VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Сохранение плодородия почв
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
«Почва - четвертое царство природы»
В.В. Докучаев
Изучая на уроках географии почвы, меня заинтересовал вопрос, как долго, земли обрабатываемые человеком, могут сохранять свои плодородные свойства.
Почва - ценнейшее природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем. Она играет большую роль в природе и в жизни общества. Почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95% продовольственных ресурсов для населения планеты, и служит условием дальнейшего развития жизни на Земле. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение, состав и свойства.
В Россошанском районе Воронежской области основным направлением производственной деятельности является сельское хозяйство, а именно выращивание зерновых, зернобобовых культур, подсолнечника и сахарной свеклы. (Приложение 1) Несмотря на рекордные урожаи 2017 года, существует озабоченность в связи с отрицательным влиянием современной сельскохозяйственной деятельности на плодородие почв. Выращивание сельскохозяйственных культур сопровождается выносом элементов питания с урожаем, что является одной из причин потерей плодородных свойств.
Сельскохозяйственное производство неразрывно связано с необходимостью повышения и стабилизации плодородия почв, обеспечивающее выращивание запланированных урожаев и получения высококачественной продукции.
Целью этой работы являлось для меня проведение собственного изучения данного вопроса.
Причины потери плодородия почвы.
Особое свойство почвенного покрова – его плодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы связано с запасом питательных веществ в ней и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Почва обеспечивает потребность растений в водном и азотном питании, являясь важнейшим агентом их фотосинтезирующей деятельности.
Основным органическим веществом, содержащим питательные вещества, является гумус.Подсчитано, что в условиях Центрально-Черноземной зоны каждый гектар пашни ежегодно теряет 0,5-1 тонну гумуса, а это составляет 0,2-0,5% его общего запаса в почве. Почти 120 лет назад основная часть земель Воронежской области содержала 7-10% гумуса, при этом на значительной площади количество его достигало 10-13%. Сейчас земель, содержащих 10-13% гумуса не осталось. Резко уменьшилась площадь почв, содержащих 7-10% гумуса, возросла площадь с содержанием гумуса 4-7% и появились почвы с 2-4% гумуса. Подсчитано, что почти каждый год в Центрально-Черноземной зоне потери питательных веществ, уносимых с полей, в 2 раза превышают количество минеральных удобрений, ежегодно вносимых хозяйствами [Лопырев М.И.,1999. с.3].
Возделывание сельскохозяйственных культур сопровождается выносом элементов питания с урожаем и усилением минерализации гумуса за счет повышения аэрации при интенсивных механических обработках. В результате происходят потери гумуса. Они особенно велики в условиях достаточного увлажнения и прогревания почвы, и меньше в сухой, недостаточно аэрируемой почве. Поэтому проблема бездефицитного и положительного баланса гумуса одна из самых важных.
Состояние почв Россошанского района.
Главным природным богатством Россошанского района являются черноземные почвы глинистого и суглинистого механического состава. Формированию в районе этих почв способствовал относительно сухой континентальный климат, степная растительность, тяжелые по механическому составу почвообразующие породы (лессовидные глины и суглинки). В связи с тем, что территория района изрезана густой овражно-балочной сетью, почва имеет разную степень смытости. Преобладающая мощность гумусовых горизонтов на территории района составляет 40-80 см, содержание гумуса достигает 6-9%, а если механический состав легкий, то 4-5%.
Черноземы Россошанского района широко используются в сельскохозяйственном производстве. По данным отдела программ и развития сельской территории администрации Россошанского муниципального района общая площадь земель района составляет 237,155 га, из них 196 686 га занимают земли сельскохозяйственного назначения. На территории района ведут деятельность 30 сельхозпредприятий и 107 крестьянско-фермерских хозяйств1.
В минувшем 2017 году россошанские аграрии проделали очень большую и качественную работу, которая позволила получить высокие результаты в растениеводстве:
- валовой сбор зерновых и зернобобовых культур по всем категориям хозяйств составил в зачётном весе 246,4 тыс. тонн зерна, при средней урожайности 36,1 ц/га.
- второй год подряд свеклосеющие хозяйства района достигают рекордных результатов в валовом производстве этой культуры – в переработку сдано в зачётном весе 256,2 тыс. тонн сахарной свёклы, а средняя урожайность составила 339 ц/га.
- валовой сбор подсолнечника по району в 2017 году достиг в зачётном весе 31,6 тыс. тонн, а средняя урожайность составила 18,0 ц/га. (Приложение2)
Оценка состояния плодородия.
Получение, в последние годы, очень высоких урожаев сельхозкультур, требует постоянной работы по возврату элементов питания в почву, сохранению и восстановлению почвенного плодородия.
С целью оценки состояния и изменения плодородия почв систематически проходит агрохимическое обследование земель сельскохозяйственного назначения. Данные исследования проводятся в лабораторных условиях, с использованием специализированного оборудования. В нашей области этим занимаются ФГБУ Государственный Центр агрохимической службы "Воронежский" и ФГБУ"Станция агрохимической службы "Таловская". Эти организации составляют агрохимические паспорта картограммы и паспортные ведомости полей по каждому отдельно обрабатываемому участку. В них приводятся данные химических анализов по содержанию гумуса, подвижных форм фосфора, обменного калия, суммы обменных оснований, гидролитической кислотности, кислотности почв (рН) и наличие в почве подвижных форм микроэлементов.
Проведение собственных исследований.
Я решил провести собственный агрохимический анализ почвы. В условиях школьной химической лаборатории можно определить кислотность почв, которая является одним из важных условием плодородия и влияет на рост и развитие сельскохозяйственных культур.
Мною были взяты образцы почв с обрабатываемого поля одного из сельхозпредприятий нашего района. (Приложение 3) По результатам проведенного опыта я выяснил, что данные образцы имеют кислотность в пределах рН 5,1-5,5 что является реакцией слабокислой. (Приложение 4)
Как установлено почвоведами, культурные растения не переносят кислой реакции и хорошо растут только на нейтральных и близких к ним по значению реакции среды почвах. Такая почвенная реакция благоприятна для развития полезных почвенных микроорганизмов, обогащающих почву азотом.
Одним из главных признаков плодородия почвы является наличие в ней гумусовых веществ, которые обуславливают чёрную, тёмно-серую и серую окраски. Для определения гумуса в почве разработаны различные методики, но для школьной лаборатории они не приемлемы. Поэтому я делал визуальную оценку образцов почвы по их цвету. Данные образцы имели тёмно-серую окраску, что предположительно соответствует среднегумусной почве с содержанием гумуса 4-7%.
Способы сохранения плодородия почв.
Проведя собственные исследования, и тщательно изучив теоретическую информацию, я представил предложения по сохранению плодородия почв, и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
В настоящее время, одним из основных способов восполнения плодородных свойств почвы является внесение минеральных и органических удобрений. В рамках данной работы я выяснил, что за 2017 год на поля района внесено 8 375,1 тонны действующего вещества минеральных удобрений или 89,5 кг действующего вещества на гектар пашни. Рост внесения минеральных удобрений к 2016 году составил 17,2%. Органических удобрений внесено 523 тыс. тонн, что составляет 4,18 т/га. По данным МКУ «Центр поддержки АПК» это количество вносимых удобрений является хорошим показателем, но не выполняется на 100%.
Чтобы улучшить пищевой режим почв и растений, обеспечить бездефицитный баланс питательных веществ в почве, необходимо применять органические и минеральные удобрения.
Необходимый элемент системы удобрения – составление баланса питательных веществ. Подсчитывают, сколько вынесут планируемые урожаи азота, фосфора, калия, сколько питательных элементов будет восполнено заделкой навоза, сколько азота оставят в почве многолетние и однолетние бобовые, сколько потребуется минеральных удобрений.
Органические удобрения.
Особая роль принадлежит органическим удобрениям - навозу. Подстилочный навоз - самое ценное органическое удобрение. В среднем в тонне навоза содержится 0,5 % азота, 0,25 % фосфора, 0,6 % калия (на 1 тонну навоза при 75 % влажности). Кроме того, навоз содержит значительное количество микроэлементов: бор, марганец, цинк, молибден, кобальт и др. Вносить навоз следует в полу перепревшем состоянии в теплое время года, равномерно разбрасывая по поверхности поля.Доза навоза на паровых полях, по которым будут посеяны озимые 50-55 т/га, при внесении навоза под картофель, овощи или другие пропашные культуры, дозу увеличивают до 80 т/га.
Бесподстилочный жидкий навоз, как и подстилочный, следует вносить в оптимальных дозах, равномерно распределяя его по поверхности почвы. Примерные дозы жидкого навоза под пропашные культуры составляют 40-90 т/га, зерновые 25-35 т/га.
Для бездефицитного баланса гумуса на каждый гектар пашни необходимо вносить 8-10 т навоза, т.е. ежегодно хозяйство должно вносить 8-10 тонн органических удобрений умноженное на свою площадь. Эта задача для хозяйства весьма сложная, поэтому необходимо использовать другие источники пополнения гумуса почвы. Наиболее доступный способ пополнения объемов органических удобрений - запашка измельченной соломы. Зерновые, солома которых не используется на хозяйственные нужды, убирают комбайном без копнителя, с измельчителем. После уборки вносят разбросным способом по 10-15 килограммов азотных удобрений на тонну соломы и все это заделывают на глубину 8-12 см.
Минеральные удобрения.
Наряду с органическими, широко применяют и минеральные удобрения.
Влияние минеральные удобрений двояко и направлено на почву и сами растения. В свою очередь почвы по-разному усваивают минеральные удобрения, подвергая их разнообразным превращениям.
70-80 % минеральных удобрений следует вносить с осени под глубокую пахоту. Остальную часть удобрений вносят в виде подкормки и при посеве в рядки. Удобрения, как твердые, так и жидкие, вносят поверхностно разбросным способом, внутрипочвенно (локальный способ) и опрыскиванием жидкими удобрениями (внекорневая подкормка). Равномерность внесения удобрений зависит от качества удобрений (сыпучесть, вязкость жидких), применяемых машин и их регулировки, поверхности почвы, погодных условий и др. (Приложение 5)
В последние годы все шире получает распространение локальное внесение удобрений, т.е. размещение удобрений в зоне распространения корневой системы растений. Эффективность локального внесения удобрений в 2-5 раз выше разбросного.
Севооборот.
Еще одним важным фактором в сохранении плодородия почв является севооборот. Главное агротехническое значение севооборота состоит в том, что каждая культура размещается в лучших условиях для своего роста и развития и в тоже время подготовляет хорошие условия для следующей за ней культуры в севообороте.
Чередование различных культур позволяет им лучше использовать питательные вещества, имеющиеся в почве и вносимые с удобрениями. Различные культуры в зависимости от их облиственности, продолжительности вегетации, а также количества и качества корневых и пожнивных остатков неодинаково влияют на свойства почвы. Чем больше имеется корневых и пожнивных остатков, тем больше накапливается перегноя в почве и улучшается ее структура. Также, вынос питательных веществ из почвы разными культурами неодинаков. Так, зерновые культуры относительно много выносят фосфора и мало калия. Корнеплоды, напротив, при том же количестве фосфора значительно больше выносят калия. А включение в севооборот бобовых растений ведет к обогащению почвы азотом.
Поэтому, важным резервом сохранения плодородия почвы и повышения урожайности продукции растениеводства является строгое соблюдение балансов посевных площадей, т.е. площадь зерновых колосовых (рожь, пшеница, ячмень) должна быть равна площади пропашных, зернобобовых, многолетних и однолетних трав и паров. При этом под пар следует отвести около 8 % пашни, под горох - 10 %.
Недопустимо повторное размещение пропашных культур, особенно сахарной свеклы и подсолнечника, по пропашным и зерновых колосовых по зерновым колосовым. Только кукурузу можно возделывать бессменно на одном месте в течение нескольких лет.
Подсолнечник целесообразно возделывать на прежнее место не ранее, чем через 7-8 лет, а сахарную свеклу - через 3-4 года.
Общий принцип чередования культур следующий:
Чистый, занятой пар, горох.
Озимые зерновые культуры.
Пропашные культуры.
Яровые зерновые культуры
Заключение.
В ходе проделанной работы я выяснил, что в условиях постоянного роста потребностей населения возникает необходимость увеличения количества производимой сельскохозяйственной продукции. Основным способом решения данного вопроса является повышение урожайности на имеющихся площадях.
Я понял, что урожайность напрямую связана с состоянием почвы. Для сохранения и повышения плодородия почв большое значение имеютмероприятия направленные на увеличение количества элементов питания, доступных для растений, путем внесения в почву органических и минеральных удобрений и применение севооборота. Эффективность применения удобрений зависит от того насколько полно и правильно учитываются агрохимические показатели плодородия почв, потребность сельскохозяйственных культур в питательных элементах, от качества обработки почвы и других факторов.
В ходе проделанной работы я пришел к выводу, что если человек будет рационально использовать почву и бережно к ней относится, то она сможет еще долго обеспечивать нас всем необходимым для жизни!
Список использованных источников и литературы.
Библиография.
Лопырев М.И., Проектирование и внедрение эколого-ландшафтных систем земледелия в сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области. – Истоки, 1999. – 186с.
Учебники и учебные пособия.
Заев П.П., Коротков А.А., Федосеева М.П., Белова З.В. Общее земледелие с почвоведением. – Ленинград, Колос, 1978. – 412с.
Пономарева З.В., Федотов С.В., Овчаренко В.Ф. География Россошанского района. – ВГПУ, 2003. – 147с.
Другая литература.
Кутовая Н.Я., Рекомендации по применению минеральных удобрений. – Белгород. – 2004. – 120с.
Приложение 1
Приложение 2
Валовое производство подсолнечника, тыс. тонн
Валовое производство сахарной свеклы, тыс. тонн
Приложение 3
Приложение 4
Фото опыта
Приложение 5
Внесение минеральных удобрений с помощью разбрасывателя РУМ
1По состоянию на 01.10.2018 года.