Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
Міністерство сільського господарства РФ
Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти
«Новосибірський державний аграрний університет»
Томський сільськогосподарський інститут
Кафедра технології та виробництва сільськогосподарської продукції
з дисципліни Біологічні показники родючості грунтів і шляхи їх відтворення
Проблеми родючості грунтів та шляхи їх вирішення
1. Родючість ґрунтів
2. Біологічні показники родючості грунтів
3. Джерела поповнення органічної речовини
сільськогосподарський грунт родючість
Родючість грунту - найважливіша властивість. Воно визначає використання грунту як основного засобу сільськогосподарського виробництва. Під родючістю розуміють здатність грунту давати врожай сільськогосподарських культур. Для цього вона повинна забезпечити рослину елементами живлення, водою, кореневі системи - достатньою кількістю повітря і тепла. Таким чином, основні елементи ґрунтової родючості і фактори життя рослин наступні: поживні речовини в легкозасвоюваних формах, волога в доступній формі, повітря і тепло для розвитку кореневих систем і життєдіяльності мікроорганізмів. Всі елементи родючості тісно пов'язані між собою, зміна одного з них впливає на інші і на родючість грунту.
Метою моєї роботи є розповісти про біологічних показниках родючості грунтів і їх відтворенні, так як кількість врожаю прямо залежить від родючості грунтів.
1. Родючість ґрунтів
Під родючістю розуміють здатність ґрунтів задовольняти потребу рослин у воді і поживних речовинах. Важливими чинниками, що визначають родючість грунтів, є також світло і тепло.
Умови, що визначають родючість грунту, можуть бути прямі, безпосередньо впливають на ріст і розвиток рослин, і непрямі. До прямих умов відносяться запаси доступної води, аерація, реакція середовища, форма і кількість доступних елементів живлення і їх співвідношення. До непрямих умов можуть бути віднесені: кількість мікроорганізмів, глибина залягання обмежують кореневмісному шар грунту щільних горизонтів і обробка грунту. Прямі та непрямі умови взаємопов'язані і мають великий вплив на урожай рослин.
Кожне окреме умова, або фактор життя рослин, може бути недостатнім (мінімальним) для росту рослин, оптимальним (коли спостерігається найбільший урожай рослин) і надлишковим, максимальним (коли спостерігається токсикоз і урожай рослин зменшується). Для будь-якої рослини шкідливий як недолік, так і надлишок будь-якого фактора (наприклад, елементи живлення). Найбільш сприятливі умови для життя рослин і отримання високого врожаю створює оптимальний вплив фактора. Однак фактори, що визначають розвиток рослин, діють не ізольовано, а в сукупності. Оптимальне родючість відповідає оптимальним співвідношенням факторів.
2. Біологічні показники родючості грунтів
До біологічними показниками родючості відносяться:
- наявність органічної речовини;
- біологічна активність грунту;
- фітосанітарний стан грунту.
Органічне речовина грунту утворюється з відмерлих залишків рослин, мікроорганізмів, грунтових тварин і продуктів життєдіяльності. Первинне органічна речовина, поступово-шиї в грунт, піддається складним перетворенням, що включає процеси розкладання, вторинного синтезу у формі мікробної плазми і гуміфікації. Поєднання названих процесів призводить до утворення складної суміші органічних речовин:
1) малоразложившийся рослинних і тваринних залишків зі збереженою первісної структурою;
2) проміжних продуктів розкладання (наприклад, протеїди, амінокислоти, поли і моно феноли, моносахариди та ін.);
3) гумусових речовин, що утворилися шляхом мікробного синтезу або залишкового походження;
4) розчини-мих органічних сполук, які минерализуются до про-стих мінеральних сполук (НР, СО2, NО3 і ін.) Або беруть участь в синтезі гумусових речовин. Різні групи органічних сполук взаємодіють з мінеральною частиною грунту і закріплюються в ній. Органічна речовина - єдине джерело енергії для розвитку ґрунту, формування її родючості. Основним джерелом первинного органічної речовини, що надходить в грунт під природною рослинністю, служать залишки рослин.
На орних грунтах з відчуженням більшої частини врожаїв по-лівих культур джерелом органічної речовини є надземні і кореневі залишки рослин, що вносяться в грунт органічні добрива. Рослинні залишки поділяють на три групи: пожнивні, лістостебельниє і кореневі. Пожнивні залишки представлені стернею зернових культур, частинами стебел, листя і всіх інших підземних частин рослин, які залишаються в полі після збирання врожаю. Лістостебельниє частини рослин включають кореневища, столони картоплі, кореневі шийки конюшини, люцерни та інших трав, залишки бульб, коренеплодів, цибулин. Кореневі залишки рослин представлені країнами вирощуваної культури, що збереглися до моменту збирання живими, а також відмерлими.
За кількістю органічної речовини, що залишається після збирання, основні польові культури можна розділити на три групи:
1. багаторічні бобові та мятлікові трави, що залишають в грунті найбільшу кількість органічної речовини.
2. однорічні зернові та зернові бобові культури суцільного посіву. Вони залишають в грунті значно менше органічної речовини, ніж багаторічні трави, а зернові бобові в меншій мірі фіксують азот віз-духу. Озимі культури залишають в грунті більше органічної речовини, ніж ярі зернові та зернові бобові. Після збирання однорічних зернових і зернових бобових культур в грунті залишається 1,5-3,0 т / га органічної речовини.
Хімічний склад коренів багаторічних трав з віком змінюється. Чим старше рослини, тим менше в їх коренях міститься азоту і зольних елементів. Рослинні залишки однорічних культур (крім бобових) бід-неї поживні елементи в порівнянні з багаторічними травами.
Одна частина рухомих і простих з'єднань, Мінераліз до кінцевих продуктів, засвоюється новими покоління-ми зелених рослин, інша частина продуктів розкладання використовується гетеротрофних мікроорганізмами для синтезу вторинних білків, жирів, вуглеводів та інших речовин, що утворюють плазму нових поколінь мікроорганізмів, і в подальшому знову розкладається . Третя частина проміжних продуктів розкладання перетворюється в специфічно складні високомолекулярні сполуки гумусові речовини, а сам процес називають гуміфікацією. Освіта специфічних гумусових речовин в більшості випадків починається на стадії біологічного розпаду рослинних і тваринних залишків, коли вуглеводи гідролізуються до моносахаридів, білкові речовини - до пептидів і амінокислот, ароматичні сполуки - до простих фенолів. Крім цих сполук в освіті гумусових речовин беруть участь і більш прості продукти розпаду.
Механізм утворення в грунті специфічних гумусових речовин, по М.М. Кононової, має такий вигляд:
1. Вихідними структурними одиницями (мономерами) для утворення специфічних гумусових речовин можуть служити всі компоненти розпаду рослинних тканин і метаболізму мікроорганізмів.
2. Структурні одиниці конденсуються шляхом окислення фенолів за допомогою феноксідаз через семіхінонов до хинонов які взаємодіють з амінокислотами і пептидами.
3. Поліконденсація (полімеризація) як хімічний процес закінчує освіту гумусових речовин.
Весь комплекс органічних речовин в грунті можна розділити на дві групи: сполуки індивідуальної природи, або неспецифічні органічні сполуки, і специфічні гумусові речовини.
Неспецифічні з'єднання лігнін, целюлоза, протеїни, амінокислоти, моносахариди, воску, жирні кислоти, т. Е. Практично всіма компонентами, складовими рослинні і тваринні тканини або входять до складу прижиттєвих виділень макро- і мікроорганізмів.
Основну частину органічної речовини грунту (85-90%) складають специфічні гумусові речовини, Темна азотсодержащие високомолекулярні сполуки кислої природи Вони представлені гумусними кислотами (гумінові та Фульвіо кислоти), прогуміновимі речовинами - типу «молодих» гуміноподобние продуктів ігумінамі. Гумінові кислоти (ГК) - фракція Темна, азотовмісних, високомолекулярних сполук, яку видобувають із грунту лужними розчинами. При підкисленні витяжки вона випадає в осад у вигляді гуматів. Гумінові кислоти містять 46-62% вуглецю, 32-38 - кисню, 3-5 - водню, 3-6% азоту. ГК містять сірку (від десятих часток процентадо 1,0-1,2%), фосфор (соті і десяті частки відсотка) і катіони різних металів.
Органо-мінеральні сполуки підвищують стійкість пов'язаного в них органічної речовини до мікробіологічного розщеплення і забезпечують стійкий зв'язок з іншими властивостями грунту. Висока біологічна стійкість органо сполук сприяє зв'язуванню і інактивованої глинистих-ми мінералами ферментів, що виділяються мікроорганізмами для розкладання органічної речовини. Обов'язковою умовою забезпечення стабільного землеробства є відтворення органічної речовини. Воно означає одночасно відтворення більшої частини біологічних агрофизических і агрохімічних факторів родючості.
Найважливішим фактором відтворення органічної речовини в орних грунтах є польові культури. Їх роль визначається біологічними особливостями і технологією обробітку. Якщо в природних ценозах вся рослинна маса надходить в грунт, акумулюючи в верхньому шарі вуглець, азот і зольні елементи, то в агроценозах з поля відчужується велика частина накопиченої маси рослин і баланс названих елементів в грунті не може не бути бездефіцитним. Темпи розкладання рослинних залишків у грунті залежать від співвідношення С: N. Швидке розкладання властиво рослинним залишкам конюшини з вузьким співвідношенням С: N; менш інтенсивно розкладаються рослинні залишки зернових культур і викоовсяной суміші.
3. Джерела поповнення органічної речовини
Джерела поповнення органічної речовини - рослинні залишки і органічні добрива.
Так, маса коренів зернових культур при звичайному рядовому посіві становить 15-30% загального врожаю наземної маси. Приблизно така ж кількість рослинних залишків залишається у вигляді стерні. При хороших урожаїв багаторічних бобово-мятлікові травосмесей дворічного користування на 1 га залишається після їх збирання до 100 ц кореневих і поукосних залишків. За кількістю залишених на полі рослинних залишків після збирання польові культури можна розташувати в наступній послідовності: багаторічні трави, однорічні травосумішки на корм, озимі зернові, ярі зернові, коренеплоди, картопля, льон.
Зміни кількості органічної речовини в грунті під впливом культур протягом одного-двох років незначні, але за 50-100 років вони стають досить помітними. При цьому можливі три випадки:
3) органічна речовина поступово накопичується в грунті, оскільки розкладається його менше, ніж утворюється.
Науковими дослідженнями встановлено, що в систематично оброблюваних грунтах без внесення добрив майже неможливо досягти бездефіцитного балансу органічної речовини. Наприклад, хороший урожай (40 ц / га) зерна викликає мінералізацію 1 т гумусу (одна гумусова одиниця).
Крім зерна отримують приблизно стільки ж соломи. На пожнивні і кореневі залишки припадає близько 50% надземної маси загального врожаю. Отже, кореневі, пожнивні залишки і солома складуть 80 ц. Коефіцієнт гуміфікації рослинних залишків зернових дорівнює 10%. Значить, з 80 ц рослинних залишків може утворитися тільки 0,8 т гумусу, а витрачається 1 т, причому не вся солома повертається на поле в грунт.
Таким чином, без компенсації використаних на освіту врожаю елементів живлення неможливо підтримувати навіть просте відтворення ґрунтової родючості. Воно в цих умовах може бути тільки звуженим. Це положення повністю узгоджується з законом збереження речовини і енергії.
Дослідженнями В.Є. Єгорова встановлено, що толь-ко 40% внесеного в грунт гною гуміфіціруется, а решта розкладається і використовується рослинами.
З гноєм та іншими органічними добривами в грунт надходить багато різних організмів, які також грають важливу роль в окультуренні грунту. У зв'язку з цим на початку XX століття були зроблені спроби встановити зв'язок між врожайністю сільськогосподарських культур і кількістю мікро-організмів у грунті. Робилися висновки (С. Ваксман), що на одній і тій же грунті врожайність змінюється пропорційно кількості мікроорганізмів. Наприклад, целюлоза розкладають бактерії самі споживають азот і фосфор, тому в результаті їх розмноження врожайність знижується. Проф. М.В. Федоров вказує на прямий зв'язок врожайності з термофільними бактеріями (їх кількість залежить від внесеного в грунт на-воза і кому постів).
При низькій культурі землеробства поля і грунт бувають сильно засмічені бур'янами, їх насінням і зачатками хвороб і шкідників. Все це призводить до погіршення умов життя рослин, до зниження врожайності. Важливим показником окультуреній грунту є відсутність бур'янів, їх насіння і вегетативних органів розмноження, збудників хвороб і шкідників сільськогосподарських культур.
Відтворення родючості грунту - процес дуже складний. Він включає постійний синтез і збільшення вмісту органічної речовини, особливо гумусу; освіту з'єднань елементів зольной і азотної їжі рослин у доступній для них формі; відтворення і підтримання оптимальної структури і благо-приємного будови грунту; забезпечення слабокислою або близькою до нейтральної реакції ґрунтового розчину, а також високої ємності поглинання і ступенем насиченості основами з хорошим складом поглинених катіонів; відсутність збудників зачатків хвороб, шкідників і бур'янів на полях і в грунті.
Успішного здійснення розширеного відтворення родючості грунту можна досягти при повному освоєнні науково обґрунтованих зональних систем землеробства.
Грунт - колосальне природне багатство, що забезпечують людину продуктами харчування, тварин - кормами, а промисловість сировиною. Щоб правильно використовувати грунт, треба знати, як вона утворювалася, її будова склад і властивості. Грунт має особливу властивість - родючістю, вона є основою сільського господарства всіх країн. Грунт при правильній експлуатації не тільки не втрачає своїх властивостей, але і покращує їх, стає більш родючим. Однак цінність ґрунту визначається не тільки її господарської значимістю для сільського, лісового та інших галузей народного господарства; вона визначається також незамінною екологічною роллю ґрунту як найважливішого компонента всіх наземних біоценозів і біосфери землі в цілому. З усього вище сказаного ясно, як великі й різноманітні роль і значення грунту в народному господарстві і взагалі в житті людського суспільства. Так, що охорона грунтів і їх раціональне використання, є однією з найважливіших завдань всього людства!
2. Голубєв, І.Ф. Грунтознавство з основами геоботаніки / І.Ф. Голубєв. - М. Колос, 1982. - 360 с.
4. Ковда В.А. Ґрунтовий покрив, його поліпшення, використання і охорона. М. Наука, 1981. 179 с.
5. Ковда В.А. Ґрунтовий покрив, охорона навколишнього середовища та землеробство. Пущино: Сотні НЦБІ АН СРСР, 1987. 31 с.
6. Паннікова В.Д. Ерозія грунтів та боротьба з нею. М. Колос, 1980. 367 с.
Розміщено на Allbest.ru