Контрольная работа по дисциплине «Земледелие с основами агрохимии и почвоведения»

 

Министерство  сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

Иркутская государственная  сельскохозяйственная академия

 

 

 

 

 

 

Кафедра земледелия и почвоведения

 

 

 

Контрольная работа

 

по дисциплине «Земледелие с основами агрохимии  и почвоведения»

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 3 курса экономического факультета заочного обучения специальность «Бухгалтерский учет, анализ и аудит»

Мантатова Виктория Валерьевна

Шифр_______________________________

Проверил:___________________________

 

 

 

Иркутск  2012

 

 

Содержание

 

Тема 1. Какие  задачи стоят перед земледелием  на ближайшие годы? Как они решаются в вашем хозяйстве?                                                                         3

Тема 2. Поглотительная способность почвы и ее виды, емкость поглощения и буферность почвы.                                                                                           4

Тема 3. Значение тепла для жизни растений. Тепловой баланс в различных зонах нашей  страны.                                                                                        13

Тема 4. Значение и особенности обработки под озимые культуры.            18

Тема 5. Основные звенья полевых севооборотов, их варианты.                      20

Тема 6. Суперфосфат  простой и двойной, их свойства и  условия эффективного применения. Нормы  фосфорных удобрений под различные  сельскохозяйственные культуры.                                                                  22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Какие  задачи стоят перед земледелием  на ближайшие годы? Как они  решаются в вашем хозяйстве?

Земледелие и животноводство органически  дополняют друг друга в хозяйственном  использовании природных, материально-технических  и трудовых ресурсов. В земледелии производятся корма, без которых  невозможно развитие животноводства. Из этого следует, что земледелие является первичным, а животноводство — вторичным цехом сельскохозяйственного  производства, где земледельческая  продукция утилизируется в высококалорийные продукты и ценное промышленное сырье. В свою очередь отходы животноводства, главным образом навоз, служат важным средством повышения плодородия почв. Повышение продуктивности животноводства невозможно без увеличения производства кормов, которое должно идти преимущественно  за счет роста урожайности культур, особенно богатых белком – это  одна из главных задач, поставленных перед земледелием в нашем районе.

Для достижения поставленной задачи нужно применять следующие методы в нашем районе:

-земледелие как отрасль народного  хозяйства имеет ряд специфических  особенностей. Так, выращивание культурных  растений всегда зависит от  конкретных почвенно-климатических  условий, поэтому агротехнические  приемы имеют зональный характер  и ежегодно уточняются с учетом  складывающихся погодных условий,  особенностей каждого поля. Получение  высоких урожаев сельскохозяйственных  культур достигается творческим  применением передовых технологий  с учетом сложившейся обстановки.

-ограниченность земли обязывает  землевладельца постоянно улучшать  ее. Это достигается благодаря  другой особенности земли —  ее неизнашиваемости. При правильном  использовании земля не изнашивается, а, наоборот, улучшается.

2.Поглотительная способность почвы и ее виды, емкость поглощения и буферность почвы.

 

Большую роль в питании растений и в превращении внесенных в почву удобрений играет ее поглотительная способность. Под поглотительной способностью понимается способность почвы поглощать различные вещества из раствора, проходящего через нее, и удерживать их. Основы современных представлений о поглотительной способности почвы были заложены работами академика К. К. Гедройца. Он выделил пять видов поглотительной способности почв: механическую, биологическую, химическую, физическую и физико-химическую.

Биологическая поглотительная способность связана с жизнедеятельностью растений и почвенных микроорганизмов, которые избирательно поглощают из почвы необходимые элементы минерального питания, переводят их в органическую форму и предохраняют тем самым от выщелачивания. После отмирания корней, растительных остатков и тел микроорганизмов происходят их разложение и постепенная гумификация. Минерализация и последующее использование растениями ранее закрепленного в почве в органической форме азота, фосфора и серы протекают довольно медленными темпами.  
 
            Интенсивность биологического поглощения зависит от аэрации, влажности и других свойств почвы, от количества и состава органического вещества, служащего источником пищи и энергетического материала для преобладающих в почве гетеротрофных микроорганизмов. Внесение в почву значительного количества бедного азотом органического вещества (соломы или соломистого навоза) вызывает быстрое размножение микроорганизмов, сопровождающееся интенсивным биологическим, закреплением минеральных форм азота, что приводит к ухудшению азотного питания растений и снижению урожая. В то же время биологическое поглощение способствует закреплению нитратного азота, который никаким другим путем в почве не удерживается и может вымываться, особенно на легких почвах в зонах достаточного увлажнения и орошаемого земледелия. 

 Механическая поглотительная способность обусловлена свойством почвы, как всякого пористого тела, задерживать мелкие частицы из фильтрующихся суспензий. Механическим поглощением объясняется сохранение и характер распределения в почве илистых частиц и вносимых нерастворимых удобрений (фосфоритной муки, извести). Благодаря механической поглотительной способности они не вымываются из верхнего слоя почвы.  
Глинистые и суглинистые почвы поглощают даже тонкодисперсные частицы. У песчаных почв рыхлое крупнопористое сложение, поэтому они слабее поглощают взвешенные частицы.

На механическом поглощении основан прием кольматажа (заиливания) для уменьшения фильтрации воды через  дно и стенки канала. Кольматаж  применяют также для улучшения  водных и физических свойств закамненных  и грубозернистых песчаных почв.

 
            Физическая поглотительная способность — это положительная или отрицательная адсорбция частицами почвы целых молекул растворенных веществ. Положительная физическая адсорбция почвой растворимых минеральных солей неизвестна. Отрицательная абсорбация наблюдается при взаимодействии почвы с растворами хлоридов и нитратов, что обусловливает высокую подвижность их в почве и возможность вымывания из ее верхнего слоя при повышенной влажности. Это имеет положительное значение для Сl- иона (избыток которого вреден для некоторых растений), но для нитратов оно нежелательно.  
Адсорбцией называют способность почвы поглощать целые молекулы поверхностью дисперсных частиц. В основе этого явления лежит сила молекулярного притяжения. Она обусловлена свободной энергией молекул и ионов, находящихся на поверхности твердой фазы почвы. Чем сильнее степень раздробленности частиц и чем больше их общая поверхность, тем сильнее будет адсорбционная способность почвы.

Почвой поглощаются  различные соли из растворов и  газообразные вещества. При этом некоторая  часть растворимых соединений удерживается от вымывания, а газообразные соединения, например аммиак, от улетучивания в  атмосферу.

Однако такие вещества, как нитраты и хлориды, почвой не поглощаются. Поэтому нитратные  удобрения лучше вносить незадолго  до посева сельскохозяйственных культур  или в виде подкормок. Это предотвратит загрязнение водоемов и обеспечит  более эффективное использование  удобрений.

Химическая поглотительная способность связана с образованием нерастворимых и труднорастворимых в воде соединений в результате химических реакций между отдельными растворимыми солями в почве (ионами в почвенном растворе).  
 
             Особую роль химическое поглощение играет в превращении фосфора в почве. При внесении водорастворимых фосфорных удобрений — суперфосфата, содержащего фосфор в виде монокальцийфосфата Са(H2PO4)2, аммофоса NH4H2PO4 и др.- в почвах происходит интенсивное химическое связывание фосфора. В кислых почвах (в подзолистых и красноземах), содержащих много полуторных окислов, химическое поглощение фосфора идет с образованием труднорастворимых фосфатов железа и алюминия. В почвах, насыщенных основаниями и содержащих бикарбонат кальция в почвенном растворе (черноземы, сероземы), химическое связывание фосфора происходит в результате образования слаборастворимых фосфатов кальция.  
 
            Химическое поглощение (фиксация) фосфора обусловливает слабую подвижность его в почве и снижает доступность растениям этого элемента из внесенных в почву легкорастворимых форм удобрений. По способности к фиксации фосфора почвы располагаются в следующем порядке: красноземы, далее дерново-подзолистые почвы, далее сероземы, далее черноземы.  
 
            Физико-химическая, или обменная, поглотительная способность имеет особенно важное значение при взаимодействии удобрений с почвой. Физико-химическое поглощение — это способность мелкодисперсных (от 0, 2 до 0, 001 мкм) коллоидных частиц почвы поглощать из раствора различные катионы. Поглощение одних катионов сопровождается вытеснением в раствор эквивалентного количества других, ранее связанных твердой фазой почвы.  
 
           Вся совокупность органических и минеральных коллоидных частиц почвы (представленных гумусовыми веществами, глинистыми минералами и гидроксидами железа и алюминия), участвующих в обменном поглощении катионов, была названа К.  Гедройцем почвенным поглощающим комплексом (ППК).  
 
Способность органических и минеральных коллоидных частиц к обменному поглощению катионов обусловлена тем, что большая часть их имеет отрицательные заряды.  
 
            В естественном состоянии почвы всегда содержат определенное количество поглощенных катионов (Са 2+ , Mg2+ , Н + , А13+ , Na+ , K+ , NH4+ и др.). Эти катионы могут обмениваться на другие катионы, находящиеся в растворе.  
 
           Обмен катионами между раствором и почвенным поглощающим комплексом происходит в строго эквивалентных количествах.  
 
           Реакция обмена катионов протекает быстро. При внесении в почву легкорастворимых удобрений (КСl, NH4Cl, NH4N03 и др.) они сразу же вступают во взаимодействие с ППК, катионы их поглощаются в обмен на катионы, ранее находившиеся в поглощенном состоянии.  
 
          Реакция обмена катионов обратима, так как поглощенный почвой катион может быть снова вытеснен в раствор: (ППК)Са + 2KCl « (ППК) KK + СаСl2; ППК)Са + NH4N03 « (ППК) NH4 NH4  
 
          В зависимости от концентрации раствора, его объема и природы обменивающихся катионов между катионами раствора и катионами почвенного поглощающего комплекса устанавливается некоторое подвижное равновесие. При изменении состава почвенного раствора это равновесие смещается, в результате одни катионы переходят из раствора в поглощенное состояние, а другие — из поглощенного состояния в почвенный раствор. При внесении минеральных удобрений, например KCl, концентрация почвенного раствора повышается, катионы удобрения вступают в обменную реакцию с катионами почвенного поглощающего комплекса и поглощаются почвой.  
 
При усвоении какого-либо катиона растениями концентрация его в растворе уменьшается, он переходит из поглощенного состояния в раствор в обмен па другие катионы, содержащиеся в почвенном растворе. Чем выше степень насыщенности поглощающего комплекса данным катионом, тем легче и быстрее он вытесняется в раствор. Количество катионов, вытесняемых из поглощенного состояния в раствор, возрастает с повышением концентрации раствора, а при одинаковой концентрации — с увеличением объема раствора вытесняющей соли.  
 
          Разные катионы обладают неодинаковой способностью к поглощению. Чем больше заряд (валентность) катиона и его атомная масса, тем сильнее он поглощается и труднее вытесняется из поглощенного состояния другими катионами. Исключение из этого правила составляют ионы Н + , которые имеют наименьшую атомную массу, но обладают высокой энергией поглощения и способностью вытеснять другие катионы из ППК.  
 
         Емкость поглощения и состав поглощенных катионов у разных почв. Разные почвы содержат неодинаковое количество способных к обмену поглощенных катионов. Общее содержание в почве всех обменно-поглощенных катионов называется емкостью поглощения. Она обозначается буквой Т и выражается в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы. Например, если в 100 г почвы в поглощенном состоянии содержится 200 мг Са2+ , 24 мг Mg2+ и 9 мг NH4+ , то емкость поглощения этой почвы будет равна; 200/20+24/12+9/18=12.5 мэкв на 100 г (где 20—эквивалентная масса кальция, 12 — магния, 18 — аммония).  
 
         Величина емкости поглощения характеризует поглотительную способность почв. Она зависит от механического и минералогического состава почвы и содержания в ней органического вещества. Почвы с малым количеством коллоидной фракции (песчаные и супесчаные) имеют невысокую емкость поглощения. Чем больше в почве минеральных и органических коллоидных частиц, тем выше ее поглотительная способность. У глинистых и суглинистых почв емкость поглощения больше, чем у песчаных и супесчаных. Более богатые органическим веществом черноземные почвы отличаются значительно более высокой емкостью поглощения (30—60 мэкв на 100 г), чем подзолистые почвы и сероземы (10—15 мэкв на 100 г).  
 
         Поглотительная способность почвы оказывает большое влияние на превращение в ней минеральных удобрений, определяет степень подвижности их в почве. На почвах с малой поглотительной способностью (песчаных и супесчаных) при внесении легкорастворимых удобрений возможно вымывание питательных веществ и излишнее повышение концентрации раствора, поэтому азотные и калийные удобрения на таких почвах лучше вносить небольшими дозами и незадолго до посева. На почвах с высокой поглотительной способностью вымывания питательных веществ и избыточного увеличения концентрации раствора не происходит.  
 
          Разные почвы отличаются не только по общей емкости поглощения, но и по составу поглощенных катионов.  
 
          В большинстве почв в составе поглощенных катионов преобладает Са2+, второе место занимает Mg2+ и в значительно меньших количествах находятся К+ и NH4+. Сумма Са2+и Mg2+ обычно составляет около 90% общего количества обменно-поглощенных катионов. В кислых почвах (подзолистых и красноземах) среди поглощенных катионов значительную часть занимают Н+ и А13+ , а в солонцовых почвах — Na+. Состав поглощенных катионов оказывает большое влияние па свойства почвы и условия роста растений. Кальций коагулирует органические и минеральные коллоиды. Поэтому преобладание в составе поглощенных катионов Са2+, например на черноземах, способствует поддержанию прочной структуры и обусловливает хорошие физические свойства почвы. Насыщение почвы натрием (у солонцовых почв) вызывает пептизацию коллоидов, что приводит к их вымыванию, разрушению структурных агрегатов и ухудшению физических свойств почвы (плотное сложение, вязкость и т. д.). Кроме того, при наличии натрия в почвенном поглощающем комплексе происходит вытеснение его в раствор в обмен на другие катионы с образованием соды, что вызывает щелочную реакцию раствора, неблагоприятную для развития растений: (ППК) Na Na + Са(HСO3)2 - (ППК) Са + 2 Na HC O3 . 
 
          При большом содержании в почвенном поглощающем комплексе ионов водорода и алюминия они могут переходить в раствор и подкислять его. Повышенная кислотность раствора и особенно высокое содержание в нем алюминия оказывают вредное действие на растения.

 
           Качественный и количественный состав ППК в почвах разных типов значительно различается. Так, в черноземах ППК насыщен главным образом Са²⁺ и Mg²⁺. Известно, что эти двухвалентные катионы вызывают коагуляцию коллоидов и способны удерживать одновременно две коллоидные частицы. А так как в черноземах содержится еще и достаточное количество гумуса, то в них формируется ценная структура.

В почвах, находящихся  к северу от черноземной зоны, кроме  кальция и магния в ППК присутствует катион водорода, который создает  кислую реакцию. В южных почвах наряду с кальцием и магнием присутствует катион натрия.

Особенно много поглощенного Na⁺ в солонцах. Почвы, насыщенные натрием, во влажном состоянии набухают, а при высыхании сильно уменьшаются в объеме, в них возникают вертикальные трещины, образуя столбчатые отдельности.

В зависимости от наличия  поглощенного водорода почвы подразделяются на насыщенные и ненасыщенные основаниями. К почвам, насыщенным основаниями, относят  черноземы, каштановые почвы, сероземы. В их поглощающем комплексе находятся только катионы Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺. Ненасыщенные основа

почвы — это подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные, болотные и другие почвы таежно-лесной и лесостепной зон. В них наряду с катионами Са²⁺ и Mg²⁺ содержатся катионы Н⁺ и А1³⁺. Степень насыщенности почв основаниями, %, вычисляют по формуле

V=S·  100/(S+H)

где S — сумма поглощенных  оснований, мг • экв/100 г почвы; Н  — гидролитическая кислотность, мг · экв/100 г почвы.

Ион алюминия оказывает  отрицательное влияние на рост и  развитие сельскохозяйственных растений только в условиях сильнокислой реакции. При наличии в растворе иона водорода ион алюминия становится подвижным  и может появляться как в почвенном  растворе, так и в ППК.

Таким образом, свойства почвы в значительной степени  зависят от состава обменных катионов. Почвы, содержащие Са²⁺ и Mg²⁺, имеют реакцию, близкую к нейтральной, они хорошо оструктурены и обладают благоприятными физическими свойствами. Почвы, в ППК которых наряду с Са²⁺ и Mg²⁺ содержится значительное количество Na⁺, имеют щелочную реакцию, плохо оструктурены и трудно поддаются обработке.

Для почв, не насыщенных основаниями, характерны кислая реакция  и слабая структура.

Степень поглощения анионов  почвой зависит от природы аниона, состава коллоидов и реакции  среды. При химическом поглощении анионы фосфорной кислоты взаимодействуют  с кальцием, алюминием и железом. Образующиеся нерастворимые фосфаты  кальция, алюминия и железа накапливаются  в почве в виде осадков. Физико-химическое поглощение аниона происходит при взаимодействии его с диффузным слоем полуторных оксидов и потенциалопределяющим слоем отрицательно заряженных коллоидов. При этом повышается емкость обмена и усиливается поглощение катионов. В кислой среде активность полуторных оксидов повышается, поэтому усиливается поглощение аниона фосфорной кислоты.

Поглощение фосфат-иона почвами имеет отрицательное  и положительное значения. С одной  стороны, анион поглощенный обменным путем, со временем теряет активность к обмену, а образовавшиеся при  химическом поглощении труднорастворимые  осадки также малодоступны для растений. С другой стороны, фосфатный ион  при всех видах поглощения извлекается  из большого геологического круговорота  и удерживается в почве. Для более  эффективного использования фосфорных  удобрений их вносят в почву в  гранулированном виде, в результате чего анион фосфорной кислоты  может потребляться корнями растений более длительный период. Порошковые формы фосфорных удобрений быстро переходят в недоступные для  растений соединения.

 

3.Значение тепла для жизни растений. Тепловой баланс в различных зонах нашей страны.

 

Для почв каждого типа характерна определенная динамика температур в течение вегетационного периода  и на различной глубине. Наибольшие колебания температуры наблюдаются  на поверхности почвы. С глубиной ее колебания уменьшаются. Суточные изменения температуры полностью  затухают на глубине 40...50 см. Годовая  динамика температуры зависит от природной зоны. Так, в черноземах в зимние месяцы на глубине 30...40 см температура  опускается ниже 0 °С; в июне—августе она достигает максимального  значения, а затем к зиме снова  снижается.

На большой глубине  годовое колебание температуры  очень незначительно. Глубина промерзания  почвы в зимнее время зависит  от мощности снежного покрова. Под снегом почва промерзает на незначительную глубину, а в бесснежные зимы или  при сдувании снега ветром почва  может промерзать на глубину 0,7...0,9 м  и более. Вот почему снегозадержание  проводят не только для накопления влаги в почве, но и для сохранения тепла.

В северных и северо-восточных  районах страны, в зоне «вечной» мерзлоты оттаивает лишь верхний  слой почвы. В связи с производственным освоением северных территорий все  больше внимания уделяют сельскохозяйственному  использованию этих земель. Здесь  целесообразно проводить тепловые мелиорации и агротехнические приемы по улучшению теплового режима почв. При подборе участков земель под  сельскохозяйственные угодья необходимо учитывать свойства почв, их гранулометрический состав, рельеф и гидротермические условия местности.

Тепловой  баланс почвы складывается из радиационного баланса (Т_б), состоящего из поступающей солнечной радиации, а также отраженной и излученной радиации; турбулентного потока тепла, связанного с теплообменом между поверхностью почвы и воздухом (Т_к); тепла, затрачиваемого на физическое испарение и транспирацию воды (Т_т); теплообмена между слоями почвы (Т_п). Уравнение теплового баланса почвы предусматривает алгебраическое равенство величин различных потоков: