Плодородие как совокупность пищевого, водного, воздушного и теплового режима почв

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………..	3
Общая характеристика почвы………………………………………………..	4
Режимы почвы…………………………………………………………………	6
Плодородие как совокупность пищевого, водного, воздушного  и теплового режима почв……………………………………………………….	10
Методы регулирования……………………………………………………….	12
Заключение ……………………………………………………………………	16
Список литературы……………………………………………………………	17

 

 

Введение

Накопление знаний о почве имеет длительную историю, уходящую своими корнями к первым земным цивилизациям. Знания о важнейших свойствах почвы помогало древнему землевладельцу успешно вести хозяйство и правильно понимать особую роль земли в жизни природы и общества. Несмотря на ограниченность и эмпирический характер ранних представлений о почве, в них интуитивным и опытным путем были правильно определены наиболее характерные ее свойства: высокая пространственно-временная изменчивость, чуткая реакция на сельскохозяйственные воздействия земледельца, исключительная отзывчивость растений на почвенное плодородие. Почва была объектом обожествления и поэтизации.

В настоящее время почва в основном рассматривается как сельскохозяйственный объект и возрастает нагрузка на нее. Не регулированное воздействие на почву вызывает ее деградацию.

В данной работе дается характеристика почве, раскрывается значимость плодородия как совокупности пищевого, водно-воздушного и теплового режима почв, предлагаются методы регулирования.

 

 

Общая характеристика почв

Почва – основа природы суши. В. В. Докучаев был первым, кто стал  рассматривать почву как динамическую, а не инертную среду. Он доказал, что почва – не мертвый организм, а живой, населенный многочисленными организмами, она сложна по своему составу. Им было выявлено пять главных почвообразующих факторов, к которым относятся климат, материнская порода (геологическая основа), топография (рельеф), живые организмы и время.

Очень сложные химические, физические, физико-химические и биологические процессы протекают в поверхностном слое горных пород на пути их превращения в почву

По Г. Добровольскому (1979), «почвой следует называть поверхностный слой земного шара, обладающий плодородием, характеризующийся органо-минеральным составом и особым, только ему присущим профильным типом строения. Почва возникла и развивается в результате совокупного воздействия на горные породы воды, воздуха, солнечной энергии,растительных и животных организмов. Свойства почвы отражают местные особенности  природных условий. Таким образом, свойства почвы в своей совокупности создают определенный экологический режим ее, основными показателями которого служат гидротермические факторы и аэрация.

В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: минеральная основа ( 50-60% общего состава почвы), органическое вещество (до 10%), воздух (15-25%) и вода (25-35%).

Минеральная основа (минеральный скелет) почвы – это неорганический компонент, образовавшийся из материнской породы в результате ее выветривания. Минеральные фрагменты, образующие вещество почвенного скелета. Различны – то валунов и камней до песчаных крупинок и мельчайших частиц глины.

Структура почвы определяется относительным содержанием в ней песка и глины. Идеальная почва должна содержать приблизительно равные количества глины и песка с частицами промежуточных размеров. В этом случае образуется пористая, крупитчатая структура, и почва назуваетсясуглинками. Средне- и мелкоструктурные почвы (глины, суглинки, алевриты) более пригодны для роста растений благодаря содержанию в достаточном количестве питательных веществ и способности удерживать воду.

В почве выделяют три основных горизонта, различающиеся по морфологическим и химическим свойствам:

1. Верхний перегнойно-аккумулятивный горизонт (А), в котором накапливается и преобразуется органическое вещество и из которого промывными водами часть соединений выносится вниз.
2. Горизонт вымывания, или иллювиальный (В), где оседают и преобразуются вымытые сверху вещества.
3. Материнскую породу, или горизонт (С), материал которой преобразуется в почву.

Свойства почвы характеризуются питательным, водным, воздушным и тепловым режимами, рассмотренными ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Режимы почв

Пищевой режим почвы

Пищевой режим почвы (питательный режим почвы)заключается в  содержании в почве растворимых (подвижных) и доступных растениям питательных веществ и изменение его в течение вегетационного периода. Определяется валовыми запасами питательных элементов и условиями их мобилизации и иммобилизации в почве. Валовые запасы азота, фосфора, калия и др. элементов питания в почвах довольно большие, но основная их масса находится в недоступных растениям формах, из-за чего растения испытывают их недостаток. Мобилизация питательных веществ происходит под влиянием физико-химических, химических и биологических процессов, протекающих в почве, при улучшении ее водно-физических свойств и применении удобрений. Минерализация органических веществ микроорганизмами улучшает питательный режим почвы. Образующиеся при этом азотная и угольная кислоты повышают растворимость минеральных веществ почвы и таким образом фосфор, калий, кальций и микроэлементы становятся более доступными растениям. Подобное действие на мобилизацию питательных веществ почвы оказывают удобрения, гипсование, известкование и орошение. Мобилизации питательных веществ способствуют и корневые выделения растений.

В почвах происходит также иммобилизация питательных веществ, которая сводится к биологически поглощению питательных элементов микрофлорой почвы и высшими растениями. Примером иммобилизации является разложение бедных азотом растительных остатков, при котором микрофлора потребляет минеральный азот и переводит его в белковый. К иммобилизации относится и явление ретроградации питательных веществ, особенно фосфора, а также фиксация калия, аммонийного азота и фосфора минералами почвы. Питательный режим почвы во многом определяется свойствами самой почвы.

Водно-воздушный режим почвы

Плотность почвы, ее физические свойства и связанные с ними водный, воздушный, тепловой и пищевой режим зависят от ее структурности, а тем самым от нее зависит и урожай растений . Бесструктурная почва не может обеспечивать растения одновременно водой и воздухом. В чередующиеся влажные и сухие периоды ее тонкие поры заняты либо водой, либо воздухом.

Почвенная вода подразделяется на:

Гравитационную воду – подвижную, являющуюся основной разновидностью свободной воды, которая заполняет широкие промежутки между частицами почвы и просачивается вниз сквозь почву под действием силы тяжести, пока не достигнет грунтовых вод.

Гигроскопическую воду – удерживается в почве вокруг отдельных коллоидных частиц в виде тонкой прочной связанной пленки.

Капиллярную воду, удерживающуюся вокруг почвенных частиц силами поверхностного натяжения. Она может подниматься по узким порам и канальцам от уровня подземных вод, благодаря высокому поверхностному натяжению. Растения легко поглощают капиллярную воду, играющую наибольшую роль в регулярном снабжении их водой.

В структурных почвах в капиллярных порах удерживается вода, а наличие крупных пор между структурными агрегатами обеспечивает газообмен почвы с атмосферой — удаление из нее избытка углекислоты и снабжение корней растений и микроорганизмов кислородом. Структурность почв обеспечивает одновременное существование в них аэробных и анаэробных микрозон, что способствует существованию в почвах различных экологических групп микроорганизмов. При этом на поверхности структурных агрегатов усиливаются аэробные процессы мобилизации элементов питания микроорганизмами. Газообмен почвы с приземным слоем воздуха и эмиссия в него почвенной углекислоты имеет исключительно важное значение для процесса фотосинтеза и роста растений. Недостаток углекислоты лимитирует урожаи, так как при содержании СО2 в атмосферном воздухе около 0,03% интенсивность фотосинтеза очень низкая. Она резко возрастает при увеличении концентрации СО2 до 0,3% и больше. Для плодородия почвы важное значение имеет размер структурных агрегатов и их качество — их водопрочность и порозность.

Например, глина состоит из частиц меньших 2 мкм, плотно слипающихся друг с другом, и поэтому глинистые почвы хорошо удерживают влагу и минеральные вещества, но препятствуют аэрации. Пески, состоящие обычно из частиц со средним размером около 200 мкм, плохо держат влагу и питательные вещества. Поэтому суглинки, содержащие примерно разные доли песка и глины, оказываются наилучшей минеральной основой почвы.

Тепловой режим почвы

Тепловой режим почвы – это совокупность явлений поступления, переноса, аккумуляции и отдачи тепла.Основным показателем теплового режима почвы, который характеризует ее тепловое состояние, является температура. Температура почвы определяется притоком солнечной радиации и тепловыми свойствами самой почвы. Помимо климата она зависит от рельефа, свойств почвы, растительности и снежного покрова.

Хорошо увлажненная почва легко прогревается и медленно прогревается. На ее поверхности происходят более резкие колебания температур, чем в глубине. При этом суточные колебания ее затрагивают слои до глубины в 1м. Если учесть, что зимой температура почвы с глубиной повышается, а летом, наоборот, падает, то легко представить вертикальные миграции почвенных обитателей, которые вызываются изменениями условий среды.

Различают следующие типы теплового (температурного) режима почв:

1) Мерзлотный тип теплового  режима – распространен в Евро-Азиатской  полярной и Восточно-Сибирской  мерзлотно-таежной областях. В зоне  вечной мерзлоты среднегодовая  температура профиля почвы отрицательная. Замерзание доходит до многолетнемерзлых пород.

2) Длительно сезоннопромерзающий тип – характерен для областей с преобладанием положительной среднегодовой температуры почвенного профиля. Промерзание почвы происходит на глубину не менее 1 м, но до многолетнемерзлых пород почва не промерзает. Длительность промерзания не менее 5 месяцев.

3) Сезоннопромерзающий тип  отличается положительной годовой  температурой; вечная мерзлота отсутствует, промерзание почвы продолжается не более 5 месяцев.

4) Непромерзающий тип  выражен в южных районах, где  не наблюдается промерзание почв.

Важнейшим свойством почвы является ее плодородие.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плодородие как совокупность пищевого, водно-воздушного и теплового режима почв

В современной научной литературе широко распространено определение плодородия почвы, данное академиком В. Р. Вильямсом (1936). Согласно В. Р. Вильямсу, под плодородием почвы понимается ее способность непрерывно обеспечивать растения одновременно водой и элементами питания. Тепло и свет, необходимые растениям, рассматриваются им как космические факторы. Однако в настоящее время плодородие почвы понимается шире. Рыхлые горные породы способны удерживать влагу и содержат элементы питания растений, но семена растений, попавшие на обнаженную породу, так же как и в воду, если и прорастают, то не образуют нормально развитого растения и его популяций.

Растения кроме воды и элементов корневого питания нуждаются в свете, тепле и кислороде, а зеленым частям растений необходима еще и углекислота. Почва — биокосное тело природы, в состав которого входят многочисленные живые микроорганизмы. Они играют важную роль в мобилизации элементов питания растений и в снабжении их углекислотой, а продукты жизнедеятельности микроорганизмов, кроме того, оказывают непосредственное угнетающее или стимулирующее действие на растения — влияют на плодородие почвы. Солнечное тепло определяет тепловой режим почвы, т. е. один из важнейших факторов роста растений и элемент плодородия почвы, влияет на процессы испарения почвенной влаги, на скорость и направление сложных химических и физико-химических реакций на молекулярном уровне. Солнечный свет определяет возникновение и интенсивность фотохимических реакций в почве, причем наблюдается высокая фотохимическая активность солнечного излучения по отношению к почвенному гумусу. Установлена тесная зависимость накопления в почве ряда аминокислот от прямой солнечной радиации.

Таким образом, почва как материнский организм использует энергию солнца, вещества и элементы питания окружающей среды, трансформирует их в процессе сложных био-физико-химических процессов и обеспечивает растения всем необходимым. Соответственно под плодородием почвы понимают способность почвы обеспечивать рост и воспроизводство растений всеми необходимыми им условиями (а не только водой и элементами питания). То есть, плодородие– способность почв обеспечивать потребность растения в элементах питания, воде, воздухе, тепле, рыхлости для корней и прочих благоприятных условий произрастания.в то же время оно тесно связано с растениями. Плодородие – это результат почвообразовательного процесса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методы регулирования

После освоения природной почвы под культуру сельскохозяйственных растений ее плодородие изменяется в зависимости от интенсивности мероприятий по окультуриванию почвы. На первой, начальной стадии окультуривания целинной почвы культурный процесс почвообразования выражен слабо и может затрагивать не все почвенные процессы и свойства, совокупность которых определяет плодородие почвы. В этот период в почве преобладает еще не культурный, а природный процесс почвообразования, который в основном определяет свойства и плодородие вновь освоенной почвы. Такие почвы относятся к типу почв природного почвообразования, но выделяются как слабоокультуренные (освоенные). Дальнейшее развитие почвы зависит от того, как ее используют, и ее эволюция может идти в противоположных направлениях: в сторону развития культурного процесса почвообразования и повышения плодородия почвы или, наоборот, в сторону деградации почвы и снижения ее плодородия.