Курсоваяработа
Агроэкологическаяоценка почв учхоза «Удрайское» Великолукского района Псковской области
Содержание
Введение
Глава 1. Характеристика агроэкосистемы
1.1 Географическое положение и климат учхоза «Удрайское» Великолукскогорайона Псковской области
1.2 Рельеф
1.3 Условия почвенного покрова
1.4 Условия почвообразования
1.5 Физико-химическая характеристика двух разновидностей
почв
1.6 Антропогенное использование территории
1.7 Возможные негативные экологические факторы
Глава 2. Оценка устойчивости почв к антропогенномувоздействию
Глава 3. Оценка продуктивности
Глава 4.Стратегия использования территории с точки зрения устойчивого развития сельскойместности
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Возникновение земледелиябыло связано с ростом численности человеческой популяции и необходимостьюустойчивого снабжения членов общества продуктами питания. Земледелие сильнее,чем другие виды деятельности человека, связано с выживанием. Именно для этойцели, сформировавшиеся в результате длительной эволюции саморегулируемыеприродные экосистемы, были заменены на агроэкосистемы.
Агроэкосистемы —измененные природные системы, которыми управляют для повышения продуктивности.
История мировогоземледелия — это история совершенствования различных агроприемов, применения ихв комплексе с другими, что позволило разработать системы земледелия, конкретныемероприятия, в которых учитывают различия почвенных и климатических условий тойили иной местности. Системный подход дает возможность земледельцу добиватьсямаксимальной продуктивности агроэкосистемы. С другой стороны, чем болееинтенсивно человек эксплуатирует агроэкосистему, тем большие суммарныеэнергетические затраты необходимы на ее поддержание в продуктивном состоянии.Источником дополнительной энергии служит преобразованная энергия топлива,тягловая сила животных и труд человека.
Сорта культурных растенийподвергаются искусственному, а не естественному отбору и, следовательно, самипо себе также неустойчивы и энергозатраты. Растущее население, ориентацияэкономики на экспорт продовольствия, развитие сельскохозяйственногомашиностроения и индустрии химизации сельского хозяйства приводит к тому, чтоагроэкосистемы становятся более искусственными и, соответственно,неустойчивыми, существующими только лишь за счет растущих энергетическихдотаций.
Перспектива потериплодородной земли — основного средства производства в сельском хозяйстве —заставляет все большее количество людей, занятых в этой сфере деятельности,искать варианты выхода из сложившейся ситуации, обращая внимание не только наотдельные приемы природоохранной агротехники, но и на концептуально новыесистемы земледелия, основанные на учете законов природы, круговоротов веществ.Эти системы земледелия ориентируются на сохранение почвы как живой системы,природную регенерацию воды и воздуха, получение экологически чистой продукции,экономное расходование энергетических и сырьевых ресурсов. Выход возможен вэкологической ориентации всего агроландшафта, в совмещении функций.
Цель данной курсовойработы – оценка конкретной агроэкосистемы учхоза «Удрайское» Великолукскогорайона Псковской области с учетом возможности ее оптимизации для получениянаибольших урожаев сельскохозяйственных культур.
Глава 1.Характеристика агроэкосистемы
1.1 Географическоеположение и климат учхоза «Удрайское»
1.2 Великолукскогорайона Псковской области
Учхоз «Удрайское»расположен на территории Горицкой волости Псковской области, в северной частиВеликолукского района в 30 км от районного центра и 350 км от областногоцентра.
Вся территория учхозаимеет вытянутую с севера на юг форму протяженностью 18 км. Общая земельнаяплощадь составляет 773 га, в том числе сельхозугодий 5363 га, из них пашня 5363га.
По агроклиматическимресурсам территория района относится к 4 центральному агроклиматическому районуПсковской области. Район выделяется меньшим количеством осадков при достаточнотёплом о продолжительном вегетационном периоде. Условия для возделываниясельскохозяйственных культур вполне благоприятные.
Средняя температураянваря от —7 до —8 °С, июля — от 17 до 17,5 °С. Сумма эффективных температур1479°С. Количество осадков 550—650 мм в год, в основном в летний и осеннийпериоды, значительно превышает испарение, около 400 мм. Продолжительностьвегетационного периода до 144 суток.
В целом климат можноохарактеризовать как умеренно-континентильный, но с заметным влиянием Атлантическогои Северного Ледовитого океанов. Общая годовая сумма притока тепла на 1 см2горизонтальной поверхности около 80 ккалорий. В целом по году радиационныйбаланс положительный, но с ноября по февраль отрицательный.
Кроме солнечной радиациибольшое значение на климат области оказывает повышенная циклоническаядеятельность атмосферы. В среднем за год проходит 129 циклонов, а антициклоновоколо 50.
Данный район благоприятендля выращивания разных овощных и кормовых корнеплодов, ранних и средних сортовкартофеля, льна, капусты белокочанной, озимой ржи, овса, ячменя.(3)
1.2 Рельеф
Территория учхоза«Удрайское» расположена на Волхов-Ловатской низменности, представляющейзаболоченную озерно-ледниковую равнину (Понизовщину). На общем низинном фоне наней возвышаются «острова», так называемые «увалы», имеющие тоже весьмаравнинный рельеф. Таким образом, на всей площади преобладает достаточноравнинный рельеф.(3)
В целом рельеф территориине препятствует широкой механизации полевых работ.
1.3 Условия почвенногопокрова
Основнымипочвообразующими породами на Ловатской низменности являются маломощныеозерно-ледниковые отложения разного механического состава, покрывающие морену.
Большая часть пахотныхугодий приурочена к довольно равнинным моренным поднятиям, так называемым «увалам».Почвы на них формируются моренные суглинки и различные двучленные отложения. Напашне преобладают среднеокульуренные некислые почвы. В целом же преобладаютдерново-слабоподзолистые легкосуглинистые и супесчаные почвы.(3)
Если анализировать данныетаблицы 1, можно сделать вывод, что в целом на почвах с подобнымиагрохимическими показателями невозможно получить, хотя бы средний урожай. Дляполучения урожаев близких к возможным необходимо повышение уровня плодородияпочв. Причем на таких почвах не достаточно одной компенсации выноса элементовпитания. Необходимо внесение удобрений с таким расчетом, чтобы баланспитательных элементов складывался с профицитом.
Таблица 1. Характеристикапочв хозяйстваВид с.-х.угодий Площадь, га Гумус % pHсол
Р2О5 мг/кг
К2О мг/кг Пашня Обследованная 2753,4 1,7 5,5 136,8 116,9 в т.ч. Осушенная 1620,6 1,8 5,6 147,8 105,1 Сенокос Обследованная 749,7 * 5,6 67 98,4 в т.ч. Осушенная 559,0 * 5,7 65,8 94,8 Выгон Обследованная 746,3 * 5 53,9 130,7 в т.ч. Осушенная 719,4 * 5 51,2 130,8 С.-х. угодья Обследованная 4249,4 * 5,5 109,9 116,1 в т.ч. Осушенная 2899,0 * 5,5 108,1 109,5
По классификацииН.Л.Благовидова, специально разработанной для почв северо-запада, почвыхозяйства относят к средне- и слабоокультуренным.
1.4 Условияпочвообразования
В основупочвенно-географического районирования Северо-Запада Европейской части РФположена схема почвенно-географического районирования, разработанная Почвенныминститутом имени В.В. Докучаева.
Согласно этой схеметерритория учхоза «Удрайское» относится к почвенно-биоклиматической подзонеюжной тайги и широколиственных лесов.
1.5 Физико-химическаяхарактеристика двух разновидностей почв
Таблица 2.Физико-химические свойства дерново-слабоподзолистой
среднесуглинистой почвыГоризонт Гл., см Гумус, %
Ca2+
Mg2+
Ca2++ Mg2+
мг-экв/100 г Нг
pHKCl мг-экв/100 г
Апах
А2
В
0-22
22-30
30-65
2,54
0,40
0,20
12,1
1,5
6,5
1,5
0,9
1,3
13,6
2,4
7,8
1,32
2,0
1,7
5,8
4,9
4,2
Таблица 3.Физико-химические свойства дерново-подзолистой
легкосуглинистойглееватой почвыГоризонт Гл., см Гумус, %
Ca2+
Mg2+
Ca2++ Mg2+
мг-экв/100 г Нг
pHKCl мг-экв/100 г
Апах
А2
В
ВС
0-15
20-30
35-45
70-80
3,79
1,32
0,43
0,35
7,2
4,2
8,4
10,0
0,4
0,6
5,8
9,4
7,6
4,8
14,2
19,4
2,34
2,50
1,90
не опр.
5,2
5,4
5,6
6,7
1.6 Антропогенноеиспользование территории
Таблица 4. Экспликацияземель хозяйства№ Угодья Площадь, га % К общей площади К площади с/х угодий 1 пашня 2651 34,3 49 2 сенокосы 1568 20,3 29 3 улучшенные сенокосы 313 4 5,7 4 пастбища 879 11,4 16,3 5 Всего с/х угодий 5411 * * 6 залежи 270 3,5 * 7 леса 418 5,4 * 8 кустарники 1042 13,4 * 9 болота 286 3,8 * 10 под водой 213 2,7 * 11 дороги 27 0,3 * 12 застройки 35 0,5 * 13 прочие земли 31 0,4 * 14 Всего 7733 * *
Численность работниковпредприятия составляет 235 человек. Учебно-опытное хозяйство имеет мясомолочноенаправление. Поголовье КРС составляет 1374 голов, в том числе 560 коров.Поголовье свиней-1174 голов, в том числе 135 голов основных свиноматок.
В растениеводствепреобладают такие культуры как зерновые, многолетние травы, картофель. Ихурожайность соответственно в среднем составляет 20 ц/га, 150 ц/га, 169 ц/га.
1.7 Возможныенегативные экологические факторы
В настоящее времясостояние атмосферы в районе зависит от наличия в ней загрязняющих веществ,поступающих от различных источников, находящихся как на сопредельныхтерриториях, так и на собственной территории. Источниками выбросовспецифических загрязняющих веществ 1 и 2 классов опасности являются предприятияхимической промышленности. Нынешнее состояние промышленности позволяет сделатьвывод о том, что средний уровень загрязненности воздуха пылью и оксидами азотав целом по району находится в пределах ПДК.
Значительный вклад взагрязнение атмосферы вносит автотранспорт. Автомобильнымидвигателями выделяется в воздух более 95 % оксида углерода, около 65 %углеводородов и 30 % оксидов азота.
Исследование природныхвод позволило выявить некоторые загрязнения нитратами, аммонием, железом имарганцем. Многие из этих загрязнений не имеют отношения к деятельностисельского хозяйства. Очаговые загрязнения почв тяжелыми металлами, в основном,приурочены к пригородной зоне и связаны, как правило, с выбросами транспорта,промышленных предприятий, бытовыми отходами.
Высокие цены наудобрения, известковые материалы, пестициды в значительной степени ограничилиих использование производителями товарной сельскохозяйственной продукции.Качество и безопасность агрохимикатов, применяемых в области, ихтранспортирование и применение находится под контролем многих контролирующих иинспектирующих организаций. Поэтому загрязнение почв и водных объектов сельскимхозяйством в настоящее время уменьшилось. Но это не означает, что опасностьотсутствует. Загрязнение есть и со временем оно будет увеличиваться. Поэтомусуществует большая обеспокоенность проблемами экологического характера состороны иностранных и российских организаций.
Глава 2. Оценкаустойчивости почв к антропогенному воздействию
Таблица 5. Оценка степениустойчивости почвСвойство Почва 1 балл Почва 2 балл
1. Геохимический ландшафт
2. Тип водного режима
3. Характер рельефа
4. Интенсивность разложения растительных остатков, %
5. Гранулометрический состав
6. Преобладающие глинистые минералы
7. Преобладающие первичные минералы
8. Мощность органогенного (гумусоаккумулятивного) горизонта, см
9. Запасы корней в слое 0-20 см, кг/м2
10. Содержание гумуса в слое 0-20 см, %
11. ЕКО, мг-экв/100 г
12. Степень насыщенности основаниями, %
13. Кислотность (рНKCl)
14. Мощность сезонноталого слоя, см
Элювиальный
Промывной
Террасы
21-30
средний суглинок
гидрослюды
карбонаты
22
2,54
20
80
5,8
50
5
5
5
3
4
3
5
3
1
2
2
4
3
2
Элювиальный
Промывной
Террасы
21-30
легкий суглинок
каолинит
биотит, амфиболы
15
3,79
18,5
79,5
5,2
50
5
5
5
3
3
1
3
3
1
3
2
4
2
2
1-я почва: 47 баллов / 14= 3 категория
2-я почва: 42 баллов / 14= 3 категория
Почвы относятся ксреднеустойчивым к антропогенному воздействию. Необходимы специальныемероприятия для их коренного улучшения.
Глава 3. Оценкапродуктивности
Продуктивность фитоценозаможно оценить теоретически по количеству ФАР и рассчитать по КОУ (климатическиобеспеченный урожай).
ПУ — потенциальнаяурожайность — это продуктивность биоценоза, которая теоретически могла бы бытьдостигнута при соблюдении всех правил агротехники в индивидуальных почвенных иагрометеорологических условиях. Лимитирующими факторами являются приход ФАР игенетические возможности. [3]
ПУ = Q * Kq / 100 * q *100,
где ПУ — потенциальныйурожай;
Q — сумма ФАР за период вегетациикультуры, ккал/га;
Kq — коэффициент усвоения ФАР посевами,%;
q — калорийность органическоговещества ккал/кг.
ПУт = ПУ * Км,
где ПУт – потенциальныйурожай товарной продукции;
Км – коэффициент хозяйственнойэффективности урожая.
Расчет по картофелю:
Q = 2,1 млрд. ккал/га
Kq -3,0 %
q — 4300 ккал/га
Км — 2,941
ПУ = 2,1 * 109* 3 / 100 * 4300 * 100 = 146,5 ц/га
ПУт = 146,5 ц/га * 2,941= 430,8 ц/га.
Расчет по овсу:
Q = 2,3 млрд ккал/га
Kq -3,0 %
q — 4400 ккал/га
Км — 0,506
ПУ = 2,3 * 109* 3 / 100 * 4400 * 100 = 156,8 ц/га
ПУт = 156,8 ц/га * 0,506= 79,3 ц/га.
КОУ (климатическиобеспеченный урожай) – продуктивность биоценоза, которая теоретически можетбыть достигнута при соблюдении всех правил агротехники на идеальной почве приреально складывающихся метеорологических условиях. [3]
КОУ = 100 * W / Kw,
где КОУ — климатическиобеспеченный урожай;
W – ресурсы продуктивной влаги, мм;
Kw – коэффициент водопотребления, ммга/ц.
W = W1 + P,
где W1 – запас влаги в почве перед посевом культуры, мм;
Р – сумма осадков,используемых растениями за период вегетации, мм
Р = Wгод * Х,
где Wгод – годовое количество осадков, мм
Х – коэффициентиспользования осадков растениями
Расчет по картофелю:
Wгод – 600 мм;
W1 – 120 мм;
Х – 0,7;
Kw – 185 мм га/ц.
Р = 600 * 0,7 = 420 мм.
W = 120 + 420 = 540 мм
КОУ = 100 * 540 / 185 = 292ц/га
а) Товарная продукция впересчете на абсолютно сухую массу равна
292 * 0,588 = 171,7 ц/га
б) Товарная продукция впересчете на стандартную влажность равна
292 * 2,941 = 858,8 ц/га.
Расчет по овсу:
Wгод – 600 мм;
W1 – 120 мм;
Х – 0,7;
Kw – 500 мм га/ц.
Р = 600 * 0,7 = 420мм.
W = 120 + 420 = 540 мм
КОУ = 100 * 540 / 420 =128,6 ц/га
а) Товарная продукция впересчете на абсолютно сухую массу равна
128,6 * 0,435 = 55,9 ц/га
б) Товарная продукция впересчете на стандартную влажность равна
128,6 * 0,506 = 65,1ц/га.
Выводы: 1) Потенциальнаяурожайность картофеля в пересчете на стандартную влажность составила 430,8ц/га, овса – 79,3 ц/га.
2) Климатическиобеспеченный урожай картофеля позднего в пересчете на абсолютно сухую массу составил171,7 ц/га, в пересчете на стандартную влажность — 858,8 ц/га. Климатическиобеспеченный урожай овса в пересчете на абсолютно сухую массу составил 55,9 ц/га,в пересчете на стандартную влажность — 65,1 ц/га.
ДВУ (действительновозможный урожай) – это урожай, полученный за счет почвенного плодородия. ДВУхарактеризует продуктивность агроэкосистемы, которая теоретически достижима присоблюдении агротехнологии в реально складывающихся метеорологических условияхна конкретном поле.
ДВУ определяетсяэлементом, находящимся в минимуме и находится по формуле:
ДВУ = Д / В, ц/га,
где Д – количествоэлементов питания, которое могло быть использовано из почвы, кг/ц/га;
В – вынос элементовпитания единицей продукции, кг/ц.
Расчет:
Пахотная дерново-слабоподзолистаялегкосуглинистая почва, Содержание элементов питания: Р2О5– 195,1 мг/кг, К2О – 168,3 мг/кг. Содержание гумуса 2,9 %. Апах – 18см. Плотность 1,25 г/см3.
Культура – овес.
Масса пахотного слояравна 10000 кв.м * 0,18 м * 1,25 т/м3 = 2250 т.
Определение ДВУ по азоту:
100 кг почвы — 2,9 %гумуса
2250000 кг — х
х = 65250 кг гумуса.
Содержание азота в гумусе5 %
65250 * 0,05 = 3262,5 кгазота.
Минерализация азота 1,5 %
3262,5 * 0,015 = 48,9 кгазота.
Растениями усваивается изпочвы 40 % азота
48,9 * 0,4 = 19,6 кгазота.
ДВУ = 19,6 / 3,7 = 5,3ц/га.
Определение ДВУ пофосфору:
Запасы Р2О5в Апах = 2,25 * 195,1 = 439 т/га.
Усваивается растениями 5%
439 * 0,05 = 21,9 т
ДВУ = 21,9 / 1,3 = 16,8ц/га.
Определение ДВУ по калию:
Запасы К2О вАпах = 2,25 * 168,3 = 378,7 т/га.
Растениями усваивается 10% из почвы
378,7 * 0,1 = 37,9 кг/га.
ДВУ = 37,9 / 2,6 = 14,6ц/га.
Вывод: ДВУ овсасоставляет 5,3 ц/га.
Глава 4. Стратегия использованиятерритории с точки зрения
устойчивого развитиясельской местности
Устойчивое развитиесельской местности – это любые формы освоения сельских территорий, связанные сих развитием, которое обеспечивает длительную сохранность природных ресурсов,культуры и является социально, экономически, экологически приемлемым исправедливым. [4]
В настоящее времясельская местность и сельское хозяйство как отрасль промышленности пришли вупадок. В первую очередь это связано с глобальными экономическими реформами,которые произошли в нашей стране на рубеже 20 века.
Первым этапом устойчивогоразвития сельской местности должно стать восстановление крупных с.-х.предприятий, которые, во-первых, обеспечат население России дешевыми икачественными продуктами питания, а во-вторых, дадут рабочие места большомуколичеству людей.
Следует запретить продажуземель, предназначенных для с.-х. использования под другие цели, а такжеперевод этих земель в другие категории землепользования. На современном этапевсе это чрезвычайно важно для обеспечения продовольственной безопасности инезависимости России.
Заключение
Агроэкологическая оценкаучхоза «Удрайское» Великолукского района Псковской области показала, что почвыданной территории относительно устойчивы к антропогенному воздействию инезависимо от этого требуют разработки мероприятий по повышению плодородия почви оптимизации агроэкосистемы, так как без этого с течением времени эти почвымогут ухудшить свои агрохимические показатели.
Можно рекомендоватьследующие мероприятия:
1. Правильная организациятерритории.
2. Разработкарациональной структуры посевных площадей и системы севооборотов на основеустановленной специализации и концентрации сельскохозяйственного производства.
3. Научнообоснованныйсевооборот.
4. Правильная системаобработки почвы, углубление пахотного слоя.
5. Мелиоративныемероприятия (известкование)
6. Система мероприятий поборьбе с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур.
7. Научнообоснованнаясистема удобрений. Систематическое внесение органических и минеральныхудобрений улучшит пищевой режим растений, активизирует деятельность почвенноймикрофлоры, обогатит почву органическим веществом и увеличит содержание в нейгумуса, придаст почве более благоприятные физико-химические свойства.
8. Предотвращениезагрязнения почв агрохимикатами.
9. Насаждениеполезащитных лесных полос.
10. Проведениекультуртехнических мероприятий.
Список использованнойлитературы
1. Агроэкология / В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубеви др.; Под редакцией В.А. Черникова, А.И. Чекереса. — М.: Колос, 2000.
2. Афанасьев В.Н. Практическое руководство длясельскохозяйственных предприятий по охране окружающей среды. — СПб.: Сельхоз. издательство,2005.
3. И.А. Иванов, В.П. Спасов, А.И. Иванов Почвы Псковскойобласти и их сельскохозяйственное использование. — Великие Луки:1997.
4. Мельников С.П. Конспект лекций.
5. Пестряков В.К. Окультуривание почв Северо-Запада. Л.:Колос, 1977
6. Титов В.Н., Добахов М.В. Агроэкосистемы. Проблемыфункционирования и сохранения устойчивости. — Нижний Новгород: издательствоНижегородской сельскохозяйственной академии, 200г.
7.Черников В.А., Милощенко Н.З., Соколов О.П., Устойчивостьпочв к антропогенному воздействию. — Пущино: Издательство Институтагропочвоведения и удобрений, 2001.