Размещено на http://www.allbest.ru/

40

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства

Российской Федерации

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

ФГБОУ впо «Волгоградский государственный

аграрный университет

Кафедра «Земледелия и агрохимия»

Дисциплина: «Земледелие с основами почвоведения и агрохимии»

Контрольная работа

Выполнил: студент

Факультета ПТиТ гр ЗУТ-11

Шифр 244/2014

Дьяков.А.Н

Проверил:

Шатилова Наталья Николаевна

Волгоград

2014г

Содержание

• 1. Состояние и перспективы развития отрасли растениеводства волгоградской области
• 2. Каким требованиям должны удовлетворять минеральные удобрения при механизированном внесении?
• 3. Характеристика и пути улутьшения почв степной зоны
• 4. Природные факторы почвообразования
• 5. Почва как средство сельскохозяйственного производства
• 6. Понятие об основной и поверхостной обработке почвы. Какими орудиями они проводятся?
• 7. Серые лесные почвы. В какой зоне они расположены? Их агрономические свойства

1. Состояние и перспективы развития отрасли растениеводства волгоградской области

Волгоградская область расположена на юго-востоке европейской части России в зоне степей и, частично, полупустыни. Протяжённость с севера на юг составляет 400 км, с запада на восток - 430 км. Площадь территории 11,3 млн. га. Сравнительно некрупное географическое пространство, которое занимает Волгоградская область, отличается значительной контрастностью природных условий, климатическим и природно-ландшафтным разнообразием. Центральная и северо-западная части области относятся к тёплой и недостаточно влажной степной зоне с гидротермическим коэффициентом (ГТК) 0,8-0,6; южная часть и заволжские районы входят в очень тёплую и умеренно сухую сухостепную и полупустынную зоны с ГТК 0,6-0,4. растениеводство почва сельскохозяйственный лесной

Являясь одним из крупнейших производителей сельскохозяйственной продукции в Российской Федерации и обладая значительными земельными, трудовыми, производственными ресурсами, а также благоприятными природными условиями, область в состоянии успешно решать задачу полного обеспечения населения различными продуктами, а перерабатывающую промышленность сырьем.

Агроклиматические ресурсы. Всю совокупность погодных условий применительно к Волгоградской области можно разделить на две группы: благоприятные для роста сельскохозяйственных культур (суммы тепла, ресурсы фотосинтетически активной солнечной радиации, продолжительность активной вегетации) и ограничивающие уровень урожая (недостаточная влагообеспеченность, высокие летние температуры, засухи и суховеи, пыльные бури).

В направлении с северо-запада на юго-восток количество осадков уменьшается от 480-450 мм в бассейне реки Хопер до 300-270 мм в районе озера Эльтон, среднемесячная температура летнего периода и сумма активных температур, напротив, увеличиваются с 21-22^о до 23-24^о С и от 28^о до 34^о. Отличительной особенностью является недостаточное и резко меняющееся в отдельные годы количество осадков вегетационного периода. Большую часть сезона вегетации господствует резко выраженный антициклонический режим погоды с высокими температурами и частыми суховеями. Периодически происходят атмосферные и почвенные засухи, снижающие продуктивность сельскохозяйственных культур и уменьшающие природное плодородие почвенного покрова.

Природные условия Волгоградской области по солнечной инсоляции, температурному режиму, почвенному плодородию уникальны с позиций получения высококачественного экологически чистого продовольственного зерна. Однако наряду с указанными положительными факторами здесь присутствуют и дестабилизирующие: дефицит влаги, засухи, часто повторяющиеся суховеи, комплексность почвенного покрова, засоленность, водная и ветровая эрозия почв, усиливающиеся процессы опустынивания, плохая экология в пригородных территориях. Это приводит к спаду в производстве зерна и огромным убыткам, что недопустимо в новых экономических условиях и рыночных отношениях.

В этих условиях следует учесть положительные тенденции развития отечественного и мирового земледелия, базирующиеся на законах природы и ландшафтной экологии.

Учитывая природный потенциал области, приход нового поколения сельскохозяйственной техники, достижения аграрной науки в селекции и технологиях Волгоградской области вполне посильны стабильные валовые сборы зерновых на уровне 4,0-5,0 млн. т и до 800 тыс. т масличных и овощных

Перевод аграрного природопользования на ландшафтный уровень предполагает реорганизацию искусственно созданных агрофитоценозов, и прежде всего введение и освоение севооборотов нового поколения, отвечающих в наибольшей степени агроландшафтным требованиям: максимальной адаптации к конкретным почвенно-климатическим условиям, пластике рельефа и к запросам рынка зерна.

В оптимальных экологически сбалансированных севооборотах биологические, технологические, экономические и социальные факторы устойчивости получения урожаев зерна позволяют смягчить их зависимость от агрометеорологических условий. Поэтому очень важно при построении севооборотов соблюдать агроландшафтные требования:

- уровень продуктивности вводимых в севооборот культур и сортов, а также севооборота в целом, должен соответствовать ресурсному потенциалу пахотных земель ландшафтного района;

- севообороты должны быть адаптированы к природным условиям территории и обеспечивать средо- и ресурсовосстановление;

- в севооборотах на ландшафтной основе такие показатели как гидрохимический сток, баланс гумуса, NРК, суммарный сток и смыв почвы с пашни, наличие вредных объектов не должны превышать нормативные показатели;

- учитывать ценность предшественников: отличные (чистые пары), хорошие (занятые пары и паровая озимь), удовлетворительные (однолетние кормовые травы) и плохие (зерновые культуры);

- обеспечивать экологическую безопасность и энерго- и ресурсосберегающие технологии при производстве высококачественного зерна.

Агроландшафтным требованиям в наибольшей степени отвечает биологизация систем «сухого» земледелия на основе насыщения севооборотов такими средовосстанавливащими культурами как нут, горох и многолетними бобовыми травами.

Посевная площадь этого важного средостабилизирующего компонента севооборотов сократилась с 660 тыс. га до 239,0 тыс. га.

Кроме того, из 5,8 млн. га пашни в области ежегодно не используется 1,2 млн. га (около 21%). Большинство выведенных из оборота полей и рабочих участков за 10-летний период превратились в бурьянистый перелог с истощенным почвенным покровом.

Существенные изменения в структуре использования пашни и посевных площадей привели к разбалансировке севооборотов. В результате они приобрели в основном коммерческую направленность.

Однако просматривается определенная специализация севооборотов зерновой направленности. В настоящее время они содержат меньше культур, сокращена продолжительность их ротации, увеличен средний размер поля. В результате реализации этих направлений количество полевых севооборотов сократилось в 1,5 раза, число полей в них - в 2,5 раза, а средний размер поля увеличился в 2…3 раза. По данным Волгоградского ГАУ, севообороты с 2-3 культурами и оптимальным насыщением их чистыми парами увеличивают продуктивность пашни по выходу зерна с единицы площади на 10-18% и снижают прямые затраты на 10-12%.

Негативные стороны существующей системы «сухого» земледелия и севооборотов могут быть устранены в системе агроландшафтного земледелия. Эта система основывается, прежде всего на соответствии биологических требований культурных растений природным факторам агроландшафта. В отличие от традиционных подходов структура посевных площадей, адаптированная к особенностям конкретного ландшафта, определяется составом культур в севообороте. Из-за большого разнообразия природных и производственных ситуаций конкретные рекомендации по структуре должны разрабатываться исходя из этих особенностей. Важно найти оптимальный уровень концентрации кормовых и зерновых культур в севооборотах, обеспечивающий максимальное использование качеств предшественников, сокращение затрат на транспортировку урожая объемных кормов и поддержание бездефицитного баланса органического вещества в почве. Только в этом случае производство продовольственной и кормовой продукции решается в единой системе более производительного использования земли.

Вместе с хозяйственной потребностью в определенных видах растениеводческой продукции нельзя не учитывать адаптивную способность сельскохозяйственных культур, их влияние на почву и реакцию на разную степень её эродированности, продуктивность вида и сортов, средовосстанавливающие особенности культивируемых видов растений (влияние их на свойства почвы, интенсивность эрозии, фитосанитарные условия, экологическую ситуацию), социально-экономические ресурсы сельскохозяйственных предприятий, особенности пахотных угодий.

Полевые севообороты адаптивно-ландшафтной системы земледелия Волгоградской области в условиях многоукладной экономики периода адаптации к рыночным отношениям и ВТО должны отвечать таким требованиям:

1. Универсальность, т.е. пригодность для сельскохозяйственных предприятий различной формы собственности, размеров, степени и направления специализации, интенсивности использования пашни;

2. Специализация на наиболее рентабельных и рыночно востребованных культурах, учитывающая в то же время законы научного земледелия в части требований плодосмена и биологического разнообразия культур;

3. Различная интенсивность использования пашни в зависимости от экономических и производственных возможностей сельхозтоваропроизводителей;

4. Короткоротационность, позволяющая быстрее осваивать севообороты и делающая их приспособленными к условиям сравнительно небольших крестьянско-фермерских хозяйств;

5. Биологизация, предполагающая использование преимущественно малозатратных биологических и технологических приёмов сохранения почвенного плодородия;

6. Необходимо решать фитосанитарные проблемы с минимальным применением средств химизации, оптимизировать потребность в минеральных удобрениях, расширить агротехнически допустимые сроки обработки почвы и тем самым уменьшить зависимость производства от экстремальных погодных и организационно-технологических факторов;

7. Возможность оперативного реагирования на изменения рыночного спроса корректировкой структуры посевных площадей без нарушения основных принципов размещения культур по предшественникам.

В связи с этим, разработан расчетно-конструктивный метод, который позволяет с достаточно высокой степенью вероятности установить выход зерна с единицы севооборотной площади в зависимости от удельного веса чистых паров.

Многолетние статистические и экспериментальные данные площади паров, посевной площади зерновых культур и их урожайности, валового сбора зерна, продуктивности пашни были подвергнуты корреляционному и регрессионному анализу.

В результате установлено, что наиболее оптимальным в настоящее время является количество паров в чернозёмной зоне - 17-20 %, в зоне тёмно-каштановых почв - 25 %, в зоне каштановых и светло-каштановых почв - 33,3 %.

Проведённые научные исследования позволяют вполне обоснованно рекомендовать различные по интенсивности использования пашни схемы полевых севооборотов, ориентированные на сельскохозяйственные предприятия разных форм собственности, специализации с разным производственно-экономического потенциалом, дифференцированные по природным и почвенно-климатическим зонам Волгоградской области.

Главными принципами формирования научно обоснованной структуры посевных площадей в Волгоградской области являются следующие:

- оптимизация удельного веса чистого пара с учётом не только производства социально-экономически обоснованного количества растениеводческой продукции и снижения эрозионной нагрузки на почву, но и ценовой политики;

- сохранение плодородия почвы на основе биологизации севооборотов путем расширения площади посевов зернобобовых, сидеральных культур и многолетних трав, рационального применения удобрений;

- оптимизация площади посевов приоритетных культур, которыми в области являются из зерновых - озимая пшеница, из технических (масличных) - подсолнечник;

- улучшение качественного состава предшественников за счет зернобобовых культур, эспарцета и других многолетних трав;

- увеличение биоразнообразия путем введения в севообороты нетрадиционных культур, пользующихся повышенным спросом на рынке (рапс, лен масличный, рыжик, сурепица, сафлор и др.);

- создание надежной кормовой базы для животноводства с целью удовлетворения потребности в кормах собственного производства за счет зернофуражных, зерновых культур, однолетних и многолетних трав.

В адаптивно-ландшафтном земледелии Волгоградской области принципиально важное значение имеет оптимальное соотношение площадей чистых паров, озимых, пропашных, яровых зерновых, зернобобовых, масличных и кормовых культур. Именно от этого в значительной степени зависит эффективность растениеводства в хозяйствах. Сложившееся в последние годы соотношение чистых паров и посевных площадей возделываемых культур следует признать неудовлетворительным по ряду причин. В число главных из них входят следующие: продолжающийся рост площадей неиспользуемой пашни, чистых паров, посевов подсолнечника, сокращение набора возделываемых полевых культур, незначительные площади посева зернобобовых, кукурузы на зерно, кормовых культур и др.

Анализ ситуации в современном растениеводстве в основных природных зонах области показал, что в степной зоне черноземных почв агрономически и экономически оправдано постепенное изменение структуры посевных площадей по следующим направлениям: 1) уменьшение удельного веса чистых паров с 33% до 17-25% с одновременным введением сидеральных паров до 6-10%; 2) увеличение площади посева кукурузы на зерно с 1,1% до 6-10%, зернобобовых с 0,3% до 2-3% и кормовых культур с 1,5% до 14-15%, в том числе многолетних трав - 9-10%; 3) сокращение площади посева масличных культур (подсолнечника) с 25,3% до 15-17% (табл. 56).

Благодаря этому в хозяйствах появится реальная возможность осваивать не только парозерновые короткоротационные севообороты, но и парозернопропашные четырех-пятипольные севообороты. В данной почвенно-климатической зоне вектор стратегии развития растениеводства должен быть направлен на увеличение площади посева кукурузы на зерно до 100-170 тыс. га, зернобобовых до 50-70 тыс. га, расширение набора масличных культур, сокращение площади неиспользуемой пашни.

Земледелие сухостепной зоны темно-каштановых почв в настоящее время базируется в основном на возделывании озимой пшеницы (33,6%) и подсолнечника (21,6%), хотя набор полевых культур в хозяйствах довольно широкий. При возросшей площади чистых паров (до 38,6%) площади посева яровых зерновых, крупяных, бобовых, кормовых культур в зоне весьма ограниченные. В целях оптимизации структуры посевных площадей в данной зоне необходимы следующие изменения: 1) уменьшение удельного веса чистых паров с 38,6% до 25-30% с синхронным доведением сидеральных паров до 10-12%; 2) увеличение площади посева кукурузы на зерно с 0,7% до 5-6%, зернобобовых с 0,5% до 3-5% и кормовых культур с 2,7% до 15-16%, в том числе многолетних трав - 10-12%; 3) сокращение площади посева масличных культур (подсолнечника) с 21,6% до 15-17%

В сухостепной зоне каштановых почв под пары в последние годы отводится порядка 46% площади обрабатываемых земель, на которых выращивают озимую пшеницу, яровые зерновые, зернобобовые и масличные культуры. Набор культур в данной зоне более ограничен по сравнению с рассмотренными ранее. Дефицит почвенной влаги, несмотря на высокий удельный вес паров, проявляется здесь ежегодно. Для повышения эффективности растениеводства в сухостепной зоне каштановых почв надо расширить в севооборотах набор наиболее засухоустойчивых полевых культур, периодически производить механическое разуплотнение тяжелых почв путем проведения глубоких обработок почвы без оборота пласта (чизелевание, сибирская стойка, Ранчо и др.), практиковать применение гербицидов на паровых полях в конце лета для подавления наиболее вредоносной сорной растительности (молокан, вьюнок, осоты и горчак и др.).

Общая стратегия заключается в уменьшении доли чистых паров до 25-35%, введении в севообороты сидеральных паров до 7-10%, расширении площади посевов зернобобовых (3-4%), кукурузы на зерно (2-3%) и кормовых культур (18-20%), причем преимущественно многолетних трав (15-16%) (табл. 56, 57).

Наиболее проблемное положение в растениеводстве в настоящее время сложилось в полупустынной зоне светло-каштановых солонцеватых почв. Ежегодно здесь под пары отводится до 35-45% обрабатываемой пашни. В благоприятную по увлажнению осень паровые поля засевают озимыми культурами (озимая пшеница, озимая рожь, тритикале). Однако в годы с осенней засухой (например, 2012 г.) из 81,0 тыс. га чистых паров озимыми было занято всего лишь 15,0 тыс. га (18,5%). Весной следующего года по парам размещают посевы яровых культур - ячменя, горчицы, проса и др.

При определении главных направлений развития растениеводства в данной зоне следует также руководствоваться тем, что в настоящее время в ней сосредоточено 66 тыс. голов крупного рогатого скота (около 20% областного поголовья) и порядка 260 тыс. голов овец и коз (30% областного поголовья), которые остро нуждаются в создании надежной кормовой базы. Основу кормовой базы в ближайшей перспективе должны составлять многолетние злаково-бобовые травосмеси на пахотных землях и пастбищах, посевы озимой ржи и тритикале на кормовые цели, а также возделывания самых засухоустойчивых и жаростойких культур (сорго зерновое, сорго сахарное, суданская трава, сорго-суданковые гибриды и др.).

Наряду с созданием кормовой базы для животноводства в данной зоне целесообразно размещать по чистым парам озимые (20-25% обрабатываемой пашни), зернобобовые (главным образом нут) - 7-10%, масличные культуры (горчица) - 2-3%.

Севообороты в адаптивно-ландшафтных системах земледелия имеют зональные особенности и должны выполнять свое основное назначение - стабилизацию производства зерна, кормов, технического сырья при сохранении и улучшении экологической обстановки.

Анализ ситуации, сложившейся в отрасли растениеводства в основных природных зонах области показал, что в степной зоне черноземных и сухостепной темно-каштановых почв агрономически и экономически будет оправдано изменение структуры посевных площадей по следующим направлениям: уменьшение удельного веса чистых паров с 33% до 16,7% с одновременным введением покровных культур до 16,7%, уменьшение площади озимых культур и увеличение площади посева кукурузы на зерно и зернобобовых культур (нута) до 238,9 тыс. га (16,7 %).

2. Каким требованиям должны удовлетворять минеральные удобрения при механизированном внесении?

Агротехнические требования к механизированному внесению удобрений допускают диаметр гранул не более 5 мм. Максимальное разрушение гранул не должно превышать размера в 1 мм, при смешивании не выше 5%. Влажность минеральных удобрений перед непосредственным внесением в почву не должна превышать 1.5-15%. Машины в обязательном порядке должны обеспечивать внесение минеральных удобрений, а также их смесей не выходя за пределы 0.05-1 т/га.

Для обеспечения нормального функционирования рабочих органов машин влажность готовых к внесению минеральных удобрений должна соответствовать нормативам и составлять не более: суперфосфата порошковидного - 15%, суперфосфата гранулированного - 5%, фосфоритной муки - 3%, натриевой селитры и калийной соли - 2%, аммиачной селитры - 1,5%, хлористого калия - 1,2%. Разрывы полос удобрений между смежными проходами агрегатов не допускаются, а перекрытие в зоне стыка смежных проходов должно быть не менее 5% ширины захвата агрегата. Время между внесением удобрений и их заделкой в почву не должно превышать 12 часов. Особенно это актуально для азотных удобрений. Для обеспечения нормальной работы машин для внесения удобрений к удобрениям предъявляются следующие требования: Основными операциями подготовки минеральных удобрений являются: измельчение, просеивание и смешивание. Суть этих двух важных операций можно свести к следующему: перед рассеиванием влажность удобрений должна быть доведена до стандартной, удобрения нужно раздробить и просеять через сито с отверстиями 5x3 мм.
Гранулометрический состав - одна из важнейших характеристик удобрений.Изменение физической формы удобрения путем гранулирования положительно отражается на его агрономической эффективности, снижает физические потери, улучшает физико-механические свойства, а также состояние производственной среды при работе с ними благодаря снижению пыления продуктов. Поэтому главным требованием потребителя к качеству удобрений является выпуск всего объема туков в гранулированном виде. Улучшение гранулометрического состава удобрений путем выравнивания гранул по размерам позволяет получить значительную прибавку урожая за счет более равномерного внесения удобрений в почву.

Установлено, что некачественное внесение удобрений под зерновые культуры существенно снижает их эффективность. В зависимости от дозы полного удобрения рассев по поверхности почвы с неравномерностью 40-50% может снизить прибавку урожая ячменя от удобрений в среднем на 14-17, 5%, а при неравномерности 60-80% - на 25, 5-32, 2%. В то же время при посевном внесении гранулометрический состав не оказывает существенного влияния.

Влажность

Важнейшим показателем качества минеральных удобрений является содержание влаги, которая влияет на прочность гранул, качество тукосмесей, а также на слеживаемость удобрений, их рассыпчатость. Высокое содержание влаги как примеси ведет также к непроизводительным затратам при транспортировании удобрений. Значительное улучшение физических свойств было достигнуто в результате снижения влажности удобрений (суперфосфата до 2, 5-3, 5%, большинства сложных - до 0, 5-0, 7%). Уменьшение содержания влаги до оптимального уровня обеспечивает прочность гранул и, как следствие, гранулометрического состава в процессе хранения удобрений. Оптимальное содержание влаги обеспечивает сыпучие свойства продукта при погрузке, разгрузке и внесении удобрения в почву.

Прочность гранул

Для обеспечения сохранности гранулометрического состава важное значение имеет показатель прочности гранул. Он характеризует способность минерального удобрения сохранять свой гранулометрический состав в процессах транспортирования, погрузочно-разгрузочных работ, хранения, подготовки к внесению и внесения в почву. В настоящее время физико-механические свойства оцениваются динамической и статической прочностью. Однако в большинстве случаев для характеристики физических свойств продукта достаточно определить статическую прочность гранул - предел их прочности при сжатии. Определение истирания практически не применяется, за исключением отдельных продуктов для экспорта.

Гигроскопичность

Гигроскопичность характеризуется способностью удобрений поглощать влагу из воздуха. Если гигроскопичность повышена, то удобрения отсыревают, смешиваются, ухудшается их сыпучесть, гранулы теряют прочность. Гигроскопичность оценивается по десятибалльной шкале. Кальциевая селитра имеет балл гигроскопичности около 9, гранулированная аммиачная селитра и мочевина - 5, простой гранулированный и аммонизированный суперфосфат - 4-5 и 1-3.

Гигроскопичность удобрений определяет способ их упаковки, условия транспортировки и хранения. Хранение удобрений без тары допустимо лишь для удобрений с баллом гигроскопичности менее 3.

Плотность

Плотность - это масса единицы объема удобрения или тукосмеси, которая выражается в тоннах на один кубический метр. Плотность нужно учитывать при определении необходимости вместимости складов, тары. Если известна насыпная плотность минеральных удобрений, то можно перейти от их объема к массе.

Рассеваемость

Рассеваемость характеризуется способностью к равномерному рассеву удобрений, это зависит прежде всего от их сыпучести и гранулометрического состава. Оценивают по десятибалльной шкале. Чем выше рассеваемость, тем выше балл.

Требования к оптимизации свойств

Все твердые удобрения целесообразно поставлять только в гранулированном или крупнокристаллическом виде. Необходимо установить единый гранулометрический состав: содержание гранул 1-4 мм - 95%, в том числе гранул 2-4 мм - не менее 90% (особенно для мелкогранулированных удобрений), менее 1 мм - 1-4%. Весь продукт должен проходить через сито с отверстиями диаметром 6 мм.

По своим качественным показателям удобрения должны быть пригодны для бестарных перевозок, хранения и сухого тукосмешения. Полную (100%-ную) рассыпчатость эти удобрения должны сохранять после транспортирования и хранения в насыпях высотой до 10-12 м в течение гарантийного срока при условии изоляции от прямого попадания воды.

Содержание влаги в минеральных удобрениях не должно превышать: для азотных - 0,15-0,30%; для простых фосфорсодержащих - 3,0-4,0%; для остальных - 1,0-2,0%. Прочность гранул должна быть не менее 2,0 МПа (20 кгс/см2) для азотных и простых фосфорсодержащих удобрений и 3,0 МПа (30 кгс/см2) для сложных, не менее 70% (динамическая прочность) для калийных. Удобрения не должны содержать химически агрессивных примесей - таких, как активный хлор, биурет. Свободная кислотность в суперфосфатах не должна превышать 5% P2O5. Для обеспечения микроудобрениями целесообразно включать микроэлементы в суперфосфаты, аммофос, нитроаммофоску и другие виды удобрений. Жидкие удобрения должны быть стабильны, не выделять осадков и газов при изменении температуры во время хранения и транспортирования, лишены агрессивных свойств по отношению к оборудованию, трубопроводам.

3. Характеристика и пути улутьшения почв степной зоны

Основные типы почв степной зоны -- чернозёмы, каштановые, коричневые, гумусово-гидрометаморфические, солонцы темные, дерново-солоди, солончаки, аллювиальные серогумусовые. Почвы степной зоны сформировались под травянистой растительностью на суглинистых и глинистых почвообразующих породах разного генезиса в условиях контрастного водного режима непромывного типа. Чернозёмы (AU-BCA-Cca) диагностируются по наличию в профиле двух горизонтов: темногумусового (AU) и аккумулятивно-карбонатного (ВСА). Горизонт AU имеет равномерную темно-серую до черной окраску, рыхлое сложение (около 1,0 г/см3), зернистую, часто копролитовую структуру. Мощность горизонта составляет от 30 до 170 см. Профиль почвы сильно переработан мезофауной (землерои, дождевые черви, кроты). Содержание гумуса в верхней части горизонта AU колеблется от 5 до 14 %. В составе гумуса преобладает II фракция гуминовых кислот -- черные гуминовые кислоты (ЧГК), которые связаны с кальцием. Аккумулятивно-карбонатный горизонт (ВСА) содержит новообразования карбонатов в форме псевдомицелия и белоглазки. Реакция чернозёмов нейтральная и слабощелочная в нижней части профиля. Сумма обменных оснований составляет 30--40 мг-экв на 100 г почвы. Чернозёмы обладают высоким естественным плодородием. В. В. Докучаев образно оценил чернозём, назвав его «царем почв». В зоне лесостепи под лугово-степной растительностью встречаются чернозёмы глинисто-иллювиальные (AU-BI-Cca). Диагностируется по глинисто-иллювиальному горизонту (BI). Этот горизонт уплотненный, с призмовидно-ореховатой структурой, тонкими гумусово-глинистыми пленками-кутанами на поверхности структурных отдельностей. Под сухостепной растительностью на юге России и в Зауралье распространены чернозёмы текстурно-карбонатные (AU-CAT-Cca). Профиль этого типа характеризуется ясной цветовой и структурной Дифференциацией. Гумусовый горизонт (AU) имеет небольшую мощность (40--50 см) и языковатую нижнюю границу. Текстурно-карбонатный горизонт (CAT) ясно локализован, характеризуется ореховато-призмовидной структурой с тонкими гумусово-глинистыми пленками-кутанами по граням структурных отдельностей и узкими гумусированными языками по трещинам до глубины 100--150 см. Каштановые почвы (AJ-BMK-CAT-Cca) диагностируются по наличию в профиле светлогумусового горизонта (AJ), ксеромета -- морфического (ВМК) и текстурно-карбонатного (CAT) горизонтов. Горизонт AJ имеет мощность около 15 см и комковато-пороховидную структуру. Содержание гумуса составляет 2,0--2,5 %. Горизонт ВМК характеризуется каштановым цветом и ореховато-мелкопризматической структурой. Горизонт содержит карбонаты, не оформленные в новообразования. Количество гумуса в нем 1,5--1,8 %. Текстурно-карбонатный горизонт (CAT) имеет неоднородную окраску: на буром фоне чередование темных полос и пятен. Горизонт плотный, имеет ореховато-призмовидную структуру, темные кутаны и карбонатные новообразований в виде белоглазки, много глубоких трещин. Коричневые почвы (AU-BM-BCA-Cca) имеют профиль, состоящий из темногумусового (AU), структурно-метаморфического (ВМ) и аккумулятивно-карбонатного (ВСА) горизонтов. Темногумусовый горизонт коричневатых тонов, рыхлый, зернисто-комковатый, мощностью обычно около 30 см, иногда до 50 см. Он постепенно переходит в более плотный, интенсивно коричневый, ореховато-комковатый структурно-метаморфический горизонт, иногда слабо обогащенный илистой фракцией. Ниже залегает аккумулятивно-карбонатный горизонт более светлой палевобурой окраски, слабо оструктуренный, обычно с сегрегационными формами карбонатных новообразований. Карбонаты, диагностируемые по вскипанию от НСl, не образуют морфологически выраженных форм, могут присутствовать в структурно-метаморфическом, а иногда и темногумусовом горизонте. Содержание гумуса в горизонте AU более 5 %. Гумус глубоко проникает вниз по профилю (до 1 % на глубине 100 см); Сгк/Сфк > 1. Отношение C/N составляет 9--11. Дифференциация профиля по илу и полуторным оксидам выражена слабо. Характерна высокая емкость поглощения и практически полная насыщенность поглощающего комплекса основаниями. Реакция среды нейтральная или слабощелочная в верхних горизонтах и щелочная -- в нижних. Коричневые почвы формируются в условиях умеренно-теплого (переходного к субтропическому) климата под дубово-грабовыми ксерофитными лесами. Основной ареал -- Восточное Предкавказье. Гумусово-гидрометаморфические почвы (AUg-Q-CQ) диагностируются по сочетанию гумусового горизонта (AU) с признаками оглеения (д) и гидрометаморфического (Q) горизонтов. Горизонт AUg, мощностью до 100 см, имеет холодные (стальные) тона окраски с характерными мелкими ржавыми пятнами, примазки, органожелезистые новообразования, и комковато-икряную или зернистотворожистую структуру. Содержание гумуса высокое -- до 10--15 %, состав фульватно-гуматный. Горизонт Q -- грязно-серый, неоднородный из-за потеков гумуса и расплывчатых пятен карбонатов. Реакция почвы нейтральная или слабощелочная. Формируются почвы в понижениях рельефа на слабодренированных поверхностях в степной и лесостепной зонах под мезофильными лугами. Почвы испытывают периодические длительные переувлажнения. Грунтовые воды обычно залегают на глубине 1 --3 м. Солонцы темные (AU-EL-BSN-BMK-BCA-Cca) характеризуются резкой элювиально-иллювиальной дифференциацией профиля по цвету, структуре и содержанию ила. Горизонт AU буровато-серого цвета, комковатой структуры, мощностью от 5 до 20 см. Содержание гумуса 3--5%. Горизонт EL светло-серый, мощностью до 5 см, слоеватой или пластинчатой структуры. Солонцовый столбчато-призматический (BSN) горизонт темно-бурого цвета, с хорошо выраженными блестящими глинисто-гумусовыми кутанами по граням структурных отдельностей темно-серого или черного цвета. В сухом состоянии солонцовый горизонт отличается большой плотностью и твердостью, низкой водопроницаемостью. Во влажном состоянии становится вязким, липким. Карбонаты присутствуют в горизонте ВСА в виде пропиточных пятен и белоглазки. В нижней части профиля могут быть выделения гипса и легкорастворимых солей. Реакция в горизонтах AU и EL слабощелочная, а ниже щелочная. В ППК горизонта BSN имеется поглощенный натрий. Гумус фульватно-гуматный в горизонте AU и фульватный в горизонте BSN. Солонцы темные формируются в лесостепной и степной зонах. Они обычно образуют ареалы в комплексе с другими почвами. В сухостепной и полупустынной зонах встречаются солонцы светлые (AJ-EL-BSN-BMK-BCA-Cca). Дерново-солоди (AY-EL-BT-BCA-Cca) диагностируются по сочетанию в профиле серогумусового (AY), элювиального-осолоделого (EL) и текстурного (ВТ) горизонтов с залегающим ниже аккумулятивно-карбонатным горизонтом (ВСА). Горизонт AY мощностью 5--10 см содержит 1,5--4,0 % гуматно-фульватного или фульватного гумуса. Горизонт EL сильно осветлен, часто содержит марганцевожелезистые конкреции, в 2--3 раза обеднен илом, полуторными оксидами и обменными основаниями по сравнению с почвообразующей породой (горизонт Сса). Горизонт ВТ имеет призматическую структуру, часто содержит сизовато-серые кутаны и марганцевожелезистые конкреции. Под ним залегает горизонт ВСА, преимущественно с белоглазкой. Ниже может присутствовать гипс. Дерново-солоди характерны для блюдцеобразных западин понижений под березовыми и березово-осиновыми колками лесостепной и степной зон. Солончаки (S-Cs, q) диагностируются по поверхностному солевому (солончаковому) горизонту S, слабо прокрашенному гумусом. Солевой горизонт залегает на почвообразующей породе грязносерого цвета (q)f содержащей более 0,1 % легкорастворимых солей (s). На поверхности почвы присутствует солевая корка. Количество легкорастворимых солей превышает 1 %. Почвенный профиль слабо дифференцированный, монотонный. Реакция почвы щелочная или нейтральная. Солончаки формируются в условиях, когда поступление солей в поверхностный горизонт превышает их вынос. Водный режим выпотной или периодический выпотной. Образованию солончаков способствуют неглубокое залегание минерализованных грунтовых вод (на глубине менее 1,0 м), наличие легкорастворимых солей в почвообразующих породах, эоловое поступление солей. Поверхность солончаков лишена сплошного растительного покрова, растительность представлена галофитами (солевыносливыми растениями). Солончаки характерны для степной, полупустынной и пустынной зон. Аллювиальные серогумусовые почвы (AY-С) характеризуются профилем, включающим серогумусовый (дерновый) горизонт (AY) серого или буровато-серого цвета, комковатой структуры, часто с плохо диагностируемой слоистостью. Обычно хорошо развита дернина и заметны следы деятельности почвенной фауны. Мощность горизонта составляет 20 -- 30 см, редко больше. Горизонт (AY) залегает на аллювиальных слоистых отложениях. Содержание гуматно-фульватного гумуса -- 3 -- 6%, иногда до 10%. Реакция среды кислая или слабокислая (pH < 6), насыщенность поглощающего комплекса основаниями составляет 60 -- 80%. Почвы отличаются хорошей водопроницаемостью и аэрацией, преобладанием нисходящих токов влаги. Формируются на относительно повышенных элементах рельефа центральной поймы под злаковыми лугами и пойменными лесами в условиях регулярного отложения на поверхности поймы слоев свежего речного или озерного аллювия разного гранулометрического состава при кратковременных затоплениях полыми водами. Мощность слоев варьирует от нескольких миллиметров до 10-- 20 см. Специфика профилей аллювиальных почв определяется комбинациями различных органогенных, гумусовых, глеевого, гидрометаморфического и слитого горизонтов, а также горизонтов гидрогенной аккумуляции железа и карбонатов. Под луговыми ассоциациями центральной поймы рек степной, лесостепной и юга лесной зон формируются аллювиальные темногумусовые почвы. В депрессиях центральной поймы и понижениях вблизи склонов террас или коренного берега под богатой эутрофной травянистой и кустарниковой растительностью формируются аллювиальные торфяно-глеевые почвы (T-G-CG). В самых пониженных и влажных частях пойм под зарослями черной ольхи и осоково-тростниковой растительностью распространены аллювиальные перегнойно-глеевые почвы (H-G-CG).

Пути улучшения почв степной зоны

Периодическое вспахивание и разрыхление поверхностных слоев почвы создают благоприятные условия для проникновения кислорода воздуха в почву, предохраняют почву от потери влаги, что несомненно улучшает большинство используемых человеком почв. Однако в некоторых случаях неразумно проведенное вспахивание может принести и значительный вред. Сюда в первую очередь следует отнести распашку крутых склонов в степных и лесостепных районах. Сплошной травяной покров предохраняет крутые склоны от размывания их талыми весенними и ливневыми потоками.

Очень положительное влияние на почвы оказывает рациональное размещение культур, плодопеременная система и особенно правильная травопольная система. Положительным фактором является также рациональное внесение соответствующих удобрений.

Огромную роль в улучшении степных почв играет искусственное орошение. При обилии солнечного тепла и увеличении влаги здесь происходит резкое улучшение почв. Но и этот положительный фактор, применяемый без достаточного учета условий может привести, например, к засолению почв.

4. Природные факторы почвообразования

Почвообразование - это сложный природный процесс образования почвы из горной породы под воздействием факторов почвообразования в пределах биогеосферы Земли.

Почвообразование - важное звено в процессе геологического и биологического круговорота вещества и энергии. Геологический круговорот - это процесс переноса веществ с суши в океан и обратно. Биологический круговорот - это совокупность процессов обмена веществом и энергией между почвой, материнской горной породой, атмосферой и биотой.

Почвообразование - это специфический биосферный процесс, в результате которого почва приобретает ряд специфических характеристик, отсутствующих в материнской почвообразующей породе и отличающих почву от всех других компонентов биосферы. К числу наиболее существенных характеристик такого рода относят наличие в почве специфического органического вещества - почвенного гумуса и биофильных элементов. Биофильные элементы - это элементы, которые живые организмы поглощают из геохимической среды организмами и используют их в процессах обеспечения жизни. К ним относятся: макроэлементы -- N, С, О, Н, Са, Mg, Na, К, Р, S, Cl, Si, Fe и микроэлементы -- Сu, Со, Mn, Zn, V, Ni, Mo, Sr, В, Se, F, Br, I.

В результате почвообразования почва приобретает специфическое строение. Почвенный профиль представляет собой систему горизонтов, более или менее параллельных дневной поверхности, формирование которых обусловлено механизмами почвообразования.

Основные факторы почвообразования

Почвообразовательный процесс протекает под влиянием внешних по отношению к почве природных условий - факторов почвообразования. Факторы почвообразования следует разделить на два типа: природные (естественные) и антропогенные (искусственные).

Природные (естественные) факторы.

Выделяют шесть природных факторов почвообразования:

1. материнские, или почвообразующие горные породы;

2. климат;

3. рельеф;

4. растения и живые организмы;

5. земное тяготение

6. время.

Все природные факторы являются равнозначными. Каждый из них оказывает свое специфическое влияние на почвообразование и без участия какого-либо из них почвообразование невозможно.

Почвообразующая порода является той основой, из которой формируется почва. Минеральная часть в подавляющем большинстве почв составляет 90 -95% почвенной массы. Выделяют две основные функции материнской горной породы в почвообразовании: формирование состава почвенных масс и подстилающей породы. Состав горных пород определяет химический, минералогический, гранулометрический состав будущих почв (рис. 1.), например, наиболее богатые почвы формируются на карбонатных суглинках, а на песках они беднее, однако теплее и лучше аэрированы. Порода в значительной степени определяет и скорость почвообразования. Материнские породы на территории России большей частью представлены четвертичными осадочными смешанными горными породами.

Климатический фактор определяет обеспеченность почвообразования влагой (атмосферные осадки) и энергией (солнечная радиация - свет и тепло). Климат на различных широтах земного шара различен. Различают арктический, субарктический, умеренный, субтропический и тропический климат. В соответствии с климатическими условиями различают и растительные зоны, отличающиеся количеством растительного органического вещества, и, соответственно, скоростью и продолжительностью биологического круговорота и тип процесса почвообразования. Благоприятные для жизни гидротермические условия обеспечивают протекание в почве процессов, влияют на сообщества растительных и животных организмов, увеличивая их продуктивность, что в конечном итоге влияет на интенсивность почвообразования. Известно, что при повышении температуры на 10 ^оС скорость химических реакций увеличивается в 2-4 раза (правило Вант-Гоффа)

Рисунок 1 Функции и роль почвообразующей горной породы в формировании почв.

Рельеф определяется характером чередования пониженных и повышенных участков суши. Различают три вида рельефа: микрорельеф (колебания высот до нескольких метров); мезорельеф (колебания высот до нескольких десятков метров); макрорельеф (колебания высот от нескольких десятков до нескольких сот метров). Влияние рельефа связано с количеством поступающего на поверхность почвы света, тепла и влаги. На степень освещения и нагрева почв влияет угол уклона рельефа, экспозиция уклона, крутизна (на южном склоне больше тепла, чем на северном). Рельеф перераспределяет полученную из атмосферы воду. Больше всего воды поступает в низинную часть рельефа. Все поднятия на земле - положительные элементы рельефа, на них меньше всего влаги. Обычно сверху находится грубая механическая порода (валуны, камень, гравий), снизу более мелкий и тонкий механический состав (суглинки, лёсы). Положительные элементы рельефа не участвуют в процессах почвообразования путём грунтовых вод, а отрицательные участвуют. Рельеф оказывает влияние на климатические условия, а соответственно на жизнь растений, животных, микроорганизмов, на перераспределение тепла и влаги, что сказывается на процессах почвообразования в целом. Кроме этого рельеф обусловливает перемещение почвенных масс по склону в результате эрозионных и аккумулятивных процессов.

Функции растительных и живых организмов в почвообразовании весьма разнообразны. Почвообразование является биогенным процессом, и оно начинается с момента появления растений и живых организмов на массивно-кристаллических или осадочных породах. Растительные и живые организмы являются единственным источником органического вещества, которое служит материалом для образования почвенного гумуса. Другая важная функция организмов базируется на способности живого вещества к избирательному поглощению элементов из почв. Благодаря этому свойству организмы в существенной степени определяют химический состав почв.На рис. 2. представлены растительные и живые организмы, без участия которых невозможен почвообразовательный процесс.

Зеленые низшие и высшие растения используют в процессе роста радиационную энергию Солнца, вовлекая в биологический круговорот огромное количество химических элементов, ежегодно формируя около 233 млрд. т органического вещества на поверхности и внутри почвы. Корни растений чисто механически разрыхляют почву, увеличивая водо- и воздухопроницаемость пород, изменяют своими выделениями свойства материнских пород, что способствует развитию микроорганизмов.

Микроорганизмы за счет выделяемых ими ферментов разлагают органические вещества и образуют органо-минеральные соединения - гумус. По данным Е.Н. Мишустина (1987) количество микроорганизмов колеблется от нескольких сотен в 1 г дерново-подзолистых почв до 3 миллиардов в черноземных почвах. Масса микроорганизмов может составлять от 3 до 8 т/га в черноземных почвах.

Грибы разлагают клетчатку, лигнин и другие органические вещества почвы и также способствуют образованию гумуса.

Дождевые черви (живут на глубинах до 12 м), проделывая ходы в почве, рыхлят и аэрируют ее, что способствует развитию корневой системы растений, кроме того, перерабатывая органические остатки, образуют гумус. За один год черви, живущие на 1 га способны переработать до 100 т органических остатков и перемешать ~120 т земли.

Насекомые и животные также активно разрушают органическое вещество, минерализуют его и, тем самым, выступают посредниками в обмене между почвой, атмосферой, обеспечивая круговорот элементов питания.

Земное тяготение. А.А. Роде и В.Н. Смирнов считают гравитационное поле Земли фактором, который определяет нисходящий процесс передвижения жидких и твердых веществ.

Время. Возраст почв исчисляется с начала почвообразовательного процесса. Почва - природное, постоянно изменяющееся природное тело. Считается, что тот вид, который сегодня имеют все существующие на Земле почвы, представляет собой лишь одну из стадий в длительной и непрерывной цепи их эволюции, а отдельные теперешние почвенные образования, в прошлом представляли другие формы и в будущем могут подвергнуться существенным превращениям даже без резких изменений внешних условий.

Время развития зрелого почвенного профиля для разных условий - от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. (Согласно данным, Л. Александровского увеличение мощности гумусового горизонта до 15 см происходит приблизительно за 100 лет). Возраст территории вообще и почвы в частности, а также изменения условий почвообразования в процессе их эволюции оказывают существенное влияние на строение, свойства и состав почвы. При сходных географических условиях почвообразования почвы, имеющие неодинаковые возраст и историю, могут существенно различаться и принадлежать к разным классификационным группам.

Итак, можно констатировать, что все естественные факторы почвообразования взаимосвязаны и действуют одновременно, оказывая влияние не только на интенсивность биологического круговорота и почвообразования, но и друг на друга. Так, изменение микроклиматических условий может вызвать смену растительного покрова и почв. Почвы в свою очередь могут оказать воздействие на смену растительности и изменить микроклиматическую обстановку.

5. Почва как средство сельскохозяйственного производства

В земледелии используют верхний слой земли -- Почву. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т. е способность удовлетворять потребности возделываемых растений и тем самым обеспечивать выход нужной продукции. Только пригодность почвы для возделывания растений делает землю особым средством производства в земледелии. Помимо всеобщего условия и пространственно-операционного базиса почва в земледелии выполняет еще две функции, выступая в одном и том же производстве и как предмет труда, и как орудие производства. Воздействуя на почву путем ее обработки, человек создает необходимые условия для роста и развития растений и в то же время, видоизменяя и используя химические, водно-физические, биологические и другие свойства почвы, воздействует на растения в нужном направлении. В первом случае почва выступает как предмет труда, во втором -- как орудие труда. Другие средства производства также могут выполнять эти функции, однако в разных процессах производства: в одном быть предметом труда, в другом -- средством труда. Но в каждом отдельном процессе труда они, в отличие от почвы, выступают только в одной.

По сравнению с другими средствами производства почва в земледелии характеризуется еще целым рядом особенностей. Все средства производства, кроме почвы, -- результат предшествующего человеческого труда; почва же -- естественноисторическое тело, продукт самой природы. Она как дар природы предшествует труду, являясь ее условием, и лишь в процессе производственной деятельности человека становится средством производства.

Почва, Почвенный покров -- незаменимое средство производства в земледелии В других отраслях производства вместо одних можно использовать другие, более совершенные, средства производства. Причем возможности заменяемости различных средств производства расширяются в связи с ускорением научно-технического прогресса. В земледелии никакие другие средства не могут заменить почву в процессе производства. При отсутствии неосвоенных земель о ее расширенном воспроизводстве говорится лишь применительно к плодородию почвы В таком случае повышение плодородия почвы и означает по существу расширенное воспроизводство почвенных ресурсов.

Почвенный покров пространственно ограничен, его площади нельзя расширить, однако площадь используемых почв можно увеличить за счет территории, не используемой в земледелии, при вовлечении в сельскохозяйственное производство земель из-под водоемов, лесов, болот и т. д. Почва характеризуется постоянством своего месторасположения. Ее нельзя, как другие средства производства, например как станки или машины, перемещать с одного места на другое. Это можно делать лишь ограниченно, в небольших масштабах при землевании, при проведении рекультивации земель на отработанных горнодобывающих объектах, с планируеммых для выработок территорий.

Земледелие приходится вести там, где есть пригодная для возделывания растений почва, при тех погодно-климатических условиях, которые характерны для данной местности. Процесс производства ведется на больших площадях, что вызывает необходимость применения мобильных машин. Кроме того, эти пространства имеют определенные размеры и конфигурацию, которые человек может изменять, однако только до определенного предела. Размеры и конфигурация полей влияют на организацию процессов механизации работ, на потребность в составе и количестве необходимых машин и орудий.

В отличие от других средств производства, которые в процессе их использования подвергаются физическому и моральному износу, почва при правильном ее использовании не ухудшается, не изнашивается. Наоборот, при бережном отношении к почве, ее рациональном использовании она улучшается, плодородие ее повышается.