Разработка системы применения удобрений в севообороте хозяйства Московской области

 

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ   Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева  (ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)

 

 

Факультет   почвоведения, агрохимии и экологии

Кафедра   агрономической и биологической химии

 

 

 

Курсовая работа по агрохимии

На тему: «Разработка системы применения удобрений в севообороте хозяйства Московской области»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                          Выполнил: студент 303 группы

 агрономического  факультета Коняев Игорь

Проверила: Сидоренкова Надежда Константиновна

                                               Оценка:_________________________

                     

 

 

 

 

Москва 2014

Оглавление

 

 

Введение.

 Для роста растениям  необходим солнечный свет, вода  и питательные вещества (действующие  вещества). Действующие вещества  поступают из воздуха или из  почвы. Если в почве содержится  достаточное их количество, растения  с большой вероятностью будут  хорошо развиваться и дадут  богатый урожай. При недостатке  хотя бы одного действующего  вещества развитие растения замедляется, а урожайность снижается.

 Удобрения необходимы  для получения высоких урожаев, так как они снабжают растения  питательными веществами, содержание  которых в почве может быть  недостаточным. Внесение удобрений  во многих случаях позволяет  удвоить и даже утроить урожай.

 Использование удобрений  позволяет обеспечить наиболее  эффективное использование почвы  и воды. В условиях недостаточного  количества осадков или использования  искусственного орошения применение  удобрений позволяет добиться  более чем двукратного увеличения  выхода продукции на единицу  использованной воды, также улучшается  укоренение сельскохозяйственных  культур.

 Все питательные  вещества, вне зависимости от  объемов, в которых они потребляются, играют свою роль в росте  растений и формировании урожая. Действующие вещества не являются  взаимозаменяемыми.

Азот (N) – служит для улучшения роста и урожайности растений.

Азот является основным строительным материалом растений. Он извлекается растениями из почвы в виде нитратов или аммония. Будучи основным элементом белков, азот участвует во всех основных процессах развития растения и формирования плодов.

Фосфор (P) (фосфаты) – способствует ускорению созревания и повышению устойчивости растений.

Фосфор играет ключевую роль в передаче энергии, фотосинтезе и других химико-физиологических процессах, протекающих в растениях. Фосфор незаменим для дифференциации клеток, как и для формирования точек роста растений. Большинство естественных и культивируемых почв содержат недостаточное количество фосфора. Проблемы, связанные с фиксацией фосфора, также ведут к его недостатку в растениях.

Калий (K) – помогает растениям бороться с заболеваниями, повышает качество урожая.

Калий служит для активизации 60 ферментов растений (химических веществ, регулирующих их развитие и играющих основную роль в синтезе углеводов и белков). Калий помогает растениям удерживать влагу, повышает переносимость засух, заморозков и минерализации почвы. Растения, получающие достаточное количество калия, менее подвержены болезням.

 

Агроклиматические характеристики Московской области.

Климат Московской области характеризуется теплым летом, умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами. Среднемесячная температура воздуха самого теплого месяца – июля - +17°С, температура самого холодного месяца – января - -10°С. Первая половина зимы заметно теплее второй, наиболее холодное время года приходится на вторую половину января и начало февраля. Теплый период длиться около 206-216 дней. Безморозный период длиться 120-140 дней. 
Московская область относится к зоне достаточного увлажнения. Годовая сумма осадков в среднем 550-650 мм, с колебаниями от 270 до 900 мм. 2/3 осадков выпадает в виде дождя, 1/3 – в виде снега. Устойчивый снежный покров образуется обычно в конце ноября. К концу зимы высота снежного покрова достигает в среднем 30-45 см. Наибольший запас воды в снеге составляет в среднем 80-105 мм. 
Ветровой режим Московской области характеризуется преобладанием северо-западных, западных и северных ветров. Скорость ветра в теплый период 3-4 м/с на открытых местах, а в холодный период 4,5-5 м/с. 
Весенний период. Снеготаяние начинается 18-20 марта. Средняя продолжительность снеготаяния составляет 15 дней. Сход снега наблюдается 3-6 апреля. Оттаивание почвы – через 1-2 дня после схода снежного покрова. Просыхание почвы длится 20-22 дня. Заморозки прекращаются 13-15 мая. 
Летний период. Сумма температур изменяется от 1900-2100°С. Сумма осадков составляет 160-180 мм. Запас влаги в почве составляет в слое 1 м на суглинках 180-220 мм, на супесях 120-140 мм.  
Осенний период. Конец активной вегетации и переход средней суточной температуры через 10°С начинается 10-14 сентября и заканчивается 8-12 октября. Первые заморозки 20-23 сентября. Количество осадков 45-50 мм. 
Зимний период. Переход средней суточной температуры в сторону через 0°С наблюдается 2-4 ноября. Первый снежный покров образуется в начале ноября. 
В Московской области наиболее распространены дерново-подзолистые почвы, они занимают большую часть территории. Для района, расположенного южнее реки Пахры и до южной границы области характерны серые лесные почвы. В долинах рек почвы аллювиальные. На севере и востоке почвы почти сплошь песчаные и супесчаные заболоченные.

Среднемесячные температура воздуха и количество осадков

Месяц	Среднемесячная температура воздуха, °С	Среднемесячное количество осадков, мм
Январь	-11,3 – -9,9	35
Февраль	-10,6 – -9,8	35
Март	-5,8 – -4,8	35
Апрель	3,0-3,7	30
Май	10,9-11,6	50
Июнь	14,6-15,3	70
Июль	16,9-17,6	80
Август	15,0-15,5	75
Сентябрь	9,6-10,1	60
Октябрь	3,2 - 4,0	50
Ноябрь	-3,2 – -2,2	40
Декабрь	-9,1 – -7,3	40
Год	2,8-3,6	521-560

 

Геологическое строение и почвообразующие породы

Геологическое строение района изучено довольно подробно лишь в левобережной части, о правобережье мы находим в литературе только отдельные замечания общего характера. Наиболее древними породами, выходящими на дневную поверхность в естественных обнажениях, служат известняки среднего и верхнего карбона. В правобережной части они почти всюду залегают непосредственно под послетретичными отложениями. В левобережной части района известняки часто перекрыты коренными породами. 
Химический состав известняков сильно колеблется - от почти чистых известняков, состоящих из СаСО3, до мергелистых глин. На сильно размытой поверхности средне- и верхне-каменноугольных отложений в некоторых пунктах района залегают юрские отложения. Юра в районе представлена средним и верхним отделами. 
В ряде пунктов Воскресенского, Перхуровского, Шильковского, Лопатинского, Федотовского и других колхозов юрских отложения залегают близко к дневной поверхности (от 0,5 до 1-2 м.) и оказывают большое влияние на формирование почвенного покрова. По последним третям и шлейфам склонов, спускающимся к небольшим речкам и их притокам, юрские глины, находясь на небольшой глубине, обусловливают развитие заболоченных темноцветных и вторично-подзолистых почв. Верхний отдел юры (нижне- и верхне-волжские яруса), представленный в левобережье глауконитовыми песками в песчаниками, сцементированными фосфатами, по периферии Лопатинского рудника и в других пунктах подходит близко к дневной поверхности и, вероятно, в отдельных точках выступая на дневную поверхность, служит почвообразующей породой. Верхневолжские отложения лучше всего сохранились на водоразделе рек Медведки и Нетынки, где они преимущественно залегают под коренными отложениями рязанского и волонживского горизонтов, относящихся к меловой системе. 
В левобережье меловые отложения представлены буровато-серой песчано-глинистой породой, содержащей большое количество фосфоритов с железисто-оолитовыми зернами, сцементированными в плитняк. В ряде случаев нижнемеловые пески эродированы, и фосфоритоносные слои залегают непосредственно под послетретичными породами в виде изолированных друг от друга останцов. На территории Осташовского, Анфаловского, Игнатьевского, Климовского и др. колхозов обнаружены нижнемеловые породы, которые, выходя на дневную поверхность, служат материнской породой. Под влиянием почвообразовательного процесса они утратили свое сложение, децементировались и приобрели иной облик. Однако в ряде пунктов они до сих пор сохранили свою буровато-желтоватую окраску, которая сильно маскирует почвенный профиль и затрудняет разделение почвенной толщи на генетические горизонты. Это обстоятельство предопределило выделение вначале почв со слабо выраженными признаками оподзоливания, которые затем, на основании данных анализов, были отнесены к среднеподзолистым почвам. 
Коренные породы обычно прикрыты различной мощности отложениями, происхождение которых генетически связано с историй оледенений в четвертичный период. 
Днепровским (Рисским) оледенением был разрушен ранее существовавший рельеф и снесены поверхностные слои горных пород. Отложения Днепровского оледнения представлены поддонной мореной, в которой имеются приносные породы - граниты, шокшинские песчаники, а также местные известняки, фосфориты и другие породы. 
Валунная морена в правобережной части была встречена в низовьях ряда оврагов, впадающих в Москву-реку. В левобережье морена залегает непосредственно на каменноугольных отложениях. Мощность моренной, красно-бурой с сизоватым оттенком глины колеблется в пределах от 1 до 3 м. В Чемодуровском и в колхозе села Хлопки моренные глины по склонам реки Нетынки выходят на дневную поверхность и служат почвообразующей породой. 
В дальнейшем, при наступлении Валдайского оледенения, поверх морены Днепровского оледенения были отложены слоистые флювиогляциальные пески различной крупности. Эти отложения в правобережье были встречены в некоторых разрезах на повышенных частях рельефа, в колхозах при селениях Грецкая, Муромцево, Карпове и др., под слоем покровных суглинков различной мощности. Левобережная часть района вся. покрыта флювиогляциальными песками, супесями, в отдельных местах легкими суглинками. Пески состоят из средне- и грубозернистых отдельностей с включением хорошо окатанных кварцевых галек и валунов кристаллических пород. В нижней части флювиогляциальных отложений нередко наблюдаются скопления валунного материала. Мощность флювиогляциальных отложений колеблется от 20-30 см до нескольких десятков метров. 
Флювиогляциальные отложения левобережной части района неоднородны по механическому составу. Некоторые из них содержат сравнительно много частичек <0,001 мм, другие очень мало. 
Высокое содержание песчаных частиц создает малую связность и высокую водопроницаемость. 
В правобережной части флювиогляциальным отложениям левобережья соответствуют по возрасту покровные суглинки и легкие глины. Они чрезвычайно широко развиты в правобережье и в большинстве случаев служат почвообразующей породой. Мощность их 1-3 м. В верхней части они сильно видоизменены почвообразовательным процессом и лишены многих характерных признаков.  
На глубине 2-3 м имеют желто-бурую окраску с редкими вкраплениями темно-коричневых точек и, в некоторых местах, прожилков карбонатов. Покровные суглинки отличаются заметной уплотненностью, средней пористостью, отсутствием слоистости. При высыхании они дают вертикальные трещины и разламываются на большие столбовидные глыбы. Во влажном состоянии бесструктурны, вязки и пластичны. По данным механического анализа, они могут быть отнесены к легким глинам. Наличие пылеватых частиц (60-80 процентов) сближает их с лессовидными породами. Возможно, что покровные суглинки образовались в результате изменения лессовидных суглинков, в частности выноса из верхних горизонтов карбонатов, которые вмыты в подстилающие лессовидные породы. 
В описываемой части района близкое залегание к дневной поверхности (1-2 м) карбонатных пород оказывало и, вероятно, оказывает в настоящее время существенное влияние на развитие почвообразовательного процесса. Так, например, стекающие с водоразделов талые воды вследствие близкого залегания карбонатов обогащают ими почвы расположенные по склонам. 
В ряде пунктов покровные суглинки подстилаются песчаными бескарбонатными суглинками с галькой и гравием. Почвы в этой части района развиваются без влияния подстилающих карбонатных пород (колхозы сел Грецкая, Верзилово и частично Муромцево, Гостилово, Петровское и совхоз Городищи). 
Современная пойма реки Москвы сложена неоднородными по механическому составу отложениями. Прирусловый вал обычно сложен легким суглинком и песками, в сторону прибрежной части наблюдается утяжеление механического состава, и притеррасная впадина сложена более глинистыми отложениями. 
Кроме современных аллювиальных отложений в районе развиты древнеаллювиальные отложения, приуроченные к древним террасам рек. Эти отложения обычно слоисты и представлены чередующимися слоями песков, супесей и суглинков. 
Вдоль реки Москвы прерывистой полосой тянутся супесчаные и легкосуглинистые отложения, приуроченные к первой надпойменной террасе реки (села Марчуги, Константиново, Новлянское и др.). 
Все древнеаллювиальные породы обладают рыхлым строением, слабой связанностью и хорошей водопроницаемостью. 

Гидрография района

Гидрографическая сеть района была в основном сформирована в доюрское время. Москва-река является наиболее крупной рекой района. Она течет с С-3 на Ю-В и делит район на две обособленные части, резко отличающиеся по естественноисторическим условиям. 
В пределах центральной и южной части района русло реки врезано в коренные породы (известняки), трудно поддающиеся размыву, поэтому река имеет узкую и слаборазвитую пойму. Коренные берега круто спускаются к руслу реки. С правой стороны в Москву-реку впадают реки: Отра с двумя притоками: Песчаной и Алешенкой, река Северка с притоками Сетовка и Шувойка. Притоки данных рек летом часто пересыхают. Кроме того, в Москву-реку впадает ряд оврагов, которые обычно имеют сухие русла. Сток вод по ним наблюдается лишь весной и во время выпадения большого количества осадков. 
Некоторые из оврагов в пределах населенных пунктов перепружены плотинами и имеют небольшие искусственные водоемы. Большие овраги при своем углублении вскрывают грунтовые воды, которые, выходя на дневную поверхность в виде отдельных небольших ручейков, создают предпосылки для образования очагов заболачивания на дне оврагов. 
С левой стороны в Москву-реку впадают реки Нерская с притоком Южная Нетынка, истоки которой расположены между деревнями Игнатьево, Климово и Ильино. Долина реки Нерской, довольно широкая, занята заливными лугами, среди которых имеется большое количество заболоченных. 
Река Южная Нетынка протекает в едва заметных современных берегах и лишь ниже деревни Игнатьево намечается небольшая долина с полого опускающимися к реке коренными берегами. Ниже деревни Анфалово река сильно мелеет, и водоток ее взят в искусственную канаву. В районе деревни Чемодурово река Нетынка имеет широкую, сильно заболоченную пойму. В восточной части района в Москву-реку впадает река Медведка с притоком.  
Она берет свое начало за пределами нашего района и течет в Ю-3 направлении. В районе деревни Елкино долина реки Медведка, постепенно расширяясь, достигает у деревни Шильково 400-500 м. В этом месте пойма покрыта заливными лугами, местами сильно заболочена. Коренные берега реки Медведки в основании сложены известняками карбона. Справа и слева впадают ручьи и овраги. Кроме того, на территории района имеется ряд прудов. Два из них расположены в деревне Ильино. Они, по-видимому, представляют старые торфяные карьеры, заполненные в настоящее время водой. 
Третий пруд расположен на территории Воскресенского рудника и образован в результате искусственно насыпанной плотины. Этот пруд питается в основном водой, текущей с мойки рудника, а также за счет атмосферных осадков. Водоупорным ложем прудов служит толща юрских глин. Более мелкие пруды, образованные в результате создания заторов на небольших реках и временно действующих оврагов, встречены в деревнях Федино, Осташево, Воскресенское, Глиньково, Петровское, Ратчино, Карлово и многих других. 
При исследовании почвенного покрова было установлено несколько уровней грунтовых вод. Первый приурочен к верхней толще послетретичных отложений. Водоупорными породами, лежащими в основании этого горизонта грунтовых вод, являются валунные глины, суглинки, юрские глины и другие коренные породы. Второй водоносный горизонт приурочен к пескам Волонжина, водоупором которого служат глины рязанского возраста. 
Выходы родников из этих пород наблюдается в районе села Ильино, где на сравнительно крутом склоне к озеру они, выходя на дневную поверхность, обусловили образование заболоченных почв. Сходное явление наблюдается и на территории Анфаловского колхоза. 
Третий водоносный горизонт связан с глауконитовыми песками верхне- и нижневолжского возраста, залегающими на нижне-кимеридской глине. В правобережье весной наблюдается верховодка, которая, по-видимому, содержит некоторое количество извести; при стекании вниз по склонам эти воды обогащают карбонатами почвы, расположенные ниже по рельефу.  
Аналогичное явление наблюдается также на пойме реки Москвы, которая находится ниже известняков коренного берега. Весной, во время таяния снегов, вода, застаиваясь на пойме, откладывает большое количество извести, что приводит к развитию темноцветных почв (поля сел Вертячево, Глиньково, Субботино). В левобережной части, в условиях равнинного рельефа и слабой дренированности местности, воды атмосферных осадков, застаиваясь над иллювиальным горизонтом подзолистых почв или над слабо водопроницаемыми коренными породами, залегающими на небольшой глубине, способствуют развитию болотного процесса. Развитие почв под влиянием болотного процесса наблюдается почти повсеместно. Однако названная причина не единственная, в каждом отдельном случае имеется свое сочетание условий, приводящих к заболачиванию, которое иногда захватывает большие территории.

ПОЧВЫ ПОДЗОЛИСТОГО РЯДА

О генезисе почв подзолистого ряда существует несколько теорий. 
Согласно представлениям акад. В.Р. Вильямса, образование подзолистых почв происходит под влиянием креновой кислоты, выделяемой грибной флорой. В процессе взаимодействия креновой кислоты с алюмосиликатной породой В.Р. Вильямс устанавливает следующие три фазы: 
1) «Креновая кислота вытесняет угольную кислоту и с кальцием образует кренат, который, как легко растворимый, уносится вниз нисходящим током воды. Если порода содержала много карбоната кальция, то выделяющаяся угольная кислота оставляет в породе, которая в этих условиях всегда влажна, отпечатки пузырьков, очень характерных для образующегося подзола. 
Вторая фаза процесса действия креновой кислоты на рукояковую алюмосиликатную породу - ее реакция с соединениями железа и марганца. Реакция крайне проста - свободная кислота со свободными основаниями может образовывать только соли. Образуются креновые соли окисей марганца и железа, и так как эти соли легко растворимы в воде, то нисходящий ток уносит образовавшиеся кренаты. Эта реакция накладывает на изменяющуюся породу морфологически более заметный признак. Порода, лишившаяся красной окиси железа и темной окраски марганца, теряет свой красный цвет и приобретает беловатый, изредка сероватый цвет, в зависимости от преобладания в оставшейся части породы кварца разной окраски или аморфного кремнезема. 
Третья фаза подзолообразования состоит в разрушении креновой кислотой каолина или гидрата алюмокреновой кислоты (Н2АlSiO8*nН2О). Последний под действием креновой кислоты выделяет свободный кремнезем, алюминий же, игравший в каолине роль кислоты, в виду своей амфотерности, теперь образует с креновой кислотой кренат. Эта способность образовывать в зависимости от условий окислы кислотного или основного характера присущи и другим металлам этой группы - железу, марганцу, хрому.  
Кренат алюминия легко растворим и нисходящим током легко выщелачивается вниз. Кремнезем своей тонкой порошковатой аморфной массой заполняет все промежутки породы, придавая ей белый цвет и обусловливая наиболее существенное свойство вновь образовавшегося подзола - его бесструктурность. 
На скорость подзолообразовательного процесса и глубину вызываемых им изменений в условиях описываемого района оказывает большое влияние механический состав материнских пород, их сложение, генезис и мощность. Так, например, в правобережье на тяжелых суглинках, содержавших в прошлом большое количество карбонатов, подзолистый горизонт выражен довольно ясно, но мощность его не превышает 15-25 см, а в отдельных случаях, где атмосферные воды частично стекают по поверхности, оподзоливание выражено в виде небольших пятен, редко разбросанных по всему горизонту А2, который еще не представляет сплошной оподзоленной прослойки.  
Небольшая мощность гор. А2 подзолистых почв правобережья указывает на сравнительно медленное течение подзолистого процесса на тяжелосуглинистых породах. На песчаных и супесчаных породах подзолистый горизонт значительно мощнее (25-35 см), однако он выражен не везде ясно и равномерно, как это имеет место на тяжелых суглинках. Объясняется это тем, что пески имеют более рыхлое строение, поэтому атмосферные воды проникают в них на большую глубину, не вызывая при этом сильного разрушения алюмосиликатной части почвы.  
В местах, где мощность песчаной породы невелика и она подстилается карбонатными породами (известняками), подзолистый горизонт развивается на контакте песка и известняков. Последние не оказывают замедляющего влияния на развитие подзолообразовательного процесса. В ряде карьеров подзолистый горизонт растет вверх от известняков, распространяясь часто до дневной поверхности, т. е. вся песчаная толща превращена в гор. А2 мощностью 40-50 см. Подзолистый гор. А2, как правило, отделен от известняков небольшой прослойкой красно-бурой глины, образующейся в результате выветривания известняков и отложения вмываемых сюда продуктов оподзоливания из верхних горизонтов. Близкое залегание коренных водопроницаемых пород обусловливает в весенние и осенние периоды временное заболачивание почв. Аналогичное явление наблюдается и в подзолистых почвах с хорошо сформировавшимся водонепроницаемым иллювиальным горизонтом. 
В мезо- и микропонижениях, где скапливается значительно больше воды, чем на ровных пространствах, наблюдается более длительное заболачивание, ведущее к поселению на поверхности почв мхов и к образованию глеевого горизонта в почвенном профиле. 
На поймах и террасах некоторых рек левобережья, в периоды максимального подъема уровня грунтовых вод, совпадающего одновременно с избыточным увлажнением с поверхности, происходит смыкание грунтовых вод с поверхностными. Почвы в это время пребывают в переувлажненном состоянии. Сравнительно частое повторение в году указанного явления ведет к образованию лугово-подзолистых почв, т. е. почв переходных от подзолистого ряда к болотному. 
Все разнообразие почв подзолистого ряда представлено нами в виде следующей классификационной схемы: 
1) Слабоподзолистые почвы. 
Разновидности: тяжелосуглинистые, легкосуглинистые, супесчаные и песчаные. 2) Среднеподзолистые почвы. 
Разновидности: тяжелосуглинистые, легкосуглинистые, супесчаные и песчаные. 3) Сильно подзолистые почвы. 
Разновидности: тяжелосуглинистые, супесчаные и песчаные. 4) Подзол. 
Разновидности: песчаный и супесчаный.