Влияние водно-физических свойств почвы на параметры агротехнологии выращивания овощных культур

МИНИСТЕРСВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФГОУ ВПО МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

 

Кафедра почвоведения и земледелия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

Тема: «Влияние водно-физических свойств почвы на параметры агротехнологии выращивания овощных культур»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:                                                                 

Проверил:                                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012 г.

Содержание

 

Введение …………………………………………………………………………. 2

Проработки в области изучения водно-физических свойств почв …...……… 5

Влияние плотности на параметры агротехнологии ………………...………… 8

Влияние влагоёмкости на параметры агротехнологии ……………..……… 12

Влияние водопроницаемости на параметры агротехнологии ……...……… 14

Выводы …………………………………………..……………………………... 17

Список литературы …………………………………………………………….. 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Вопрос влияния водно-физических свойств почвы на параметры агротехнологии выращивания овощных культур можно рассмотреть с точки зрения влияния агротехнологии на трансформацию (изменение) свойств почвы, а следовательно, на её плодородие и урожайность овощных культур.

Агротехника овощных культур – это система приёмов воздействия на овощные растения и на комплекс условий их роста и развития. Она определяется биологическими особенностями и естественноисторическими условиями района. Для успешного выращивания овощных культур и получения хороших урожаев необходимо знать почву. Лучшими свойствами обладают почвы, в которых твердая часть, вода и воздух находятся в равных соотношениях 1:1:1.

В данной работе будем рассматривать следующие водно-физические свойства почвы: плотность, влагоёмкость и водопроницаемость.

Рассмотрим свойства почвы, на примере агроклиматических условий Центрального Нечернозёмного района. Нечернозёмная зона отличается малой распаханностью земель при чрезмерной расчленённости рельефа и мелкоконтурности полей.

Приведём агроклиматическую характеристику данного района на примере Московской области. Климат Московской области умеренно континентальный, сезонность чётко выражена; лето тёплое, зима умеренно холодная. Вместе с тем, в восточных и юго-восточных районах континентальность климата выше, что выражается, в частности, в более низкой температуре зимой и более высокой температуре летом.

Среднегодовая температура на территории области составляет +5,8 °C. Среднегодовая влажность воздуха – 76 %. Среднегодовое количество осадков 600–800 мм, наиболее увлажнены северо-западные районы, наименее – юго-восточные.

На территории Московской области преобладают малоплодородные и требующие внесения удобрений дерново-подзолистые почвы. Дерново-подзолистые почвы характеризуются малой мощностью дернового горизонта, обеднённостью верхней части профиля (горизонты А1 и А2) полуторными окислами и относительным обогащением кремнезёмом, уплотнённостью иллювиального горизонта, кислой и сильнокислой реакцией.

Коэффициент увлажнения территории для Московской области в 2011 году составил – 0,9. Эта величина непостоянная, меняется в течение времени и имеет циклический характер.

Ввиду циклического характера коэффициента увлажнения, который характеризует природные условия района и плодородие почвы, влияет на всхожесть, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур, можно сделать вывод, что от него зависит и выбор специальных мелиоративных мероприятий (регулирование водно-воздушного режима, специальные агротехнологии), которые применяются для улучшения и сохранения оптимальных для овощных культур водно-физических свойств почв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проработки в области изучения водно-физических свойств почв

 

Влияние водно-физических свойств почв на параметры агротехнологии выращивания сельскохозяйственных культур всегда интересовало исследователей.

Агротехнологии оказывают влияние на изменение свойств почвы, от которых зависит её плодородие а, следовательно, и урожайность культур. Все овощные культуры очень требовательны к плодородию почвы. Это объясняется тем, что они создают высокие урожаи на протяжении сравнительно короткого вегетационного периода.

В свою очередь сохранение и повышение плодородия почвы является важной задачей земледельцев в Нечернозёмной зоне. Так, например, в работе Ивенина В.В., Ивенина А.В., Николаева А.П. при рассмотрении вопроса «Влияния некоторых элементов агротехники на урожайность картофеля», было отмечено, что особую актуальность проблема плодородия приобретает в картофелеводстве, которое использует энергоёмкие технологии с высоким выносом из почвы питательных веществ. Возникает необходимость поиска ресурсно- и энергосберегающих технологий возделывания картофеля, обеспечивающих получение запланированной урожайности при высокой экономической эффективности. И здесь важное значение имеет выбор оптимальной системы обработки почвы. Ими была проведена сравнительная оценка влияния различных способов основной обработки почвы, ширины междурядий и способа наращивания гребней на урожайность картофеля, его товарные качества и агрофизические показатели почвы. Исследования показали, что при совмещении определённых технологических операций можно получить как максимальную, так и наименьшую урожайность.[6]

 

Впервые на необходимость плановой организации территории и важность всестороннего воздействия на климат и почву в целях повышения её плодородия и урожая сельскохозяйственных культур указали в конце 19 в. творец науки о почве профессор В.В. Докучаев и его современники – профессор П.А. Костычёв и А.А Измаильский. В настоящее время очевидно, что проблема повышения плодородия почв и роста урожаев может быть решена лишь комплексным методом, в котором различные приёмы воздействия на почву не противопоставляются, а сочетаются. Только в этом случае, будь то обработка, удобрение, орошение или какое-либо другое мероприятие, они усиливая друг друга, дадут необходимый положительный результат.

Н.А. Качинский назвал ряд условий, которые обязательны в комплексе агротехнических мероприятий, направленных на непрерывное повышение плодородия почв и урожая сельскохозяйственных культур:

1. Районирование территории в сельскохозяйственных целях на основе природных факторов и в первую очередь на основе углублённого анализа почв и климата;
2. Повсеместное введение правильных севооборотов со строгим учётом почвенных и климатических условий;
3. Система культурной обработки почвы;
4. Применение системы удобрений с таким расчётом, чтобы удобрения потреблялись растениями, а не лежали бы мёртвым капиталом в почве;
5. Широкое повсеместное применение лесонасаждений;
6. Плановое использование территории со строгим учётом особенностей рельефа.

Также он отметил, что отдельные звенья системы агротехнических мероприятий, такие, как севообороты, состав культур, система и время обработки почв, система удобрений и прочее, должны разрабатываться порайонно, со строгим учётом почвенных и климатических условий.[8]

 

А.Г. Бондарёв в своих работах по оптимизации физических условий плодородия почв отмечал, что в проблеме оптимизации физических условий плодородия почв имеются как общие для всех почв аспекты, так и особые, специфические, обусловленные генетическими особенностями почв, степенью изменения их свойств в результате антропогенного воздействия.

А.Г. Бондарёв установил, что в агротехнических приёмах оптимизации физических свойств, в частности в приоритете рациональных разноглубинных обработок много общего. Общим требованием как на стадии оптимизации физических свойств, так и в последующем процессе поддержания их в этом состоянии является снижение уплотняющего воздействия техники. Оптимальность плотности сложения оценивается с учётом требований к ней возделываемых культур и функциональной связи плотности с целым рядом важных водно-физических свойств.

Им было также отмечено, что в целях борьбы с уплотнением дерново-подзолистых почв ходовыми системами сельскохозяйственной техники необходимо сочетание мер по улучшению физических свойств почв с мерами по минимизации обработок.

А.Г. Бондарёв сделал заключение, что практическая реализация мер по оптимизации физических свойств почв, требует знания как оптимальных, так и реальных значений этих свойств. Знание оптимальных и реальных показателей физического состояния почв позволит с достаточным научным обоснованием проводить как агротехнические, так и агромелиоративные мероприятия, повысить их эффективность как в оптимизации, так и в поддержании на близком к оптимальному уровню физических свойств почвы.[1-2]

 

Ванеян С.С., Меньших А.М., Енгалычев Д.И. проводили многолетние исследования разных способов полива и режимов орошения овощных культур. Ими было установлено, что разные способы полива влияют не только на урожайность овощных культур, но и на изменение механического состава, водно-физических и агрохимических свойств почв.[4]

 

 

Влияние плотности на параметры агротехнологии

 

Рассмотрим влияние водно-физических свойств почвы на параметры агротехнологии, на примере её плотности.

Изменение плотности непосредственно влияет на содержание в почве воды, воздуха, питательных веществ и, в конечном итоге, на её водный, воздушный, тепловой и питательный режимы.

Ю.И. Митрофанов в своих исследованиях влияния на продуктивность почв плотности и водно-воздушного режима на орошаемых землях отмечал, что параметры плотности, отражающие оптимальное состояние почвы и уровень её критического уплотнения, позволяют точно определить физические условия произрастания растений, установить допустимый уровень интенсивности воздействия на почву и возможность минимизации её обработки и др.

Большинство растений отрицательно реагируют как на излишне рыхлое, так и на избыточно плотное сложение почвы и свой адаптивный потенциал наиболее полно проявляют при оптимальной для данной культуры плотности.

Митрофанов установил, что у дерново-подзолистой почвы с легкосуглинистым составом плотность составляет 1,20…1,30 г/см3, тяжелосуглинистым – 1,10…1,25 г/см3, песчаным и супесчаным – 1,35…1,40 г/см3. Для роста и развития пропашных культур оптимальные условия на суглинистых дерново-подзолистых складываются при плотности 1,0…1,2 г/см3.

Вопрос об оптимальной плотности почв как интегральном показателе физических условий плодородия приобретает всё более актуальное значение в связи с поиском путей их направленного регулирования. При этом важно учитывать, что оптимальные параметры плотности сложения являются весьма динамичными. Так, оптимальная плотность изменяется в течение вегетации – наблюдается «самоуплотнение». В наибольшей степени этому подвержены дерново-подзолистые почвы.

Характер и интенсивность динамических изменений плотности почв зависит от биологических особенностей культур, типа и гранулометрического состава почв, содержания гумуса, окультуренности и структуры, погодных условий и обеспеченности влагой, приёмов обработки и других факторов. Самоуплотнение тем интенсивнее, чем больше выпадает осадков, хуже выражена структура почвы и её водопрочность.

Ю.И. Митрофановым было  отмечено, что пространственная изменчивость плотности грунта проявляется в дифференциации отдельных частей корнеобитаемого слоя в вертикальном и горизонтальном направлении. И что, наиболее жесткие требования к дифференциации плотности сложения предъявляют пропашные культуры. При недостатке влаги оптимальная плотность увеличивается, при повышенном увлажнении снижается, а в условиях достаточного увлажнения диапазон оптимальных значений плотности расширяется.

Как показали исследования Ю.И. Митрофанова, большое влияние на оптимальное значение объёмной массы оказывают местоположение почвы в агроландшафте, уровень её гидроморфизма, содержание органического вещества и др.[9]

Верхний предел оптимальной влажности почвы не является постоянной величиной, это обстоятельство необходимо учитывать при выборе приёмов обработки почвы, агромелиоративных мероприятий, определении поливных норм. Расчёт их без учёта плотности почвы и верхней границы оптимальной влажности даже при поливе нормами, не превышающими уровень НВ, может приводить к переувлажнению, оглеению, падению окислительно-восстановительного потенциала, ухудшению условий развития растений.

Как известно, увеличение плотности почвы ведёт к резкому снижению скорости фильтрации. По мере уплотнения почвы водопроницаемость может снизиться практически до нуля.

С увеличением плотности снижается и влагоёмкость почвы, резко ухудшается использование растениями почвенной влаги – увеличивается влажность устойчивого завядания и количество недоступной растениям влаги, ухудшаются условия для развития корневой системы растений, жизнедеятельности микроорганизмов, снижается обеспеченность растений азотом и т.д.

Ю.И. Митрофанов сделал заключение, что плотность почвы является важнейшим фактором формирования урожая. При оптимальной плотности процессы синтеза органического вещества проходят более продуктивно и растения затрачивают меньше питательных веществ на создание единицы сухой массы.[9]

И.Б. Ревут (1971) изучал влияние плотности дерново-слабоподзолистой суглинистой почвы на появление всходов различных культур. При этом им было отмечено, что разные культуры дают различную густоту всходов в зависимости от плотности почвы. Ревут установил, что оптимальная плотность слабоподзолистой суглинистой почвы для получения наиболее дружных всходов находится в пределах (г/см3) для яровой пшеницы 1,0...1,1, для сахарной свеклы 1,3, для подсолнечника 1,2. Кроме того, Ревут установил, что на различных по гранулометрическому составу почвах диапазон оптимальной плотности для различных культур различен. По обобщенным данным своих исследований И.Б. Ревут сделал заключение, что диапазон оптимальной плотности для всех культур на всех почвах почти всегда составляет 1,0...1,4 г/см3.[1]