Эффективное плодородие почв ГСУ «Целинский» Целинского района Ростовской области

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНЫЙ  ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

Биолого-почвенный  факультет

Кафедра почвоведения и оценки земельных ресурсов 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 

на тему: «ЭФФЕКТИВНОЕ ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ ГСУ «ЦЕЛИНСКИЙ» ЦЕЛИНСКОГО РАЙОНА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ» 
 

Выполнила: студентка 3 курса 

очной формы обучения

Е.С. Жигалова 

Научный руководитель:

доцент, к.с.-х. н. О.А. Бирюкова 

г. Ростов-на-Дону

2011

 

Оглавление 

 

Введение 

     Проблема  охраны и рационального использования  природных ресурсов стала в настоящее время одной из самых насущных проблем человечества. Охрана почв в этой проблеме занимает особое место, которое определяется прежде всего тем, что 88% пищи человечество получает в результате обработки земли. Если же учесть и продукты животноводства, использующего луга и пастбища, то эта цифра возрастет до 98%. А между тем ценность почвы определяется не только ее исключительно важным значением для сельского хозяйства, но и той великой экологической ролью, которую она играет в жизни всех организмов суши и биосферы Земли в целом.

     По  данным разных источников, в почвах обитает 92-93% всех известных на Земле  видов растений и животных. Биологическая  масса организмов суши составляет 99,8% всей биомассы Земли, хотя суша занимает менее трети ее поверхности.

     Через почвенный покров суши – эту тончайшую  ее поверхностную оболочку – идут сложнейшие процессы обмена веществом  и  энергией между земной корой, атмосферой, гидросферой и всеми живущими в почве и на почве организмами, включая и человека. Почва обладает особым свойством – плодородием, т. е. способностью обеспечивать рост и продуктивность растений, производить урожай. Плодородие почвы является основным источником существования человека и возникновения сельского хозяйства со всеми его отраслями.

     Одним из важнейших показателей плодородия является гумус. Он поглощает токсические вещества и тяжелые металлы, препятствуя их поступлению в грунтовые воды и растения. В данном случае гумус выполняет санитарно-гигиеническую роль, предотвращая загрязнение биосферы. Проблема охраны почв состоит в том, что человек, применяя мощные орудия обработки почвы и средства химизации, в ряде случаев нарушает естественный ход эволюции и направляет его в иное русло. Тем самым ставя под удар свое собственное существование.

     Вот почему охрана почвенного покрова, его разумное использование, повышение его биологической продуктивности так важны для всего человечества.

     Целью данной работы является исследование и оценка плодородия

почв ГСУ «Целинский».

 

1. Обзор литературы

1. Основные  почвообразовательные процессы

 

     Почвообразовательный  процесс, или почвообразование –  это сложный природный процесс  образования почв из слагающих земную поверхность горных пород, их развития, функционирования и эволюции под  воздействием комплекса факторов почвообразования в природных или антропогенных экосистемах Земли.

     Строение  и состав почвы, ее морфологический  облик и особенности – это  результат длительного исторического  процесса почвообразования, результат  односторонне направленного превращения  исходной горной породы в новое природное тело – почву. С другой стороны, уже существующая почва постоянно находится в процессе эволюции, «живет»  своей особой почвенной «жизнью», в ней постоянно происходят какие-то изменения и превращения, в том числе и изменения ее морфологии.

1. Дерновый  процесс

 

     Комплекс  явлений дернового процесса при  черноземообразовании в полной мере и наиболее ярко проявляется под  целинной лугово-степной и степной  растительностью при участии  наземных и почвенных животных. В  концентрированной форме дерновый процесс – приобретение почвой комковато-зернистой структуры и накопление органического вещества под воздействием корневых систем травянистой растительности. При этом происходит аккумуляция в верхних горизонтах азота и зольных элементов питания растений, приобретения почвами благоприятных водно-физических и физико-химических свойств. Травянистой растительности и сопутствующей ей почвенной биоте принадлежит ведущая роль в черноземообразовании. Травы на 80% своей биомассы живут в почвенных горизонтах, а черноземное прокрашивание распространяется как раз до глубины проникновения корневых систем. Ежегодный рост корней и их включение в процесс почвообразования ведет к разделению минеральной массы на агрегаты, к пропитыванию этих агрегатов гуминовыми кислотами. Минеральная масса прочно склеивается в структурные отдельности, ее объем за счет разрыхляющего действия корней увеличивается на 20 % в сравнении с исходной материнской породой. Чернозем растет в верх.

     В пашне происходит деградация явлений  дернового процесса и его результат, разрушается структура, ослабевают темпы гумусообразования, а скорость дегумификации возрастает. Однако черты дернового процесса под сельскохозяйственными культурами сохраняются, и тем в большей степени, чем меньше число машинных обработок. Пожнивные остатки и корневая масса культурных растений продолжают выполнять дерновую функцию почвообразования, особенно под растениями с мочковатой корневой системой (пшеница, ячмень и т.д.). При высокой урожайности растений емкость биологического круговорота приближается к естественным травяным сообществам, быстрее восстанавливается плодородие чернозема.

     На  пахотных землях дерновой процесс проявляется  в полной мере под многолетними травами. В травопольных севооборотах при  хорошем увлажнении и оптимальном развитии травостоя дерновой процесс значительно приближает черноземы, утратившие плодородие, к их естественному состоянию за 3-4 года. Многолетняя залежь восстанавливает чернозем за 15-20 лет. 

2. Образование и накопление гумусовых  веществ

 

     Гумификацию растительных остатков, образование гумусовых веществ в черноземах можно рассматривать как естественную часть дернового процесса. Но гумификация вообще явление столь глобальное и специфично общепочвенное, что ее выделяют в самостоятельный почвообразующий процесс, неодинаково проявляющийся в различных почвах.

     Органические  вещества, образующиеся в результате фотосинтеза и появляющиеся за счет потребления животными и микроорганизмами растительной органики, поступают в  почву как продукты жизнедеятельности  компонентов биоценоза. Вместе с растительными и животными остатками почвы получают энергию, консервированную фотосинтетическим путем, биогенные элементы, аккумулированные телами растений, а также исходные вещества для образования гумуса.

     Вещества  органических остатков в сложнейших процессах превращения претерпевают изменения по двум главным направлениям – минерализации и гумификации. В ходе минерализации сложные органические соединения при участии различных групп микроорганизмов превращаются в простые химические вещества – воду, углекислый газ, катионы и анионы солей. В минерализацию вовлекается большая часть органических остатков – до 80-90%. Продукты минерализации попадают в почвенные растворы и в значительной степени становятся источником питания растений, т.е. вновь включаются в биологический круговорот веществ.

     Скорость  минерализации и характер образующихся при этом продуктов зависит от химического состава растительных остатков и условий, в которых  происходит разложение. Основной причиной, обусловливающей влияние химического состава растительных остатков на скорость их разложения, является неодинаковая устойчивость органических веществ растительного опада к ферментативному расщеплению. Наиболее быстро минерализуются легкорастворимые соединения – сахара, аминокислоты, белки, крахмал. Значительно медленнее разлагается лигнинфицированный материал и вещества типа гемицеллюлоз. Замечено, что растительные остатки с широким отношением C:N (более 20) разлагаются очень медленно. Наконец, в состав растительных остатков входят трудноразлагаемые соединения, подавляющие жизнедеятельность бактериальной и грибной микрофлоры (ингибиторы). Это воски, смолы, дубильные вещества.

     Процесс минерализации видимых следов в  почве не оставляет. Совершенно иной результат характерен для гумификации. Гумусовые вещества образуются из частей биологических макромолекул или их мономеров, которые оказываются в почве благодаря метаболизму его живого населения. Это те же сахара, аминокислоты, белки, целлюлоза, лигнин и другие химические соединения растительных остатков, а также корневые выделения живых растений, которые, попадая в почву, могут стать источником синтеза гумуса.

     Минерализация и гумификация – два противоположно направленных явления. При высокой  биологической активности, которая  характерна, например, для тропических стран, в почвах не остается шансов для накопления гумуса. И вновь образующиеся гумусовые вещества, и органические остатки живых организмов – все это поглощает минерализация. Чернозем – один из немногих географически зональных типов почв, в котором сбалансированный процесс гумификации и минерализации приводит к относительно стабильному обогащению почвы гумусовым веществом.

     Основные  продукты гумификации, от которых непосредственно  зависит формирование разных свойств  почв и типов почвообразования, представлены гуминовыми кислотами (ГК) и фульвокислотами (ФК). Гумусовый потенциал почв – главный показатель их плодородия. Чем выше содержание и запасы гумуса в почве, тем, как правило, выше урожайность культур. Показатели гумусового состояния оцениваются по содержанию гумуса, его запасам и соотношению между гуминовыми и фульвокислотами.

3. Выщелачивание и миграция растворимых  солей

 

       Под выщелачиванием понимается  процесс выноса (вымывания) за  пределы почвы или коры выветривания  простых солей щелочных и щелочноземельных металлов. Обычно это миграции солей Na, K, Ca, Mg, которые или содержались в материнской породе, или неизбежно возникали при почвообразовании и выветривании. Такие явления могут происходить вместе с лессивированием, оподзоливанием, осолонцеванием, осолодением и др. Однако в черноземах процесс выщелачивания наблюдается в индивидуальном неосложненном виде. Выщелачивание как процесс выноса обязательно сопровождается явлениями вертикальной восходящей миграции солей в сухие периоды года. Это приводит к новообразованию конкреций CaCO₃, CaSO₄ и легкорастворимых солей.

     Постоянная  нисходящая миграция солей (выщелачивание) наблюдается в почвах с промывным  водным режимом, что характерно для  лесных областей. Здесь формируются  разнообразные типы кислых почв, а профиль почвы и кора выветривания полностью освобождаются от простых солей. Выщелачивание и миграция солей при непромывном водном режиме являются условиями формирования солевых иллювиальных горизонтов (белоглазки, гипса, легкорастворимых солей). Подобные условия характерны для каштановых почв, обыкновенных и южных черноземов. При периодически промывном водном режиме (черноземы оподзоленные, выщелоченные, типичные) складываются следующие условия: легкорастворимые соли и гипс смываются за пределы почвы и коры выветривания, т.е. в грунтовые воды, а труднорастворимые карбонаты кальция остаются в профиле почвы и формируют иллювиально-деструктивный горизонт карбонатных новообразований (белоглазка, журавчики). Нижняя граница скопления карбонатов – это нижняя граница всего профиля чернозема.

     Вынос солей и их миграция, образование  иллювиальных солевых горизонтов включаются в число основных процессов, определяющих выделение генетических типов и  подтипов почв. Очень часто выщелоченность от карбонатов в классификационных подразделениях становится диагностическим родовым или видовым признаком. Для черноземов южно-европейской фации выщелачивание и миграция карбонатов настолько своеобразны, что приобретают черты фациальности, одного из признаков, отличающих эти черноземы от почв других фаций. Мягкая зима, слабое зимнее промерзание, глубокое промачивание почвы, длительный теплый период, чередование восходящих и нисходящих токов влаги предопределяет значительную амплитуду миграции карбонатов по профилю и появление мицелярных новообразований, хорошо наблюдаемых на срезе высыхающее почвы. Академик К. Д. Глинка в 1933 г. отметил важнейшую способность предкавказского чернозема – присутствие, «начиная с поверхностных горизонтов, войлокообразных налетов игольчатых кристаллов углекислой кислоты…». Подобные новообразования затем получили название карбонатной плесени или псевдомицелия. Черноземы же Предкавказья в 50-60е гг. даже называли «мицелярно-карбонатными черноземами».