Файл: Учебное пособие по дисциплине Методы и механизмы воспроизводства плодородия почв для направлений подготовки 35. 04. 03 Агрохимия и агропочвоведение.pdf

18 18
В природе процессы выветривания и почвообразования протекают одно- временно и тесно взаимосвязаны.
Особенности почвы как природного тела:
1. Почва занимает определенное место на нашей планете – это поверхност- ный горизонт земной коры, образующий небольшой по мощности слой.
Почва – неотъемлемая часть наземных биогеоценозов.
2. Почва – результат возникновения и эволюции жизни на Земле, результат взаимодействия биоты с горными породами.
3. Процессы в почве включены в сложные круговороты вещества и энергии на Земле (геологический и биологический).
4. Почва – природное образование, уникальное по сложности вещественного состава.
5. Для почв характерна сложная пространственная организация и дифферен- циация признаков, свойств и процессов.
6. Особое и важнейшее качество почв – плодородие.
2.3. Плодородие почвы, его виды и воспроизводство
В отличие от горной породы почва обладает важнейшим свойством – пло- дородием. Под плодородием почвы подразумевают способность ее удовлетво- рять потребность растений в элементах питания, воде и воздухе и другими фак- торами жизни для получения максимального урожая. В зависимости от способа формирования различают естественное (природное) и искусственное плодоро- дие.
Естественным, или природным, называют плодородие, которое создается в почве под влиянием природных факторов почвообразования (растительных и животных организмов, климата, рельефа, материнских пород) и которое при- суще любой почве как природному телу. Создается оно медленно, так как накопление элементов питания и формирование водно-воздушного режима в почве происходят в естественных условиях с очень малой скоростью.
Искусственнымназывают плодородие, которое создается при воздействии человека на почву, так как внесение удобрений приводит к повышению содер- жания элементов питания, известкование кислых или гипсование щелочных почв изменяют реакцию среды, обработка почв – строение верхней части про- филя и плотность сложения, осушение или орошение – водный и воздушный режимы и т. д.
Искусственное плодородие, следовательно, накладывается на естественное, в той или иной степени изменяя его. Высота искусственного плодородия зави- сит от уровня естественного плодородия и характера воздействия человека на почву.
Выделяют также потенциальное и действительное (эффективное) плодо- родие. Потенциальным называют плодородие, которое определяется общим
(валовым) запасом питательных веществ в почве и которое показывает, следо- вательно, степень богатства почвы элементами питания. Действительное, эф-

19 19
фективное, – это плодородие, которое зависит от количества в почве элемен- тов питания в доступных растениям формах, от содержания воды, кислорода воздуха и других условий, необходимых для роста и развития растений. Пока- зателем степени эффективного плодородия является величина урожая.
Поскольку плодородие почвы – это способность ее удовлетворять потреб- ность растении в элементах питания, воде и воздухе, то плодородная почва должна: 1) содержать элементы питания в доступных растениям формах в та- ком количестве, которое полностью обеспечит потребность в них растений; 2) иметь достаточный запас доступной растениям влаги; 3) содержать кислород в количестве, необходимом для нормальной деятельности микроорганизмов и корней растений.
Плодородная почва должна иметь, кроме того, благоприятную (нейтраль- ную или близкую к ней) реакцию и гумусовый горизонт, превышающий по мощности глубину вспашки или равный ей.
Таблица 1 – Показатели плодородия чернозема типичного и их воспроизводство
Показатели плодородия и их параметры
Факторы воспроизвод- ства плодородия
Агрофизические
1. Плотность – 1,1 г/см
3
, порозность – 59%, воздухоемкость – 30%.
2. Структура – комковато-зернистая, содержание водопрочной структуры – 60%.
3. Мощность пахотного слоя – 35 см, цвет – темно-серый.
Обработка почвы – раз- ноглубинная, сочетаю- щая отвальные и безот- вальные приемы, почво- защитная, с элементами минимализации.
Биологические
1. Содержание в пахотном слое гумуса – 6-8%, запасы гумуса – 180-240 т/га.
2. Активность почвенной биоты – высокая.
3. Фитосанитарное состояние – численность сорня- ков на уровне экономического порога вредоносно- сти, вредители и возбудители болезней отсутствуют.
Внесение органических удобрений – 8-10 т/га.
Посев многолетних трав
– 20-25% от общей структуры посева.
Агрохимические
1. Состояние ППК и кислотность: рН
сол.
– 5,5-6,5;
S = 40-45 мг-экв/100 г почвы; V = 90-95%.
2. Содержание NPK, мг/кг почвы: минеральный азот – 150, подвижный фосфор – 100-
150, обменный калий – 120-180.
3. Содержание микроэлементов, мг/кг почвы: молибден – 0,2-0,4; бор – 0,5-0,6; цинк – 5-7.
Известкование по гид- ролитической кислот- ности 1 раз в 5 лет при:
Нг > 2,5 мг-экв./100 г; рН
сол.
< 5,5; V < 93%.
Сохранение оптималь- ного баланса NPK.

20 20
Окультуривание – это изменение природных свойств почвы в благоприят- ную для развития растений сторону. Это понятие применяют к почвам с очень низким естественным плодородием (подзолистые, солонцы).
Восстановление ранее траченных почв называется рекультивацией.
Воспроизводство почвенного плодородия может быть:
1) неполным, 2) простым, 3) расширенным.
Для количественной оценки плодородия почв в земледелии используют показатели, которые находятся в тесной связи с урожаем (таблица 1):
Следует подчеркнуть, что получение планируемого урожая сельскохозяй- ственных культур возможно только при комплексном воспроизводстве всех трех групп факторов плодородия почвы.
Глава 3. Значение гумуса в почвообразовании и плодородии почв
Гумус является одним из важнейших показателей агрономической оценки почв, так как в значительной степени определяет их плодородие. Значение гу- муса в создании благоприятных для развития растений условий многогранно. В гумусе накапливаются основные элементы питания растений – N, Р, S, Са и другие, которые при разложении гумуса микроорганизмами освобождаются и усваиваются растениями. В процессах синтеза гумуса или разрушения его вы- деляется большое количество углекислого газа, необходимого зеленым расте- ниям для фотосинтеза.
Гумус склеивает и цементирует механические элементы почвы. Тем са- мым он участвует в формировании водопрочной структуры и косвенно влияет на водно-воздушный и питательный режимы почвы.
Гумус обладает высокой поглотительной способностью по отношению к катионам. Благодаря этому он закрепляет свободные зольные элементы пита- ния, предохраняя их от вымывания в нижнюю часть профиля или в грунтовые воды. Наконец, водорастворимые формы гуминовых кислот непосредственно усваиваются растениями, стимулируют их рост и развитие.
Необходимо еще раз отметить, что благоприятное воздействие гумуса на почву наблюдается лишь при значительном участии или преобладании в его со- ставе гуминовых кислот. В противном случае гумус может оказать и отрица- тельное воздействие на почву, вызвав ее разрушение. Особенно ярко это прояв- ляется в таежно-лесной зоне на почвах, покрытых хвойными лесами, где благо- даря большому количеству фульвокислот, образующихся при разложении хвойного опада, интенсивно развивается подзолообразовательный процесс. По- этому для повышения плодородия почв необходимо добиваться не только уве- личения количества гумуса, но и улучшения его качественного состава.
3.1. Мероприятия, необходимые для накопления гумуса в почве
Для накопления гумуса необходимы два условия: благоприятные физиче- ские и химические свойства почвы и поступление значительного количества

21 21 органического сырья. Благоприятными для процессов гумификации свойствами являются нейтральная реакция, насыщенность почвы основаниями и хороший водно-воздушный режим. Поэтому для усиления процессов гумусообразования необходимо проводить известкование кислых почв и гипсование щелочных, осушение избыточно увлажненных и орошение засушливых земель.
В условиях сельскохозяйственного производства основным источником образования гумуса являются вносимые в почву органические удобрения и от- мирающая корневая система выращиваемых растений. Поэтому процесс накоп- ления гумуса в пахотных почвах происходит лишь при систематическом внесе- нии в почву значительных доз навоза или торфяных компостов и при получе- нии высоких урожаев сельскохозяйственных культур.
Растения не остаются пассивными в использовании питательных веществ почвы, а сильнейшим образом на них воздействуют. Например, растения из се- мейства бобовые с помощью клубеньковых бактерий, развивающихся на их корнях, не только усваивают азот из воздуха, но и обогащают почву этим эле- ментом за счет своих корневых и пожнивных остатков. Различные растения об- ладают неодинаковой усвояющей способностью по отношению к питательным элементам, в особенности к фосфору и калию. Например, люпин прекрасно усваивает фосфор из труднорастворимых фосфорных соединений, находящихся в почве, и труднодоступных большинству растений фосфорных удобрений
(фосфоритной муки), а многие корнеплоды хорошо используют калий из его труднорастворимых соединений, имеющихся в почве. Поэтому при возделыва- нии различных растений в определенной последовательности (в правильном севообороте) они могут лучше использовать питательные вещества почвы и вносимые в нее удобрения.
Правильное чередование культур в севообороте позволяет полнее исполь- зовать питательные вещества почвы и вносимых удобрений. Обогащать почву азотом – наиболее дефицитным элементом пищи в большинстве почв – можно с помощью посева бобовых растений.
Правильная система обработки придает почве соответствующее строение обрабатываемого слоя, обеспечивающее благоприятный водный, воздушный и тепловой режимы для жизнедеятельности полезных микроорганизмов. Послед- ние увеличивают содержание в почве азота, повышают количество усвояемых питательных веществ и предохраняют их от вымывания в грунтовые воды.
Кроме того, благоприятное структурное состояние почвы улучшает условия питания растений еще и тем, что увеличивает контакт корневой системы с поч- венными частицами и при наличии достаточного количества воды и воздуха обеспечивает лучшее поступление питательных веществ в корни растений.
Большое значение в улучшении питания культурных растений имеют ме- роприятия по борьбе с сорняками. Сорняки не только отнимают усвояемые пи- тательные вещества, но, иссушая почву, делают их менее доступными для рас- тений. Кроме того, имеются сорняки-паразиты, которые, присасываясь к кор- ням или стеблям, питаются за счет растения-хозяина.

22 22
Из всего сказанного видно, что в земледелии имеется возможность улуч- шать питание растений не только с помощью вносимых удобрений, но и пра- вильным чередованием культур в севообороте и соответствующей механиче- ской обработкой почвы.
Согласно закону возврата все биологически важные элементы питания растений, которые или взяты с урожаем или вымыты водой из почвы и нахо- дятся в ней сравнительно в небольших количествах (азот, фосфор, калий, каль- ций и др.), должны возвращаться в почву с некоторым превышением, чтобы обеспечить непрерывный рост урожаев и воспроизводство плодородия почв.
Глава 4. Сорные растения и их вредоносность
В системе агротехнических мероприятий, направленных на получение вы- соких, и устойчивых урожаев всех сельскохозяйственных культур, большое значение имеет ликвидация засоренности почвы и посевов сорняками.
Сорными называют такие растения, которые не возделываются чело- веком, но засоряют сельскохозяйственные угодья. Иногда посевы одних культур засоряются другими видами культурных растений; такие растения называются засорителями.
В нашей стране встречается более 1100 видов сорняков. В посевах кон- кретной сельскохозяйственной зоны обычно насчитывается 80-100 видов зна- чимых сорняков. В посевах одной сельскохозяйственной культуры чаще всего встречается 10-15 видов сорняков.
В ЦЧЗ встречается 154 вида сорняков и более 70 видов наносят ощутимый ущерб сельскому хозяйству.
Сорняки засоряют посевы сельскохозяйственных культур, природные се- нокосы, пастбища, плодовые сады. Уничтожение их – одна из важнейших задач земледелия, так как только чистые от сорняков поля являются залогом получе- ния высоких урожаев сельскохозяйственных культур.
Снижение величины и качества урожая сельскохозяйственных культур при засорении происходит в результате следующих причин. Сорняки отнимают от культурных растений воду, свет и питательные вещества; многие сорняки заби- рают из почвы в 2-3 раза больше воды, чем культурные растения. Они являются опасными конкурентами для культурных растений в засушливых районах. При сильном засорении они резко снижают влажность почвы даже в районах с вы- падением достаточного количества осадков.
Большое количество сорняков отличается сильной облиственностью, они затеняют посевы культурных растений. Затененные сельскохозяйственные рас- тения хуже усваивают углекислый газ, тем самым меньше накапливают орга- нического вещества и, сильно вытягиваясь вверх, развивают тонкий стебель, легко полегающий при созревании зерна.
Имеются сорняки (вьюнок полевой, горец вьюнковый и др.), которые об- виваются вокруг стеблей культурных растений и вызывают их полегание, а следовательно, приводят к потере в урожае.

23 23
При энергичном росте и развитии сорняков и наличии у них мощной кор- невой системы, проникающей глубоко в почву, они выносят из почвы намного больше питательных веществ, чем культурные растения. Так, например, широ- ко распространенный многолетний сорняк бодяк полевой (осот розовый) по- глощает с каждого гектара почвы около 140 кг азота, 120 кг фосфорной кисло- ты и 30 кг калия, т. е. в 2-3 раза больше, чем зерновые хлеба. Извлекая из почвы питательные вещества в таком большом количестве, сорняки обедняют почву и снижают урожай сельскохозяйственных растений. Естественно, что при внесе- нии удобрений на засоренных полях большая часть элементов питания исполь- зуется сорняками, отчего эффективность удобрений значительно снижается.
Помимо сорняков, истощающих почву, имеются сорняки, которые исто- щают непосредственно само культурное растение – это так называемые сорня- ки-паразиты. Они особыми присосками прикрепляются к корням или стеблям растений, высасывают из них питательные вещества и приводят к истощению или полной гибели растения.
Сорные растения затеняют почву и снижают тем самым ее температуру на
3-4°С. Это в свою очередь вызывает ослабление жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, вследствие чего замедляются процессы разложения органи- ческого вещества и снабжение культурных растений питательными вещества- ми.
Сорняки создают очаги размножения возбудителей болезней и вредителей сельскохозяйственных культур, а также служат убежищем для мышей, полевок, сусликов и других грызунов, наносящих большой вред урожаю.
Многие вредные насекомые сначала поселяются на сорняках, размножают- ся на них, а затем переходят на культурные растения и повреждают их. Так, на листьях сорняков – вьюнка, лебеды, осотов – откладывает яйца бабочка озимой совки, гусеницы которой (озимый червь) сильно повреждают всходы озимых.
На крестоцветных сорняках развиваются многочисленные жуки-листоеды, зем- ляные блошки, которые весной могут полностью уничтожить неокрепшие всходы овощных культур. На бодяке полевом, льнянке и подмареннике обитает нематода, поражающая картофель и сахарную свеклу. Помимо сельскохозяй- ственных вредителей, на сорняках развивается множество паразитных гри- бов, которые вызывают заболевания культурных растений (ржавчину, головню, мучнистую росу), а следовательно, и резкое снижение их урожая. На пырее встречается ржавчина, переходящая на зерновые хлеба; на сорняках из семей- ства пасленовые размножается возбудитель одной из самых опасных болезней картофеля – рака, и, наконец, на некоторых сорняках (полынь, дурнишник и др.) развиваются сорняки-паразиты, переходящие затем на культурные расте- ния: подсолнечник, томаты, табак и др.
Сорняки, затрудняя работу сельскохозяйственных машин и орудий, сни- жают производительность труда и повышают себестоимость продукции. Про- изводительность комбайнов и других уборочных машин снижается при уборке урожая на сильно засоренных участках, так как зеленые сочные сорняки заби- вают шнеки и элеваторы комбайна, а вьющиеся сорняки, обвивая стебли куль-