Курс лекций по изучению дисциплинам: «Сохранение и восстановление почв в агроландшафтах», «Сохранение и воспроизводство плодородия почв» для обучающихся по направлению подготовки 35.03.04. Агрономия направленность (профиль) Агрономия, 35.03.03. Агроэкология направленность (профиль) Агрохимия и агроп
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Почвоведение
Издательство:
Волгоградский государственный аграрный университет
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 136
Дополнительно
Курс лекций освещает вопросы сохранения и восстановления пло-дородия почв. Курс лекций составлен в соответствии с ФГОС ВО. Для обучающихся по направлениям подготовки 35.03.04. Агрономия направленность (профиль) Агрономия, 35.03.03. Агроэкология направленность (профиль) Агрохимия и агропочвоведение.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 35.03.03: Агрохимия и агропочвоведение
- 35.03.04: Агрономия
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент образования, научно-технологической политики и рыбохозяйственного комплекса Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный аграрный университет» Кафедра «Почвоведение и общая биология» Н.В. Перекрестов КУРС ЛЕКЦИЙ по изучению дисциплинам: «Сохранение и восстановление почв в агроландшафтах», «Сохранение и воспроизводство плодородия почв» для обучающихся по направлению подготовки 35.03.04. Агрономия направленность (профиль) Агрономия, 35.03.03. Агроэкология направленность (профиль) Агрохимия и агропочвоведение очного и заочного обучения Волгоград Волгоградский ГАУ 2021
УДК 631.4 ББК 40 П-27 Рецензенты: директор Волгоградского филиала ФГБНУ ВНИИГиМ им. Костякова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАН, Заслуженный деятель науки РФ Бородычёв В.В.; заведующий кафедрой «Земледелие и агрохимия» ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ доктор сельскохозяйственных наук, профессор Чамурлиев О.Г. Перекрестов, Николай Викторович П-27 Курс лекций по изучению дисциплинам: «Сохранение и восстановление почв в агроландшафтах», «Сохранение и воспроизводство плодородия почв» для обучающихся по направлению подготовки 35.03.04. Агрономия направленность (профиль) Агрономия, 35.03.03. Агроэкология направленность (профиль) Агрохимия и агропочвоведение очного и заочного обучения / Н. В. Перекрестов. – Волгоград: ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2021. – 136 с. Курс лекций освещает вопросы сохранения и восстановления пло дородия почв. Курс лекций составлен в соответствии с ФГОС ВО. Для обучающихся по направлениям подготовки 35.03.04. Агроно мия направленность (профиль) Агрономия, 35.03.03. Агроэкология направленность (профиль) Агрохимия и агропочвоведение. УДК 631.4 ББК 40 © ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2021 © Перекрестов Н. В., 2021
ЛЕКЦИЯ № 1 «ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ» 1.ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВЫ Средой и условием существования растений животных и человека на суше нашей планеты является биосфера, включающая в себя почвенную оболочку Земли и приземный слой атмосферы. Наиболее важная составная часть биосферы - почва представляет собой своеобразное естественно историческое образование тесно взаимосвязанных многофазных динами ческих минеральных и органических систем различного химического, фи зического и биологического состава. Первоосновой образования почвы было зарождение жизни на плане те, ее эволюция и выход на поверхность суши. Вначале это был тонкий слой наземной экосистемы, который со временем стал единым природным комплексом, образованным живыми организмами и средой обитания. Эво люция жизни сообществ растений, животных и микроорганизмов, увели чение обмена между минеральными соединениями и живыми организмами привела к формированию на поверхности горных пород плодородного слоя суши, который и стал первичной почвой. Дальнейшее, пусть и очень медленное, развитие почвы, а на ней зе леных растений, главного пищевого биоэнергетического материала, стало и остается первоосновой развития жизни на земле, вершины человеческой цивилизации. В почве и во всей биосфере непрерывно развивается биогенный об мен энергии и вещества между живой и неживой материей, называемый малым биологическим круговоротом веществ в природе. Почвенный слой покрывает значительную часть суши земной по верхности. Толщина его в основном определяется глубиной проникнове ния корневых систем растений. У разных почв его толщина (мощность) со
ставляет от нескольких сантиметров до 2-3 и более метров. В сравнении с литосферой, это относительно тонкий поверхностный слой. В процессе выветривания и почвообразования первичные минералы превращаются во вторичные более подвижные и растворимые. Они стека ют по склону или эллювиируют в нижележащие горизонты. Перемещение и закрепление разрушенного и измельченного материала происходит в со стоянии истинного или коллоидного раствора. Накопление органического и минерального вещества в горизонте «А» и отложение илистого и коллоидного материала в горизонте «В» явля ется самым распространенным свойством нормального развития почвы. Многообразие сочетаний условий и факторов почвообразования яв ляется причиной того многообразия, которые имеются на нашей планете. Почва по месту, составу и значению исключительно сложный объект при роды. Все ее определения, характеристики и оценки отображают только отдельные стороны свойств и процессов. Она находится в сложном круго вороте веществ и энергии, поэтому неоднородна как в профиле, так и на площади. В результате на разных континентах выделяется много разных почв. В США числится тысячи почвенных серий. Они выделяются по раз личиям в профиле и гранулометрическому составу. Вполне понятно, что при таким многообразии почв как в изучении, так и в практике ориентиро ваться и разобраться в них довольно сложно и неудобно. В России принята эколого-генетическая классификация, в основе ко торой лежит докучаевское учение о генетических типах почв, а так же го ризонтальная и вертикальная зональность. Согласно современным представлениям, почвенные образования находятся в постоянном развитии, изменяясь во времени и пространстве под воздействием факторов почвообразования. В происхождении (генези се) последовательно различают развитие и эволюцию. Под развитием по нимают процесс формирования почвенного покрова и профиля из почво
образующей породы при слабо меняющихся факторах почвообразования. Под эволюцией понимают изменения уже сформированных почв, вызван ное существенными изменениями в факторах почвообразования. Это пере ход почв из одной стадии развития в другую. Скорости развития и эволю ции почв в разных природных зонах и на разных стадиях почвообразова ния могут существенно различаться. Во всем многообразии почв, по В.В. Докучаеву, лежит генетическое единство - общность законов почвообразования. При этом, если в процессе почвообразования преобладает синтез органического материала над его распадом, происходит накопление, увеличение гумуса. И наоборот, если распад, разложение органического материала, его минерализация, ускоря ется и преобладает, то содержание гумуса уменьшается. Эволюция почвы, в первую очередь, отражается на формировании почвенного профиля, происходят изменения в генетических горизонтах и структуре почвенного покрова. В почвенном профиле наибольшие измене ния происходят в верхнем гумусовом горизонте. В структуре почвенного покрова нередко наблюдается создание более однородной поверхности в полях. Это положительно проявляется на комплексных почвах. Наибольшим изменениям подвержены легко разлагающиеся матери алы. Продукты их разрушения, представленные более мелкими компонен тами, используются как питательные вещества растений и микроорганиз мов или перемещаются в глубь по профилю. Медленнее подвержены раз рушению более твердые и устойчивые минералы. При оценке эволюции почвы многие зарубежные исследователи осо бое внимание уделяют изменениям в развитии почвенного профиля, то есть вертикальному разрезу с поверхности до материнской или подстила ющей породы. По нему судят о степени зрелости почвы, соотношению процессов выветривания и почвообразования. Молодые почвы более одно родны по глубине профиля. Они маломощны. Чаще всего это почвы суши
сравнительно недавно освобожденные от морей и океанов, ледников или обнаженные грунты после значительной срезки. Содержание доступных питательных веществ растений низкое, гумус почти отсутствует. Зрелые или более зрелые почвы, это почвы длительное время нахо дящиеся в использовании, под посевами культур. В них обычно четко вы деляется верхний гумусовый горизонт, структура почвенного покрова до вольно однородна и выровнена. Современная эволюция почв во многом определяется степенью интенсивности использования пашни. Снижения в содержании гумуса отсутствует, структурность удовлетворительная. Старые или старопахотные почвы характеризуются постепенным за туханием процесса выветривания, связанного с накоплением более устой чивых материалов и усилением процесса почвообразования. Продолжи тельность развития и эволюции почвы может измеряться столетиями и ты сячелетиями. Уровень плодородия старопахотных почв во многом опреде ляется уровнем культуры земледелия, возделываемыми растениями, их че редованием и другими условиями. При низкой культуре земледелия воз можно снижение уровня плодородия, уменьшение содержания гумуса, ухудшение физических свойств, распыление структуры, снижение ее во допрочности. 2.ОКУЛЬТУРИВАНИЕ ПОЧВ Окультуривание почвообразовательного процесса связано с целена правленным воздействием человека на почву в первую очередь через био логический фактор (растения, микроорганизмы). Природные факторы поч вообразования дополняются антропогенными: внесением удобрений и ме лиорантов, дифференцированной обработкой, орошением, рекультивацией и другими.
В регулировании почвенного плодородия наиболее четко различают его простое и расширенное воспроизводство. Простым считается повыше ние плодородия от исходного состояния, расширенным - дальнейшее по вышение плодородия выше исходного. В современном земледелии сравнительно новым теоретическим под ходом стала, так называемая, ландшафтно-экологическая направленность. Необходимость учета в организации землепользования геоморфологии очень обоснованно и убедительно была дана В.Р. Вильямсом. Однако, в работах его последователей и оппонентов этому уделялось заметно меньше внимания. Интерес к роли агроландшафта существенно вырос при рассмотре нии земледелия с агроэкологической, экономической, энерго- и ресурсо сберегающих позиций. В развитии и повышении устойчивости земледелия стали учитывать и придавать значение не только формам макрорельефа (равнинам, плато, склонам), но и таким элементам агроландшафта, как экспозиция склона, его крутизна, длина, литология, гидрологический ре жим, геохимические, биофизические и другие показатели. Научно-обоснованные региональные системы земледелия с агро ландшафтной организацией территории, системами севооборотов, обра ботки почвы, удобрений, мелиорации, защиты почвы от эрозии, предна значены для бережного и рационального использования производительно сти почв без снижения их плодородия. Наиболее благотворное влияние на почву и растения продолжают оказывать многолетние бобовые травы и злаково-бобовые травосмеси. Переход к рыночным отношениям в аграрном секторе ознаменовался глубокими социально-экономическими преобразованиями, изменением форм собственности и хозяйствования. Все это отражается в той или иной степени на устойчивости земледелия и культурном состоянии почв.
Значение почвы в сельскохозяйственном производстве определяется в первую очередь тем, что в ней в результате жизнедеятельности растений и микроорганизмов сконцентрировано накапливаются и. сохраняются в форме специфического органического материала - гумуса, питательные вещества и преобразованная лучистая энергия солнца, обеспечивающие поддержание, воспроизводство и дальнейшее совершенствование жизни на суше нашей планеты. Интенсивность гумификации (разложение и синтез нового органиче ского вещества специфической природы) определяется биологической ак тивностью почвы. Основная масса гумуса находится в коллоидном состоя нии и тесно взаимосвязана с минеральной частью почвы, образуя органо минеральные комплексы. Гумус важнейший показатель плодородия почвы. По его содержа нию и качеству судят о направлении и интенсивности почвообразования конкретных почв. Он является источником питательных веществ растений и микроорганизмов, основой энергетики биохимических процессов, обо гащает приземный слой атмосферы углекислотой, сохраняет и улучшает физическое состояние почвы, повышает ее поглотительную способность, улучшает кислородное питание, буферность, тепловой, окислительно восстановительный режимы, содержит ростовые вещества, ускоряющие рост корней растений. Снижение содержания гумуса в почвах отрицательно отражается на плодородии и валовых сборах продукции сельскохозяйственных культур. Однако, попытки вывести коэффициенты, по которым можно было бы су дить о возможном снижении урожайности или недоборах продукции из-за потерь гумуса мало что дают для практики. Даже ориентировочные при кидки весьма далеки от истинного положения с продуктивностью полей. И это вполне объяснимо. Во-первых, нет строгой и четкой зависимости меж
ду содержанием гумуса и величиной урожайности. Во-вторых, урожай ность сильно зависит от погодной обстановки каждого года. В-третьих есть немало других факторов и условий, влияющих на формирование уро жая в каждом поле. 3.ВИДЫ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ Наиболее характерными особенностями почвы, существенно выде ляющими ее из других средств производства, являются не изнашиваемость в процессе правильного использования, способность к самовозобновлению в процессе почвообразования и территориальная ограниченность. Почва не только производит биомассу культурных и диких растений, создает и накапливает гумус, но и защищает природную среду, обладая фильтрующей, транспортирующей буферной способностью. В ней разла гаются вредные ядохимикаты, преобразовываются загрязнители, рассредо точиваются трудноразрушаемые материалы. Почва принадлежит всему че ловечеству, так как является основным условием его существования. Наряду с растением почва используется в качестве основного средства производства и объекта труда в человеческой деятельности. Все многообразие современных почв сформировалось в процессе длительного выветривания и почвообразования. В исходной материнской породе постепенно накапливались необходимые элементы питания расте ний (N, Р, S, К, Са и др.), возникали благоприятные физические свойства, развивалось важнейшее качественное свойство почвы - плодородие. Под плодородием понимают способность почвы обеспечивать растения через корневые системы достаточным количеством элементов питания и воды, поддерживая тем самым сложившиеся сообщества растений, животных и микроорганизмов на поверхности почвы и в более глубоких ее слоях.
Плодородие - сложное и наиболее существенное свойство почвы, обусловленное ее своеобразным составом, строением и протекающими в ней процессами, которые, в свою очередь, зависят от многих условий, фак торов, элементов природы и производственной деятельности людей. Различают несколько видов (категорий) плодородия почвы. Прежде всего выделяют естественное или природное плодородие, возникающее и развивающееся под совокупным воздействием природных факторов, не за тронутое влиянием человека. Наиболее важными показателями естествен ного плодородия считают содержание в ней гумуса и всего органического вещества, являющихся основными материалами и источниками энергетики биохимических процессов в почве. Органическое вещество в почве позво ляет наиболее целенаправленно регулировать ее физическое состояние, биологическую, химическую и физико-химическую активность, а также обеспечение растений питательными веществами. Роль гумуса определяет ся не только его количеством, но и составом, связями с минеральной ча стью почвы. Наиболее качественный гумус - со значительным преоблада нием гуминовых кислот образуется при поступлении в почву органическо го материала более разнообразного химического состава в виде корневых остатков. Об уровне естественного плодородия почв судят также по мощности гумусового горизонта, минералогическому, химическому, механическому, агрегатному составу, строению, емкости поглощения, составу поглощен ных оснований, наличию закисных соединений, содержанию легкораство римых солей, климатическим условиям и другим показателям. Естествен ным плодородием в наиболее чистом виде обладают почвы, еще не вовле ченные в обработку. В какой-то степени оно может быть отображено про дуктивностью (урожайностью) в т/га зеленой массы или сена на естествен ный сенокосах. Эта величина заметно различается по годам, отличающи мися разными погодными условиями. На величине урожайности отражает