реферат Мероприятия по улучшению физических свойств почвы. Мероприятия по улучшению физических свойств почвы. Реферат по дисциплине Воспроизводство плодородия почв агроландшафтов
 Скачать 180.68 Kb.
|
|
Реферат по дисциплине «Воспроизводство плодородия почв агроландшафтов» на тему Мероприятия по улучшению физических свойств почвы Содержание Введение 1. Меры по предотвращению переуплотнения почвы 2. Мероприятия по сохранению почвенной структуры 3. Воздушный режим почвы и методы его регулирования 4. Осушение переувлажненных почв 5. Регулирование теплового и светового режимов 6. Борьба с эрозией почв Заключение Введение Среди физических свойств почвы различают ее общие физические, физико-механические, водные, воздушные и тепловые свойства. Физические свойства влияют на характер почвообразовательного процесса, плодородие почвы и развитие растений. К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность твердой фазы и пористость. Плотность почвы зависит от гранулометрического и минералогического составов, структуры, содержания гумуса и обработки. От плотности почвы зависят поглощение влаги, воздухообмен в почве, жизнедеятельность микроорганизмов и развитие корневых систем растений. Знания физико-механических свойств почвы позволяют разрабатывать и использовать рациональные приемы и системы обработки почвы, которые способствуют сохранению ее плодородия. В процессе хозяйственной деятельности почва подвергается комплексу физических и химических воздействий, ирригации, механическим операциям, что может неблагоприятно сказаться на структуре, это приводит к ухудшению водных, физических свойств почвы, снижая ее плодородие. Одной задач рационального использования земель является сохранение и улучшение физических свойств почвы. 1 Меры по предотвращению переуплотнения почвы Плотность почвы – это масса абсолютно сухой почвы, находящейся в естественном состоянии в единице объема. Измеряется в г/см3 и составляет от 0,9 до 1,8 в минеральных почвах, от 0,15 до 0,40 в торфяно-болотных. Плотность – важное условие высокой продуктивности сельскохозяйственных растений. Вред избыточного уплотнения проявляется в повышенном сопротивлении почвы проникновению вглубь ее профиля растущих корней растений в результате увеличения объемной массы, снижения общей и теплового режимов, снижения биологической активности почвы, нарушения оптимальных условий жизни растений. При уплотнении почвы уменьшается не только общий объем пор, но и их размер; корневые же волоски не могут расти, если поры имеют размер 10 мкм. Уплотненная почва плохо впитывает и фильтрует влагу, что способствует усилению поверхностного стока, создает предпосылки для засухи. Водопроницаемость пахотного слоя неуплотненной почвы (чернозем обыкновенный) составляла 0,3–1,13 мм/мин, а уплотненной – снижалась до 0,009–0,012 мм/мин. Как следствие, урожайность на уплотненной почве снижалась по сравнению с неуплотненной: для ржи на 0,1–0,6 т/га, озимой пшеницы 0,15–0,76, ярового ячменя 0,21–0,59 т/га. На уплотненной почве длина корней и их масса меньше. Переуплотнение почвы приводит к увеличению сопротивления обработки почвы на 12–25%. При обработке почвы сельскохозяйственными машинами, орудиями (плуг) происходит пластичное деформирование почвы, сильное уплотнение. Так по данным Ахметов Ш.И. и Иванова Д.И., 2014 установлено, что под влиянием тяжелых тракторов типа Т-150К плотность пахотного слоя чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого увеличилась до 1,36-1,46 г/см 3, и уплотнение распространялось на глубину до 80 см. Состояние почвы при этом практические необратимо, то есть оно не может быть устранено или изменено в короткий срок приемами обработки. Только длительное воздействие природных сил (набухание и сжатие, образование морозных трещин) может постепенно восстановить нарушенную структуру почвы. Основные меры по предотвращению переуплотнения почвы и борьба с ним следующие: 1. Минимизация обработки почвы, совмещение операций, уменьшение глубины рыхления, увеличение ширины захвата агрегатов. 2. Выполнение всех работ по возделыванию сельскохозяйственных культур при физической спелости почвы – влажности ее в пределах 20–22%. 3. Ограничение применения на полевых работах колесных тракторов типа К-700. Преимущественное использование гусеничных тракторов на тяжелых почвах. 4. Исключение проходов сельскохозяйственных агрегатов по полю без надобности. 5. Заправка агрегатов семенами, удобрениями, пестицидами, горючим и смазочными материалами только у края поля, на дорогах. 6. Применение технологической колеи в целях упорядочения движения агрегатов по полю. 7. Рыхление и заравнивание следов от колес тракторов и сельскохозяйственных машин. 8. Применение расширителей тракторной колеи. 9. Соблюдение рекомендуемого удельного давления ходовых систем на почву: 0,8–1,0 кг/см2 при основной обработке; 0,4–0,6 кг/см2 при посеве и междурядных обработках. 10. Разрушение плужной подошвы, подпахотное рыхление на глубину 30–40 см. 11. Применение чизелей, не формирующих плужную подошву. 12. Внесение органических удобрений. 13. Мульчирование поверхности почв. 14. Повышение культуры земледелия. Существуют и узкорегиональные меры, отражающие специфические условия: соблюдение режимов полива, исключение переувлажнения и пересыхания почвы в условиях орошаемого земледелия, прямой посев промежуточных культур при продолжительном послеуборочном периоде. Все эти меры обеспечивают сохранение оптимального агрофизического состояния корнеобитаемого слоя и повышение продуктивности пашни на 10–15%. Изучению проблем избыточного уплотнения почв и борьбы с ним посвящены исследования ученых Аграрного Института МГУ им. Н.П Огарева (Иванов Д.И, 2007, Осичкин А. Ю., 2000, Иванцов П. В., 2001, Колышкин А. А., 2005) 2 Мероприятия по сохранению почвенной структуры Проблема улучшения физико-механических свойств почв одна из главных в земледелии. Приемы регулирования физико-механических свойств и восстановления почвенной структуры объединяют в три большие группы: 1) механические; 2) химические; 3) биологические. Приемы первой группы включают интенсивную механическую обработку почвы, почвоуглубление, щелевание и т. д. Однако действие этих приемов кратковременно и поэтому необходимо систематическое и многократное их применение. А это способствует увеличению доли илистых фракций в структуре почв и снижает водопрочность. Следовательно, механические приемы, улучшая почвенные условия роста и развития растений в момент их применения, обусловливают ухудшение их в перспективе. Приемы второй группы – химические, включают использование для улучшения структуры и физико-механических свойств почвы различных химических веществ – структуроулучшателей: клеящие вещества – гуминовые кислоты, торфяной клей и др. При этом повышается коэффициент структурности почвы. Использование их перспективно, однако в настоящее время пока нет высокоэффективных препаратов. В эту группу относятся и такие приемы как известкование кислых почв и гипсование солонцов. В результате известкования почва становится более структурной, увеличивается водопроницаемость и уменьшается плотность. Гипсованием устраняется щелочная реакция солонцовых почв, улучшаются их физические свойства и структура. Твердость и сопротивление при обработке, липкость и другие физико-механические свойства в результате замещения поглощенного натрия кальцием становятся более благоприятными в агрономическом отношении. Третья группа – биологические приемы, направленные на повышение содержания органического вещества (гумуса) в почве. Эти приемы универсальны и долговечны. С увеличением содержания гумуса в почве улучшаются не только физико-механические и химические свойства, но и все почвенные режимы: пищевой, водный, воздушный. С повышением содержания гумуса в почве уменьшается ее плотность и повышается устойчивость к деформаторам различного типа. При содержании гумуса 3,7% плотность почвы устанавливается на уровне оптимальной величины. Такие почвы даже после принудительного уплотнения способны к разуплотнению под действием естественных факторов (увлажнение, замораживание, высушивание) и не требуют рыхления с целью регулирования физических свойств. Почвы с содержанием гумуса менее 3,7% после принудительного уплотнения не восстанавливают исходной плотности. На них необходима механическая обработка для регулирования физико-механических свойств. К биологическим приемам относятся: совершенствование севооборотов, включающее увеличение доли многолетних трав в структуре посевных площадей; применение сидеральных культур; увеличение объема вносимых органических удобрений; оптимизация обработки почв, направленная на уменьшение интенсивности и глубины рыхления. (1) 3 Воздушный режим почвы и методы его регулирования Интенсивность дыхания почв связана, главным образом, с дыханием корней растений, жизнедеятельностью микроорганизмов, биохимическими процессами. Интенсивность газообмена между почвой и атмосферой и составляет воздушный режим почв. Он зависит от интенсивности дыхания почв. Эта величина в течение времени не остается постоянной. Происходят суточные, сезонные, годовые, многолетние изменения воздушного режима почв. Наиболее резкие изменения происходят в поверхностных горизонтах, где наиболее активны биологические процессы. В пахотных почвах это явление обычно наблюдается от поверхности до глубины 50–70 см. Существенное влияние на содержание кислорода и углекислого газа в почвенном воздухе оказывает уровень грунтовых вод, которые, поднимаясь к поверхности, вытесняют из порового пространства почвенный воздух. Основной путь улучшения воздушного режима почв, повышения их аэрируемости состоит в регулировании уровня грунтовых вод (не допускается их поднятия к поверхности, при помощи дренажа и т.п.). Наиболее эффективным методом является создание водопрочной структуры, обеспечивающей высокую порозность аэрации почв. 4 Осушение переувлажненных почв. Способ осушения зависит от метода осушения и типа водного питания земель, а также планируемого сельскохозяйственного использования земель; выбор его осуществляют с обязательным технико-экономическим обоснованием. Для осушения болот и переувлажненных минеральных земель применяют следующие способы осушения в зависимости от методов осушения. Для ускорения поверхностного стока: открытые каналы (собиратели), искусственные ложбины, закрытые собиратели, а также комплекс агромелиоративных мероприятий, включающий выборочное бороздование, профилирование, грядование и гребневание поверхности, планировку поверхности, вспашку вдоль склона. Для ускорения отвода воды путем повышения впитывающей способности почв: кротовый и щелевой дренаж, агромелиоративные мероприятия, включающие глубокое рыхление почвы, углубление подпахотного слоя и глубокую вспашку, кротование, известкование почвы и др. Для понижения уровней грунтовых вод используют открытые каналы (осушители), закрытый (подземный) дренаж, кротовый и щелевой дренаж, кольматаж поверхности земли. Для перехвата потока грунтовых вод устраивают ловчие каналы и дрены, вертикальный дренаж, ограниченно применяют антифильтрационные завесы и биологический дренаж. При грунтово-напорном типе водного питания применяют глубокие каналы и закрытые дрены, вертикальный дренаж с откачкой воды из скважин, комбинированный дренаж, состоящий из каналов (дрен), в которые выводят скважины, и вода изливается из них за счет естественного напора. При склоновом типе водного питания основной элемент осушительной сети – нагорный канал, устраиваемый по границе осушаемого массива для отвода воды, поступающей со склонов. При намывном водном питании для защиты земель от затопления паводковыми водами при разливах рек и озер применяют регулирование речного стока за пределами объекта, строя водохранилища на реке и ее притоках, перебрасывают часть речного стока в бассейн другой реки. Иногда это удается достигнуть регулированием рек путем расчистки их русла от крупных камней и коряг, спрямления и углубления русла реки. Наиболее эффективным способом осушения речных, приозерных пойм и особенно приморских низменностей является сооружение дамб для защиты земель от затопления. На обвалованной территории строят осушительную сеть, вода из которой отводится насосными станциями. (2) 5 Регулирование теплового и светового режимов Регулирование теплового и светового режимов почв ориентировано на улучшение условий жизни культурных растений. Оно направлено либо на увеличение притока тепла и света к поверхности почвы (северные районы), либо на уменьшение их (южные районы). По характеру действия приемы разделяются на: агротехнические, агромелиоративные, агрометеорологические. По направлению приемов регулирования теплового режима выделяют (по Воробьеву): - лучшее использование основных и дополнительных источников тепла; - сохранение и уменьшение расхода почвой тепла; - устранение перегрева почвы. К группе агротехнических приемов относятся способы обработки почвы: глубокое рыхление, прикатывание, гребневание, оставление стерни, мульчирование. Агромелиоративные приемы включают: лесонасаждение, борьбу с засухой, орошение, осушение. Агрометеорологические приемы направлены на: снижение излучения тепла из почвы, борьбу с заморозками и т.д. Воздействие мелиоративных приемов на тепловой режим более устойчиво и радикально. Лесные полосы действуют комплексно на тепловой и водный режимы почв, способствуют накоплению снега на полях, сокращают сток талых вод, изменяют микроклимат местности, снижают скорость ветра в межполосном пространстве по сравнению с открытой местностью на 20–40%. Орошение снижает отраженную радиацию на 20%. После полива также уменьшается излученная радиация. Все это увеличивает приход тепловой энергии к почве. Орошение увеличивает теплопроводность почвы, что способствует более равномерному ее прогреву и уменьшению температурных колебаний. Тепловой приток к поверхности почвы из воздуха значительно выше на орошаемых участках, где испарение больше. Мелиоративные приемы изменяют микрорельеф. На выровненных участках уменьшаются прогреваемость почвы и аэрация посевов, снижаются аккумуляция рассеянной радиации и конвективный теплообмен воздуха с почвой. Применение больших доз органических удобрений способствует повышению температуры почвы. Существенно влияет на тепловой режим глубина обработки почв. При глубокой пахоте создается резкая неоднородность почвы на глубине: изменяются плотность и влажность, общая пористость и пористость аэрации. А это оказывает влияние на изменение теплопроводности. Прикатывание почв может вызвать повышение ее среднесуточной температуры на 3–5 0 С в 10- сантиметровом слое, залегающем ниже уплотненной прослойки. Это объясняется более высокой теплопроводностью уплотненного слоя. Температуру почвы изменяет и мульчирование поверхности. Мульчирующее покрытие меняет отражательный и излучательный элементы радиационного баланса, то есть альбедо и константы излучения поверхности почвы. Черная мульча уменьшает альбедо почвы на 10–15%. Это приводит к снижению отражательной способности и нагреванию почвы. Вместе с тем изменяются испарение, теплоаккумуляция и т.д. Белая мульча служит средством снижения избыточного нагревания почвы. При нарезке гребней на поверхности почвы повышается температура. На гребне в течение дня температура почвы выше на 3–5 0С, чем на выровненных участках. Умелое регулирование теплового и светового режимов почв способствует воспроизводству почвенного плодородия и существенно повышает урожайность сельскохозяйственных культур. 6 Борьба с эрозией почв Эрозия почв причиняет сельскому хозяйству огромный вред: вызывает гибель посевов и культурных насаждений, ухудшает водный режим (вследствие глубокого дренирования территории), резко снижает плодородие почв и урожай культур, сокращает площадь сельскохозяйственных угодий ввиду возрастающей расчлененности местности и полной или частичной потери почвой гумусового слоя. Для борьбы с эрозией почв разработан и широко применяется комплекс агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий. При его осуществлении учитывают природные условия и особенности эрозионных процессов применительно к конкретной территории, что имеет решающее значение для борьбы с этим явлением. К основным агротехническим мероприятиям в районах, подверженных водной эрозии, относятся обработка почвы и посев поперек склонов или по горизонталям; размещение культур сплошного посева и пропашных чередующимися полосами; устройство на пашне временных земляных валиков, прерывистых борозд и лунок для задержания талых вод; проведение периодической глубокой вспашки с целью улучшения водопроницаемости почв, накопления влаги и создания мощного культурного слоя; создание буферных полос посевом многолетних трав, террасирование склонов, шпалерная посадка культур, применение удобрений и другие. Для борьбы с ветровой эрозией применяют безотвальную обработку почвы с оставлением на ее поверхности стерни и растительных остатков; использование гербицидов для уничтожения сорняков и предотвращения излишнего распыления почвы обрабатывающими орудиями; перекрестный и узкорядный посев культур; снегозадержание, посевом высокостебельных растений (кулисы); посев много- и однолетних культур чередующимися полосами, направленными поперек господствующих ветров; внедрение почвозащитных севооборотов. Для борьбы с ирригационной эрозией необходимо проводить тщательную планировку полей, закреплять берега оросительных каналов, проводить поливы по горизонталям, шире применять дождевание, подпочвенное орошение и т. д. К лесомелиоративным мероприятиям относятся посадка полезащитных лесных и садовых полос, которые снижают скорость ветра и способствуют равномерному распределению зимних осадков; создание водопоглощающих лесных полос по склонам, посадка древесных и кустарниковых пород у вершин склонов, по дну оврагов и балок; залужение склонов многолетней травянистой растительностью; размещение водоохранных насаждений по берегам рек, каналов, прудов и других водоемов. Гидротехнические мероприятия предусматривают урегулирование поверхностного стока на данной территории путем создания инженерно- технических сооружений: строительство прудов и водоемов, устройство водоотводов в виде бетонированных лотков и наклонных труб, закрепление дна оврагов водоупорными перепадами и другие. Заключение Плотность почвы влияет не только на ее продуктивность. Она обусловливает формирование объемов порового пространства, в которых живут, функционируют почвенные микроорганизмы, почвенная биота. Поэтому если изменить объем пор, измениться и почвенная биота, и почва будет функционировать иначе. Иначе будут проявляться экологические функции почв. Физико-механические свойства оказывают значительное влияние на развитие и характер распространения корневых систем культурных растений по профилю почвы. В связи с этим регулирование физико-механических свойств имеет большое значение для эффективного использования пахотных угодий. В целом, фундаментальные физические свойства, такие как, гранулометрический состав, плотность почвы, микро- и макроструктура оказывают влияние на урожай в виде создания оптимальных диапазонов содержания воды, воздуха, тепла. Или, учитывая динамичность этих характеристик, в поддержании оптимального водного, воздушного и теплового режимов для произрастания растений. Агрохимические факторы – внесение удобрений, различных стимулирующих веществ –проявляют себя только при благоприятных почвенно-физических условиях. Все физические свойства имеют свой оптимальный диапазон, который следует создавать и поддерживать для нормального развития растений. Таким образом, именно водный и воздушный режимы определяют урожайность полевых культур. Список использованной литературы 1. Физика почв : учебное пособие / А.И. Ивлев, А.М. Дербенцева, О.В. Нестерова, А.В. Брикманс, В.А. Семаль, Б.Ф. Пшеничников, М.Л. Сидоренко, Н.А. Сакара ; науч. ред. Н.Ф. Пшеничникова. – Владивосток : Изд-во Дальневост. федерал. ун-та, 2020. – 1 CD-ROM ; [108 с.]. – Загл. с титул. экр. – ISBN 978-5-7444-4829-5. – Текст. Изображения : электронные. 2. http://mse-online.ru/osushitelnye-melioracii/osushenie-pereuvlazhnennyx- zemel.html 3. Щетинина А. С. Почвы Мордовии. Саранск : Мордов. кн. изд-во, 1990. 254 с. 4. Иванов Д. И. Влияние механического уплотнения и средств химизации на показатели плодородия чернозема выщелоченного и продуктивность травяного звена севооборота. Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева. Саранск, 2007. 323 С. 5. Ахметов Ш.И., Иванов Д.И. Влияние механического уплотнения и средств химизации на развитие корневой системы сельскохозяйственных культур / Ш.И. Ахметов, Д.И. Иванов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2014. № 4 (114). С. 33-38. 6. Осичкин А. Ю. Влияние механического уплотнения на его свойства и эффективность средств химизации. Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. Саранск, 2000. 219 с. 7. Иванцов П. В. Влияние плотности сложения чернозема выщелоченного на эффективность средств химизации в посевах яровой пшеницы. Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева. Саранск, 2001. 225 с. 8. Колышкин А. А. Влияние механического уплотнения серой лесной почвы на ее своййства и эффективность применения минеральных удобрений и средств защиты растений диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Саранск, 2005. 283 с. |