Курсовая работа
по сельскохозяйственной экологии
Тема: Агроэкологическая оценка и разработка экологическибезопасных технологий системы земледелия или её звеньев в СХП «Колос»Кусинского района
2010
Содержание
Исходные данные
Введение
1. Агроклиматические и почвенные ресурсы
2. Особенности формированиясевооборотов
3. Разработка системы обработки почвы
4. Планирование норм удобрений под сельскохозяйственныекультуры
4.1 Планирование урожайности
4.2 Расчет доз удобрений подзапланированный урожай
5. Баланс питательных элементов в севообороте
6. Почвенно-экологическая оценка
7. Биоэнергетическая оценка эффективности технологиипроизводства сельскохозяйственной продукции
Литература
Исходныеданные
1. Почвенно-климатическаяагрозона
1.1. Горно-лесная
1.2. Почвы – серыелесные оподзоленные 10 %
1.3. серая леснаяоподзоленная 90 %
2. Рельеф
2.1. Горный
2.2. Склоны юго-восточнойэкспозиции с уклоном 30 — 80 %
2.3. Склоны южнойэкспозиции с уклоном 50 – 20 %
Исходные показатели
1. Объемная массаметрового горизонта – 1,1 г/см3
2. Содержание гумуса– 3,96 %
3. РНсол– 5,7
4. Содержание подвижногофосфора по Чирикову – 40 мг/кг, калия – 70 мг/кг почвы
Площадь пашни 1500 га
Введение
Система земледелия должнастроиться на использовании энерго- и ресурсосберегающих технологиях,направленных на обеспечение повышения почвенного плодородия, развитияэкологически безопасных агроэкосистем. Технологии, которые направлены наповышение плодородия почв, приводят к негативным экологическим последствиям, кснижению экономической эффективности сельскохозяйственного производства и ксоциальной напряженности.
В связи с этим дальнейшаяинтенсификация сельскохозяйственного производства на этом фоне не дает должнойотдачи в повышении продуктивности пашни, становится крайне затратной инеустойчивой, ведет к ухудшению экологической обстановки.
Недостаточно изученыэкологическая, экономическая и технологическая сущность и причины отрицательныхявлений в сельскохозяйственном производстве. Поэтому в основе современногонаучного подхода должен быть системный метод как непременное условие успешногоразвития земледелия.
Основа любой системыземледелия — севооборот. Оценку и роль его в современном земледелии проводят потаким критериям: биологизация земледелия, регулирование режима органическоговещества почвы и элементов питания, поддержание удовлетворительногоструктурного состояния почвы, регулирование водного баланса агроценозов,предотвращение эрозии и дефляции, регулирование фитосанитарного состоянияпосевов и почвы.
По мере роста масштабовиспользования научно – технических достижений в сельскохозяйственномпроизводстве необходимость грамотного учета природной составляющей существенновозрастает. Научно – техническая революция повысила значимостьквалифицированного труда как источника материального богатства, но не можетустранить природу как источник естественных сил и вещественных элементовпроизводства. Земля по прежнему остается матерью богатства.
Весьма актуальнойостается задача оптимизации приемов защиты растений от сорных растений ивредных организмов. В настоящее время очевидно, что система защиты растенийдолжна быть интегрированной, основываться на регулировании численности вредныхорганизмов до экономически целесообразного экологически безвредного уровня.
1. Агроклиматические и почвенныересурсы
Хозяйство СХП Колоснаходится в горно-лесной зоне в Кусинском районе.
Горно-лесная зоназанимает северо-западную часть области, включает Ашинский, Катав-Ивановский,Кусинский, Нязепетровский и Саткинский районы. На ее территории расположеныгорода Аша, Златоуст, Катав-Ивановск, Сатка, Кыштым, Верхний Уфалей, Усть-Катавс мощной промышленностью. Эта зона области отличается от других зон самымкоротким периодом с температурой выше 10 °С – 110…120 дней, из которых без заморозков в воздухе 90…100,на почве 85…90 дней. В годы, когда случаются в поздние весенние и ранниеосенние сроки, безморозный период сокращается до 80 дней. Сумма эффективныхположительных температур в горно-лесной зоне 1900…2000 °С, при этом за период активнойвегетации растений выпадает 270…300 мм осадков при гидротермическомкоэффициенте (ГТК) 1,4…1,8. Поэтому при относительном недостатке тепла условияувлажнения в зоне хорошие. Зима в горно-лесной зоне продолжительная и снежная.Период с устойчивым снежным покровом длится 160…170 дней.
Таблица 1 – Агроклиматическаяхарактеристика зоныЗона Сумма осадков, мм Сумма активных температур, град. Прод-ть периода с t>10°C, дней ГТК Прод-ть безморозного периода. дней Прод-ть снежного периода, дней Высота снежного покрова, см За год За вегетац. период Горно-лесная 535-623 250-300 1500-1800 103-120 1,4-1,8 30-70 90-170 60-70
Рельеф местности вовзаимодействии с другими факторами играет существенную роль в развитиипочвообразовательных процессов, в формировании тех или иных агрономическихпризнаков (свойств) почвы. В Зауралье он обуславливает многие закономерности враспределении почв.
Рельеф играет большуюроль в процессах функционирования биосферы и в почвообразовании. Мега- имакрорельефы участвуют в формировании воздушных масс и перераспределении теплаи влаги по земной поверхности, определяя климат и погоду.
Мезо- и микроформы рельефаперераспределяют тепло и влагу в пределах склонов, повышений и понижений. Ониопределяют особенности микроклимата и глубину залегания грунтовых вод, темсамым формируя мезо- и микроэкосистемы с характерными особенностями почвенногопокрова.
Большое влияние рельефоказывает на формирование агроэкосистем и хозяйственную деятельность человека. Впоследние годы разрабатываются адаптивно-ландшафтные системы земледелия, вкоторых рельеф является одним из ведущих факторов выбора культуры и технологийих выращивания.
Таблица 2 – Оценка агроклиматическихусловий хозяйстваПоказатели Средние многолетние По хозяйству за последние три года 2004 2005 2006 Сумма активных t° за вегет-й период, °С 2000 1700 1900 2000 Сумма осадков за этот же период, мм 280 310 300 250 ГТК 1,4 1,8 1,6 1,3
Гидротермическийкоэффициент рассчитывается по формуле Селянинова Г.Т. (1):
К = 10 Р / t, (1)
где Р – сумма осадков запериод с температурой > 10 °С, мм; t – сумма температур за это же время, °С.
ГТК для СХП «Колос»составляет 10 * 250 / 2000 = 1,25, что говорит об удовлетворительном увлажнениив Кусинском районе.
Из таблицы видно, чтообеспеченность культур теплом и осадками хорошая. Если смотреть отдельно погодам, то видно, что сумма активных температур за вегетационный период и суммаосадков находятся в обратной зависимости, т.е. чем выше температура, тем меньшеосадков. Например, если сравнить 2005 и 2006 года, то получится, чтотемпература в 2005 ниже, чем в 2006, следовательно, 2005 год был более влажный,чем 2006.
Дляпочвенного покрова горно-лесной зоны Челябинской области характерно сочетаниеподзолистого и дерново-подзолистого почвообразовательных процессов, поэтомуздесь расположены серые лесные почвы, а т.к. рельеф здесь гористый, то почвыотносятся к подтипу горных серых лесных. По степени развития подзолистого идернового процессов, и, следовательно, по содержанию гумуса в аккумулятивных горизонтахсерые лесные почвы подразделяются на светло-серые, серые и темно-серые.Темно-серые разновидности залегают на пологих склонах, формируютсяпреимущественно на делювии осадочных пород. Серые лесные почвы приурочены кболее крутым склонам и вершинам холмов. Процесс оподзоливания у серых лесныхпочв морфологически и физико-химически выражен сильнее, чем у темно-серых. Ониимеют небольшую мощность гумусового слоя – 16…20 см и низкое содержание гумуса– 3…5 %.
Серые лесные почвызанимают 10,5 % территории зоны и 67,1 % Важной особенностью почвенного покровагорно-лесной зоны является большая возможность развития процессов плоскостной(водной) эрозии. Объективной причиной этого является то, что половина пахотныхземель этой природной зоны имеет крутизну склонов 3° и более при годовой сумме осадков450…600 мм, причем летние осадки часто носят ливневый характер
Серые лесные почвы имеютслабокислую реакцию среды почвенного раствора. Более того, пахотные земли бедныазотом, фосфором, имеют низкую биологическую активность, в том численитрификационную способность, поэтому они нуждаются в мероприятиях по повышениюплодородия, а именно в применении противоэрозионных приемов земледелия,известкования, органических и минеральных удобрений.
Почвенныйпокров СХП Колос представлен– серой лесной оподзоленнной. Лесные горные почвы имеютбольшую крутизну склона (5°),что свидетельствует о значительном развитии эрозионных процессов. Поэтому наних необходимо разместить почвозащитный севооборот с исключением пропашныхкультур. К освоению предложен севооборот клевер – клевер – пшеница – горох –овес – ячмень. Серые горно-лесные оподзоленные имеют крутизну склонов до 5°. Здесь может проявлятьсяначальная форма линейной эрозии и требуется ограничение доли пропашных культурв севообороте. Здесь можно ввести зернопаровой севооборот пар – пшеница — ячмень.
Запасы гумусарассчитываются по формуле (2):
Г = М * 10000 * В * Р, (2)
где Г – запас гумуса,т/га; М – мощность горизонта, см; В – объемная масса, г/см3; Р –содержание гумуса, %.
Гс.г.-л. =0,20 * 10000 * 1,1* 3,96 / 100 = 87,12 т/га
Гс.л. = 0,35 *10000 * 1,1 * 3,96 / 100 = 152,46 т/га
По расчетам можно сделатьвывод, что серые лесные оподзоленные почвы имеют средние запасы гумуса (вметровом слое 127,4 т/га)… Поэтому на серых лесных почвах нужно вноситьорганические удобрения. Интенсивная обработка почвы способствует разложениюорганического вещества. Наиболее перспективным с точки зрения сохранения гумусаявляется бесплужное земледелие.
2. Особенности формированиясевооборотов
В основе формированиясевооборота лежит:
1. Регулированиережима органического вещества почвы и минеральных элементов питания.
2. Поддержаниеудовлетворительного структурного состояния почвы.
3. Регулированиеводного баланса агроценозов.
4. Предотвращениепроцессов эрозии.
5. Уменьшениезасоренности посевов.
6. Регулированиефитосанитарного состояния почвы.
Поданным расчетов органического вещества на серых лесных почвах гумуса содержится152,46 т/га. Это низкое содержание означает, что органические удобрения вноситьобязательно. Также известно, что серые лесные почвы бедны азотом, поэтомунеобходимо использовать минеральные азотные удобрения. Также целесообразнопополнять почву азотом с помощью зерно-бобовых культур, то есть включать всевооборот многолетние бобовые травы.
Изменения гумуса пахотныхпочв характеризуют его биологические потери (в результате усиленияминерализации и сокращения поступления в почву растительных остатков). Болеезначительных по сравнению с биологическими являются потери гумуса в условияхпроявления водной и ветровой эрозии.
Для борьбы с эрозиейнеобходимо применять противоэрозионную систему земледелия. Это может бытьпахота поперек склонов, посев кулис для задержания снега на склоновых землях.На склонах до 5°хорошие результаты дает гребнистая поперечная пахота.
Чтобы регулировать водныйбаланс агроценозов необходимо проводить ряд агротехнических, мелиоративных,лесомелиоративных приемов. Нужно проводить снегозадержание зимой,ранне-весеннее боронование, чтобы накопить, сохранить и продуктивноиспользовать влагу.
Борьбу с сорнякамицелесообразно сочетать с агротехническими приемами, направленными на созданиеблагоприятных условий для роста и развития культурных растений. Для борьбы ссорняками используют агротехнические, биологические – с помощью фитопатогенныхмикроорганизмов и вредных насекомых, химические способы – гербициды.
В регулированиифитосанитарного состояния почв определяющую роль играют агротехнические методы(выбор устойчивых сортов, оптимизация севооборотов, обработка почвы,регулирование сроков посева, густоты стеблестоя, своевременная уборка), которыедолжны дополняться биологическими методами регулирования численности вредныхорганизмов на уровне порога вредоносности, методами интерференции(использование феромонов, гормонов насекомых, репеллентов, аттрактантов).Химический метод связан с применением гербицидов. Без них невозможно избавитьсяот массового распространения карантинных вредителей.
На серых лесных почвахвведен пятипольный почвозащитный севооборот:
· клевер 300 га
· пшеница 300 га
· горох 300 га
· овес 300 га
· ячмень 300 га
3. Разработка системы обработкипочвы
С помощью системыобработки почвы достигаются следующие цели:
1. Придание почвемелкокомковатого структурного состояния и оптимального для растений сложенияпочвы (плотности, пористости и т.д.), при котором создавались бы благоприятныедля роста растений и микрофлоры условия водного, воздушного, питательного итеплового режимов;
2. Поддержаниехорошего фитосанитарного состояния почвы и посевов: заделка семян, подрезаниесорняков, уничтожение зачатков болезней и вредителей сельскохозяйственныхкультур;
3. Предотвращениеэрозионных процессов, чрезмерного переуплотнения почвы, уменьшение ее смыва,снижение непроизводительных потерь из почвы воды, гумуса, питательных веществ вцелях сохранения потенциального плодородия и защиты почвы от эрозии.
Хозяйство СХП Колосрасположено в Кусинском районе, в горно-лесной зоне. Площадь пашни 1500 га, изкоторых 10 % это серые лесные оподзоленные и 90 % серые горно-лесныеоподзоленные. Склоны южной экспозиции с уклоном 50–20 %, склоны ю-вэкспозиции с уклоном 30– 80 %. В данном хозяйстве размещено двасевооборота – полевой и почвозащитный. Для правильной обработки почвынеобходимо учитывать все особенности почвенного покрова данного хозяйства.