Экологические функции почв и ландшафтов

Калийные удобрения более сильное действие оказывают на поддержание в травостое бобовых трав, которые при слабой обеспеченности калием вытесняются злаковыми растениями. Калийные удобрения способствуют также накоплению углеводов а, следовательно, и повышению зимостойкости многолетних кормовых трав. Эти удобрения хорошо поглощаются почвами и отличаются более длительным действием по сравнению с азотными удобрениями.

Азотные удобрения не только способствуют повышению урожайности, но и влияют на химический состав луговых растений, следовательно, и на питательную ценность травяных кормов, получаемых на лугах. [16]

2.3 Влияние различных приемов земледелия на режим органического вещества почв

Правильная обработка почвы в регулировании почвенных условий жизни растений занимает важное место. Его роль заключается в создании оптимального состояния пахотного посевного слоёв, окультуривание почвы и борьбы с засоренностью сорняками.

Правильная система обработки почвы - одно из действенных средств формирования высоких урожаев. При сочетании с системой удобрений в севооборотах она обеспечивает повышение и наиболее рациональное использование плодородия почвы.

Обработка эффективна лишь тогда, когда проводят с учетом свойств почв, их физической спелости, климатических и погодных условий, требований растений к технологии их возделывания в севообороте.

Особое значение обработке отводится в сохранении почвы от водной и ветровой эрозии. Необходимо подчеркнуть, что почвозащитная направленность обработки почвы - одно из основных условий рационального использования земли и дальнейшего совершенствования зональных систем земледелия.

Обработка почвы - это одно из средств регулирования водного и воздушного режимов пахотного слоя.

Таким образом, основные задачи механической обработки почвы следующие:

1. сохранение и повышение плодородия почвы.

2. защита её от эрозий.

3. изменение строения и агрегатного состава обрабатываемого слоя почвы с целью создания благоприятного для растений водного, воздушного, теплового и питательного режимов, обеспечения активизации микробиологических процессов, более мощного развития корневой системы культурных растений.

4. очищение почвы от сорных растений, их семян и вегетативных органов размножения, а так же возбудителей болезней и вредителей с/х культур.

Способы и приемы обработки почвы

Способ механической обработки почвы

Безотвальный - воздействие рабочими органами почвообрабатывающих орудий и машин на почву без изменения расположения генетических горизонтов дифференциации обрабатываемого слоя по плодородию в вертикальном направлении с целью рыхления и уплотнения почвы. При этом способе сохраняется стерня на поверхности почвы.

Отвальный - воздействие рабочими органами почвообрабатывающих орудий и маши с полным или частичным оборачиванием обрабатываемого слоя с целью изменения местоположения разнокачественных слоев или генетических горизонтов почвы в вертикальном направлении в сочетании с усиленным рыхлением и перемешиванием почвы, подрезанием подземных и заделкой надземных органов растений и удобрений в почву.

Роторный - воздействует на почву вращающимися рабочим органами почвообрабатывающих орудий и машин с целью устранения дифференциала обрабатываемого слоя по сложению и плодородию активным крошением и тщательными перемешиванием растительных остатков и удобрений с образованием гомогенного слоя почвы.

Комбинированные способы - различные сочетания по горизонтам и слоям почвы, а также сроками осуществления безотвального, отвального роторного способов обработки.

2.4 Влияние органического вещества почвы на урожай сельскохозяйственных культур

К факторам, лимитирующим плодородие почв, относятся показатели состава, свойств и режимов почв, снижающие урожай культурных растений и биопродуктивность естественных фитоценозов. В первом приближении их можно обозначить как отклонения от оптимальных показателей. Степень отклонения характеризует уровень лимитирующего фактора и степень снижения урожая. Теоретической основой исследований факторов, лимитирующих почвенное плодородие, являются законы лимитирующего фактора и совокупного действия и оптимального сочетания факторов жизни растений.

Следует различать общепланетарные лимитирующие факторы, характерные для почв всех природных зон, внутризональные (региональные), характерные для определенных зон и регионов, и местные, характерные для небольших территорий.

К общепланетарным можно отнести: недостаточную обеспеченность элементами питания, повышенную плотность, неудовлетворительную структуру, пониженное содержание легкоразлагаемого органического вещества.

К внутризональным (региональным) - повышенную кислотность, повышенную щелочность, недостаток и избыток влаги, эродированность и дефлированность почв, каменистость, засоленность, солонцеватость и др.

К местным факторам, лимитирующим почвенное плодородие, можно отнести локальное загрязнение почв радионуклидами и тяжелыми металлами, нефтепродуктами, нарушение почвенного покрова горными выработками и др.

Для ряда свойств почв и режимов определены критические уровни показателей, при которых резко ухудшаются другие агрономически важные свойства и режимы почв и резко снижается урожай растений или его качество.

В почвах с низким естественным плодородием выделяют освоенные, окультуренные и культурные разности. Освоенные почвы формируются в условиях низкой агротехники, при нерегулярном внесении невысоких доз органических и минеральных удобрений. Окультуренные и культурные - формируются при высокой агротехнике, регулярном внесении органических и минеральных удобрений и проведении необходимых мелиоративных мероприятий (осушение, орошение, известкование, внесение высоких доз торфа, пескование глинистых почв, глинование - песчаных и др.). В результате мероприятий, направленных на устранение лимитирующих факторов, плодородие окультуренных почв существенно выше по сравнению с освоенными аналогами.

Процесс противоположный окультуриванию предложено называть выпахиванием. Выпахивание - снижение уровня плодородия пахотных почв, ухудшение агрономических свойств (снижение содержания гумуса, обесструктуривание, переуплотнение, почвоутомление) в результате использования их при низком уровне поступления источников гумуса (органических удобрений и послеуборочных остатков) в течение ряда лет. В настоящее время ведутся научные исследования по количественной оценке степени выпаханности. Выпаханными могут быть как освоенные, так и в разной степени окультуренные почвы. В выпаханных почвах наиболее часто проявляется почвоутомление и фитотоксичность почв, резко снижающие урожай растений. [18]

2.5 Балансовый подход к регулированию режима органического вещества в агроэкосистеме

Развитие почв и почвенного покрова, как и формирование их плодородия, тесно связано с конкретным сочетанием природных факторов почвообразования многообразным влиянием человеческого общества, с развитием его производственных сил, экономических и социальных условий.

Особая роль в почвообразовании принадлежит живым организмам, прежде всего зеленым растениям и микроорганизмам. Благодаря их воздействию осуществляется важнейшие процессы превращения горной породы в почву и формирование ее плодородия: концентрация элементов зольного и азотного питания растений, синтез и разрушение органического вещества, взаимодействие продуктов жизнедеятельности растений и микроорганизмов с минеральными соединениями породы и т.п. в познании биологической сущности почвообразования.

Находясь в состоянии непрерывного обмена веществом и энергией с атмосферой, биосферой, гидросферой и литосферой, почвенный покров выступает как незаменимое условие поддержания между всеми ее сферами сложившегося на Земле равновесия, столь необходимого для развития и существования жизни на нашей планете во всех ее многообразных формах.

Вместе с тем, обладая свойством плодородия, почва выступает как основное средство производства в сельском хозяйстве. Используя почву как средство производства, человек существенно изменяет почвообразование, влияя как непосредственно на свойство почвы, ее режимы и плодородие, так и на природные факторы, определяющие почвообразование. Посадка и вырубка лесов, возделывание сельскохозяйственных культур изменяют облик естественной растительности; осушение и орошение меняют режим увлажнения и т.п. не менее резкие воздействия на почву вызывают приемы ее обработки, применение удобрений и средств химической мелиорации (известкование, гипсование).

Важное условие плодородия почв - отсутствие в почве избыточного количества легкорастворимых солей, главным образом, хлоридов и сульфатов натрия и отчасти магния, кальция и других катионов.

Для устранения избытка солей применяют промывание почвы и для предупреждения накопления солей - правильный поливной режим, дренаж и др. Плодородие почвы сильно снижается при накоплении в ней вредных химических соединений (закислых соединений железа, подвижных соединений алюминия), накапливающихся обычно в условиях застойного переувлажнения. Регулирование запасов влаги в почве достигается с помощью сыротехнических и гидротехнических мероприятий (зяблевая вспашка, снегозадержания, ранневесеннее борование, междурядная обработка посевов, орошение, осушение и др…).

Наиболее высоким и эффективным плодородием почвы характеризуется почвы, которые наряду с достаточным количеством влаги имеют хорошую аэрацию. А так же при правильном использовании почв их плодородие не только не снижается, но и постоянно увеличивается.

Различают следующие виды плодородия: естественное (природное), искусственное, потенциальное, эффективное и экономическое.

Естественное (природное) плодородие - это плодородие, которым обладает почва (ландшафт) в естественном состоянии. Оно характеризуется продуктивностью естественных фитоценозов.

Искусственное плодородие - плодородие, которым обладает почва (агроландшафт) в результате хозяйственной деятельности человека. По многим показателям оно наследует естественное. В чистом виде - характерно для тепличных грунтов, рекультивированных (насыпных) почв.

Почва обладает определенными запасами элементов питания (запасной фонд), которые реализуются при создании урожая растений путем частичного его расхода (обменный фонд). Из этого представления вытекает понятие о потенциальном плодородии.

Потенциальное плодородие - способность почв (ландшафтов и агроландшафтов) обеспечивать определенный урожай или продуктивность естественных ценозов. Эта способность не всегда реализуется, что может быть связано с погодными условиями, хозяйственной деятельностью. Характеризуется потенциальное плодородие составом, свойствами и режимами почв. Например, высоким потенциальным плодородием обладают черноземные почвы, низким - подзолистые, однако в засушливые годы урожайность культур на черноземах может быть ниже, чем на подзолистых почвах.

Эффективное плодородие - часть потенциального, реализуемая в урожае сельскохозяйственных культур при определенных климатических (погодных) и агротехнических условиях. Эффективное плодородие измеряется урожаем и зависит как от свойств почв, ландшафта, так и от хозяйственной деятельности человека, вида и сорта выращиваемых культур.

Экономическое плодородие - это эффективное плодородие, измеряемое в экономических показателях, учитывающих стоимость урожая и затраты на его получение.

2.6 Критерии и пути оптимизации режима органического вещества почв в агроланшафтах

Агроландшафты - антропогенные ландшафты с преобладанием в их биотической части сообществ живых организмов, искусственно сформированных человеком (антропобиоценозов) и заменивших естественные фито- и зооценозы на большей части территории. В более узкой трактовке под агроландшафтов понимают ландшафт, на большей части которого естественная растительность заменена посевами и посадками сельскохозяйственных растений. Под агроландшафтами понимают также пейзажи сельской местности.

Агроландшафты являются целостными генетически однородными пространственно-временными единицами, несмотря на то, что определенная часть их естественного растительного покрова замена агроценозами.

С позиции системного подхода, учитывающего особенности формирования функционирования ландшафтов, представляются возможными следующие предпосылки оптимизации агроландшафтов.

Во-первых, формирование и поддержание на оптимальном уровне структуры и функционирования земельных угодий, обеспечивающих необходимое разнообразие и устойчивость агроландшафтов.

Во-вторых, экологическая оптимизация агроландшафтов должна обеспечивать восстановление и сохранение местного генетического фонда живой природы, а также восстановление и сохранение естественных ценозов.

В-третьих, восстановление и сохранение обводненности территории, которая должна соответствовать естественному фонду данного ландшафтного образования.

В-четвертых, экологическая оптимизация агроландшафтов обеспечивается целенаправленным развитием сети охраняемых природных территорий различных рангов и статуса (от микрозаказников до заповедников).

Рассматривая вопросы устойчивости и оптимизации ландшафтов, очень важно располагать системой количественных оценок и характеристик изучаемых процессов. Оценивать степень экологической устойчивости ландшафта необходимо с помощью коэффициента экологической стабилизации (КЭСЛ), интегрирующего качественные и количественные характеристики абиотических и биотических элементов ландшафта.

Биотические элементы ландшафта оказывают неодинаковое влияние на его стабильность. Для оценки ландшафта необходимо учитывать не только их площади, но и внутренние свойства, а также качественное состояние (влажность и профиль биотопа, структура биомассы, геологическое строение, местоположение и морфология поверхности).

Заключение

Почва и ее плодородие составляют материальную базу и основное богатство страны. Поэтому улучшение почв и повышение плодородия - одна из важнейших народнохозяйственных задач. В решении ее весьма большое значение приобретают почвенные мелиорации, характер которых определяется основными почвенно-климатическими показателями природных зон.

В сложном взаимодействии космических и земных факторов возникла и сформировалась почва. Развитие почвенного покрова Земли продолжается и в современный период. В этом процессе неразрывно выступают становление и разрушение почвы. Повсюду, где есть зеленые растения, происходит ее накопление. Одновременно под влиянием кинетической энергии воды и ветра она разрушается. Когда интенсивность накопления превышает интенсивность разрушения, происходит увеличение почвенного слоя, если же разрушение более интенсивно, то мощность его уменьшается.

Почвенный покров и экологические системы Земли неодинаковы в различных континентах, природных зонах и регионах, однако территории со сходными природно-климатическими условиями, топографией, геологическим строением и историей обнаруживают сходство и даже аналогию почвенного покрова.

Эффективное сельскохозяйственное производство диктует необходимость глубоких знаний почвенных ресурсов, создания соответствующих административных и научных учреждений, подготовки специалистов и проведения последовательной государственной политики в области сельского хозяйства и земельных ресурсов.

Усилия в национальном и международном плане должны быть направлены на изучение, оценку, эффективное практическое использование и сохранения почвенного покрова планеты.

Список использованных источников

1. Агроэкология /В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др.; Под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса. - М.: Колос, 2007. - 536 с.

2. Бараева А.И. Почвозащитное земледелие./ А.И. Бараева М.: Колос, 2008-304 с.

3. Степановских А.С. Экология./ А.С. Степановских. М.: Юнити, 2008 - 666 с.

4. Биологические основы плодородия почв / Под ред. О.А. Берестецкого. М., 1984.- 587 с.

5. Болотов А.Т. Избранные труды./ А.Т Болотов - М.: Агропромиздат, 1988.-432 с.

6. Гришина. Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв. /Гришина. Л.А - М.: Изд-во Москва, 1985 -257 с.

7. Дудкин В.М. Севообороты в современном земледелии России./ В.М. Дудкин. - Курск: Изд-во КГСА, 1997 - 256 с.

8. Земледелие / Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пуконина. - М.: Колос, 2000. - 552 c.

9. Земледелие / под ред. С.А. Воробьёва. - М.: Агропромиздат, 1991.- 527 c.

10. Земледелие с основами почвоведения/ В.И. Румянцева и др./ Под ред. В.И. Румянцева. - М.: Колос, 1979. - 367 c.

11. Земледелие с почвоведением / Сафонов А.Ф., Лыков А.И., Коротков А.А., Баздырев Г.И., - М.: Колос, 1999. - 448 c.

12. Зональная система земледелия (на ландшафтной основе) / Под ред. А.И. Пупонина.- М.: Колос, 1995. - 287 c.

13. Кирюшин В.И. Методика разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия и технологий возделывания с.-х. культур. / В.И. Кирюшин - М.: 1995.-81 с.

14. Модели управления продуктивностью агроландшафта. - Курск, 1998.-215 с.

15. Методика разработки систем земледелия на ландшафтной основе. - Курск,2008 .- 131 с.

16. Ландшафтное земледелие. Концепция формирования высокопродуктивных экологически устойчивых агроландшафтов и совершенствование систем земледелия на ландшафтной основе. - Курск, 1993.- 96 с.

17. Луганцев Е.П. Преимущества контурно-полосного размещения культур на склонах// Вестник РАСХН.- 2003.- № 2.- С. 31-32.

18. Кирейчева Л.В. Формирование экологически устойчивых мелиорированных агроландшафтов//Аграрная наука. -1998.- № 2. - С. 13-15.

19. Методика эколого-экономической оценки ландшафтной системы земледелия. - М., 1995.- 65 с.

20. Научные основы системы земледелия / 2-е изд, перераб. и доп. - М.: Колос, 2007 - 328 c.

21. 21 Микроорганизмы в сельском хозяйстве / отв. ред. Н.А. Красильников. - М.: Изд-во Московского университета, 1963. - 457 с.

22. Экология микроорганизмов: учебник / под. ред. А.И. Нетрусова. - М.: Академия, 2004. - 272 с.

Размещено на Allbest.ru