Агрохимия и плодородие почвы

Питание растений, удобрения, средства защиты растений, стимуляторы роста
Ответить
Аватара пользователя
Глея
Старейшина
Сообщения: 1258
Зарегистрирован: Пн фев 25, 2013 6:28 pm

Агрохимия и плодородие почвы

Сообщение Глея » Сб мар 09, 2019 4:11 pm

Агрохимия – наука об оптимизации питания растений, применения удобрений и плодородия почвы с учетом биоклиматического потенциала для получения высокого урожая и качества продукции (сложн диалект взаимосвязь в системе почва-растение-климат-агрохим средства)

Методы агрохимических исследований - вегетационный метод, полевые опыты.

Плодородие почвы – это ее способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать условия для их нормальной жизнедеятельности. Высокое плодородие почвы обеспечивает оптимальное питание растений, формирование высокого урожая и полноценной по качеству продукции для питания человека и кормов для животных. В почве выделяются 3 фазы: твердая, жидкая (почвенный раствор) и газообразная (почвенный воздух).

Почвенный воздух. Характеризуется повышенным содержанием СО2. Постоянный газообмен между почвой и атмосферой приводит к обогащению надземного слоя воздуха углекислотой и улучшает воздушное питание растений. Избыточное содержание СО2 в почвенном воздухе приводит к подкислению почвенного раствора, что в свою очередь приводит к усилению растворения минеральных соединений почвы (фосфаты, карбонаты и др.), то есть возрастает доступность питательных соединений.Избыток СО2 приводит к ухудшению дыхания роста корневой системы, а следовательно и растения в целом.

Почвенный раствор. Вода с растворенными в ней веществами (солями, кислотами, основаниями), газами и содержащимися в ней микроорганизмами называется почвенным раствором. Это самая динамичная и активная часть почвы. Содержание в нем катионов и анионов определяется, в первую очередь, типом почвы. Для питания растений особенно важно содержание и соотношение в растворе Ca, Mg, K, NH4,NO3, SO4, H2PO4 ионов. Концентрация солей в почвенном растворе зависит от типа почвы. Обычно она составляет сотые доли процента (около 0,05%). При концентрации солей в почвенном растворе более 0,2% , они оказывают вредное влияние на растение. На засоленных почвах концентрация солей может достигать нескольких процентов. Изучение свойств и состава почвенных растворов, а также физиологических особенностей растений позволило разработать метод гидропоники. Этот метод широко используется в практике мирового сельского хозяйства.

Твердая фаза почвы состоит из минеральной части (90-99% массы твердой фазы) и органической.

Органическое вещество почвы – это совокупность всех органических веществ, находящихся в форме гумуса и остатков животных и растений. Содержание гумуса в почве – важный показатель ее потенциального плодородия, активности в ней всех биологических процессов.

На долю гумуса приходится 85-90% от общего количества органического вещества почвы.

1) Количество гумуса в пахотных почвах зависит от типа почвы, природно-климатических условий, специализации севооборота, характера и интенсивности земледелия;
2) При рациональном применении органических и минеральных удобрений в севооборотах с многолетними бобово-злаковыми травами содержание гумуса в почве возрастает, а качество его улучшается;
3) Если удобрения не применяются, содержание гумуса снижается, что подтвердили исследования во всех зонах нашей страны.

Баланс питательных веществ – это количественное выражение содержания питательных веществ в почве на конкретной площади или объекте иссл-я с учетом всех статей их поступления и расхода в течение опр.промежутка времени.(биологический-все статьи поступления пит.вв, хозяйственный – учет выноса с основной и побочной продукцией и их компенсаией за счет удобрений, внешнехозяйственный-отчуждение пит вв с товарной продукцией за пределы хозяйства и их поступление с удобрениями)

Роль гумуса в питании растений и баланс гумуса.
1) Гумус – источник элементов питания для растений. В нем содержится 98-99% азота, 30-40% фосфора, 90% серы от общего содержания их в почве.
2) Гумусовые кислоты совместно с неспецифическими органическими и минеральными кислотами разрушают почвенные силикаты и алюмосиликаты, растворяют карбонаты кальция и магния, фосфаты, делая их доступными для растений.
3) Гумусовые кислоты в высокодисперсном состоянии могут выступать в микроколичествах как стимуляторы роста растений.
4) Органические вещества почвы – источник пищи микроорганизмов. При отмирании микроорганизмов происходит высвобождение доступных для растений форм питательных элементов.
5) Органическое вещество почвы участвует в адсорбционных процессах в почве, повышая ее поглотительную способность и буферность, улучшает физические свойства почв (влагоемкость, водо- и воздухопроницаемость, тепловой режим.

Причины потерь гумуса пахотными почвами.
1) Уменьшение количества растительных остатков, поступающих в почву, при смене естественного агроценоза агроценозом.
2) Усиление минерализации органического вещества в результате интенсивной обработки и повышения степени аэрации почв.
3) Деградация гумуса из-за применения физиологически кислых удобрений и активации микрофлоры из-за вносимых удобрений.
4) Усиление минерализации из-за осушительных мероприятий и орошения.
5) Водная и ветровая эрозия почв.Определение расходов гумуса пахотного горизонта почвы сводится к определению азота, израсходованного культурой. Если принять среднее содержание азота в гумусе за 5%, то при выносе 100 кг этого элемента с урожаем растений почва потеряет 2000 кг/га гумуса.

Баланс гумуса.
Для определения баланса гумуса необходимо также знать коэффициент гумификации. Коэффициент гумификации представляет собой долю углерода органических остатков, включающегося в состав гумусных веществ почвы. Коэффициент гумификации для корневых и пожнивных остатков зерновых и многолетних трав приравнивается к коэффициенту гумификации подстилочного навоза, а для пропашных он в 2 раза меньше. Для навоза коэффициент гумификации составляет 20-25% при содержании сухого вещества 25-50%. Ожидаемый запас гумуса в почве за звено севооборота рассчитывается по формуле:St = (So + KrAt)(1-Km), где St – запасы гумуса через t лет (т/га), So – исходные запасы гумуса (т/га), Kr – коэффициент гумификации пожнивных остатков в долях единицы, A – количество поступающих в почву свежих органических веществ,т/га, t – время (годы), Km –коэффициент минерализации гумуса.

Свойства, определяющие плодородие.
Эффективное плодородие - 45-60 ц зерновых с 1 га или 65-75 кормовых единиц.
1) Состояние ППК и кислотность, рНсол.=6,0-6,5, сумма поглощенных оснований – 7-12 ммоль, степень насыщенности основаниями -80-90%, подвижный Аl – отсутствует.
2) Гумус в пахотном горизонте: содержание 2,5-3%, запас – 75-85 т/га, валовой N – 3-4 т/га, соотношение Сгк:Сфк =1,1-1,2.
3) Водно-воздушный режим: Плотность -1,1-1,2 г/см3, порозность 50-55%, воздухоемкость 25-30%, запас продуктивной влаги к началу вегетации в слое 0-50 см -150-180 см.
4) Характеристика пахотного горизонта: Мощность 25-30 см, хорошо выраженная мелко-комковатая структура, содержание водопрочных агрегатов размером 0,25 мм -70-80%, подзолистый горизонт отсутствует.
5) Содержание доступного азота -3-4 мг/100 г или 100-120 кг/га, из них за вегетацию растения потребляют 50-60%.
6) Содержание подвижного Р 25-30 мг/100 г или 600-700 кг/га, из них на вегетацию растение потребляет 7-9% (50-60 кг/га).
7) Содержание обменного К 20-22 мг/100 г или 500-550 кг/га, из них 40-50% потребляется растениями на вегетацию.
8) Микроэлементы, мг/кг: МЕДЬ -3-4,КОБАЛЬТ – 0,8-1,2,МОЛИБДЕН – 0,2-0,4,БОР – 0,2-0,6 ЦИНК – 5-7.

Факторы, поддерживающие плодородие:
1) Известкование;
2) Восполнение органического в-ва;
3) Сохранение oптимального баланса NPK.

Аватара пользователя
Глея
Старейшина
Сообщения: 1258
Зарегистрирован: Пн фев 25, 2013 6:28 pm

Re: Агрохимия и плодородие почвы

Сообщение Глея » Сб мар 09, 2019 11:23 pm

Плодородие почвы – это ее способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать условия для их нормальной жизнедеятельности.

Высокое плодородие почвы обеспечивает оптимальное питание растений. Формирование высокого урожая и полноценной по качеству продукции
для питания человека и кормов для животных.

В почве выделяются 3 фазы
: твердая, жидкая (почвенный раствор) и газообразная (почвенный воздух).

Почвенный воздух. Характеризуется повышенным содержанием СО2. Постоянный газообмен между почвой и атмосферой приводит к обогащению надземного слоя воздуха углекислотой и улучшает воздушное питание растений. Избыточное содержание СО2 в почвенном воздухе приводит к подкислению почвенного раствора, что в свою очередь приводит к усилению растворения минеральных соединений почвы (фосфаты, карбонаты и др.), то есть возрастает доступность питательных соединений. Избыток СО2 приводит к ухудшению дыхания роста корневой системы, а следовательно и растения в целом.

Почвенный раствор. Вода с растворенными в ней веществами (солями, кислотами, основаниями), газами и содержащимися в ней микроорганизмами называется почвенным раствором. Это самая динамичная и активная часть почвы. Содержание в нем катионов и анионов определяется, в первую очередь, типом почвы.

Для питания растений особенно важно содержание и соотношение
в растворе Ca, Mg, K, NH4,NO3, SO4, H2PO4 ионов.

Концентрация солей в почвенном растворе зависит от типа почвы.
Обычно она составляет сотые доли процента (около 0,05%).
При концентрации солей в почвенном растворе более 0,2%, они оказывают вредное влияние на растение. На засоленных почвах концентрация солей может достигать нескольких процентов.

Изучение свойств и состава почвенных растворов, а также физиологических особенностей растений позволило разработать метод гидропоники. Этот метод широко используется в практике мирового сельского хозяйства.

Твердая фаза почвы состоит из минеральной части (90-99% массы твердой фазы) и органической.

Органическое вещество почвы – это совокупность всех органических веществ, находящихся в форме гумуса и остатков животных и растений. Содержание гумуса в почве – важный показатель ее потенциального плодородия, активности в ней всех биологических процессов. На долю гумуса приходится 85-90% от общего количества органического вещества почвы.

Количество гумуса в пахотных почвах зависит от типа почвы, природно-климатических условий, специализации севооборота, характера и интенсивности земледелия.

При рациональном применении органических и минеральных удобрений в севооборотах с многолетними бобово-злаковыми травами содержание гумуса в почве возрастает, а качество его улучшается.

Если удобрения не применяются, содержание гумуса снижается, что подтвердили исследования во всех зонах
нашей страны.

Содержание гумуса в основных типах пахотных почв (по В.И.Тюрину)

Почва: содержание гумуса в пахотном слое, %
Дерново-подзолистая: 2-4
Серая лесная оподзоленная: 4-6
Черноземы:
- выщелоченный: 7-8
- мощный: 10-12
- обыкновенный: 6-8
- южный: 4-5
Темно-каштановая: 3-4
Каштанова и светло-каштановая: 1.5-3
Серозем: 1-2
Краснозем: 5-7

Аватара пользователя
Глея
Старейшина
Сообщения: 1258
Зарегистрирован: Пн фев 25, 2013 6:28 pm

Re: Агрохимия и плодородие почвы

Сообщение Глея » Вс мар 10, 2019 12:39 am

Мелиорация Са0,СаС03, мергель (магний)-сам лучший, метсные залежи. Р-мука, явл-ся длительным удобрением, медленно раств-ая, медленно взаимод-т, потребляется медленнопоседействие-30 лет. Са(Р04)3.

Влияние удобений на кач-во продукции
белки, жиры, углеводы, витамины, зольные в-ва.
зерновые:…
сах свекал….
картофель….
овощные-витамин С, каротин. углеводы.
Еще есть и корма. Нитраты обнаруж-с я в бахчевых., голландская культура.

Нуклеиды-цезий и стронций-долго сохр-ся в почве. душат К удобр, известью. Контроль осущ-ся только на кормах и молоке больше всего. В продукции сниж-т цезий, стронций-методом разбавления-добавление, смешать с сеном, соломой.

Зеленое удобрение.

Негативное действие удобрений наблюдалась только в годы конца 20 века, когда была задач на получение мах урожая. дозы мин удобрений по 200-300-400кг на гектар. Негативное дейтсвие чаще всего проявляется, когда вносят азот, без Р и К сопутствующих, связано с подкислением азотными д дуобрениями, это распр-ся на растения. на микрофлору, это потери азота в атмосферу и вымывание его, движение по элементам рельефа, смыв с повер-ми водами, выщелачи-ие талыми водами, перенос в водоемы, эвтрафикация водоемов-их зарастание, потеря 02, появл-ие водорослей, удушение рыбы.

Аватара пользователя
Глея
Старейшина
Сообщения: 1258
Зарегистрирован: Пн фев 25, 2013 6:28 pm

Re: Агрохимия и плодородие почвы

Сообщение Глея » Пн мар 11, 2019 12:37 am

Изменение плодородия и св-в почвы при длительном применении удобрений

1.Влияние агрохимических средств на химические и физ, св_ва почв.
Систематич. применение орг и минер. удобрений меняет физико-химические св-ва почв. Многолетнее внесение навоза кА кправило увеличивает кол-во орг. в-ва и емкость поглощения почв, снижает обменную и гидролитическую кис-ть и увел-т СНО. те улуч-т физ-хим св-ва. Совместное применение навоза на черноземе с ми. удобр. повысило гумус на на 12,6 т с га, азота-на 0,7 т, плотность понизилась, общая и капиллярная влагоемкость возрастает на 3%, воз-т водопроницаемость, и общая порозность на 3%.

От длительного применения мин. удобрений св-ва почв ухудшаются. тк поглощаются почвой катионы из удобрений и подкисл-ся реакция почвенного р-ра при втыеснении из ППК Н и Al, а так же физиологич. кис-ю азотных и калийных удобрений.

Систематическое применение физиологически кислых азотных удобрений (например, аммиачной селитры) ухудшает агрохимические свойства почвы: снижает сумму поглощенных оснований и степень насыщенности основаниями, повышает обменную и гидролитическую кислотность, что значительно снижает урожай культур, например ячменя.
Применение физиологически кислых форм минеральных удобрений приводит также к резкому обеднению пахотного горизонта кальцием и магнием. Таким образом, длительное внесение минераль-ных удобрений на кислых землях приводит не только к нерациональ-ному их использованию, но и отрицательно влияет на плодородие почвы. Плодородие почв, ухудшенное длительным применением минеральных удобрений, последующим известкованием восстанавли-вается очень медленно и не полностью.

Система удобрения на кислых почвах высокоэффективна при правильном сочетании с известкованием. Известкование – непременный фон для наиболее полного использования питательных веществ удобрений. Известь, внесенная в почву совместно с органическими удобрениями (навоз, торфокомпосты), понижая кислотность, сущест-венно изменяет условия их разложения.

Известкование изменяет соотношение кальция и калия в почве в сторону резкого преобладания кальция. Нарушение нормального соотношения между кальцием и калием отрицательно сказывается на развитии и урожае растений, особенно льна, картофеля, люпина, трав и кукурузы, поэтому дозы калийных удобрений на произвесткован-ных почвах следует увеличивать.

При правильном применении удобрений (на фоне навоза или изветскования, внесения добавок для нетйрал-ии). кисл-ть не увелич-ся.

Известкование, понижая кислотность почвы, уменьшает рас-творимость фосфоритной муки и, следовательно, ее эффективность.

На нейтральных черноземах и близких к нейтральным некоторое подкисления от удобрений можно даже считать положит-м, тк становятся более подвижны многие соединения и доступны растениям.

При промывном режиме на дер-подз и серых лесных изменения отудобрений проявл-ся в пах и более глубоких слоях. Ибо много ос, + идет подкисления от высоких доз удобрений мин-х, обр-ся исключительно подвижные орг соед-я от внесения навоза , а также петизация поч. коллоидов под влиянием одновал кат-в из удобрений и их вымывание за пределы пах слоя. Чем легче гран состав и выше доза удобрений, тем сильнее выражен процесс вымывания коллоидов.

Под вл-м систематич. вносимых удобрений рост урожая ведет к увелич-ю кол-ва пожнивно-корневых остатков в почве, чье разложение обусл-т новообразование органических коллоидов в пах слое и наряду с петизацией более крупных почвенных частиц приводит к увеличению содержания в нем илистой фракции.

На сероземах систематич. применение навоза и мин удобр не оказ-т сущетсвенног вл-я на реакцию почвенного ра-ра, ибо он карбонатен и буфферен.

Длительное применение органич. и минеральных удобрений увеличивает общее содержание С и азота (по сравн-ю с контролем) в бедных гумусом дерново-подзолистых и сероземах, мало влияя на черноземы.

Навоз и мин удобрения не изменяют групповой состав орг в-ва различных почв. Длительное применение удобрений сопровож-ся обогащение почвы подвижным орг в-м, находящимся в ранних (гидрофильных стадиях гумификации, химически «молодых», более биохимически активных орг. соединений, обогащает почву подвижным, доступным растениям азотом. Наиболее сильно это действие удобрений-на дерн-подз. менее-на черноземе., очень слабо на сероземе.

Внесение удобрений сопровождается фиксацией (необменное полощение)азота в виде иона аммония глинистыми минералами, что уменьшает его доступность растениям.

При систематическом внесении удобрений увелич-ся валовое содержание фосфора, повыш-ся подвижность фосфатов. В Дерново-подз-х преобладают фосфаты R203 в черноземе-Са.

К в дерново-подзолистых и серых лесных повыш-ся обменный К, а необменный мало меняется. В пах слое черноземов преобл-т необменно поглощенный К, а обменный мало возрастает. в Сероземы увелич. содерж-е как обменного так и необменного (поглощенного К).

При систематическом примен-ии удобрений идет фиксация одновалентных кат из удобрений К и аммония почв. коллоидами. Ибо кат. входят внуть кр. решеток минералов. Необменное поглощение кат. снижает доступность их растениям и Коэф. использования азотных и калийных удобрений. Фиксация зав-т от почвы. Дерново-подзолистые слабо фик-т К, ибо кислая реакция р-ра, ненасыщ-ть основаниями, мало орг в-ва, высокая влажность. Известкование и длительное применение навоза повышает фиксир-ую способность кислых почв к К по срав-ю с мин. удобр-ми.

Длит-е внесение азотных удобрений-увелич. кол-во фиксированного аммония в почве. Тяжелые почвы лучше его фикс-т. При совместном внесении азотны, калийных удобрений фиксация аммония сниж-ся, ибо конкуренция.
Совместное внесение азотных и калийных удобрений сущест¬венно не снижает фиксацию калия, так как в черноземах интенсивно протекают процессы нитрификации. В каштановых почвах и сероземах многолетнее применение удобрений приводит к увеличению количества необменного калия и аммония. Переход этих катионов в необменно-поглощенное состоя¬ние связан с преобладанием гидрослюдистых минералов в составе илистой фракции почв. Большое значение имеют также щелочная реакция почвы, насыщенность двухвалентными основаниями и периодическое пересыхание почв в условиях жаркого климата сухостепной и пустынной зон. По содержанию обменного калия и фиксированного аммония почвы располагаются в такой последовательности: дерново-подзолистые < серые лесные < черноземы < каштановые < сероземы.

В пределах одного типа количество необменных катионов возрастает от почв легкого к почвам тяжелого гранулометрического состава. Закрепление азота в почве в виде необменно-поглощенного аммония происходит в первые годы систематического применения удобрений, и при заполнении емкости фиксации дальнейшего увеличения количества фиксированного аммония при внесении удобрений не происходит.
Фиксация калия на дерново-подзолистых почвах небольшая и не представляет опасности.

Следовательно, агрохимические средства оказывают комплекс¬ное воздействие на плодородие и свойства почвы:
1. Подкисляют или подщелачивают почвенный раствор.
2. Улучшают или ухудшают агрохимические свойства почвы.
3. Усиливают или ослабляют биологическую и ферментативную активности почвы.
4. Способствуют усилению или ослаблению физико-химиеского и химического поглощения.
5. Способствуют мобилизации или иммобилизации токсических элементов и радионуклидов.
6. Усиливают процессы минерализации или синтеза гумуса в почве.
7. Ослабляют или активизируют биологическую фиксацию N2 из атмосферы.
8. Усиливают или ослабляют действие других питательных
элементов почвы или удобрений.
9. Способствуют мобилизации или иммобилизации биогенных макро- и микроэлементов почвы.
10. Вызывают антагонизм или синергизм ионов в почве при поглощении растениями, что влияет на обмен веществ.

Оптимизация плодородия почв'- важнейшая проблема агро¬химии независимо от направления земледелия. Благодаря разработкам научно-исследовательских учреждений и особенно данным длительных стационарных опытов с удобрениями в Географической сети стала возможной оптимизация плодородия почвы по агро¬химическим и агрофизическим показателям. Показатели плодородия почвы являются оптимальными в том случае, если они обеспечивают формирование высокого урожая и качества продукции всех культур севооборота, повышают экономическую эффективность и улучша¬ют экологическую ситуацию в конкретном агроценозе. Оптимальные параметры плодородия почвы должны соответствовать биологи¬ческим требованиям всех культур севооборота и способствовать реализации их потенциальной продуктивности.

Ответить