ОСНОВЫАГРОХИМИИ И ПОЧВОВЕДЕНИЯ
Содержание1. Элементы рельефа: макро-, микро- и мезорельеф,их роль в формировании почвенного покрова2. Уравновешенность питательного раствора,синергизм и антагонизм ионов3. Микроудобрения. Ассортимент и способы примененияСписок использованной литературы
1. Элементырельефа: макро-, микро- и мезорельеф, их роль в формировании почвенного покрова
Рельефом называют характер поверхноститой или иной территории[1]. Выделяют3 группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф.
Макрорельефом называют самые крупныеего формы — возвышенности, плато, равнины, ущелья и др., которые определяют общийоблик большой территории и являются чаще всего результатом проявления тектоническихпроцессов.
Мезорельеф — это формы рельефа меньшегоразмера: холмы, комы, озы, речные долины, потяжины, лиманы, падины и т.д., которыеобразовались в результате экзогенных процессов.
Микрорельефом называют формы, характеризующиесянезначительными площадью, глубиной или высотой:
- блюдцеобразные западинки, образовавшиеся в результате просадочныхявлений и имеющие площадь в несколько квадратных метров или в несколько десятковквадратных метров и глубину 10—40 см,
- бугорки высотой 30—60 см и диаметром у основания около 1м — результатжизнедеятельности землероев.
Эти формы характерны для зоны сухихстепей. В северных районах страны на лугах широко распространены кротовины.
Рельефоказывает большое влияние на характер почвообразования и свойства почв. От негозависит перераспределение влаги. Склоны из-за стока теряют часть влаги, в пониженияхже накапливается избыточное ее количество.
Срельефом тесно связан уровень грунтовых вод: на возвышенных местах он находитсяна значительной глубине, в понижениях нередко подходит к поверхности. Близкоезалегание грунтовых вод на пониженных участках приводит к образованию болот, а приих засоленности в условиях жаркого сухого климата — к формированию солончаков.
Вомногом рельеф определяет степень эрозии почв, так как они сильнее разрушаются поддействием воды в условиях пересеченной местности. Кроме того, он влияет на тепловойрежим почв: северные склоны получают значительно меньше тепла, чем южные, поэтомухуже прогреваются, что, в свою очередь, отражается на водном режиме и характерерастительности.
Часторельеф определяет интенсивность почвообразовательного процесса. Оподзоливание, например,сильнее происходит на плоских, хорошо промываемых участках, а не на склонах.
Особенновелика роль рельефа в горных районах, где от абсолютной высоты зависит структуравертикальной зональности почва от экспозиции склонов — наличие на одной и той жевысоте различных типов почв.
Микрорельефопределяет комплексность почвенного покрова, что особенно ярко выражено в сухихстепях. 2. Уравновешенностьпитательного раствора, синергизм и антагонизм ионов
Питательный растворпредставляет собойводный раствор веществ, необходимых растению для жизни и роста. Находясь в естественныхусловиях, растения получают их непосредственно из почвы, через корневую систему.
Почвенный раствор можно определитьтакже как жидкую фазу почв, включающую почвенную воду, содержащую растворенные соли,органоминеральные и органические соединения, газы и тончайшие коллоидные золи. В.И.Вернадский считал почвенные растворы одной из важнейших категорий природных вод,«основным субстратом жизни», «основным элементом механизма биосферы» [2].
Почвенным(питательным) раствором называют влагу, находящуюсяв почве и содержащую в растворенном состоянии органические и минеральные веществаи газы[3]. Почвенныйраствор образуется в результате взаимодействия воды, поступающей в почву, с ее твердойфазой и растворения некоторых органических и минеральных веществ и их производных.
Посоставу и концентрации почвенного раствора все почвы делят на две группы — незасоленныеи засоленные. Незасоленными называют такие почвы, в которых концентрация почвенногораствора невелика и сухой остаток водной вытяжки не превышает 0,25%. К засоленнымотносят почвы с высокой концентрацией почвенного раствора и сухим остатком воднойвытяжки, превышающим 0,25%.
Составпочвенного раствора в незасоленных почвах определяется характером и интенсивностьюбиологических процессов, особенностями материнских пород и почвообразования, составомобменных катионов почвы. В почвенном растворе этих почв находятся как минеральные,так и органические соединения.
Изминеральных соединений наиболее распространены бикарбонаты кальция и магния — Са(НСОз)2,Mg(HCO3)2,в меньшей степени встречаются КНСО3 и NaHCO3, сульфаты кальция, магния, калия и натрия, нитраты и фосфатыэтих же катионов.
Органическиесоединения почвенного раствора представлены различными кислотами (щавелевой, виннойи др.) и их солями, а также водорастворимыми гумусовыми веществами, ведущее местосреди которых принадлежит фульвокислотам и фульватам одно- и двухвалентных катионов.В кислых почвах, кроме того, в состав раствора входят фульваты железа и алюминия.
Взасоленных почвах состав и концентрация почвенного раствора зависят от состава иколичества легкорастворимых солей, находящихся в самой почве. Преобладающее значениев составе таких почв имеют минеральные соединения, из которых чаще всего присутствуютследующие: хлориды — NaCl, CaCl2, MgCl2, КCl, сульфаты — Na2SO4, MgSO4, CaSO4, карбонаты — Na2CO3, и MgCO3; бикарбонаты — NaHCO3, Mg(HCO3)2,Са(НСОз)2. Из органических соединений в незначительном количествевстречаются гуматы одновалентных катионов.
Состави концентрация почвенного раствора как в засоленных, так и в незасоленных почвах,непостоянны, и изменяются в течение вегетационного периода. Это объясняется динамикоймикробиологических процессов, различной интенсивностью усвоения питательных веществрастениями в течение вегетации, вымыванием растворенных соединений осадками или,наоборот, подъемом их с грунтовыми водами.
Физическоесостояние почвенного раствора неоднородно: часть его находится в форме пленочнойвлаги и недоступна растениям, остальная часть — в виде капиллярной и гравитационнойвлаги и легко усваивается растениями.
Почвенныйраствор обладает определенным осмотическим давлением. У незасоленных почв оно составляет0,2–0,3 МПа, у засоленных часто превышает 1–2 МПа.
Важноесвойство почвенного раствора — его реакция, по характеру которой выделяют кислые,нейтральные и щелочные растворы. Кислая реакция определяется наличием в раствореорганических и минеральных кислот и кислых солей, щелочная — карбонатами и бикарбонатаминатрия, кальция и магния.
Почвенныйраствор служит основным и непосредственным источником элементов питания для растений,так как из него растения усваивают большинство питательных веществ. Он создает определеннуюсреду, в которой развиваются микроорганизмы, и служит, поэтому основным регулятороммикробиологической деятельности.
Нов ряде случаев почвенный раствор может оказать и неблагоприятное воздействие наусловия жизни организмов и почвообразовательный процесс.
Привысокой концентрации почвенного раствора наступает так называемая физиологическаясухость, когда имеющиеся в растворе элементы питания не могут быть усвоены микроорганизмамии растениями. Объясняют это тем, что осмотическое давление концентрированного почвенногораствора значительно превышает осмотическое давление сока в клетках корней или плазмемикроорганизмов.
Кислаяи щелочная реакции почвенного раствора подавляют развитие и деятельность микроорганизмов.К этому же приводит и присутствие в почвенном растворе ряда соединений, которыедаже при малой концентрации губительны для растения. К таким соединениям относятсясода, сероводород и закисные формы железа.
Почвенныйраствор играет большую роль в почвообразовании. Так, кислая его реакция способствуетподзолообразованию, а высокая концентрация легкорастворимых солей приводит к образованиюсолончаков или солончаковатых почв.
Концентрацию почвенного растворауменьшают промыванием почвы пресными водами. Состав его изменяют внесением удобрений,а реакцию — известкованием или гипсованием[4].
Длявыделения почвенного раствора используют методы: выжимание раствора под давлениемна специальных прессах, центрифугирования и замещения (вытеснения) другой жидкостью.Количество выделяющегося почвенного раствора зависит от водоудерживающих свойствпочвы и степени ее увлажнения. Получение почвенных растворов центрифугованием возможнолишь в почвах с влажностью, близкой к полной влагоемкости. Выделение почвенногораствора замещением его другой жидкостью заключается в том, что через колонку, заполненнуюисследуемой почвой с естественной влажностью, сверху просачивается вытесняющая жидкость.Наиболее удобен для этой цели этиловый спирт. Почвенный раствор собирается в приемник.Для улучшения фильтрационных свойств тяжелых почв их рекомендуется смешивать с хорошоотмытым кварцевым песком. При использовании указанных методов после выделения растворав почве остается еще некоторое количество влаги.
Преимуществоуказанных методов — возможность получения растворов при влажности, характерной дляпочв в вегетационный период, поэтому практически динамику почвенного раствора можноизучить лишь этими методами.
Составжидкой фазы почвы в почвоведении также изучают лизиметрическим методом. Этот методоснован на исследовании просачивающихся через определенную толщу почвы дождевыхили талых вод, которые собирают в специальный приемник. Недостаток всех лизиметрическихустановок — возможность получения растворов лишь в периоды сильного увлажнения почв.
Всеметоды выделения почвенных растворов трудоемки и не получили широкого распространенияв практике научных исследований, кроме лизиметрических стационаров.
Некотороеприближение к познанию состава почвенных растворов дает метод извлечения солей изпочвы водной вытяжкой в соотношении почва: вода = 1:5. Простота и доступность методаводной вытяжки сделала его массовым при определении засоленности почв и содержанияводорастворимых элементов питания растений.
Сравнительноепредставление о составе почвенного раствора и водной вытяжки из солончака дают следующиеданные в м.-экв. на 100г почвы (табл. 1).
Таблица 1 Вытяжка Раствор
Cl- 39,4 42,4
SO42- 14,1 7,0
Na+ 37,0 36,4
Mg2+ 12,0 12,6
Ca2+ 4,6 0,6 3. Микроудобрения. Ассортимент и способы применения
Нафоне высоких доз минеральных удобрений при их длительном применении на разных почвахначинается ощущаться недостаток микроэлементов. Так, потребность в микроэлементахпроявляется у растений особенно после полного их удовлетворения азотом, фосфором,калием, магнием.
Особенночасто такая ситуация складывается на бедных элементами питания песчаных и супесчаныхпочвах, в орошаемых севооборотах, на осушенных торфяниках. В таких условиях растенияположительно реагируют на микроудобрения. Микроудобрения широко используют в овощеводстве,особенно в защищенном грунте.
В культурах закрытого грунта рольмикроэлементов возрастает.
Микроудобрения — удобрения, содержащиемикроэлементы, вещества, потребляемые растениями в небольших количествах.
Иными словами, растительные организмыпотребляют микроэлементы в небольших количествах, но без них невозможны нормальныерост и развитие растений, поскольку замедляются ферментативные реакции, что приводитк ухудшению обмена веществ, уменьшению интенсивности дыхания, фото- и биосинтезаи др.
Высокая эффективность микроудобрениядостигается только при достаточном обеспечении растительных организмов основнымипитательными веществами, входящими в состав азотных, калийных и фосфорных удобрений;вместе с тем использование микроудобрения повышает эффективность действия макроудобренийна 10-12%. Наибольший эффект в возрастании урожаев сельскохозяйственных культури улучшении их качества (например, увеличение содержания сахара в корнях сахарнойсвеклы и крахмала в клубнях картофеля) достигается при сбалансированном применениимикроудобрения и макроудобрений.
Питательными веществами микроудобренийявляются микроэлементы (бор, медь, молибден, цинк, кобальт и др.), потребляемыерастениями в небольших количествах. Все элементы участвуют в сложных преобразованияхорганических веществ, образующихся в процессе фотосинтеза. Растения для образованиясвоих органов – стеблей, листьев, цветков, плодов, клубней – используют минеральныепитательные элементы в разных соотношениях.
В соответствии с этим, традиционнов земледелии нашей страны применяются борные, марганцевые, молибденовый, кобальтовые,медные и цинковые удобрения. Также используют полимикроудобрения, в составе которых2 и более микроэлементов.
Перечень наиболее широко употребляемыхмикроудобрений приведем в таблице 1.
Таблица 1 – Наиболее распространенныемикроудобренияЭлемент Название удобрения Содержание действующего вещества, % Бор (В) Борная кислота 17 Борат натрия (бура) 11 Молибден (Мо) Молибденовая кислота 53 Молибдат аммония 52 Молибдат аммония-натрия 36 Медь (Cu) Сульфат меди (медный купорос) 24 Марганец (Mn) Сульфат марганца 21 – 24 Марганцовокислый калий (марганцовка) 35 Кобальт (Со) Сульфат кобальта 18 – 20 Железо (Fe) Сульфат железа (железный купорос) 21 – 24 Хелат железа
Этивещества содержат микроэлементы в концентрированном виде, все они хорошо растворимыв воде, поэтому используют их чаще всего в виде внекорневых подкормок или для предпосевнойобработки посевного материала.
Лучшимспособом применения микроудобрений является введение их в состав обычных или комплексныхминеральных удобрений. Таким образом, изготовляют боратовый, марганизованный, молибденовыйи цинковый суперфосфаты, нитрофоски и другие удобрения.
Предпосевную обработку семян проводятопрыскиванием или опудриванием. Опрыскивают семена растворами; концентрация микроудобренийпри этом для каждого микроэлемента особая. Опудривают семена сухими порошками, причемчасто совмещают этот прием с протравливанием семян ядохимикатами.
Однако микроудобрения вносят и подосновную вспашку и при посеве, используя в таких случаях другие удобрения.
Такимобразом, в качестве микроэлементов применяют соли микроэлементов, отходы промышленности(шлаки, шламы), фритты (сплавы солей со стеклом), хелаты (соединения органическихвеществ с металлами, например Zn, Cu, B, Mo, Fe, Co) и др. Микроэлементы содержатсятакже в органических удобрениях.
Остановимся несколько подробнее наиспользовании борных удобрений.
В борных удобрениях растения большевсего нуждаются на дерново-подзолистых, дерново-глееевых, красноземах и других почвах,периодически подвергающихся известкованию. Известкование провоцирует перевод борав труднодоступную для растений форму. Эффективны эти удобрения и на других почвах,характеризующихся низким содержанием подвижного бора. В частности, растения испытываютнедостаток бора на легких почвах, в которых обычно мало содержится водорастворимойформы бора. В орошаемых почвах, где возможны потери водорастворимого бора, потребностьв борных удобрениях также увеличивается. В почвах, формирующихся в условиях недостаточногоувлажнения, растет потребность растений в боре в засушливые годы, а во влажные –снижается.
Наиболее отзывчивы на бор сахарнаясвекла, овощные растения, кормовые корнеплоды, лен, клевер, люцерна, подсолнечник,гречиха, зернобобовые, хлопчатник. Очень хорошо реагируют на бор и плодово-ягодныекультуры. Причем, повышается не только общая урожайность, но и качество продукции.В растениях увеличивается содержание белка, сахаров, крахмала, витаминов. Особенноважен бор при выращивании растений на семена: в них увеличивается содержание масел,улучшается всхожесть и энергия прорастания.
Опрыскивание семян перед посевомпроводят 0,05% раствором борной кислоты. Для получения такого раствора 1 г борнойкислоты растворяют в 2 литрах воды. Этого количества хватает для обработки 1 ц семян.
Для некорневой подкормки используютраствор борной кислоты — 100-150 г на 300-400 л воды (хватает для обработки 1 гапашни). Подкормку проводят, когда растения хорошо разовьют вегетативную массу. Борспособствует активизации фотосинтеза и углеводному обмену в растениях, усиливаяотток сахаров в репродуктивные органы, поэтому потребность в этом элементе у растенийвозрастает в период бутонизации – цветения. Перед наступлением этого периода и проводятборную подкормку. Обработку лучше всего производить в сухую безветренную погодув утренние или вечерние часы.
Для предпосевного внесения под большинствокультур рекомендуют дозу 1 кг д.в. на 1 га пашни, под лен, землянику и огурцы –0,5 кг/га. Ниже приводим список борсодержащих удобрений, используемых для предпосевноговнесения.
Гранулированный боросуперфосфат –содержит 18,5-19,3% Р2О5 и 1% Н3ВО3(борная кислота). Светло-серые гранулы содержат бор в виде хорошо растворимой вводе борной кислоты.
Двойной боросуперфосфат – содержит40-42% Р2О5 и 1,5% Н3ВО3.
Бормагниевое удобрение – содержитдо 13% борной кислоты и 15-20% оксида магния. Удобрение представляет собой отходпроизводства борной кислоты – тонкий порошок светло-серого цвета. Целесообразноиспользование этого удобрения на легких почвах, характеризующихся низким содержаниемне только бора, но магния. Рекомендуемые дозы для предпосевного внесения 100 – 150кг/га. Применяют его и для опудривания семян из расчета 300 – 500 г на 1 ц семян.
Борнодатолитовое удобрение – содержит12-13% борной кислоты. Порошок светло-серого цвета, полученный обработкой датолитовойпороды серной кислотой. Можно использовать не только для внесения в почву, но идля предпосевной обработки семян.
Борацитовая мука – представляет собоймелко размолотую борную руду, содержит около 10% бора.
Медные удобрения применяют в видепиритных огарков (0,3-0,5% Cu) и сульфата меди (около 23% Cu) главным образом наторфянистых и песчаных дерново-подзолистых почвах под зерновые (пшеница, ячмень,овёс; повышают урожай зерна на 2-3 ц с 1 га), овощные, лён, зернобобовые и др. Внесениеих ускоряет созревание урожая и улучшает качество — в овощах накапливается большесахаров, витаминов, у льна волокно становится более тонким и крепким.
Марганцевые удобрения — марганцевыйсуперфосфат (2-3% MnO), препарат, содержащий Mn (3,5-4,5% MnO), марганцевый шлам(12-22% MnO), мартеновский шлак (3,2-17,6% MnO), марганцевые фритты (7-21% MnO)и др. — используют в основном на чернозёмах, дерново-карбонатных и серых лесныхпочвах. Увеличивают урожай зерновых, овощных, ягодных культур и сахарной свёклыпримерно на 8-10 %.
Цинковые удобрения — сульфат цинка(до 25% Zn), шлаки (2-7% Zn), цинковая грязь, отходы медеплавильных заводов, хелатыи фритты цинка — эффективны на карбонатных и известкованных почвах с нейтральнойи щелочной реакцией почвенного раствора. Повышают урожай и качество продукции сахарнойсвёклы, фасоли, гороха, льна, овса и др., устраняют болезни растений, вызываемыенедостатком Zn в почвах, например розеточность листьев, суховершинность.
Молибденовые удобрения — порошок,содержащий Mo (смесь молибдата аммония с наполнителем, не менее 10% Mo), молибдатаммония-натрия (не менее 36% Mo), молибденовый суперфосфат (0,05-0,1% Mo) — применяютна кислых дерново-подзолистых, серых лесных почвах и выщелоченных чернозёмах подбобовые (клевер, люцерна) и зернобобовые (горох, вика, бобы и др.) культуры. Повышаютурожай сена на 20-25 %, зерна на 15-20 %, при этом в продукте возрастает содержаниебелка и каротина.
Кобальтовые удобрения — сульфат кобальта,эффективен под бобовые культуры на дерново-подзолистых, особенно песчаных, и болотныхпочвах. Значительно увеличивает урожай и активизирует фиксацию атмосферного азотаклубеньковыми бактериями.
Хотелось бы отметить, что удобренияхороши при употреблении в научно обоснованных количествах. Большой избыток любогоудобрения не на пользу растениям, а через них и человеку. Во всем должна быть мера.В случае удобрений эту меру определяют химики-аналитики, проводящие химический анализпочв. Здесь уместно напомнить старую поговорку, которая гласит: «Нет плохих почв,а есть плохие хозяева».
Список использованной литературы
1. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвоведение: Учебник для вузов.– М.: ИКЦ «Март», Ростов н/Д.: Изд. центр «МарТ», 2004. – 496с.
2. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. Учебник для вузов.– М.: Владос, 1999г. – 384с.
3. Земледелие с почвоведением / А.М. Лыков, А.А. Коротков, Г.И. Баздырев, А.Ф.Сафонов. – М.: Колос, 1999. – 448с.
4. Мамонтов В.Г. Общее почвоведение: Учебник. – М.: КолосС, 2006. – 456с.
5. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. – М.: Колос,1987.
6. Федюшкин Б.Ф. Минеральные удобрения с микроэлементами: технология и применение.– Л.: Химия, 1989. – 270с.