ббк 35. 32 я 73 Р277 Компьютерный набор и верстку



жүктеу 4.05 Mb.
бет2/20
Дата15.06.2016
өлшемі4.05 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20

2. ПОЧВЕННО-АГРОХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ БЕЛАРУСИ
2.1. Свойства почвы, влияющие на питание растений
Большое влияние на питание растений оказывает тип почвы, ее гранулометрический состав. Почвы республики весьма различны по гранулометрическому составу, строению почвенного профиля, степени увлажнения, с которыми связаны агрохимические и агрофизические свойства почвы. Гранулометрический состав почвы определяется соотношением содержащихся в ней частиц различного размера, выражаемого в процентах. Обособленные частицы пород, минералов, органических соединений называют гранулометрическими элементами почвы. Близкие по размеру частицы называют фракциями. Частицы диаметром крупнее 3 мм — камни, от 3 до 1 мм — гравий, от 1 до 0,05 мм — песок: а) крупный — 1 - 0,5 мм; б) средний — 0,5 - 0,25 мм; в) мелкий — 0,25 - 0,05 мм; от 0,05 до 0,001 мм — пыль: а) крупная — 0,05 - 0,01 мм; б) средняя — 0,01 - 0,005 мм; в) мелкая — 0,005 - 0,001 мм; от 0,001 до 0,0001 мм – ил: а) грубый — 0,001 - 0,005 мм; б) тонкий — 0,005 - 0,0001 мм; в) коллоидный — меньше 0,0001 мм.

Сумма всех частиц крупнее 0,01 мм составляет группу физического песка, мельче 0,01 мм — физической глины. Частицы крупнее 1 мм — скелет почвы, а все частицы мельче 1 мм называют мелкоземом.

В зависимости от количества содержащихся в почве (породе) физической глины или физического песка дерново-подзолистые почвы разделяют на 10 групп (табл.2.1).

Плодородие минеральных и особенно дерново-подзолистых почв Беларуси в значительной степени определяется гранулометрическим составом и характером строения почвообразующих пород.


Т а б л и ц а 2.1. Классификация гранулометрического состава почвообразующих пород, % (по Н.А. Качинскому)


Гранулометрический состав почвообразующих пород

Содержание физической глины

Содержание физического песка

Песок :

До 10

Более 90

рыхлый

Менее 5

Более 95

связный

5 – 10

90 –95

Супесь:

От 10 до 20

От 80 до 90

рыхлая

10 – 15

85 – 90

связная

15 – 20

80 – 85

Суглинок:

От 20 до 50

От 50 до 80

легкий

20 – 30

70 – 80

средний

30 – 40

60 – 70

тяжелый

40 – 90

Менее 50

Глина:

Более 50

Менее 50

легкая

50 – 65

35 – 50

средняя

65 – 80

20 – 35

тяжелая

Более 80

Менее 20

Наиболее плодородными являются суглинистые и особенно пылевато-суглинистые почвы, характеризующиеся сравнительно устойчивым водным режимом и большими запасами питательных элементов. Эти почвы среди дерново-подзолистых обеспечивают получение наиболее высоких урожаев зерновых, картофеля и других сельскохозяйственных культур.

На супесчаных почвах, характеризующихся большей по сравнению с суглинистыми динамичностью водного режима, урожай заметно снижается. Самые низкие урожаи получены на песчаных почвах, для которых характерна высокая водопроницаемость, очень малая влагоемкость и емкость поглощения.

Плодородие легких по гранулометрическому составу дерново-подзолистых почв сильно возрастает при подстилании супесей и песков на небольшой глубине моренным суглинком или другими плотными породами, способствующими накоплению продуктивной влаги в верхней части почвенного профиля. По величине урожаев такие почвы мало уступают суглинистым.

Проведенные в республике исследования показали, что наиболее плодородными являются легкосуглинистые почвы на мощных суглинках. По мере утяжеления гранулометрического состава, от легких суглинков к тяжелым, а также его облегчения, к супесям и пескам, продуктивность культур заметно снижается. Однако для различных культур это снижение идет по - разному.

При переходе от почв легкосуглинистых к тяжелосуглинистым и глинистым урожайность клубней картофеля снижается на 40 - 50%, зерновых культур – на 20 - 25%, многолетних злаковых трав – только на 5 - 10%.

Следует учитывать при подборе полей для возделывания тех или иных сельскохозяйственных культур, что глинистые и тяжелосуглинистые почвы мало водопроницаемы, очень влагоемки, быстро заплывают, медленно прогреваются. Органические вещества в таких почвах разлагаются медленно.

Супесчаные и песчаные почвы имеют непрочную структуру или вовсе бесструктурны, обладают высокой водопроницаемостью и малой влагоемкостью.

Водно-воздушный режим почв зависит не только от гранулометрического состава пахотного горизонта, но и в значительной мере от строения всей толщи почвообразующих пород. Так, дерново-подзолистые супесчаные почвы, подстилаемые с глубины 0,5 м моренным суглинком, имеют лучшие водно-физические свойства, чем те же почвы, подстилаемые песком.

В связи со слабоудерживающей способностью супесчаных почв, подстилаемых песками и особенно песчаных, окупаемость минеральных удобрений на них ниже, чем на супесчаных и песчаных, подстилаемых моренным суглинном, где более благоприятный водный режим (табл.2.2).


Т а б л и ц а 2.2. Окупаемость минеральных удобрений прибавкой урожая зерновых культур на различных почвах ( Т.Н. Кулаковская, 1990)


Почвы

Оз. рожь

Оз. пшеница

Ячмень




Оплата 1 кг NPK зерном, кг

Дерново-подзолистая:










суглинистая

5,3

7,2

6,3

супесчаная, подстилаемая мореной

5,3

5,6

5,8

супесчаная, подстилаемая песками

5,3

6,0

5,6

песчаная

4,5

-

4,5

Торфяно-болотная

6,1

6,6

6,8

У озимой ржи и ячменя наибольшая окупаемость 1 кг NPK зерном отмечена на торфяно-болотных почвах, а у озимой пшеницы на – дерново-подзолистых суглинистых.

В целом по республике пашня на суглинках и глинах составляет 25,7 %, супесях – 48,5 % , песчаных – 20,1 и торфяных почвах – 5,3 %. Больше всего суглинистой и глинистой пашни в Витебской (54,2 %), Могилевской (38,9%) и Минской (32,9%) областях, меньше всего в Брестской (2,7%) и Гомельской областях (2,8%). В Гродненской области на суглинки и глины приходится 6,5% пахотных земель.

В Гомельской, Брестской и Гродненской областях в составе пашни преобладают супесчаные и песчаные почвы. Так, в хозяйствах Гомельской области на песчаные почвы приходится 47,5% и супесчаные 39,6%, а в Брестской – 45,4 и 39,3 % соответственно. В Гродненской области супесчаные почвы на пашне составляют 78,2%, из них 55,3 % подстилается суглинками и глинами с глубины до 1 м. На антропогенно - нарушенные почвы в Беларуси приходится 0,4%. Больше всего таких почв в Брестской области – 1,8 %.

Очень важным фактором, определяющим качественное состояние пахотных почв и их производительную способность, является степень увлажнения. В Беларуси удельный вес в разной степени переувлажненных почв составляет 42%. Больше таких почв в Брестской (55,5%), Витебской (54,8 %), Гомельской (43%) областях и меньше в Минской (36,5%), Могилевской (36,3%) и Гродненской (26,9%).

Среди переувлажненных почв временно избыточно увлажненные (слабоглееватые) занимают 25,7 %, глееватые – 3,5 и глеевые – 3,2 %. В Витебской, Гомельской и Брестской областях глееватые и глеевые почвы на пашне составляют от 17,5 до 31%.

Почвы, отличающиеся непродолжительным периодом переувлажнения (временно избыточно увлажненные), могут использоваться для всех полевых культур. Вместе с тем размещение озимых зерновых культур и картофеля на глинистых и суглинистых временно избыточно увлажненных почвах нежелательно, так как эффективность их возделывания на 15 - 30% ниже, чем на автоморфных. Продуктивность же многолетних трав на этих почвах даже на 10 - 15% выше, чем на незаболоченных почвах. Глееватые почвы, особенно суглинистые и глинистые, не могут использоваться без регулирования водного режима. Результаты исследований показывают, что на глееватых суглинистых почвах урожайность яровых зерновых и льна снижается на 40 - 45%, озимых зерновых – на 55 - 60, картофеля – на 60 - 65%. Меньше других культур на таких почвах снижают урожайность многолетние травы (на 10 - 15%).

Одним из резервов повышения продуктивности пахотных угодий является улучшение их культуртехнического состояния. Почвы многих хозяйств республики в значительной степени завалунены. Такие земли в Беларуси составляют 26,4 %.

Наибольшая степень завалуненности характерна для северной, центральной и северо-западной части, сложенных моренными отложениями. В меньшей степени валуны встречаются в районах, где моренные суглинки перекрыты маломощными флювиогляциальными супесями и песками. Из-за завалуненности на пахотных землях в республике урожайность зерновых снижается на 1,9 ц/га.

На продуктивность пахотных земель отрицательно сказывается и мелкоконтурность. В среднем при размере контура пашни республики 12,2 га в Бешенковичском, Гродненском, Полоцком, Россонском, Ушачском, Шумилинском районах Витебской области он не превышает 3 - 5 га. Значительное число районов в северной и южной части республики имеет средний размер контура пашни. Проведенными исследованиями установлено, что мелкая контурность пашни, сдерживая производительное использование техники, влияя на качество и сроки обработки почв, способствует снижению продуктивности каждого гектара.

Мелкая контурность пашни республики в основном обусловлена различием рельефа, степенью увлажнения и пестротой почв. Во многих случаях она вызвана наличием лишних дорог, старых канав, хуторских меж. Основным путем укрупнения полей является проведение выборочной мелиорации и ускоренное окультуривание полей.
2.2.Состав почвы

Почва, по образному выражению В.В. Докучаева, является жилищем и кормилицей растений и занимает особое место среди факторов, влияющих на них. Отличительной особенностью современного земледелия является резкое возрастание роли плодородия интенсивно используемой почвы, что позволяет получать от нее большую отдачу. Плодородная почва способствует более эффективному использованию повышенных доз удобрений, новых методов обработки почв и других приемов агротехники, а также лучше противостоит отрицательным внешним воздействиям – эрозии, уплотнению, загрязнению тяжелыми металлами, остатками пестицидов и др.

Плодородие почвы – сложное ее свойство, характеризующееся в конечном счете масштабом обмена веществ и энергии с культурными растениями, подпочвой, атмосферой, поверхностными и почвенными водами, почвенными микроорганизмами и животными. Влияние почвы на питание растений определяется запасами в ней элементов питания и влаги, поглотительной способностью, реакцией почвенной среды и содержанием органического вещества, состоянием физических свойств, биологической активностью и фитосанитарным состоянием. Действия других факторов внешней среды, таких как удобрения, сорта, агротехнические приемы, средства защиты растений, также тесно связаны со свойствами почвы.

Почва состоит из твердой, жидкой (почвенный раствор), газообразной (почвенный воздух) фаз.

В почве постоянно происходит потребление кислорода и выделение СО2. В связи с этим почвенный воздух отличается от атмосферного повышенным содержанием диоксида углерода и меньшим - кислорода. В атмосферном воздухе содержится 0,03 % диоксида углерода, а в почвенном – до 0,3 - 1%, а иногда 2 - 3% и более.

Образование СО2 происходит благодаря разложению органического вещества микроорганизмами и дыхания корней. В результате диффузии СО2 из почвы происходит обогащение им надпочвенного воздуха, непосредственно омывающего листья растений. Повышенное содержание СО2 в приземном слое воздуха создает лучшие условия для ассимиляции диоксида углерода растениями и способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Увеличению содержания СО2 в приземном слое воздуха способствует внесение органических удобрений.

При растворении диоксида углерода в почвенной влаге образуется угольная кислота (Н2 СО3) , которая диссоциирует на ионы Н+ и НСО3-.

Обогащение почвенного раствора углекислым газом усиливает его растворяющее действие на минеральные соединения почвы (фосфаты и карбонаты кальция и др.), способствует переводу их в усвояемые формы. В то же время при плохой аэрации и высоком содержании углекислого газа, недостатке кислорода, что наблюдается при избыточной влажности, в почве начинают преобладать восстановительные процессы, ухудшается дыхание и рост корней, уменьшается усвоение корнями питательных элементов. Хорошая аэрация создает в почве благоприятные условия для развития почвенных микроорганизмов, питания и роста растений.



Почвенный раствор — наиболее активная и подвижная часть почвы, в которой совершаются разнообразные химические процессы и из которой происходит поглощение питательных элементов растениями. В зависимости от типа почвы, реакции и других условий в почвенном растворе содержатся катионы Н+, К+, NН4+ , Са2+, Mg2+ и др. и анионы NO3-, H2РO4-, SO42-, Cl-, OH-, HCO3- и др. Железо и алюминий содержатся в почвенном растворе в виде устойчивых комплексов с органическими веществами, а в кислых почвах — в виде катионов и гидратов полутораоксидов в коллоиднорастворимой форме. Особенно важным является наличие в почвенном растворе ионов NН4+, Н2РО4-, NО3-, К+, Са2+, Мg2+, SO42-. В почвенном растворе из органических соединений могут быть органические кислоты, сахара, аминокислоты, спирты, ферменты и др. Органоминеральные соединения представлены комплексными соединениями гумусовых кислот, полифенолов, других органических соединений с поливалентными катионами. Водарастворимые органические соединения почвенного раствора являются продуктами жизнедеятельности растений и микроорганизмов.

Большое значение имеют концентрация и степень диссоциации растворенных веществ, от которых зависит осмотическое давление почвенного раствора и поглощение корнями воды и питательных элементов. Обычно в незасоленных почвах содержание водорастворимых солей составляет 0,05 %. Наиболее благоприятная их концентрация 0,1%. Избыток солей (более 0,2%) вредно действует на растения.

Состав и концентрация почвенного раствора заметно изменяются под влиянием различных факторов. Поступление солей в него происходит в результате выветривания и разрушения минералов, разложения органических веществ в почве, внесения минеральных и органических удобрений. Уменьшение концентрации почвенного раствора происходит при вымывании растворимых соединений в нижележащие горизонты, разбавлении за счет выпадающих осадков, усвоении питательных элементов сельскохозяйственными культурами. Состав и концентрация солей в растворе зависят также от взаимодействия его с твердой фазой почвы, от обменных реакций между раствором и почвенными коллоидами.

Твердая фаза почвы состоит из минеральной и органической частей, которые содержат основной запас питательных элементов для растений. На минеральную часть приходится 90 - 99 % твердой фазы почвы, на органическую – 1 - 10%. Почти половина твердой фазы почвы (49%) приходится на кислород, одна треть – на кремний, более 10 % – на алюминий и железо и только 7% – на остальные элементы.

Азот практически полностью (95 - 97%) содержится в органической части почвы, углерод, фосфор, сера, кислород и водород – как в минеральной, так и в органической, калий – только в минеральной части почвы.

По происхождению минералы подразделяются на первичные и вторичные. Первичные минералы – кварц, полевые шпаты, слюды - входят в материнские почвообразующие породы и присутствуют в виде частиц песка, пыли и меньше в виде илистых и коллоидных частиц. Постепенно разлагаясь, эти минералы служат источником калия, кальция, магния и железа для растений. При разрушении первичных минералов под влиянием химических процессов и жизнедеятельности различных организмов образуются гидраты полуторных оксидов, гидраты кремнезема, различные соли и вторичные минералы – каолинит, монтмориллонит, гидрослюды и др. Вторичные минералы находятся в почве преимущественно в виде илистых и коллоидных частиц и редко в виде пылеватых частиц. Они состоят главным образом из кремния, алюминия, кислорода и водорода, а также содержат небольшое количество железа, кальция, магния, калия и могут быть источником этих элементов для растений.

В состав мелкодисперсной коллоидной и илистой фракции входят преимущественно первичные и вторичные алюмосиликатные минералы, поэтому в ней больше железа, алюминия, кальция, магния, калия, фосфора и других элементов питания. В связи с этим более тяжелые глинистые и суглинистые почвы богаче питательными элементами, они имеют большую поглотительную способность, влагоемкость, чем песчаные и супесчаные.

В почве постоянно протекают процессы превращения труднорастворимых соединений в легкорастворимые, более доступные для растений. Одновременно происходят и обратные процессы.

Органическое вещество почвы хотя и составляет небольшую часть твердой фазы, является наиболее важным показателем плодородия почв и играет большую роль в питании растений. Органическое вещество почвы – это совокупность всех органических веществ, находящихся в форме гумуса и остатков животных и растений. Органические вещества твердой фазы почвы подразделяются на две большие группы: негумифицированные и гумифицированные вещества. Гумус – часть органического вещества почвы, представленная совокупностью специфических и неспецифических органических веществ почвы, за исключением соединений, входящих в состав животных организмов и их остатков. В процессе гумификации происходит новообразование сложных продуктов — собственно гумусовых соединений. На их долю приходится 80 - 90% всей органической части почвы, и, по существу, они являются формой аккумуляции солнечной энергии на земле. Гумус концентрирует энергию солнца, перераспределяет ее и обеспечивает энергией последовательную цепь организмов, выполняющих значительную механическую работу, а также биохимические и химические реакции, составляющие сущность почвообразования.

Негумифицированные органические вещества — это отмершие, но еще не разложившиеся или полуразложившиеся остатки растений и микроорганизмов. На площади 1 га в почву ежегодно поступает 5 - 10 т растительных остатков и 0,7 - 2,4 т продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Негумифицированные органические вещества сравнительно легко разлагаются в почве. Содержащиеся в них элементы питания (азот, фосфор, сера и др.) переходят в доступные для растений формы.

Одновременно в почве идут процессы гумификации растительных и животных остатков и образуются специфические гумусовые вещества. Гумус состоит из гуминовых кислот, фульвокислот, гиматомелановых кислот и гуминов. Гуминовые кислоты – группа темноокрашенных гумусовых кислот, растворимых в щелочах и не растворимых в кислотах. Они представляют собой гетерогенную группу высокомолекулярных азотсодержащих органических кислот, включающих ароматические циклы и алифатические цепи.

Гуминовые кислоты содержат в зависимости от типа почвы 30 - 43% углерода, 32 – 42% водорода, 17,5 - 22 % кислорода, 2,4 - 3% азота, а также фосфор, серу и другие элементы питания.



Фульвокислоты — группа гумусовых кислот, растворимых в воде, щелочах и кислотах. Фульвокислоты — гумусовые вещества желтой или красноватой окраски. В структуре фульво-, как и гуминовых кислот, установлены ароматические и алифатические группы. Однако ароматическая часть их в молекуле выражена менее ярко, в основном преобладают боковые цепи, т.е. алифатические, углеводные и аминокислотные компоненты. По составу фульвокислоты различных типов почв менее разнообразны. Они обладают высокой подвижностью, значительно более низкими молекулярными массами, чем другие группы гумусовых веществ. Фульвокислоты содержат 27 - 30% углерода, 34 - 42% водорода, 25 - 30% кислорода и 1,4 - 2,5 % азота.

Фульвокислоты по сравнению с гуминовыми кислотами содержат меньше углерода и азота, но больше кислорода. Обладают относительно более выраженными кислотностью и склонностью к комплексо- и хелатообразованию.



Гуматомелановые кислоты — группа гумусовых кислот, растворимых в этаноле, с промежуточными свойствами между фульвокислотами и гуминовыми кислотами. Ранее включалась в группу гуминовых кислот. Отличается от последних растворимостью в полярных органических растворителях и другими свойствами.

Гумин — органическое вещество, входящее в состав почвы, не растворимое в кислотах, щелочах, органических растворителях. Эта неэкстрагируемая часть гумуса представлена двумя типами соединений: гумусовыми веществами, наиболее прочно связанными с глинистыми минералами; частично разложившимися растительными остатками, утратившими анатомическое строение и обогащенными наиболее устойчивыми компонентами, прежде всего лигнином. В тяжелых глинистых почвах гумины составляют более 50% гумуса.

Гумифицированные вещества почвы более устойчивы к микробиологическому разложению, чем негумифицированные соединения. Однако разложение гумуса в почве, хотя и медленно, но происходит. На полях, занятых зерновыми культурами, за вегетационный период разлагается 0,7 - 0,8 т/га гумуса, пропашными — 1,0 - 1,2 т/га с образованием доступного растениям минерального азота, фосфора, серы. В гумусе содержится около 5 % азота, 1,5 - 2,5% фосфора. В дерново-подзолистых почвах на органические соединения в зависимости от гранулометрического состава приходится 30 - 40% фосфора и 90 % серы от общего содержания этих элементов в почвах.

Гумус является не только источником питательных элементов для растений, но и оказывает прямое влияние на водно-физические свойства почвы. С увеличением содержания в почве углерода уменьшается плотность почвы, увеличивается порозность и влагоемкость. Органическая часть почвы обладает мощной водоудерживающей способностью, может связать в 7 - 10 раз больше воды, чем минеральная. На каждый процент гумуса в почве влагоемкость ее повышается на 8 - 10 весовых процентов. Это особенно важно для легких супесчаных и песчаных почв.

Для тяжелых глинистых и суглинистых почв положительная роль гумуса определяется его влиянием на рыхлость, аэрацию, устранение избыточной влажности, т.е. установление более благоприятных условий для роста и развития растений.

Специфическая роль гумуса в оструктуривании определяется, главным образом, подвижными, гидрофильными компонентами, входящими в его состав.

Систематическое применение органических, минеральных удобрений в сочетании с известкованием почвы оказывает существенное влияние на улучшение водно-физических свойств почв. По данным Белорусского НИИ почвоведения и агрохимии, на дерново-подзолистой слабоокультуренной суглинистой почве экспериментальной базы “Куросовщина”, отличающейся малой фильтрационной способностью, известкование, внесение органических, минеральных удобрений и посев клевера повышало коэффициент фильтрации с 0,7 до 63 м 3 в сутки.

Исследованиями НИГПИПА установлено, что неблагоприятный водный режим песчаных почв существенно улучшался при применении высоких доз органических удобрений от (60 до 220 т/га за ротацию 7-польного севооборота) при сочетании их с зелеными удобрениями, полным минеральным удобрением и известкованием. Применение органических удобрений способствовало улучшению физических свойств почвы, увеличивало полевую влагоемкость и запас продуктивной влаги.

Установлена и акцепторная роль гумуса в закреплении избыточного количества вносимых в почву минеральных и органических веществ. Эта функция гумуса особо четко проявляется при применении минеральных удобрений и особенно азотных. Временно закрепленные элементы питания, вследствие более интенсивного развития микроорганизмов, постепенно переходят в доступную для растений форму равномерно на протяжении вегетации, обеспечивая сельскохозяйственные культуры необходимыми для питания соединениями. Закрепление избыточного в начале вегетации растений азота удобрений предохраняет его от вымывания, сохраняет в сфере развития корневой системы, обеспечивая растения азотом по мере минерализации в основные периоды роста и развития.

Гумусовые вещества оказывают защитное действие на ионы фосфора, калия и других питательных элементов. Они, обволакивая поверхность минералов гумусовыми пленками, препятствуют необратимой сорбции фосфатов в почве. Была замечена способность гумусовых веществ предотвращать фиксацию глинистыми минералами калия за счет образования соединений типа хелатов.

Способность гумуса акцептировать вносимые в почву в процессе техногенеза органические и минеральные токсичные вещества определяет его важную экологическую роль в агроценозах. В частности, гумусовые вещества обладают высокими величинами емкости катионного обмена и удельной поверхностью, играют важную роль в сорбции гербицидов. Велика роль гумуса в снижении токсичного действия тяжелых металлов. Гумусовые вещества способны образовать с тяжелыми металлами трудно- и нерастворимые высокомолекулярные комплексные соединения, что смягчает или полностью снижает воздействие токсикантов на микробные сообщества почв, снижает накопление токсичных веществ в растениеводческой продукции.

Причина низкого содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах - условия их формирования, главным образом в связи с меньшим притоком ФАР и соответственно меньшим образованием свежего органического вещества, а также более интенсивными темпами его разложения. Поэтому необходимо создавать бездифицитный, а в ряде случаев и положительный баланс гумуса.

Отличительная особенность органического вещества дерново-подзолистых почв Беларуси – высокое содержание углерода нерастворимого остатка (30 - 40% валового содержания и более), что обусловлено использованием длительное время в качестве компонента органических удобрений больших количеств торфа, в состав которого входят специфические вещества (битум 4 - 5%, лигнин 17 - 18 %), слабо поддающиеся микробиологическому воздействию и не участвующие в почвообразовании и питании растений. Относительная скорость минерализации органического вещества торфа приблизительно в 4,5 раза ниже, чем навоза. Компост по скорости минерализации занимает промежуточное положение между навозом и торфом. Быстрая минерализация навоза обусловлена более высоким содержанием в нем водорастворимых веществ и меньшим содержанием трудноразлагающихся компонентов - целлюлозы, трудногидролизуемых белков, воскосмол, лигнина.

Содержание гумуса в почве оказывает существенное влияние на эффективность удобрений. По данным Белорусского НИИ почвоведения и агрохимии, за счет минерализации органических веществ почвы растения могут усвоить 20 - 25 кг азота на каждый процент гумуса в почве.

На почвах с невысоким содержанием гумуса возрастает потребность в азотных удобрениях, а фосфорные и калийные удобрения без внесения азота не проявляют высокой эффективности. На почвах с высоким содержанием гумуса снижается потребность в азотных удобрениях и повышается эффективность фосфорных и калийных, так как растения лучше обеспечиваются азотом за счет запасов почвы. По данным Т.Н. Кулаковской (1990 г.), обобщение 62 опытов с ячменем на дерново-подзолистых супесчаных почвах показало, что прибавка урожая от применения 180 кг NPK составила 0,6 т/га зерна на почве с содержанием гумуса 1 - 1,3 % и 1,4 т/га при увеличении гумуса до 1,9 - 2,2 %, т.е. более чем в два раза.

Более высокая эффективность минеральных удобрений на хорошо гумусированных окультуренных почвах - свидетельство возрастающего значения плодородия почвы в интенсивном земледелии.

В связи с таким большим значением гумуса в плодородии почвы большой интерес представляют исследования по темпам гумусонакопления в почвах. Обобщение данных многолетних стационарных опытов с различными системами удобрения на дерново-подзолистых почвах показало, что наибольшие изменения в содержании гумуса происходят в первые 7 - 10 лет, затем этот показатель мало изменяется в связи с установлением равновесного состояния процессов минерализации - гумификации. При использовании почвы без удобрений содержание гумуса стабилизируется на уровне в среднем на 20% ниже исходного, при использовании минеральной системы удобрений - на 15%. При длительном применении навоза содержание гумуса сохраняется на исходном уровне, а при сочетании органических удобрений с минеральными наблюдается его повышение до 20 % выше исходного.

Характер содержания гумуса в почвах зависит от доз органических удобрений и климатических условий. На легких дерново-подзолистых почвах Соликамской опытной станции применение 7 т/га навоза в год в севообороте с многолетними травами слабо влияло на уровень гумусированости. Внесение 20 т/га навоза ежегодно в одном из длительных опытов в Германии в зернопропашном севообороте даже за 8 лет повысило содержание гумуса на 65%. Повышение доз органических удобрений до экстремально высоких (60 т/га в год) в длительном опыте в Скерневицах (Польша) увеличивало содержание гумуса более чем в 3 раза ( с 0,79 до 3,09 %).

При определении оптимума главное установить нижнюю границу содержания гумуса, при которой недостаток в почве органического вещества является тормозам в формировании высоких урожаев, что же касается верхнего предела, то для дерново-подзолистых почв его содержание будет определяться прежде всего экономическими причинами.

Высокое содержание гумуса в почве обходится дорого, и если почва содержит 3% гумуса, то для поддержания этого высокого уровня потребуется в два раза больше вносить органических удобрений, чем при содержании 2%, поскольку в первом случае значительно интенсивнее протекают микробиологические процессы. По данным Т.Н. Кулаковской, оптимальные параметры гумуса для дерново-подзолистых суглинистых почв 2,5 - 3%, супесчаных — 2 - 2,5 и песчаных — 1,8 - 2,0 %.

Многолетние травы наряду с органическими удобрениями являются одним из источников гумусонакопления.

При соотношении многолетних и пропашных 1,5 для поддержания бездефицитного баланса гумуса на связных почвах необходимо вносить 10 - 12 т/га, на легких 12 – 18 т/га подстилочного навоза, а в среднем на пашне в Беларуси – 12,3 т/га.

В 1998 г. в Беларуси на 1 га пашни было внесено 8,2 т/га органических удобрений. Для снижения потребности в органических удобрениях Белорусский НИИ почвоведения и агрохимии рекомендует в структуре посевных площадей на пашне в республике иметь отношение многолетних к пропашным, равным 3, что существенно позволит снизить потребность в органических удобрениях. Как показали исследования, для поддержания бездефицитного баланса гумуса на дерново-подзолистых почвах в плодосменных севооборотах при содержании многолетних трав в структуре посевных площадей от 19 до 30% требуется от 14 до 7 т/га навоза соответственно.

Большое значение имеет не только общее содержание гумуса, но и его состав. В природе существует много примеров, когда высокое содержание гумуса еще не является показателем высокого плодородия. В то же время известны своим плодородием малогумусные почвы тропиков. Все это говорит о том, что плодородные почвы должны не только обладать определенным запасом гумуса, но важно еще, чтобы этот гумус был активным, мобильным, чтобы он не оставался мертвым запасом, а деятельно участвовал в биологических, химических и физических процессах почвы и обеспечивал растения элементами питания.

Исследования, проведенные в ВИУА, показали, что длительное применение органических и минеральных удобрений практически не изменяло группового состава гумуса. В то же время при длительном применении удобрений наблюдалось количественное изменение содержания гумуса, физико-химических свойств почвы, интенсивности деятельности почвенной микрофлоры. Более сильное действие длительное применение удобрений оказывает на содержание подвижных и водорастворимых фракций. Результаты длительных опытов показали, что в вариантах с удобрениями увеличивается в дерново-подзолистых почвах содержание водорастворимых гумусовых веществ. Причем большее накопление водорастворимого гумуса отмечено при применении навоза и навоза совместно с NPK, чем одних NPK - удобрений.

В связи с накоплением водорастворимых форм органического вещества в почвах при длительном применении удобрений предполагают, что в его составе значительное место занимают свежеобразованные гумусовые соединения, находящиеся на ранних стадиях гумуфикации, более “молодые” в химическом отношении.

В процессе гумификации органическое вещество растительных остатков проходит ряд последовательных стадий, которые в зависимости от условий почвообразования протекают с различной для каждой стадии скоростью:

Растительные остатки  Гидрофильная стадия разложения 

 Гидрофобная стадия разложения  Ионно-молекулярная стадия разложения (минерализация).

Первая стадия гумуфикации характеризуется гидрофильностью, возникающей как за счет продуктов разложения растительных остатков, так и за счет разложения самих микроорганизмов, их разлагающих. Внесение навоза даже в высоких дозах ежегодно — 60 т/га (Скерневицы, Польша) не увеличивает гидрофильность органического вещества почвы в отличие от минеральных удобрений. Это указывает на то, что навоз характеризуется скорее гидрофобными, чем гидрофильными свойствами. Это, по-видимому, связано с тем, что большое место в составе органического вещества навоза занимают уже полностью сформировавшиеся гумусовые вещества.

Одним из свойств гидрофильных коллоидов является клейкость, и поэтому можно полагать, что гидрофильный гумус обладает способностью оструктуривать почву. Обогащение органического вещества почв гидрофильными коллоидами является косвенным показателем его активности и играет важную роль в оптимизации водно-физических и трансформационных свойств почвы. А это играет заметную роль в повышении эффективного плодородия почв.

Навоз и другие органические удобрения оказывают как прямое действие за счет привнесения готовых гумусовых соединений, так и косвенное - за счет увеличения биомассы растительных остатков, изменения физико-химических свойств почв и активизации деятельности почвенной микрофлоры. Прямое действие навоза на количество гумуса и его качество значительно сильнее, чем косвенное, и интенсивность его определяется главным образом дозой внесения. Влияние же минеральных удобрений проявляется через повышение биомассы растительных остатков возделываемых сельскохозяйственных культур, изменение кислотно - основных свойств почв, влияние на активизацию почвенной микрофлоры.

Для поднятия уровня плодородия почв для конкретного участка, поля, севооборота и хозяйства в целом, оптимизации составляющих его параметров необходимо разработать приемы направленного регулирования гумусного состояния почв.

Таким образом, с интенсификацией земледелия возрастает роль гумуса как одного из важнейших факторов повышения культуры земледелия, обеспечения экологической устойчивости агроценозов, основы плодородия и высоких урожаев сельскохозяйственных культур.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет