Обоснование выбора почвенных участков, пригодных для орошения в ООО "Михайловское" Целинского района Ростовской области
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
ФГОУ ВПО ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра агрохимии,
почвоведения и защиты растений
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПОЧВЕННЫХ УЧАСТКОВ, ПРИГОДНЫХ ДЛЯ ОРОШЕНИЯ
В ООО «МИХАЙЛОВСКОЕ» ЦЕЛИНСКОГО РАЙОНА
РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Курсовая работа
Исполнитель: студент 1 «А» группы 3 курса
агрономического факультета специальности
«Агроэкология»
М. М.В.
Руководитель: старший преподаватель
Стукалов М.Ю.
пос. Персиановский
2009
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Природные условия и факторы почвообразования на исследуемой территории
1.1 Общая характеристика хозяйства
1.2 Географическое положение и общие сведения
1.3 Климат
1.4 Рельеф
1.5 Почвообразующие породы
1.6 Растительность
2. Систематический список основных типов почв и их морфологическая характеристика
2.1 Основные типы почв хозяйства
2.2 Морфологические особенности основных типов почв
3. Водно-физические свойства почв
3.1 Гранулометрический состав
3.2 Объемная масса и скважность
3.3 Агрегатный состав
3.4 Влагоемкость, водопроницаемость
3.5 Глубина залегания почвенно-грунтовых вод
4. Химический состав почв
4.1 Гумус
4.2 Поглощенные катионы
4.3 Солевой состав
4.4 Содержание подвижных форм питательных веществ
5. Обоснование выбора почвенных участков, пригодных для орошения
Выводы
Список используемой литературы
Введение
«Чтобы получить должную отдачу
от удобрений, необходимо знать где,
как, когда и на какие почвы, в каких
дозах их необходимо внести»
Д.Н. Прянишников
Одним из величайших богатств человечества, в наибольшей степени определяющим его благосостояние, является почва. Почва - это тот субстрат, источник минерального питания и влаги, благодаря которому большинство растений могут усваивать солнечную энергию и синтезировать органическое вещество. Почва образуется в результате длительного эволюционного процесса и представляет собой сложную структуру, находящуюся в постоянном взаимодействии с огромным количеством как природных, так и антропогенных факторов. Поэтому только глубокое понимание свойств почвы, процессов, происходящих в ней, позволит сохранить главное ее достоинство - плодородие. Тщательное изучение особенностей почвенных разностей в каждом регионе должно быть научной основой разработки систем земледелия и интенсивных технологий возделывания с.-х. культур (Агафонов Е.В., Полуэктов Е.В., 1999).
По мнению А.И. Воронцова (1989) одним из главных компонентов земли, обусловливающих ее плодородие, являются почвы. Под почвой понимается естественноисторическое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов и имеющее специфические генетико-морфологические свойства и признаки, создающие условия роста и развития растений. Почва формируется в естественных условиях со скоростью 0,4 см в год, или 12,5 т/га в год.
В последние годы в сельском хозяйстве многие из экологических проблем значительно обострились. Средообразующие факторы претерпели большие изменения. Природные ландшафты в ряде регионов разрушены, а созданные агроландшафты несовершенны и неустойчивы. В этих условиях значительно прогрессирует деградация почв. В конечном итоге потери почвенного плодородия приводит к снижению продуктивности сельскохозяйственных угодий, уменьшению способности агроценозов к саморегуляции и восстановлению (Вальков В.Ф., 1994).
Для решения проблем связанных с деградацией почвенного покрова должна произойти смена химико-техногенной стратегии интенсификации сельскохозяйственного производства на стратегию его адаптивной интенсификации, необходимо совершенствовать структуру земельных угодий, укрепляя экологический каркас агроландшафта (увеличивать доли элементов, повышающих прочность и устойчивость агроландшафтов к негативным факторам – природных кормовых угодий, лесов, охраняемых участков степи). Оптимизация структуры посевных площадей сельскохозяйственных культур должна быть направлена на повышение экологической устойчивости пашни (увеличение доли посевов многолетних трав в севооборотах).
Плодородие почвы сохраняется благодаря поддержанию определенных свойств, которые подразделяются на следующие группы: аэрофизические и технологические (влажность, пористость, водопроницаемость, плотность); физико-химические (водородный показатель – pH, солоноватость, насыщенность основаниями, состав катионов); агрохимические и химические (процент гумуса, азота, фосфора, калия, карбонатов); растительные; санитарные (Добровольский Г.В., 1996).
Курсовая работа призвана выработать у студентов вменение обобщать имеющийся материал, оценивать показатели почвы с агрономической точки зрения, выявлять лимитирующие факторы, ограничивающие ее плодородие.
1. Природные условия и факторы почвообразования на исследуемой территории
1.1 Общая характеристика хозяйства
Центральная населенный пункт с. Михайловка находится в 30 км к северу от районного центра рабочего поселка Целина. Расстояние до ближайшей железнодорожной станции Целина 30 км, до областного центра (по прямой) г. Ростова-на-Дону 120 км. Связь с районным центром осуществляется по асфальтированной дороге. Остальная дорожная сеть представлена профилированными и полевыми дорогами. Состояние дорог удовлетворительное.
В хозяйстве имеется одно отделение.
Земли хозяйства размещены в одном массиве. В хозяйстве ООО «Михайловское» обрабатывается пашни 2861 га, что составляет 73,3 % от сельхозугодий. Пастбища занимают 743 га или 19,0 и 20,6% от общей земельной площади и площади сельхозугодий соответственно. Прочие земли занимают 7,6 % от общей земельной площади (табл.1).
Таблица 1. Землепользование ООО "Михайловское"
-
Вид земельных угодий
Площадь, га
В процентах
к общей земельной
площади
к площади сельхозугодий
Общая земельная площадь
3902
100
—
Всего сельхозугодий них: пашня пастбища
3604
92,4
100
из них: пашни
пастбища
2861
73,3
79,4
743
19,0
20,6
Прочие земли
298
7,6
—
Направление хозяйства зерново-животноводческое. В растениеводстве хозяйство специализируется на производстве и продаже зерна высшего качества. В животноводстве – на производстве молока и мяса.
В хозяйстве введены 2 полевых севооборота, все они освоены. Основными сельскохозяйственными культурами являются: озимая пшеница, яровой ячмень, кукуруза на зерно и силос, подсолнечник, многолетние травы. Урожайность сельскохозяйственных культур очень неустойчива по годам.
ООО «Михайловское» является хозяйством высокой культуры земледелия. Балл бонитета почв пашни по составляемой нормальной урожайности группы «всего зерновых» культур равен 65.
1.2 Климат
Землепользование ООО «Михайловское» Целинского района Ростовской области по климатическим условиям можно охарактеризовать как зону недостаточного и неустойчивого увлажнения с сильно выраженным летним максимум осадков при минимуме в осенний период. Наиболее жарким месяцем является июль 22,9оС, наиболее холодным январь -5,5оС. безморозный период равен 180 дням, в году с колебанием в сторону увеличения или уменьшения не более 20 дней (Хрусталев Ю.П., Андреев С.С., Андриани Ю.Р., 2002).
Для территории ООО «Михайловское» Целинского района Ростовской области характерно постоянное или периодическое воздействие неблагоприятных для сельскохозяйственных растений экстремальных факторов среды – недостатка или избытка влаги, экстремально высоких или низких температур воздуха и почвы, явления погоды опасные для с.- х. растений можно разделить на две группы: простые и сложные. К сложным относятся - заморозки, засухи и суховеи, пыльные бури. К простым - сильные ветры, сильные осадки, град, грозы, гололед.
В основном на территории ООО «Михайловское» преобладают два типа ветров: восточный и северо-восточный, которые ухудшают климат, усиливая его континентальность. В зимний и весенний периоды при скорости ветра более 10-12 м/сек. возникает пыльные бури, повторяющиеся через 3-4 года. Сильный ветер при низкой относительной влажности воздуха способствует иссушению почвы, приводит к ее выдуванию.
Восточные и северо-восточные ветры в летний период при высокой температуре и низкой относительной влажности приобретает характер суховеев, что является едва ли не главным бичом для сельскохозяйственных культур. Наиболее продолжительные суховеи проявляются в июле-августе
В среднем за год выпадает 484 мм, в отдельные годы возможны резкие отклонения от средних данных. Распределение осадков по месяцам в году варьирует в широких пределах.
Таблица 2. Климатические условия Целинского района
|
Показатели |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
10 |
11 |
12 |
|
Среднемесячная температура, оС |
5.5 |
-4.8 |
0.4 |
9,0 |
16,1 |
14,8 |
22,9 |
21,1 |
18,2 |
9,4 |
2,4 |
-2,8 |
|
Сумма осадков, мм |
36 |
34 |
32 |
34 |
44 |
63 |
53 |
36 |
32 |
39 |
39 |
44 |
|
Относительная влажность, % |
87 |
86 |
83 |
71 |
62 |
61 |
58 |
50 |
59 |
69 |
89 |
86 |
1.3 Рельеф
Территория Ростовской области представляет собой в различной степени волнистую равнину, прорезанную долинами реки Дон и его притоков.
По рельефу, а он является типичным для преобладающей части Целинского района и в целом, для Доно-Егорлыкской аккумулятивной равнины, это самый равнинный район области. Климат региона резко континентальный, засушливый. Годовое количество осадков составляет 450-500 мм, характерно неравномерное распределение осадков в течение года и значительные колебания по годам (Хрусталев Ю.П., 2002).
Целинский район, а в частности ООО «Михайловское», относится к Доно - Егорлыкской аккумулятивной равнине. Высоты небольшие, достигают 3-4 метра. Расчленена низменность слабо, около 0,5- 1 метров. Неглубокие речные долины почти не нарушают ее плоской поверхности. Рельеф ООО «Михайловское» носит равнинный характер. Эта особенность рельефа способствует развитию водной и эрозии почвы: на повышенных ветроударных склонах - дефляция, на земных с уклоном от 1-3o – совместное действие водной и ветровой эрозии.
1.4 Почвообразующие породы
Основными почвообразующими породами на территории ООО «Михайловское» Целинского района Ростовской области являются лессовидные глины и суглинки, а также аллювиальные глины. Они характеризуется значительным содержанием карбонатов, рыхлым сложением, пористостью.
1.5 Растительность
На территории ООО «Михайловское» Целинского района Ростовской области выделено два типа степей:
1) Разнотравно-дерново злаковая степь;
2) Сухая степь выраженная в поймах рек, вдоль обочин;
В состав степной растительности входит ковыли украинский и Лессинга, пырей, типчак луговой, мятлик. Следует добавить, что естественная растительность распахана и заменена культурной растительностью, так на территории ООО «Михайловское» введены 2 полевых севооборота, все они освоены. Основными сельскохозяйственными культурами являются: озимая пшеница, яровой ячмень, кукуруза на зерно и силос, подсолнечник, многолетние травы. Урожайность сельскохозяйственных культур очень неустойчива по годам.
Только на склонах встречается тысячелистник, эфедра, типчак, мятлик.
На черноземах обыкновенных встречаются дубровник, чабрец, молочай, из сорняков на полях изредка встречается овсюги, вьюнок полевой, донник, сурепка, паслен черный.
Дерново-кустарникавая растительность состоит из лесонасаждений вдоль лесополос. Основными породами в лесополосах являются ясень, абрикос, лох серебристый, гледичия, акация желтая, боярышник и другие насаждения.
2. Систематический список основных типов почв и их морфологическая характеристика
2.1 Основные типы почв хозяйства
Оптимальные природные факторы почвообразования (однородные почвообразующие породы, умеренно-континентальный климат, равнинный рельеф, произрастающая в прошлом лугово-степная растительность) способствовали формированию на территории ООО «Михайловское» почв черноземного типа, обладающим высоким потенциальным плодородием, благодаря большой мощности гумусовых горизонтов и значительным запасом гумуса в них.
Территория ООО «Михайловское» Целинского района Ростовской области представлена таким видом чернозема, как чернозем обыкновенный очень теплый периодически промерзающий (предкавказские). Черноземный тип представлен черноземом обыкновенным слабогумусным мощным слабодефлированным на лессовидных глинах и суглинках; черноземом обыкновенным слабогумусным мощный слабосмытый на лессовидных глинах и суглинках, а также влажно-луговыми почвами на аллювиальных глинах и суглинках.
В зависимости от размещения по элементам рельефа выделены: на равнине и водоразделах слабогумусные мощные слабодефлированные почвы 1758 га, на склонах - слабогумусные мощные слабо смытые – 945 га. Кроме того по днищам балок и приречным понижениям размещены влажно-луговые почвы 158 га.
2.2 Морфологические особенности основных типов почв
Под морфологией почвы понимается учение о внешних свойствах и признаках почвы как природного образования. Важнейшие морфологические признаки почвы: окраска, структура, сложение, различные выделения солей (новообразования), строение их профиля. Внешний вид почвы является отражением внутреннего химического состава и физико-химических и биологических процессов, которые протекают в ней.
Различные почвы имеют свои характерные морфологические признаки и строение, которые и отличают их друг от друга. По этим признакам можно определить название почвы, ее механический состав, качество и агропроизводственные свойства.
Предкавказские черноземы преимущественно карбонатные, мощные и среднемощные, по механическому составу в основном легкосуглинистые или тяжелосуглинистые. Морфологическое строение их аналогично североприазовским черноземам.
Рассмотрим профиль самых распространенных типов почв.
Глубина разреза – 160 см А+В= 108 см, белоглазка- со 137см, вскипание от соляной кислоты – с поверхности.
Горизонт А>1 >– 0-24 см. Темно-серый с буроватым оттенком, комковато-пылевато-зернистой структуры, Рыхлого сложения, легкоглинистый, много корешков.
Горизонт А>2 >- 24-50 см. Темно-серый, комковато-зернистой структуры, слабо уплотнен, легкоглинистый.
Подгоризонт – В>1> - 50-81 см. Буровато-серый, зернисто-ореховато-комковатый структуры, уплотнен, легкоглинистый.
Подгоризонт В>2> – 81-108 см. Серовато-бурый, комковато-ореховатой структуры, уплотнен, седой от карбонатной плесени, легкосуглинистый.
Горизонт С - 137-160 см. Желто-бурая лессовидная глина, влажная, уплотненная, много белоглазки крупными расплывчатыми пятнами.
Предкавказский чернозем имеет ряд важных агропроизводственных признаков, а именно: большую мощность верхнего горизонта А (до 50 см), рыхлое сложение, обеспечивающее большое накопление влаги, благоприятный водный и воздушный режим, а следовательно, хорошее развитие корневой системы сельскохозяйственных культур.
Влажно-луговые почвы образовались в результате дернового и глеевого почвообразовательных процессов в условиях повышенного поверхностного увлажнения и постоянной связи с почвенно-грунтовыми водами. Помимо дернового и глеевого процессов во влажно-луговых почвах в различных стадиях развития могут проявляться торфонакопление, слитизация, солончаковый и солонцовые процессы. Распространены по понижениям на недренированных равнинах. Увлажняются пресными водами, залегающими в вегетационный период на глубине 1-3 м. Для этих почв характерна резкая сезонная изменчивость условий увлажнения. При непродолжительном затоплении происходит остепенение, при длительном - заболачивание. Влажно-луговые почвы имеют переменный (периодически-промывной, переодически-выпотный) водный режим, что влечет за собой неустойчивость их современного засоления. В черноземной зоне распространены, главным образом, мощные виды влажно-луговых почв с мощностью горизонтов А+В, равной 85-105 см. Щелочность почвенного раствора невелика: в горизонте А- 7,5-8,0; вниз по профилю увеличивается до 8,5. Плотность влажно-луговых почв изменяется по профилю от 1,12-1,30 до 1,48-1,70 г/ см3 . Общая пористость в пахотном слое 53-56%, в горизонте В>1 >– меньше 50 (Агафонов Е.В., Полуэктов Е.В., 1999).
3. Водно-физические свойства почв
3.1 Гранулометрический состав
Минеральная часть почв и почвообразующих пород представляет собой совокупность твердых частиц определенных размеров и форм. Обломки пород, минералов, илистые и другие частицы почвы, элементы которой не поддаются общепринятым методам пептизации, применяемые при подготовке к гранулометрическому анализу, называется механическим составом.
Большое влияние минеральной части твердой фазы почвы оказывает на почвенные показатели, через грануметрический состав.
Знание гранулометрического состава почв и почвообразующих пород, позволит агроному определить главные свойства пашни, решать вопрос обработки почвы, подбора возделываемых культур, устанавливать сроки проведения сельскохозяйственных работ.
Почвенная масса состоит из частиц различного размера и формы. Относительное содержание их называется механическим составом. Группа частиц с определенным размером называется фракцией механического состава. Почвенная масса подразделяется на следующие механические фракции: частицы размером более 3 мм - каменистая часть, от 3 до 1 – крупный песок, от 1 до 0,5 – средний, от 0,5до 0,5- мелкий и тонкий песок, от 0,05 до 0,01- крупная пяль, от 0,005 до 0,001- мелкая пыль, меньше 0,001 мм - ил. В составе ила выделяются частицы размером от 0,0001 мм, которые называются почвенными коллоидами.
Все частицы размером менее 0,01 мм относятся к физической глине, а более 0,01 мм - к физическому песку.
Механический состав имеет большое значение для агропроизводственной характеристики почв, так как от него зависят физические свойства почвы их, различное содержание гумуса и питательных веществ в почвах одного и того же типа. Например, чернозем тяжелосуглинистый содержит больше гумуса и питательных веществ, чем чернозем легкосуглинистый или супесчаный. Тяжело и среднеглинистые разновидности почв, хотя и более богаты гумусом и питательными веществами, но имеет худшие физические свойства, слабую водопроницаемость, плохую аэрацию. Супесчаные и песчаные разновидности почв, наоборот, бедны гумусом, бесструктурные, слабо удерживают воду, но имеют большую аэрацию и водопроницаемость (Муха В.Д., 1994).
Поэтому лучшими в агрономическом отношении являются почвы легкосуглинистого и тяжелосуглинистого механического состава, имеющие и достаточное гумусонакопление для данного типа почв и благоприятный водно-воздушный режим.
Наибольшая деградация гумуса и возрастание доли его подвижной легкорастворяемой части проявляется там, где вообще не применяются удобрения и средства химизации. Снижение запасов гумуса сопровождается ухудшением его качества. Одновременно с гумусом. Одновременно с гумусом происходит неизбежные потери азота, фосфора и других элементов питания (Кауречев И.С., Панов Н.П.,1989).
3.2 Объемная масса и скважность
Важное аэрометрическое и агрономическое значение имеет плотность почвы (объемная масса), под которой понимают массы единицы ее объема в естественном сложении со всеми порами.
Плодородие почвы определяется не только запасом элементов пищи, но и также и физическими свойствами. Благоприятные физические свойства почвы обеспечивают нормальное развитие корневой системы растений. Для характеристики почвы большое значение имеют следующие физические свойства: удельный вес, объемный вес, порозность, полевая предельная влагоемкость, максимальная гигроскопичность, аэрация и др.
Удельный вес твердой части почвы колеблется от 2,5- в пахотном слое до 2,75 в нижних горизонтах.
Объемный вес культурного пахотного слоя не должен превышать 1,0-1,1 г/см3 - пашня уплотнена, 1,3-1,4 г /см3- пашня сильно уплотнена.
Порозность, или скважность почвы - это объем всех пор между твердыми частицами почвы и ее агрегатами, выраженной в процентах от общего объема почвы. По данным Н.А. Качинского, порозность, равная 55-65 %, характеризует пашню как культурную, 50-55 % - удовлетворительную и менее 50%- неудовлетворительную. Для супесчаной культурной почвы порозность равна 45-50%.
Физические свойства черноземов предкавказких вполне удовлетворительны. Удельный вес в горизонте А-2,55-2,57, в горизонте В-2,61-2,7. Объемный вес пахотного слоя - 0,96-1,07, в горизонте А>2 >1,15-1,25 г /см3 .
Порозность большая (в пахотном слое около 60%, с глубиной она уменьшается до 45 %)(Агафонов Е.В., Полуэктов Е.В., 1999).
3.3 Агрегатный состав
Структурой называют отдельности (агрегаты), на которые способна распадется почва.
Они состоят из соединенных между собой механических элементов. Форма, размер и качественный состав структурных отдельностей в разных почвах, а также почвах, а также в одной почве, но в разных ее горизонтах.
Различают три основных типа структуры: кубовидная - структурные отдельности равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям; призмовидная - отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси; плитовидная - отдельности развиты преимущественно по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении. Каждый из перечисленных типов в зависимости от характера ребер, линий, размера подразделяется на более мелкие единицы.
В зависимости от размера агрегатов структуру подразделяют на следующие группы: глыбистая - больше 10 мм, макроструктура – 10 - 0,25 мм; грубая микроструктура - 0,25-0,1 мм; тонкая микроструктура – меньше 0,01 мм.
Агрегаты – это комки почвы, состоящие из механических элементов, т.е. песок, ил, пыль, которые связаны между собой. В пахотном слое комковато-пылевая структура, ниже комковато – ореховато-зернистая.
Изменяется состав пахотного слоя почвы после разных различных культур севооборота.
Аналогично изменяется под сельскохозяйственными культурами и качество водопроницаемых агрегатов. В пахотном слое в чистом пару и под пропашными культурами: агрегаты крупнее 0,25 мм содержится 58 - 62 %, под зерновыми 61-67% после люцерны и озимой пшеницы по пласту 71-77%.
3.4 Влагоемкость (водопроницаемость)
Влагоемкостью называется наибольшее количество воды, которое может удерживать почва после стекания гравитационной воды, которая просачивается в глубокие горизонты под действием силы тяжести. Влагоемкость выражается в процентах влаги к весу почвы. В черноземных почвах глинистого и тяжелосуглинистого механического состава она составляет 30-40%.
Вода в почве находится в различных состояниях и формах. Различают следующие основные формы воды в почве гравитационную, капиллярную, пленочную и гигроскопическую. Гравитационная вода заполняет некапиллярные промежутки почвы, по которым она передвигается под влиянием силы тяжести. Капиллярная вода заполняет капиллярные поры почвы. Она передвигается во всех направлениях, в том числе снизу вверх, по законам, действующих в капиллярных трубках. Пленочная вода окружает твердые частицы почвы в виде пленки и прочно удерживается ими. Гигроскопическая вода - это поглощенные почвенными частицами молекулы почвообразной влаги. Ее можно удалить путем высушивания почвы при 105о в течение нескольких часов.
Почвенная влага может быть подразделена на доступную и недоступную для растений. Доступной влагой является гравитационная, капиллярная и пленочная, недоступной - гигроскопическая (Полуэктов Е.В., Турулев В.В., 1994).
3.5 Глубина залегания грунтовых вод
На водораздельной части грунтовые воды залегают на глубине 8-10 метров, и, естественно, никакого влияния на процесс почвообразования не оказывают, тем самым корневая система многолетних насаждений находится в безопасной зоне.
Что касается пойменного участка, то здесь сказалось заметное влияние р. Плоская, поднимающая грунтовые воды, особенно в период наибольшего своего наполнения. Здесь по данным почвенного обследования, грунтовые воды залегают от 1,5-3,5-5 м.
Уровень грунтовых вод в этой части ОО «Михайловское» находится в прямой зависимости от высоты местности, поэтому заболачивание почвы происходит на небольших понижениях.
4. Химический состав почв
4.1 Гумус
По мнению И.С. Кауречева (1989) гумус - это основная часть органического вещества почвы, полностью утратившая черты анатомического строения организмов. Делятся на 2 большие группы веществ:
Неспецифичесике органические вещества, которые могут быть выделены из почвы, идентифицированы и количественно определны (сахара, аминокислоты, белки, органические основания, дубильные вещества и т.п.) В большинстве минеральных почв составляют еденицы процентов общего содержания органического вещества;
Специфические гумусовые соединения - наиболее характерная специфическая часть, составляющая приблизительно 80-90 % общего содержания органического вещества в большинстве минеральных почв.
Гумусовые вещества представляют собой смесь различных по составу и свойствам высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений, объединенных общностью происхождения, некоторых свойств и чертами строения.
Гумусовые вещества по растворимости и экстрагируемости делят на большие группы: фульвокислоты (ФК), гуминовые кислоты (ГК) и гумин; иногда выделяют особую группу гиматомелановых кислот.
Фульвокистоты – наиболее растворимая группа гумусовых соединений, обладающая высокой подвижностью, значительно более низкими молекулярными массами, чем средне взвешенные молекулярные массы гумусовых веществ в целом. Содержание углерода более низкое, чем у представителей других групп гумусовых веществ. Обладают относительно более выраженными кислотными свойствами и склонностью к комплексно - и хелатообразованию. Фульвокислоты имеет более светлую окраску, чем вещества других групп. Преобладает в почвах подзолистого типа, красноземах, некоторых почвах тропиков, сероземах.
Гуминовые кислоты – нерастворимая в минеральных и органических кислотах группа гумусовых соединений. Имеет в среднем более высокомолекулярные массы, повышенное содержание углерода (до 62%), менее выраженный кислотный характер. Преобладают в черноземах, каштановых почвах, иногда в серых лесных и хорошо окультуренных дерново-подзолистых.
Гумин - неэкстрагируемая часть гумуса. Представлена, по видимому, двумя типами соединений: гумусовыми веществами, наиболее прочно связанными с глинистыми минералами (глиногумусовый гумин); частично разложившимися растительными остатками, утратившими анатомическое строение и обогащенными наиболее устойчивыми компонентами, прежде всего лигнином (детритий гумин).
Гиматомелановые кислоты – группа гумусовых веществ с промежуточными свойствами между фульвокислотами и гуминовыми кислотами. Ранее включались в группу гуминовых кислот. Отличаются от последних растворимостью в полярных органических растворителях и другими свойствами (Кауречев И.С., 1989).
Гумус – основа плодородия почв, обеспечивающий стабильную продуктивность возделываемых культур, поддерживает и восстанавливает благоприятные агрофизические почвенные условия.
При интенсификации производства, без должной заправки полей органическими удобрениями существенно снижается запасы гумуса в почве (Рыбенец Г.В., 1994).
Е.В. Агафонов и Е.В. Полуэктов (1999) утверждают, что характерным признаком черноземов предкавказких является высокая карбонатность (до 2,5-4,0 % CaCO>3 >в пахотном слое) и значительная мощность гумусового горизонта, достигающего 100-140 см. Содержание гумуса в горизонте А составляет 4,0-4,2 %, вследствие большой мощности гумусового горизонта запасы гумуса достигают 340-470 т/га.
Предкавказкий чернозем отличается от других типов чернозем большой мощностью гумусовых горизонтов и повышенной карбонатностью. Гумуса в горизонте А обычно содержится от 4 до 5 %, а в некоторых разновидностях до 3,6-3,8%. С глубиной количество гумуса уменьшается постепенно. Так в полуторно-метровой толще предкавказских черноземов запас гумуса составляет 475-561 т/га. Запас гумуса необходимо пополнять внесением органических удобрений, так как на старопахотных землях идет медленный процесс уменьшения его в пахотном слое. В связи с этим почти половина запасов гумуса сосредоточено в слое 0-30 см, также уменьшение гумуса связано и со степенью смытости почвы, т.е. эродированности.
Эродированные предкавказские черноземы имеют меньшую мощность гумусового горизонта. Содержание гумуса по мере увеличения степени эродированности уменьшается в пахотном слое до 3,7-2,5%. Общий запас гумуса по отношению к неэродированным почвам сокращается на 20-60%. Резко увеличивается содержание карбонатов кальция, их количество в пахотном слое средне - и сильноэродированных почв составляет 4-6%.
4.2 Поглощенные катионы
Важной физико-химической характеристикой является состав почвенного поглощающего комплекса (ППК).
Емкость поглощения – это сумма всех поглощенных Катонов, способных к обмену на другие катионы. Они выражаются в миллиграмм - эквивалентах на 100 г почвы. Из поглощенных катионов в почве могут быть катионы водорода, кальция, магния, натрия, калия.
В почвах Ростовской области основными катионами являются катионы кальция, магния, а в солонцеватых почвах и солонцах, кроме них, катион натрия.
Величина емкости поглощения больше в черноземах, чем в каштановых почвах, а в глинистых разновидностях больше, чем в суглинистых и супесчаных.
Почва способна поглощать фосфорную кислоту и ее соли, нитраты она поглощает слабо и только биологическим путем - бактериями.
Из поглощенных катионов положительную роль играет катион кальция, способствующий образованию прочной структуры почв, которая определяет хорошие физические свойства почв.
Предкавказские черноземы имеют слабощелочную реакцию. Емкость поглощения средняя - 39,0-48,0. В поглощенном состоянии находятся катионы кальция, магния, натрия, и калия, причем преобладает кальций (87,5-90%).
Почвенный раствор представляет собой почвенную воду со всеми растворенными в ней органическими и минеральными веществами. Из этого раствоа корневая система растений потребляет минеральные соединения основных элементов питания – азота, фосфора и калия, а также кальция, магния, серы и другие макро и микроэлементы.
По классификации проф. Л.П. Розова, в незасоленных почвах сухого остатка менее 0,2%, в слабозасолекнных- 0,25-0,5%, в слабозасоленных - 0,5-0,7%, в сильносолончаковых, - 0,7-1%, в среднесолончаковых более 1 %.
Почвенный раствор может иметь кислую, нейтральную или щелочную реакцию. Почвы Ростовской области или нейтральные, или щелочные. Реакцию почвенного раствора принято характеризовать по концентрации водородного иона при помощи символа рН. Значение рН меньше 7 - почвы имеют, кислую реакцию, больше - щелочную реакцию, равное 7 – почвы нейтральные.
В зависимости от типов почв в хозяйства поглощенный комплекс насыщен кальцием и магнием, сумма которых в верхнем слое достигает 38,0-48,0 мг-экв. На 100 г сухого вещества.
В состав поглощенных оснований преобладает Са2+ и Mg2+ содержание их в пахотном слое колеблется от 38,0до 48,0 мг-экв на 100 граммов почвы. Для смытых почв возрастающую роль играет поглощенный Mg2+, доля которого в верхних горизонтах увеличивается до 22-33 % от суммы Са2+ и Mg2+ (Агафонов, Полуэктов Е.В., Е.В., 1999).
4.3 Солевой состав
В Ростовской области свыше 2 млн. га засоленных комплексных почв, что составляет 1/5 часть всех земельных угодий.
Солонцеватые почвы содержат в составе поглощенного комплекса обменный натрий, придающий им неблагоприятные агрофизические свойства. Значительное распределение области получили засоленные почвы, особенно их много в орошаемой зоне.
Солонцеватость почв вызывается поглощением катионов натрия. При наличии поглощенного натрия почвенная масса во влажном состоянии становится очень вязкой, воздушно - и водонепронициаемой, а в сухом состоянии - очень плотной, как камень, растрескивается на глыбы и призмы, разрывая корневую систему сельскохозяйственных культур. В результате таких отрицательных агрофизических свойств солонцеватая почва, и особенно солонец, малопригодны для сельскохозяйственных культур. Кроме того, солонцеватая почва имеет плохие агрофизиологические свойства: повышенную щелочность и высокое осмотическое давление, отрицательно действующего на растение.
Неблагоприятные условия роста и развития растений на солонцеватых почвах тем сильнее, чем больше степень их солонцеватости.
По классификации проф. Н.А. Качинского к несолонцеватым относятся почвы, содержащие поглощенного натрия до 3% от емкости поглощения; слабосолонцеватые - 3-5%, среднесолонцеватые - 5-10%, сильносолонцеватые - 10-15% и солонцы - более 15-20%.
Наиболее эффективным средством по рассолению почв является замена катиона натрия на катион кальция гипса или другой кальциевой соли.
Гипсование - наиболее радикальное средство по снижению засоленности солончаков. Оно позволяет резко улучшить водно-физические и химические свойства солонцов. Можно использовать и другие кальциевые соли, такие как фосфорный или хлористый калий, при условии хорошей промывки.
Также могут быть эффективны поверхностные обработки в сочетании с глубоким рыхлением, внесение органических или минеральных удобрений, использование искусственных структурообразователей.
Но все эти мероприятия по улучшению плодородия и агротехнические обработки в настоящее время дорогостоящие и с финансово-экономической точки зрения мало эффективны (Муха В.Д., 1994).
На территории ООО «Михайловское» Целинского района Ростовской области засоленных почв нет.
4.4 Содержание подвижных форм питательных веществ
Содержание питательных для растений веществ в почве определяет величину урожая. Растения используют их воднорастворимые формы.
Азот – входит в состав всех белковых веществ, содержится в хлорофилле, нуклеиновых кислотах, фосфотидах и многих других органических веществах живой клетки.
Азот доступен растениям главным образом в форме аммония, нитратов, нитритов, которые образуется при разложении азотистых органических веществ. Нитраты практически не содержатся в почве. Аммонийный и нитратный азот – основная форма азотистых соединений, которыми питаются растения. Ион NH+>4 >легко поглощаются почвой c частичным переходом в необменное (фиксированное) состояние. Ион NO->3 >находится преимущественно в почвенном растворе и легко используется растениями.
Обеспеченность растений азотом зависит от скорости разложения органических веществ. Однако нельзя получить высокие урожаи только благодаря мобилизации природных запасов азота даже на богатых гумусом почвах. Растение потребляет азот в больших количествах. По содержанию в растениях он занимает первое место из элементов питания, получаемых из почвы.
Фосфор входит в состав многих органических соединений, без которых невозможна жизнедеятельность организмов. В почвах фосфор содержится в органических и минеральных соединениях. Органические представлены фитином, нуклеиновыми кислотами и др., минеральные – солями кальция, магния железа. Фосфор входит в состав апатита, фосфорита вианита, а также находится в поглощенном состоянии в виде фосфат-аниона. В минеральных соединениях почв фосфор представлен большей частью малоподвижными формами. Растворимость фосфатов кальция, магния, алюминия и железа тем меньше, чем выше их основность. В почвах, богатых кальцием, растворимые фосфаты становятся более основными и менее растворимыми, превращаясь в конечном итоге в гидроксилапатит. Фосфаты являются основным источником фосфора для растений. Фосфор органических соединений усваивается главным образом после их минерализации. Применение фосфорных удобрений целесообразно почти на всех почвах.
Калий осуществляет важные физиологические функции в организмах. Потребляется растениями в больших количествах, особенно такими культурами, как картофель, корнеплоды, травы, табак. Валовое содержание калия (К>2>О) в почвах относительно высокое. В почвах тяжелого механического состава оно составляет 2% и более. Значительно меньше калия в легких почвах.
Основная часть калия в почве входит в состав кристаллической решетки первичных вторичных минералов в малодоступной для растений форме. Калий содержится в почве также в поглощенном состоянии (обменный и необменный) и в форме простых солей. В этой форме он легко доступен растением, но доля его незначительна. Основным источником калия для растений является обменный калий. Его доступность тем больше, чем выше степень насыщенности им почв. Необменный, или фиксированный, калий труднодоступен. Однако между обменным и необменным калием в почве существует определенное равновесие. При потреблении обменного калия его запасы пополняются за счет необменного. При наличии значительной доли калия в малодоступной форме растения испытывают в нем недостаток (Кауречев И.С., Панов Н.П., 1989).
Согласно данным Е.В. Агафонова и Е.В. Полуэктова (1999) предкавказский чернозем содержит 0,20-0,25% валового азота, а запаса его во всей толще 25-30 т/га. Гидролизуемого азота в пахотном слое много 8-10 мг, в подпахотном - 0,5-1,5 мг на 100 г почвы. Несмотря на высокое содержание гидрозируемого азота в пахотном слое предкавказских черноземов растения хорошо отзываются на азотные удобрения.
Подвижным калием предкавказские черноземы вполне обеспечены: в пахотном слое его более 25-35 мг, а в подпахотном- 15-25 мг на 100 г почвы.
Подвижной фосфорной кислотой эти почвы обеспечены слабо или средне: в пахотном слое – 1,5-4,0 мг, в подпахотном – 0,5-1,5 мг на 100 г почвы.
Оптимальной особенностью почв ООО «Михайловское» является то, что эффективное плодородие, т.е. обеспеченность подвижными формами фосфора и калия ниже среднего уровня хозяйств южной зоны Ростовской области. Более половины всех обследованных угодий в пахотном горизонте имеют низкое содержание фосфатов: 42,6% - среднее и всего лишь 5,5% имеют повышенное –оптимальное содержание Р>2>О>5>. и составляет от 1,0-1,5 мг на 100 г почвы (низкая обеспеченность) и 1,5-3,0 мг на 100 г почвы (средняя обеспеченность).
Содержание обменного калия повышенное или высокое составляет от 20,0-30,0 мг на 100 г почвы (средняя обеспеченность) и 30,0-40,0 мг на 100 г почвы (повышенная обеспеченность).
5. Обоснование выбора почвенных участков, пригодных для орошения
Пригодность территории под орошение определяется совокупностью целого ряда местных условий, из которых важнейшим является почвенно-мелиоаративная обстановка. В целом при оценке и обосновании пригодности территории под орошение необходимо руководствоваться определенными требованиями как уклон местности, гидрологический режим, гранулометрический состав, солевой режим и другие физические свойства.
Перед почвенно-мелиоративными исследованиями, проводимыми в целях определения пригодности земель под орошение, ставятся такие задачи:
1) дать характеристику почвенного покрова с точки зрения возможности под орошение;
2) определить возможные изменения почв под влиянием орошения;
3) обосновать мелиоративные мероприятия по предупреждению заболачивания и засоления почв;
4) наметить агротехнические и другие мероприятия, способствующие повышению плодородия почв при орошении (Минаков А.В., 1982).
Но необходимо не забывать, что вторичное засоление является неизбежным спутником орошения только при следующих 34словиях: слабой естественной дренированности территории; наличия определенного исходного запаса солей в почво-грунтах (а также грунтовых водах), вовлечение которых в ирригационный влагооборот может вывести в активное состояние; подъеме грунтовых вод и превышения критической глубины их залегания.
Орошение на черноземах предпочтительно проводить в форме дождевания в целях сохранности их структуры и сложения.
I. Характеристика участков пригодных для орошения:
1. Черноземы обыкновенные слабогумусные мощные слабодефлированные.
2. Черноземы обыкновенные слабогумусные мощные слабосмытые
- механический состав почв глинистый;
- почвообразующие и подстилающие породы – лессовидные глины и суглинки;
- структура зернисто-комковатая;
- водопрочность агрегатов 61- 67 %;
- водопроницаемость равная 1,12-1,20 мм/мин.
- максимальная гигроскопичность в пахотном слое и подпахотном горизонте 10,4-11,2%; предельная влагоемкость - 35-40%, влажность устойчивого завядания от 15,0 до 15,6%, однако благодаря сравнительно высокой полевой влагоемкости диапазон активной влаги в верхней части профиля достаточно значителен и достигает 21,6%;
- содержание гумуса в горизонте А обычно колеблется от 4 до 5 %, с глубиной количество гумуса уменьшается постепенно, вследствие большой мощности гумусового горизонта запасы гумуса достигают 340-470 т/га;
- поглощенный комплекс насыщен кальцием и магнием, сумма которых в верхнем слое достигает 38,0-48,0 мг-экв на 100 г сухого вещества;
- удельный вес в горизонте А - 2,55-2,57, в горизонте В - 2,61-2,7. Объемный вес пахотного слоя - 0,96-1,07, в горизонте А>2 >1,15-1,25 г /см3 ;.
- Порозность большая (в пахотном слое около 60%, с глубиной она уменьшается до 45 %);
- грунтовые воды на этих почвах залегают на глубине 8-10 метров, и, естественно, никакого влияния на процесс почвообразования не оказывают,
- подвижной фосфорной кислотой эти почвы обеспечены слабо или средне: в пахотном слое – 1,5-4,0 мг, в подпахотном – 0,5-1,5 мг на 100 г почвы.
- содержание обменного калия повышенное или высокое составляет от 20,0-30,0 мг на 100 г почвы (средняя обеспеченность) и 30,0-40,0 мг на 100 г почвы (повышенная обеспеченность).
Единственным показателем, который может ограничить пригодность этих почв к орошению является то, что на территории этих почав ежегодно в разной степени проявляются эрозионные процессы: на повышенных ветроударных склонах - дефляция; на землях с уклоном от 1о до 3о - совместное действие водной и ветровой эрозии.
По комплексу показателей свойств и режимов почвы данного участка пригодны для орошения.
II. Характеристика участков непригодных для орошения
1. Влажно-луговые почвы
- механический состав глинистый, Почвообразующие породы – аллювиальные глины или суглинки;
- воднофизические свойства плохие, очень низкая водопронициаемость равная 0,90-120 мм/мин;
- почвы балок характеризуются меньшей интенсивностью эрозионных процессов. Почвы балок отличаются большой смытостью. Влажно-луговые почвы обладают высокой смытостью. Наименьшая влагоемкость составляет 30-37%;
- емкость обменного поглощения компонентов низкая, по сравнению с другими почвами;
- так как влажно-луговые почвы образовались в результате дерновогои глеевого почвообразовательных процессов в условиях поверхностного увлажнения и постоянной связи с почвенно-грунтовыми водами. Помимо дерного и глеевого процессов на влажно-луговых почвах в различных стадиях проявляться слитизация, солончаковый и солонцовый процессы;
- распространены эти почвы по понижениям рельефа на недринированных равнинах, увлажняются грунтовыми водами, залегающими в вегетационный период на глубине 1-3 метров;
- одним из неблагоприятных показателей, который ограничивает пригодность влажно-луговых почв к орошению является то, что для этих почв характерна резкая сезонная изменчивость условий увлажнения, так при непродолжительном затоплении происходит остепнение, при длительном – заболачивание. Луговые почвы имеют переменный (периодически-промывной, периодически-выпотный) водный режим, что влечет за собой неустойчивость их современного засоления, а следственно их непригодность к орошению.
По компоненту показателей свойств и режимов почвы данного участка не пригодны для орошения, так как могут вызвать водную эрозию, а также вторичное засоление почв.
Выводы
Важнейшая задача сельскохозяйственного производства на предкавказских черноземных почвах – правильное использование их высокого потенциального плодородия, сохранения гумусового слоя от разрушения. Основные пути в решении этой задачи является рациональные приемы обработки, накопление и правильное расходование влаги,- внесение удобрений, улучшение структуры посевных площадей, а также создание благоприятных условий возделывания сельскохозяйственных культур, введение высокоурожайных культур и сортов, борьба с эрозией, как с ветровой, так и дефляцией.
В последнее время очень актуальной проблемой стала дегумификация почв. Так для сохранения существующего содержания гумуса в почвах, необходимо внесение органического удобрения (полупревшего навоза) в количестве не менее 10 тонн на гектаре пашни, один раз в 5 лет, также черноземы предкавказские не смотря на высокое их потенциальное плодородие почв, хорошо отзываются на внесение минеральных удобрений.
Повышение интенсификации земледелия сопровождается явлением, которое называется выпаханностью почв. Оно заключает в себе уменьшение содержания гумуса в пахотном слое почв, увеличение всех видов почвенной кислотности от систематического применения физиологических кислых удобрений, что ведет к уменьшению степени насыщенности почв основаниями.
Потери органического вещества, связанного с наличием и увеличением доли свободной фракции гумуса в конечном итоге ведет к снижению оструктуренности почв и ухудшению их физических свойств.
На территории ООО «Михайловское» Целинского района Ростовской области ежегодно в разной степени проявляются эрозионные процессы: на повышенных ветроударных склонах - дефляция; на землях с уклоном от 1о до 3о - совместное действие водной и ветровой эрозии.
Для надежной защиты почв от эрозии предусматриваются комплекс противоэрозионных мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехнических и лесомелиоративных.
Организационно-хозяйственныыми мероприятиями предусмотрено совершенствование структуры посевных площадей, размещение полей севооборотов и рабочих участков поперек направления эрозионно-опасных ветров или поперек склона.
Значительная роль в защите почв от эрозии отводится агротехническим мероприятиям. В основу почвозащитной технологии положена плоскорезная обработка почвы, которая улучшает условия развития сельскохозяйственных культур, способствует накоплению влаги в почве.
В системе мероприятий по защите почв от эрозии одно из мест занимает полезащитные лесные полосы.
По комплексу показателей свойств и режимов, почвы данного участка пригодны для орошения, но по финансово-экономическим причинам не орошаются.
Список используемой литературы
1. Агроклиматические ресурсы Ростовской области: Справочник. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972. – 251 с.
2. Агафонов Е.В., Полуэктов Е.В. Почвы и удобрения Ростовской области: Учебное пособие /Е.В. Агафонов, Е.В. Полуэктов. 2-е изд. - Персиановка, 1999. – 90 с.
3. Вальков В.Ф. Экология почв Ростовской области.- Ростов-на Дону, СКЦНШ, 1994
4. Воронцов А.И., Щетинский Е.А., Никодимов И.Д. Охрана природы. – М.: Агропромиздат, 1989. – 303 с.
5. Добровольский Г.В. Биосферно-экологическое значение почв. М.: Колос, 1996. С. 5-10.
6. Кауречев И.С., Н.П.Панов, Н.И.Розов и др.; / Почвоведение / Под ред. И.С. Кауречева.-4-е изд., перераб. И доп.- М.:Агропроиздат, 1989. 719 с.
7. Материалы почвенных исследований на территории с.х. предприятия ООО «Михайловское» Целинского района Ростовской области
8. Минкин М.Б. Мелиоративное почвоведение.- Персиановка, 1982
9. Муха В.Д. Агропочвоведение.М: Колос, 1994.
10. Новикова А.В. Прогнозирование вторичного засоления почв при орошении. – Киев, Агропроиздат, 1975.
11. Рыбенец Г.В. Динамика гумуса и карбонатов в черноземе обыкновенном южной Европейской фации: Автореф. дисс…канд. с.-х. наук, Краснодар, 1994. – С. 21-23.
12. Полуэктов Е.В., Турулев В.В. Водопроницаемость и эрозия почв (учебное пособие). – Новочеркасск, 1994.-154 с.
13. Хрусталев Ю.П., Василенко В.Н., Свисюк И.В. Климат и агроклиматические ресурсы Ростовской области. Ростов –на-Дону, 2002.-250.
14. Хрусталев Ю.П., Андреев С.С., Андриани Ю.Р. Биоклиматические ресурсы Ростовской области. Ростов-на – Дону, 2002.- 253 с.