Понятие о почве и ее плодородии

Понятие о почве и ее плодородии.

Почвой следует назвать «дневные» или наружные горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых . все почвы на земной поверхности образуются путем чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растительности и животных организмов, состава и строения материнских горных пород, рельефа местности и, наконец, возраста почвы. Почва играет большую роль в природе и жизни человеческого общества. С одной стороны, благодаря тому что растения усваивают воду и элементы питания из почвы, она является необходимым условием развития растений, с другой – сами растения служат пищей для животных и человека. Следовательно, почва как продукт жизни одновременно служит условием дальнейшего развития жизни на Земле. Почва – основное средство сельскохозяйственного производства и объект труда. Основным свойством почвы является ее плодородие.

Плодородие почвы – это способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла для нормальной деятельности и формирования урожая.

Каждой почве свойственны определенные показатели плодородия (биологические, агрофизические и агрохимические). К биологическим показателям относятся органическое вещество и микрофлора почвы, а также наличие семян и вегетативных органов сорняков, зараженность почвы вредителями и возбудителями болезней; к агрохимическим – поглотительная - поглотительная способность почвы, реакция почвенного раствора, наличие в почве питательных веществ; у агрофизическим – механический состав, структура и плотность почвы, строение и мощность пахотного слоя. Эти показатели почвы определяют состояние водного, воздушного, теплового и питательных режимов почвы.

В условиях интенсификации сельского хозяйства научной задачей земледелия должно быть установление моделей плодородия по комплексной системе его показателей, определяющих величину урожая.

В.Р. Вильямс различал элементы плодородия – это факторы жизни растений, связанные с почвой, - питательные вещества и вода. Условия плодородия – такое состояние почвы, при котором обеспечивается наилучший приток и использование растениями элементов плодородия и устраняется антогонизм между ними. Это физические свойства почвы, ее реакция (кислотность, щелочность), чистота от семян и вегетативных органов сорняков, возбудителей болезней и вредителей. В процессе окультуривания необходимо регулировать условия плодородия почвы, обеспечивающее максимальное содержание в ней элементов плодородия.

Условия плодородия зависят не только от природных свойств почвы, они создаются человеком в процессе функционирования земли в качестве средства сельскохозяйственного производства, т.е. в результате окультуривания почвы. Окультуривание почвы – это процесс изменения природных свойств в благоприятную сторону путем применения научно обоснованных приемов воздействия на нее (мелиорация, известкование и гипсование, внесение удобрений, рациональная обработка, освоение севооборотов, борьба с засоренностью и зараженностью болезнями и вредителями и др.) в комплексе мероприятий зональной системы земледелия. Для окультуривания почвы используются методы биологического, химического и физического воздействия на нее.

Сохранение и воспроизводство плодородия почв – главная задача земледелия. Воспроизводство плодородия почвы – это программированное повышение плодородия, осуществляемое в системах земледелия на основе оптимальных моделей плодородия. Простое воспроизводство плодородия почвы – восстановление плодородия до исходного уровня, расширенное воспроизводство -повышение плодородия по сравнению с исходным уровнем. С помощью комплекса мероприятий системы земледелия необходимо обеспечивать в почве бездефицитный и положительный баланс гумуса.

Установлены различные понятия плодородия почвы. Различают естественное плодородие почвы, которое создавалось под влиянием естественных факторов почвообразования, и эффективное плодородие , которое является результатом совокупного влияния природных факторов и производственной деятельности человека, зависит от хозяйственного воздействия его на почву, характеризуется уровнем урожая. В настоящее время производственная деятельность человека оказывает все большее влияние на плодородие почвы. Таким образом, плодородие почвы — это не статическое (неподвижное) свойство, а динамическое, и при правиль­ном использовании почвы оно непрерывно возрастает.

С таким материалистическим пониманием плодородия почвы находится в полном противоречии «закон убываю­щего плодородия почвы», согласно которому каждая по­следующая затрата труда и средств производства на одном и том же участке земли дает все меньшую прибавку урожая.

Единственный довод в пользу закона представляет собой «бессодержательнейшую абстракцию, которая оставляет в стороне самое главное: уровень тех­ники, состояние производительных сил». И далее: «закон убывающего плодоро­дия почвы» вовсе не применим к тем случаям, когда тех­ника прогрессирует, когда способы производства пре­образуются; он имеет лишь весьма относительное и услов­ное применение к тем случаям, когда техника остается неизменном».

Условия плодородия - это такое состояние почвы, при котором обеспечивается наилучший приток и использование растениями элементов плодородия и устраняется антагонизм между ними. К условиям плодородия относятся физические свойства почвы, ее реакция, чистота зачатков сорняков, возбудителей болезней и вредителей.

Условие плодородия зависят не столько от природных свойств почвы, сколько создаются в процессе функционирования земли в качестве средства сельскохозяйственного производства, то есть в результате окультуривания почвы.

Окультуривание есть процесс изменения важных природных свойств почвы в благоприятную сторону путем применения научно обоснованных приемов воздействия на почву (мелиорация, изве­сткование и гипсование, внесение удобрений, обработка почвы, борьба с засоренностью и зараженностью и др.).

Для окультуривания почвы используются методы биологического, химического и физического воздействия.

Биологический метод заключается в регулировании процессов синтеза и разложения органического вещества в почве, правильном подборе возделываемых растений и их сортов, наилучшем со­отношении между ними и правильном чередовании их в севообороте.

Особенное влияние на баланс органического вещества в почве оказывает посев многолетних бобовых трав и травосмесей бо­бовых и злаковых. Посевы бобовых трав служат также наиболее дешевым и доступным способом обогащения почвы азотом путем фиксации его из атмосферного воздуха клубеньковыми бактерия­ми. Большое влияние оказывают также посевы бобовых растений на зеленое удобрение, использование различных приемов регулирования численности и состава микрофлоры. Разложение органического вещества в почве усиливается при более глубокой и свое­
временной обработке почвы, введении в севообороты пропашных
культур и чистых паров.

Химический метод предусматривает применение минеральных удобрении, известкование и гипсование почвы для пополнения запасов доступных растениям питательных веществ и устранения неблагоприятных химических свойств почвы и почвенного раствора
(кислотность, щелочность).

Физический метод состоит в физико-механических воздействи­ях на почву. Сюда относятся приемы обработки почвы, физико-химические методы создания почвенной структуры, приемы регу­лирования водного, воздушного и теплового режимов почвы, вклю­чая гидротехнические мелиорации.

Каждый из этих трех методов воздействует в той или иной степени на все свойства почвы и процессы в ней, но наилучшие результаты можно получить лишь при умелом сочетании всех трех методов.

Уровень плодородия и степень окультуренности почвы опреде­ляют по ряду показателей, которые условно можно разделить
на те же три группы, что и методы окультуривания. Показатели плодородия и окультуренности почвы. К биоло­гическим показателям относятся органическое вещество и микрофлора почвы. Органическое вещество почвы находится: а) в от­мерших телах растений, животных и микроорганизмов, внесенных в. почву органических удобрениях, находящихся на разных степе­нях разложения; б) в продуктах жизнедеятельности, выделяемых в почву обитающими в ней живыми организмами; в) в почвенном перегное.

Масса отмерших остатков растений в пахотном слое на гектаре колеблется от нескольких центнеров до 10 т и более и зависит от вида возделываемых растений и приемов агротехники. Масса отмерших микроорганизмов в течение одного года может дости­гать, по данным Н. А. Красильникова, 6 т на гектар.

Гумус является основным источником питательных веществ для растений. Он содержит от 3,5 до 5% азота.

Химический состав почв в основном зависит от почво- образующих пород. Однако есть и существенные различия между содержанием отдельных химических элементов в почве и в материнской породе. Прежде всего почвы содержат углерод и азот, входящие в состав гумуса, которого нет в породе (исключение составляют почвы, сформировавшиеся на торфяниках и разных погребенных органических отложениях). Кроме того, растения извле­кают корнями из глубоких горизонтов необходимые эле­менты питания, которые при отмирании растений акку­мулируются в пахотном слое. Наряду с этим многие элементы постепенно вытесняются из верхних горизонтов вследствие промывания почвы осадками.

Важнейшей составной частью почвы, определяющей ее свойства и плодородие, является перегной, или гумус. Это темное аморфное коллоидное вещество сложного химического состава, образовавшееся в резуль­тате разложения мертвых остатков растений и животных и последующих процессов новообразования органических веществ.

Органические остатки растений и животных в почве под влиянием воды, воздуха и микроорганизмов пре­терпевают различные изменения. Часть органических веществ минерализуется до конечных продуктов распада (М, СО₂ , минеральные вещества), используемых вновь для питания растений, микроорганизмов, и переходит в плазму их тела, а некоторая часть продуктов разложения органического вещества и микробного синтеза превра­щается в гумус.

Таким образом, под перегноем понимают не все орга­нические остатки, сохранившиеся в почве, а только вновь возникшее органическое вещество.

Значение гумуса в почве огромно. Он улучшает ее химические и биологические свойства, способствует обра­зованию прочной структуры, при минерализации обеспе­чивает растения азотом и зольными элементами в доступ­ной форме. Гумус служит также хорошим субстратом для развития полезной почвенной микрофлоры.

От количества гумуса зависит и плодородие почвы. Непрерывное возделывание боль­шинства сельскохозяйственных культур ведет к мине­рализации, потере перегноя. Внесение в почву органи­ческих удобрений (навоз, торф, сидераты), возделывание сельскохозяйственных растений с мощной корневой си­стемой в пахотном слое, поддержание благоприятного воздушно-водного режима почвы и реакции среды, способ­ствующей микробиологической деятельности, приводят к увеличению количества гумуса и повышению плодородия.

Азот в почве, значение азота, виды азотных удобрений, дозы, способы внесения.

Химический состав почвы сложный, так как ее образуют разнообразные по составу минеральные и органические вещества. Наиболее распространены углевод, водород, кислород, азот, кремний, железо, кальций, магний – главные элементы необходимые для питания растений. Азот входит в состав органических и органическо- минеральных соединений. В числе основных задач агрохимии, направленных на повышение урожайности, центральное место должна занять разработка путей повышения эффективности питательных веществ почвы и удобрений, обогащения почвы азотом. Азоту принадлежит важная роль в процессе новообразования гумусовых веществ. Аккумуляция азота в почве является характерным признаком почвообразования, а запасы общего азота определяют потенциальное плодородие ее. Общее количество азота в почвах колеблется от 0,1 % в сероземах и дерново – подзолистых почвах до 0,4 – 0,5 % в черноземах. В болотных почвах его содержание может достигать 4-5 %. Содержание элементов в почве различно и зависит от условий образования и свойств почвы. Степень обеспеченности почвы зависит не только от содержания в почве, но и от формы соединений, в котором они находятся, так как доступность тех или иных соединений для растений различна. Основная часть азота входит в состав сложных органических соединений, незначительное количество встречается в виде минеральных соединений. Растения усваивают азот только в форме нитратов, нитритов и иона аммония, поэтому белковые формы азота до поступления в растения испытывают ряд превращений. Под воздействием каталитических ферментов, выделяемых микроорганизмами, белки гидролизируются до аминокислот, превращающихся благодаря аммонифицирующимся бактериям в аммиак. Часть аммиака усваивают растения, другая часть поглощается почвой, третья – взаимодействует с минеральными кислотами с образованием аммонийных солей, и, наконец, некоторое его количество подвергается нитрификации. Таким образом, конечными продуктами превращения сложных азотосодержащих соединений служат формы азота, легкоусвояемые растениями. Попадая в растения, минеральные формы азота вновь превращаются в сложные белковые соединения, которые или отчуждаются с урожаем, или после отмирания растений опять проходят цикл изменений до простых солей.

Азотный фонд почвы подразделяется на четыре фракции 1. минеральная , 2. легкогидролизуемая, 3. трудногидролизуемая, 4. негидролизуемая. При рациональном использовании пашни, известковании, применении органических и минеральных удобрений, внедрении ресурсосберегающих технологий происходит перераспределение азотного фонда почв, при этом создаются благоприятные условия минерализации органического вещества и накопления минеральных форм азота. Валовое содержание азота в почве находится в соответствии с распределением гумуса и степенью ее окультуренности. Фракционный состав азота находится в соответствии с запасом гумуса и общего азота. Основным показателем общего плодородия всех почв являются запасы гумуса и общего азота. Процессы прироста и убили азота в почвах всегда проходят параллельно с изменениями в них количества органического вещества и конечными продуктами, положительно влияющими на урожайность аммиак и нитраты. При внесении удобрений и прежде всего азотных повышается плодородие почвы, а вместе с ним и содержание подвижных форм азота.

Азотные удобрения. Основными исходными продуктами при производстве азотных удобрений являются аммиак (NH₃ ) и азотная кислота (NHO₃ ). Около 60% всех азотных удобрений в нашей стране выпускается в виде аммиачной селитры – NH₄ NO₃ ( 34% N) и мочевины, или карбамида, - СО (NH₂ )₂ ( 46% N). Это гранулированные или мелкокристаллические соли белого цвета, легко растворимые в воде. Благодаря сравнительно высокому содержанию азота, неплохим (при правильном хранении) свойствам и высокой эффективности практически во всех почвенных зонах и при внесении под все культуры аммиачная селитра и мочевина являются универсальными азотными удобрениями. Следует, однако, учитывать ряд их специфических особенностей.

Требования к условиям хранения аммиачной селитры по сравнению с мочевиной должны быть повышенными, так как она не только более гигроскопична, но к тому же и взрывоопасна. В тоже время наличие в аммиачной селитре двух форм азота – аммиачной, способной поглощаться почвой, и нитратной, обладающей большой подвижностью, допускает более широкое варьирование способов, доз и сроков применения в различных почвенных условиях.

Преимущественно более концентрированной по азоту мочевины установлено в условиях орошения, а также при некорневых подкормках овощных, плодовых и зерновых культур с целью увеличения содержания белка. В этом случае ее принимают в виде водного раствора 15 – 30 %-ой концентрации в период колошения и налива зерна. Мочевина, внесенная на поверхность почвы, как правило, должна быть заделана в течении одного – двух дней, иначе азот может быть потерян в результате улетучивания (в форме аммиака), особенно на легких, нейтральных или щелочных почвах, а также на лугах и пастбищах. В почве скорость гидролиза мочевины возрастает с понижением влажности и повышения температуры. Получают распространение ингибиторы нитрификации мочевины, которые вносят вместе с удобрениями в почву, потери азота сокращаются в этом случае на 20 – 30 %.

Около 17% выпускаемых азотных удобрений приходится на аммиачную воду – NH₄ OH (20,5 и 16 % N) и безводный аммиак – NH₃ (83 % N). При транспортировке, хранении и внесении этих удобрений следует принимать меры для устранения потерь аммиака. Емкости для безводного аммиака должны быть рассчитаны на давление не менее 20 атм. Потерь азота во время внесения жидких аммиачных удобрений можно избежать путем заделки водного аммиака на глубину 10 – 18 см, безводного – 16 – 20 см. На легких песчаных почвах глубина размещения удобрений должна быть больше, чем на глинистых.

Аммиачный азот фиксируется почвой, и поэтому жидкие азотные удобрения вносят не только весной под посев яровых культур и под пропашные культуры в подкормку, но и осенью под озимые и при вспашке зяби.

Достаточно широко используется в сельском хозяйстве сульфат аммония – (NH₄ )₂ SO (20% N), являющийся побочным продуктом промышленности. Это эффективное удобрение с хорошими физическими свойствами, одна из лучших форм азотных удобрений для почв с нейтральной реакцией среды. При систематическом применении сульфата аммония на дерново-подзолистых почвах следует учитывать возможность подкисления почвы.

Практическое значение имеют также аммиакаты – растворы азотосодержащих солей: аммиачной селитры, мочевины, карбоната аммония в концентрированном водном аммиаке. Обычно это полупродукты химического производства, имеющие достаточно высокую концентрацию азота (28 – 32 %). Указанные удобрения по эффективности не уступают твердым, но для их перевозки необходимы емкости с антикоррозионным покрытием; исключение составляет КАС (карбамид – аммиачная селитра), производство которого осваивается на многих азотных предприятиях. При внесении аммиакатов в почву следует принимать меры, исключающие потери аммиака.

В качестве азотного удобрения применяют также натриевую селитру – NаNO₃ (15 % N) и кальциевую селитру – Са(NO₃ )₂ (15 % N). Это в основном побочные продукты других отраслей промышленности. Будучи физиологически щелочными, указанные формы эффективны на кислых почвах.

Нитратные формы азотных удобрений более быстродействующие по сравнению с аммонийными, поэтому они с большим успехом могут использоваться при подкормках.

Для снижения подвижности азота в почве применяют капсулирование гранул удобрений, используют медленно растворимые удобрения, полученные на основе МФУ (мочевиноформальдегидных удобрений), или вносят специальные соединения, подавляющие процесс нитрификации в почве пи сохраняющие азот в малоподвижной аммонийной форме.

О потребности форм в азотных удобрениях наиболее достоверную информацию дают данные местных полевых опытов. Можно использовать и результаты определения содержания в почве легкогидролизуемого азота, а также нитратов и нитрифицирующей способности почвы. При освоении интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, предполагающих проведение подкормок, следует переменять методы почвенной и растительной диагностики азотного питания, которые разрабатываются с учетом зональных особенностей.

Азотные удобрения слабее действуют на культуры, размещаемые по чистому пару. В этих условиях в почве, особенно черноземной, в процессе нитрификации и в результате деятельности свободноживущих микроорганизмов накапливается много нитратного азота. При возделывании полевых и овощных культур в севооборотах без парового поля потребность


29-04-2015, 00:57