Формы воды в почве: значение для питания растений

/>/>Содержание
1. Формы воды в почве и степень ее доступности для растений
2. Предупредительные меры борьбы с сорняками
3. Обработка почв, подверженных ветровой эрозии
4. Характеристика яровых зерновых культур как предшественников
5. Роль фосфора в жизни растений. Фосфорные удобрения, ихсвойства и применение
Список литературы
/>/>/>1. Формы воды в почве истепень ее доступности для растений
Вода может находиться в почве вразных состояниях и в зависимости от этого имеет неодинаковое значение дляпитания растений. Различают следующие главные формы воды в почве.
Гравитационная вода занимает впочве крупные поры (некапиллярные), передвигается сверху вниз под собственной тяжестью.Это самая доступная для растений вода. Однако если она заполняет все поры, тонаступает переувлажнение почвы. На песчаных почвах гравитационная вода легкоуходит вглубь, в зону, недоступную для корней.
Капиллярная вода занимаеткапилляры почвы. По ним она продвигается от более влажного слоя к более сухому.По мере испарения воды с поверхности почвы такой восходящий ток ее можетиссушить почвы. Капиллярная вода вполне доступна растениям.
Гигроскопическая вода находитсяв почве в виде молекул в поглощенном состоянии, удерживается поверхностьюпочвенных частиц, почти недоступна растениям, передвигается между частицамипочвы в форме пара.
Названные формы воды не являютсяпостоянными. Вода может из одной категории переходить в другую. Припереувлажнении почвы все промежутки между ее частицами заняты водой. Приподсыхании почвы расходуется в первую очередь свободная (некапиллярная) вода, азатем капиллярная. Если запасы капиллярной и некапиллярной воды исчерпаны, торастения уже почти не могут получать ее из почвы через корневую систему, таккак в почве остается только вода, малодоступная растениям. Степень увлажненияпочвы, при которой растения начинают завядать, от недостатка влаги, называетсявлажностью завядания (ВЗ). Влажность завядания равна обычно двойноймаксимальной гигроскопичности на песчаных почвах она ниже 1% на супесчаных 1 — 3,на суглинистых 4 — 10, а на глинистых 15% и выше.
Количество воды, которую почвапрочно удерживает, а растения не могут использовать, составляет мертвый запасводы, обычно равный полуторной максимальной гигроскопичности.
В глинистых почвах,водоудерживающая способность которых очень велика, мертвый запас влагисоставляет 10-15% массы почвы, а в песчаных почвах — меньше 1%. Это значит, чтопри одинаковой влажности (допустим, 20%) глинистая и песчаная почвы имеютразное количество доступной растениям воды: глинистая 5-10%, песчаная 19%.
Воду, которая содержится в почвесверх влажности завядания (некоторые считают сверх мертвого запаса), т.е. большедвойной максимальной гигроскопичности, называют продуктивной (или доступной) влагой.Процент продуктивной влаги в почве равен приблизительно влажности почвы,выраженной в процентах, за вычетом двойной максимальной гигроскопичности.
Однако более точно количествопродуктивной влаги исчислять в весовых единицах. Каждый миллиметр осадковсоответствует 10 т воды на 1 га.
Запас продуктивной влаги (W) вычисляютс учетом мощности и плотности каждого слоя почвы по формуле:
W = 0,1 П h (B — BЗ),
где 0,1 — коэффициент перевода вмиллиметры водяного слоя; П — плотность почвы (в г на 1 см куб); h — мощностьслоя почвы, для которого рассчитывается запас влаги (в см); В — влажность почвыи ВЗ — влажность завядания (в % от абсолютно сухой почвы).
Почва способна впитывать иудерживать воду, а затем отдавать ее растениям. Для получения высокого урожаянеобходимо, чтобы в почве всегда содержалось нужное растениям количество воды. Зерновыекультуры расходуют на создание урожая 2-3 тыс. т воды на 1 га, а другиерастения и больше.
Именно от механического составазависит насыщенность и ненасыщенность почв. Механический состав почвысущественно влияет на её водные свойства и питательный режим. Например,песчаные частицы хорошо пропускают воду, но плохо удерживают её, а пылеватыечастицы (физическая глина) хорошо удерживают влагу, но плохо пропускают черезсебя избыток воды. Поэтому песчаные почвы обладают хорошей водопроницаемостью иплохой водоудерживающей способностью (влагоёмкостью), а глинистые почвынаоборот[1].
/>/> 2. Предупредительные меры борьбы с сорняками
Сорные растения, или сорняки, — эторастения, засоряющие посевы сельскохозяйственных культур. Сорняков несколькотысяч видов. Некоторые сорные растения настолько приспособились к культурным,что встречаются только вместе. Среди них есть специальные сорняки, засоряющиетолько одну культуру. Культурные растения других видов и сортов, произрастающиев посевах сельскохозяйственных культур, называют засорителями. Например,засорителями являются озимая рожь в посевах озимой пшеницы, овес в посевах пшеницыи т.д.
Сорняки наносят огромный вредсельскому хозяйству. Менее требовательные к условиям произрастания, ониопережают культурные растения в росте и развитии. Поглощая влагу, питательныевещества, солнечный свет, сорняки резко снижают урожай, затрудняют уборкуполевых культур, их обмолот, ухудшают качество продукции. Они способствуютразмножению вредителей и распространению болезней сельскохозяйственных растений[2].
Многие сорняки являются вреднымии даже ядовитыми для сельскохозяйственных животных и человека. Пыльца амброзиии полыни вызывает аллергические заболевания. Примеси горчака ползучего, лютикаедкого, хвоща полевого в сене и в пастбищном корме могут вызвать отравлениеживотных. Донник лекарственный, чеснок, полынь горькая придают неприятный вкусмолоку и маслу. Зерно с примесью семян белены, куколя, плевела одуряющего,горчака ядовитого делают продукты переработки зерна и корма непригодными длячеловека и животных.
С сорняками трудно бороться, таккак от культурных растений они отличаются очень высокой плодовитостью,длительным сохранением всхожести семян, разнообразием способов распространения,способностью к вегетативному размножению, более ранним созреванием семян.
Меры борьбы с сорными растениямиразделяют обычно на агротехнические, химические и биологические. Агротехническиепредупредительные меры:
тщательная очистка посевногоматериала;
скашивание (до обсеменения) сорняковна межах, придорожных полосах, пустырях, краях дорог и обочин канав,приусадебных участках и других необрабатываемых землях;
предупреждение засорения полейчерез навоз. Для этого засоренное зерно скармливают в дробленом и размолотомвиде; солому, содержащую созревшие сорняки, перед скармливанием запаривают; навозвывозят на поля после предварительного компостирования и разогревания в буртах,где многие семена сорняков могут потерять всхожесть;
сбор семян зерновых сорняков,осыпающихся на уборочные машины и остающихся в комбайне, с помощьюзерноуловителей;
контроль карантиннымиинспекциями семян карантинных сорняков. К ним принадлежат разные виды амброзии,все виды стриги, горчак розовый, повилика и некоторые другие сорные растения.
Приступая к борьбе с сорняками,следует тщательно обследовать поля, составить карту их засоренности. Картыдолжны быть обязательно в каждом хозяйстве и через два года обновляться. Важнотакже выявить степень засоренности почвы семенами сорняков.
Для многих видов требуютсяспециальные приемы их уничтожения, но есть некоторые общие меры борьбы ссорными растениями.
Например, для ускоренияпрорастания семян сорняков широко используют боронование, прикатывание,лущение, дискование. Особенно удобно проводить эти приемы на паровом поле. Дляочистки полей от малолетних сорняков высевают яровые культуры в более поздниесроки. Появившиеся всходы однолетников перед посевом зерновых уничтожаютобработкой.
Важнейший агротехнический приемборьбы с сорняками — введение севооборота. Правильное чередование культур в немпрепятствует разрастанию и способствует уничтожению многих сорняков. Болееуспешная борьба с ними ведется в чистом пару.
Жизнеспособные вегетативныеорганы, например корневища, уничтожают систематической обработкой полейпружинными культиваторами. Применяют также способ истощения корневищных икорнеотпрысковых сорняков, основанный на систематической подрезке вегетативныхподземных органов. Лучший способ борьбы с пыреем ползучим — метод удушения,предложенный В.Р. Вильямсом.
В посевах прорастающие сорнякиуничтожают боронованием до и после появления всходов зерновых, картофеля,подсолнечника, кормовых бобов, сахарной свеклы и других культур. Эффективныйприем борьбы с сорняками в посадках пропашных культур и в широкорядных посевахпроса и гречихи — обработка междурядий. Применяются и другие способы: вычесывание,вымораживание, высушивание[3].
Химический метод — этоуничтожение сорняков гербицидами. По характеру поражения растений различаютгербициды сплошного и избирательного действия. Первые уничтожают все растения,вторые — только определенные виды сорняков. В зависимости от природы действияна растения избирательные гербициды делятся на контактные, вызывающие отмираниетканей растений в местах нанесения раствора гербицида, системные, илипередвигающиеся, которые оказывают на растение глубокое токсическое действие,проникая и в надземную часть, и в корни.
/>/> 3. Обработка почв, подверженных ветровой эрозии
Обработка почвы — этомеханическое воздействие на почву рабочими органами машин и орудий,обеспечивающими создание наилучших условий для возделываемых культур. Этоважное звено в системе агротехнических мероприятий.
Основными операциями воздействияна почву являются: оборачивание, крошение и рыхление, перемешивание, уплотнение,выравнивание. подрезание сорняков, создание борозд и гребней, сохранение стернина поверхности почвы. Эти технологические процессы выполняются различнымиприемами и орудиями основной глубокой и поверхностной обработки почвы.
Под эрозией понимают смыв (воднаяэрозия) или сдувание (ветровая эрозия) верхнего слоя почвы. Ветровая эрозияпроявляется главным образом в засушливых и полузасушливых областях. Пыльныебури вредят посевам на распаханных целинных землях. Ветер уносит спелей вместес частицами почвы посеянные семена и даже всходы сельскохозяйственных культур,а в других местах засыпает посевы землей. Песком заносит оросительные системы,орошаемые участки.
По степени эродированности почвыделят на слабосмытые. среднесмытые, сильносмытые и очень сильносмытые. Такие жекатегории применяют и для оценки почв, подвергшихся ветровой эрозии. Выделяютпочвы намытые и наносные.
Влияющими на эрозию факторамиявляются: климат; растительность, препятствующая смыву и сдуванию почв; рельеф;физическое состояние почвы (структурные почвы лучше противостоят размыву исдуванию); механический состав почвы (чем больше она содержит частиц диаметром0,05-0,01 мм, тем легче подвергается размыву).
В районах ветровой эрозии почвуобрабатывают безотвальными орудиями: глубокорыхлителями (КПГ-250),культиваторами-плоскорезами (КПП-2,2, КПЭ-3,8), сохраняющими на поверхности 65-90%стерни. При уходе за парами применяют специальные культиваторы (КПЭ-3,8,КШ-3,6М). Перед посевом используют особые бороны (БИГ-З), а сеют по стернестерневыми сеялками (СЗС-2,1 и др.).
При паровой обработке вводятполосное размещение чистых паров, при котором поле делят на полосы шириной 50 — 150 м (в зависимости от механического состава почвы). Половину полос засеваютзерновой культурой, а половину оставляют под чистым паром. Таким образом,полосы пара и зерновой культуры чередуются между собой. На следующий год ихменяют местами. Там, где был пар, засевают зерновой культурой, а полосы из-подзерновых оставляют под чистым паром. В результате каждое поле севооборотапроходит через чистый пар в течение двух лет. Полосы размещают поперекгосподствующих ветров. В некоторых случаях вводят специальные противоэрозионныесевообороты с посевом многолетних трав, также располагая их полосами и соблюдаяприемы противоэрозионной обработки почвы.
/>/>/>4. Характеристика яровыхзерновых культур как предшественников
Практикой земледелия и наукойдоказано, что правильные севообороты в хозяйстве являются организующим звеномсистемы земледелия. Правильный севооборот — это научно обоснованное чередованиесельскохозяйственных культур и пара во времени и размещении на полях. Бессменныепосевы, когда сельскохозяйственная культура постоянно возделывается на поле,приводят к резкому снижению величины и качества урожая. Повторные посевы многихвидов растений также снижают их урожайность.
Состав и чередование культур всевооборотах зависят от почвенных условий и потребностей хозяйства. При этомнеобходимо учитывать биологические особенности отдельных растений и отношениеразличных культур к предшественникам (сельскохозяйственным культурам иличистому пару, занимавшим данное поле в предыдущем году). Чистые и занятые пары,как правило, предшествуют озимым зерновым культурам, а в условиях Зауралья,Сибири и яровой пшенице. Чистые пары имеют исключительно большое значение принедостатке влаги и высокой засоренности. При высокой культуре земледелия в зонедостаточного увлажнения чистые пары заменяются занятыми парами.
Чередование в севооборотесельскохозяйственных культур, значительно различающихся по биологическимпризнакам и технологии возделывания (зерновые — пропашные — бобовые),способствует более рациональному использованию питательных веществ из почвы,уменьшению засоренности и поражаемости растений болезнями и вредителями иулучшению всех показателей плодородия почвы химического, физического ибиологического порядков[4].
В Зауралье и в других зонахнедостаточного увлажнения применяют также занятые пары. Парозанимающими в нихмогут быть культуры сплошного посева (вико-овсяная смесь на корм, горох назерно, кормовой люпин, клевер первого пли второго года пользования) и пропашные(картофель, кукуруза и подсолнечник на силос, кормовые бобы).
Обработка занятых паров подозимые зерновые (рожь и пшеницу) должна быть строго дифференцированная.
В Нечерноземной зоне озимыечасто размещают после клевера (клеверный пар). В этом случае хороший урожай ихвозможен лишь при уборке клевера в период бутонизации — начала цветения инемедленной вспашке плугом с предплужниками с последующим прикатыванием иповерхностной обработкой перед посевом озимых зерновых.
Сидеральные пары вводят только взонах достаточного увлажнения. Чаще в них выращивают однолетний люпин, но внекоторых областях Нечерноземной зоны и лесостепи используют многолетний люпини донник, которые высевают под покров предыдущей зерновой культуры.
Приемы осенней обработки почвысильно зависят от предшественников, которыми могут быть в севообороте зерновыесплошного посева, многолетние травы, пропашные культуры.
В Нечерноземной зоне и лесостепипосле уборки озимых проводят лущение и через 1,5 — 2 недели зяблевую вспашку; послеуборки яровых, как правило, ограничиваются только зяблевой вспашкой. Однако наполях с высокой потенциальной засоренностью семенами и вегетативными органамиразмножения сорняков послеуборочное лущение обязательно.
Яровые зерновые культуры в севооборотахразмещают после пропашных (наилучший предшественник), зернобобовых, озимыхзерновых и реже яровых зерновых. Эффективность предшественника во многомзависит от срока его уборки, обеспеченности питательными веществами,своевременности основной обработки и качества предпосевной обработки. Качествопредпосевной обработки зависит также от почвенно-климатических условий,своевременности обработки и применяемого орудия.
Зерновые озимые значительноподавляют развитие сорняков, а яровые зерновые (пшеница, ячмень, овес) оченьчувствительны к засоренности посевов, поэтому их преимущественно размещаютпосле озимых и пропашных культур. После чистого пара эти культуры обычновозделываются до трех лет подряд.
Озимые зерновые помещают послеяровых, но в зависимости от предшественника необходима различная обработкапочвы. Если предшественником был яровая рожь, то необходимо проводить лущение,так как после ржи остаются очень засоренные поля. Яровая пшеница не требуетпосле себя такой тщательной обработки. То же самое касается ярового ячменя иовса, как предшественников.
Севооборот в хозяйстве должендопускать некоторую гибкость в размещении культур, взаимозаменяемость их. Возможнонаряду с севооборотом наличие каких-то участков повторного посева или дажедлительного размещения одной и той же культуры, если это диктуетсясоображениями повышения продуктивности пашни, увеличения общего сбора продукциии сопровождается соответствующими приемами удобрения, борьбы с сорняками и др.
/>/> 5. Роль фосфора в жизни растений. Фосфорныеудобрения, их свойства и применение
Почва — источник всехпитательных веществ, поступающих в растения через корневую систему. Кнеобходимым для растений элементам питания относятся: азот, фосфор, калий,кальций, магний, сера, железо. Важную роль в жизни растений играютмикроэлементы бор, марганец, цинк, кобальт, молибден, внесение которых в почву(при их недостатке) может повысить урожай и его качество.
Хотя содержание фосфора в земнойкоре не превышает 0,1%, значение этого элемента в жизни почвы и растенийогромно. Растения аккумулируют фосфор в перегнойном слое почвы, но в то жевремя и отчуждают с урожаями, особенно с товарной частью его. Фосфор находитсяв почвах в органических и минеральных соединениях. В черноземах примернополовина, а в дерново-подзолистых почвах одна треть его связана с органическимвеществом.
Этот фосфор становится доступнымрастениям лишь после минерализации органического вещества.
Минеральные соединения фосфорапредставлены очень многими формами, преимущественно труднорастворимыми ислабодоступными растениям фосфатами алюминия, железа и трехкальциевымифосфатами Са3 (РО4) 2. Легкодоступных соединений фосфора, таких, как растворимыесоли кальция [Ca (H2PO4) 2]], магния [Mg (H2P04) 2], калия (КН2PO4), аммония [ (NH4) 2HP04 и NH4H2P04] в почве мало. Наблюдается большой разрыв между валовымсодержанием фосфора в почве и его количеством, доступным для растений. Например,в дерново-подзолистых суглинистых почвах или в серых лесных общее содержаниефосфора (P20s) в пахотном слоесоставляет 0,04-0,12%, или 1,2-3,6 т на 1 га, а количество доступных растениямформ фосфора в неудобренной фосфатами почве не превышает 0,1-0,2 т на 1 га.
В сельском хозяйствеиспользуется много химических веществ, их биологическое действие разнообразно. Классификацииделятся на две основные группы: общие, основанные на принципе, пригодном длявсех химических веществ, и специальные, отражающие связь между отдельнымифизико-химическими или другими признаками веществ и проявлениями токсичностиэтих веществ. Обеспечение растений питательными элементами и созданиеблагоприятной среды для их возделывания достигаются в основном за счет внесенияминеральных, органических и известковых удобрений.
Применение удобрений должно нетолько способствовать получению с наибольшим экономическим эффектомзапланированного урожая, но и обеспечивать непрерывное повышение плодородияпочвы.
Для производства фосфорныхудобрений используют природные залежи фосфорсодержащих руд — фосфоритов иапатитов. Основным видом фосфорных удобрений является простой и двойнойсуперфосфат. Он составляет более 95% всех выпускаемых промышленностью простыхтуков, содержащих фосфор.
В кислой почве растворимыефосфорные удобрения переходят в труднодоступные формы фосфатов алюминия ижелеза, а в почвах, богатых известью, — в трёхкальциевые фосфаты также трудно доступныерастениям. Эти процессы снижают коэффициент использования фосфорных удобрений. Принизкой обеспеченности почв фосфором и внесении малых доз, особенно присмешивании их со всем пахотным горизонтом, можно не получить желаемогорезультата от фосфорных удобрений. В почвах с высоким содержанием фосфораопасность перехода фосфатов в труднодоступное состояние уменьшается. На почвахс малым содержанием подвижных фосфатов основную часть дозы фосфорных удобренийвносят под глубокую обработку почвы во влажный слой, например с осени подвспашку, а часть применяют локально в рядки, лунки и борозды. При рядковомвнесении фосфаты имеют меньший контакт с почвой и ближе располагаются к корнямрастений в ранний период их развития. Особенно высокие прибавки от местногоприменения получают на почвах, бедных подвижным фосфором.
В зоне дерново-подзолистых почвважным источником фосфора является фосфоритная мука. Она нерастворима в воде идля большинства растений доступна только при определенной кислотности почвы,достаточной для ее разложения. Так, в сильнокислых дерново-подзолистых, а такжев серых лесных почвах и оподзоленных черноземах фосфор из фосфоритной мукипостепенно переходит в усвояемые для растений формы. Чем кислее почва и меньшеее насыщенность, тем вероятнее высокое действие фосфоритной муки.
Люпин, гречиха, эспарцет,горчица особенно хорошо усваивают фосфор этого удобрения. Неплохо усваивают еготакже озимая рожь, клевер, горох, несколько хуже — яровые зерновые, картофель. Считается,что каждый центнер фосфоритной муки равноценен по эффективности 50-75 кг иболее растворимых фосфорных удобрений, например суперфосфата[5].
/>/>/>Список литературы
1.        Воронова М.В. Почвы и их состав. — М.: Колос, 1997.
2.        Земледелие с основами почвоведения и агрохимии. / Сост. Дюрягин И.В. — Курган: КГУ, 1997.
3.        Растениеводство. / Под ред. Большакова Р.И. — М.: Колос, 1989.
4.        Растениеводство. / Под ред. Муратова В.А. — М.: Наука, 2005.
5.        Удобрения в сельском хозяйстве. / Под ред. Андреевой С.А. — М.: Агропромиздат,2003.