувствительность растений к кислотности почвы и повышенной концентрации ионов алюминия и марганца в растворе на начало роста в значительной степени связанно со слабым усвоением ими фосфора. Улучшение фосфорного питания растений в это время уменьшает вредное действие повышений концентрации ионов Н+ и А13+ на молодые растения.

Для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур и увеличения эффективности вносимых удобрений на кислотных почвах необходимо устранить их повышенную кислотность известкованием.

Известь практически не растворима в чистой воде, но в воде, содержащей угольную кислоту, растворимость значительно повышается. При внесении полной нормы извести устраняется актуальная и обменная кислотность, значительно снижается гидролитическая кислотность, повышается содержание кальция в почвенном растворе и степень насыщенности почвы основаниями. Устраняя кислотность, известкование оказывает многосторонне действие на свойства почвы, создает благоприятную среду для роста растений и жизнедеятельности полезных микроорганизмов. Кальций, внесенный с известью, коагулирует почвенные коллоиды, улучшает структуру почвы и повышает ее водопрочность. Под влиянием извести улучшается водопроницаемость и аэрация, уменьшается возможность образования корки и облегчается обработка тяжелых почв. При внесении необходимых норм извести снижается содержание в почве подвижных соединений алюминия, железа и марганца. Они переходят в нерастворимую форму, и поэтому устраняется их вредное действие на растения. Известкование подавляет вредные микроорганизмы, уменьшает поражение растений различными болезнями.

Растения по отношению к реакции среды и по отзывчивости на известкование делят на несколько групп. Озимая пшеница - к чувствительным к повышенной кислотности. А картофель нуждается в известковании только на сильнокислых почвах.

При внесении известковых удобрений необходимо их тщательно перемешивать с землей. Известкование является условием эффективного применения удобрений на кислых дерново-подзолистых почвах. Удобрения на кислых почвах часто не дают высокой прибавки урожая, особенно у культур чувствительных к кислотности почвы (свекла, овощные культуры, зерновые, зернобобовые). При совместном использовании извести и фосфоритной муки следует вносить их послойно, т.е. фосфоритную муку лучше закладывать осенью под зяблевую вспашку, а известь весной под перепашку зяби или культивацию.

Совместное внесение извести и навоза на кислых почвах способствует получению высоких и устойчивых урожаев с/х культур. Под влиянием извести увеличивается скорость разложения навоза и повышается степень использования растением его питательных веществ, а навоз усиливает положительное действие извести на свойства почвы. Совместное внесение извести и навоза позволяет уменьшить вдовое норму последнего без потери его эффективности и удобрить навозом вдвое большую площадь.

В зависимости от степени насыщенности основаниями почвы подразделяют на следующие группы: V = 50 % и ниже -- нуждаемость в известковании сильная, 50--70 % -- средняя, 70 % и выше -- слабая, более 80 % -- почва в известковании не нуждается

По показателям поля севооборота можно разделить по потребности известкования на: слабо нуждающиеся (1-е, 2-е, 3-е и 4-е) и не нуждающееся(5-е).

Порядок известкования: 5-е >4-е > 3-е > 2-е>1-е > 5-е.

3. Обоснование применения органических удобрений

Органические удобрения - не только важный источник элементов питания и углерода для растений и почвенных микроорганизмов, но и средство улучшения агрономических свойств почвы и пополнения запаса в ней гумуса. В данном хозяйстве в качестве органического удобрения применяется навоз. Во время хранения навоза в нем под действием микроорганизмов происходят процессы распада твердых выделений животных и подстилки с образованием более простых минеральных соединений. Жидкие выделения животных содержат легкоминерализуемые азотные соединения - мочевину, гиппуровую и мочевую кислоту, скорость разложения которых уменьшается от первой к последней. Они разлагаются до аммиака - основной формы потерь азота при хранении. В процессе разложения навоза образуются также различные органические кислоты (масляная, уксусная и др.).

Навоз - важнейшее органическое удобрение. В его составе находятся все основные питательные элементы, необходимые растению, поэтому его называют полным удобрением. Его использование имеет большое значение для регулировки круговорота веществ в земледелии, сохранении и накоплении гумуса в почве. Навоз является для растений не только источником минеральных питательных веществ, но и углекислоты, которой насыщен почвенный воздух и приземный слой атмосферы.

В среднем навоз содержит 0,4% N, 0,2 % Р2О5, и 0,5 % К2О. Навоз действует в течение нескольких (3-4) лет. Коэффициенты использования элементов питания для почвы с классами по азоту, фосфору и калию 3,5: 1-й год N 30 %, Р2Оз 35, К2О 65 %; 2-й год N 26,25 %, Р2О5 21,25 %, К2О 20 %; 3-й год N 15 %, Р2О5 12,5, К2О 12,5 %; 4-й год N 6,25 %, Р205 3,75 %, К2О 6,67 %.

Навоз в дозе 30 т/га будет вноситься под огурец и капусту позднюю. Лучше всего вносить навоз с осени под зяблевую вспашку во влажный слой почвы. Перед этим его необходимо равномерно разбросать по полю с помощью навозоразбрасывателей. Глубина заделки навоза под вспашку 15-30 см. С глубиной связаны процессы разложения навоза в почве и степень его использования растением его питательных веществ. В случае недостатка влаги в почве мелкая запашка ухудшает условия разложения навоза и ведет к более сильному иссушению почвы.

Обоснование возможности замены суперфосфата фосфоритной мукой.

В фосфорной муке фосфор содержится в виде гидроксил-апатита, карбонат-апатита, фтор-апатита и находится в форме Са3(РО4)2. Эти соединенения нерастворимы в воде, слабых кислотах и малодоступны для большинства культур. Фосфоритная мука для большей части культур становится доступным источником питания только тогда, когда почва имеет повышенную кислотность достаточную для разложения фосфоритной муки, поэтому действие фосфоритной муки на кислых почвах не уступает по действию суперфосфату.

Действие фосфорной муки тем выше, чем меньше степень насыщенности почв основаниями, и чем больше гидролитическая кислотность почвы.

Зависимость действия фосфоритной муки от значения гидролитической кислотности и степени насыщенности почв основаниями представлено на графике Б.А. Голубева, его исследованиями установлено, что действие фосфоритной муки начинает проявляться тогда, когда гидролитическая кислотность почвы достигает 2-2,5 мгэкв/100г почвы. Когда Нг выше указанной величины, действие фосфоритной муки, внесенной в дозе по суперфосфату, может приближаться к действию суперфосфата.

Наши значения Нг и Т показывают, что заменять суперфосфат фосфоритной мукой нецелесообразно. Действие фосфорита не ниже суперфосфата.

4. Оценка агрохимических показателей почвы полей севооборота

Степень насыщенности основаниями рассчитывается по формуле:

.

Обязательно нужно известковать почву под капусту. Дозу рассчитываем по формуле:

0,63.

Табл. 1

Мы не можем применить фосфоритную муку (Рф) так как рН выше 5,5.

Проверим по формуле:

Нг>=3+0.1*(S+Нг),

получим 4,07, из этого следует, что Рф действовать не будет.

Табл. 2. Чередование и урожайность культур в севообороте, агрохимические показатели почвы

5. Определение и расчет доз минеральных удобрений на планируемую урожайность культур методом нормативного баланса.

Табл. 3. Классы обеспеченности почвы подвижными питательными веществами и нормативы баланса (коэффициенты возврата) по полям севооборота

Табл. 4. Чередование культур на первом поле севооборота и планируемые урожаи товарной продукции

Табл. 5. Вынос N, Р2О5, К2О с планируемым урожаем в (кг/кг) (на первую ротацию севооборота)

Табл. 6. Дозы минеральных (кг/га) и органических удобрений (т/га) под культуры севооборота (на первую ротацию).

Табл. 7. Дозы удобрений под сельскохозяйственные культуры и баланс элементов питания за ротацию севооборота на 1-м поле

Вывод: Коэффициенты возврата первого поля примерно такие же, как и % к выносу, из этого следует вывод, что все правильно рассчитано.

6. Разработка общей схемы систем применения удобрений

Табл. 8. Система удобрений в овощном севообороте на первый год освоения СПУ (на 2014 год) (навоз, известь, т/га; минеральный удобрения кг д.в./га)

Табл. 9. Годовой план применения органических и минеральных удобрений в овощном севообороте на первый год освоения СПУ (на 2014 год)

Культуры в данном севообороте убирают в следующей последовательности: свекла столовая, многолетние травы, томат, капуста поздняя. На основании этого составлена таблица 10.

Табл. 10. Календарный план применения удобрений в овощном севообороте на первый год освоений СПУ 2014 г.

почвенный мелиорант органический

Литература

1. Система удобрения / Под ред. В.Н. Ефимова.- М.: КолосС, 2002

2. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия / под ред. Б.А. Ягодина. - М.: КолосС, 2002.

3. Агроклиматический справочник

4. Смирнов П.М., Муравин Э.А. Агрохимия. - М.: Агропромиздат, 1991.

5. Нормативы, регламентирующие дозы минеральных удобрений в интенсивном земледелии. - М., ЦНАО, 1990.

Размещено на Allbest.ru