|
|
Основные законы земледелия и растениеводстваМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С. М. КИРОВА» ОСНОВЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОЛЬЗОВАНИЙ Учебное пособие Под редакцией кандидата сельскохозяйственных наукГ. Г. Романова икандидата сельскохозяйственных наукГ. Т. Шморгунова, лауреата премии Правительства Республики Коми, заслуженного работника народного хозяйства Коми АССР, заслуженного работника сельского хозяйства Российской Федерации Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института 250100.62 «Лесное дело» всех форм обучения СЫКТЫВКАР СЛИ УДК 631.11 ББК 40 О-???
Печатается по решению редакционно-издательского совета Сыктывкарского лесного института
Авторы: Г. Г. Романов,кандидат сельскохозяйственных наук (Сыктывкарский лесной институт); Г. Т. Шморгунов,кандидат сельскохозяйственных наук, С. В. Коковкина, кандидат сельскохозяйственных наук, Р. А. Беляева,кандидат сельскохозяйственных наук, В. Е. Рубцова, научный сотрудник, Н. И. Пономарь, старший научный сотрудник, Н. Н. Сокерина,старший научный сотрудник (ГНУ НИИСХ сельского хозяйства Республики Коми Россельхозакадемии); Ю. П. Шубин, кандидат биологических наук (Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Коми); О. Н. Коренев, кандидат биологических наук (ГНУ СевНИИ рыбного хозяйства, г. Петрозаводск); А. А. Потапов,кандидат сельскохозяйственных наук (Институт биологии Коми НЦ УрО РАН) Рецензенты: В. А. Безносиков,доктор сельскохозяйственных наук, профессор (Институт биологии Коми научного центра УрО РАН); Д. Н. Шмаков,доктор биологических наук, профессор, лауреат Государственной премии РФ, заслуженный деятель науки РФ (Институт физиологии Коми научного центра УрО РАН)
Темплан ????
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.. 6
ГЛАВА 1. ФАКТОРЫ ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ И ЗАКОНЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ.. 8 1.1. Факторы жизни растений. 8 1.2. Основные законы земледелия и растениеводства. 18 Вопросы для самоконтроля. 19
ГЛАВА 2. СОРНЫЕ РАСТЕНИЯ И БОРЬБА С НИМИ.. 20 2.1. Сорняки и их значение в сельском хозяйстве. 20 2.2. Классификация сорных растений. 21 2.3. Учет засоренности посевов. 22 2.4. Меры борьбы с сорняками. 23 Вопросы для самоконтроля. 26
ГЛАВА 3. СЕВООБОРОТЫ... 27 3.1. Понятие о севообороте, повторных и бессменных посевах. 27 3.2. Агроэкономические причины чередования культур в севооборотах. 27 3.3. Предшественники полевых культур и их оценка. 28 3.4. Принципы чередования культур в севообороте. 30 3.5. Классификация севооборотов. 30 3.6. Оценка севооборотов. 31 Вопросы для самоконтроля. 32
ГЛАВА 4. СПОСОБЫ И ПРИЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ПОЛЕВЫЕ КУЛЬТУРЫ... 33 4.1. Теоретические основы обработки почвы.. 33 4.2. Механическая обработка почвы.. 34 4.2.1. Приемы и способы основной обработки почвы.. 35 4.2.2. Приемы и способы мелкой и поверхностной обработки почвы.. 36 4.3. Минимальная обработка почвы.. 38 4.4. Агротехническая оценка качества обработки почвы.. 39 Вопросы для самоконтроля. 39
ГЛАВА 5. СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ОЗИМЫЕ 5.1. Система обработки почвы под яровые культуры.. 40 5.2. Система обработки почвы под озимые культуры.. 43 Вопросы для самоконтроля. 45
ГЛАВА 6. УДОБРЕНИЯ.. 46 6.1. Органические удобрения. 46 6.2. Минеральные удобрения. 48 6.2.1. Простые удобрения. 48 6.2.2. Комплексные удобрения. 53 6.3. Бактериальные удобрения. 54 6.4. Известкование и гипсование почвы.. 54 6.5. Система удобрений в севообороте. 55 6.6. Способы внесения и расчет доз удобрений. 55 Вопросы для самоконтроля. 57
ГЛАВА 7. СЕМЕНА.. 59 7.1. Характеристика семян. 59 7.2. Способы посева семян. 60 7.3. Государственные стандарты на посевные качества семян. 62 Вопросы для самоконтроля. 64
ГЛАВА 8. ПОЛЕВЫЕ КУЛЬТУРЫ... 65 8.1. Классификация полевых культур. 65 8.2. Зерновые культуры.. 67 8.2.1. Озимые культуры.. 68 8.2.2. Биологические особенности озимых зерновых культур. 69 8.2.3. Яровые культуры и их биологические особенности. 70 8.3. Зернобобовые культуры.. 72 8.3.1. Биоэкологические особенности зернобобовых культур. 72 8.3.2. Особенности возделывания зернобобовых культур. 73 8.4. Картофель. 74 8.4.1. Значение, ботанические и биологические особенности картофеля. 74 8.4.2. Технология возделывания картофеля. 77 8.5. Многолетние травы.. 83 8.5.1. Многолетние бобовые травы.. 83 8.5.2. Многолетние мятликовые (злаковые) травы.. 86 8.5.3.Технология выращивания многолетних бобовых трав Вопросы для самоконтроля. 90
ГЛАВА 9. ЗАЩИЩЕННЫЙ ГРУНТ. 91 9.1. Значение защищенного грунта на Севере. 91 9.2. Классификация и типы сооружений защищенного грунта. 93 9.3. Выращивание рассады.. 98 9.4. Капуста белокочанная. 99 9.5. Корнеплоды.. 103 Вопросы для самоконтроля. 107
ГЛАВА 10. ПЛОДОВОДСТВО.. 108 10.1. Характеристика плодовых и ягодных пород. 108 10.2. Крупноплодная садовая земляника. 111 10.3. Малина. 115 10.4. Черная смородина. 118 10.5. Крыжовник. 125 10.6. Жимолость синяя. 131 Вопросы для самоконтроля. 135
ГЛАВА 11. КОРМА ДЛЯ ЖИВОТНЫХ.. 136 11.1. Классификация, химический состав и питательность кормов. 136 11.2. Заготовка кормов. 139 11.3. Подготовка кормов к скармливанию.. 142 11.4. Зеленый конвейер. 143 11.5. Нормированное кормление и составление суточного рациона животных. 144 Вопросы для самоконтроля. 145
12. КРУПНЫЙ РОГАТЫЙ СКОТ. 146 12.1. Биологические и хозяйственные особенности крупного рогатого скота. 146 12.2. Породы крупного рогатого скота. 151 12.3. Техника разведения крупного рогатого скота. 154 12.4. Запуск и кормление сухостойных коров…………………………….159 12.5. Кормление дойных коров……………………………………………..159 12.6. Методы содержания крупного рогатого скота………………………160 12.7. Выращивание молодняка……………………………………………...160 12.8. Откорм КРС……………………………………………………………161 Вопросы для самоконтроля. 1627
ГЛАВА 13. СВИНОВОДСТВО.. 158 13.1. Значение свиноводства. 158 13.2. Направления продуктивности и породы свиней. 158 13.3. Воспроизводство свиней. 161 13.4. Кормление и содержание свиней. 161 Вопросы для самоконтроля. 166 ГЛАВА 14. ОВЦЕВОДСТВО.. 167 Вопросы для самоконтроля. 170
ГЛАВА 15. КРОЛИКОДСТВО.. 171 Вопросы для самоконтроля. 174
ГЛАВА 16. РАЗВЕДЕНИЕ КРУПНЫХ ЗВЕРЕЙ.. 175 Вопросы для самоконтроля. 177
ГЛАВА 17. ПТИЦЕВОДСТВО.. 178 17.1. Биологические и хозяйственные особенности птицы………………...178 17.2. Продуктивность сельскохозяйственной птицы.. 178 17.3. Породы и кроссы сельскохозяйственной птицы.. 180 17.3.1. Породы кур. 180 17.3.2. Породы индеек. 181 17.3.3. Породы уток. 182 17.4. Кормление птицы.. 182 17.5. Содержание птицы.. 184 17.6. Основы инкубации яиц………………………………………………… 17.7. Выращивание цыплят. 185 Вопросы для самоконтроля. 186
ГЛАВА 18. ПРУДОВОЕ РЫБОВОДСТВО.. 187 18.1. Значение прудового рыбоводства. 187 18.2. Характеристика радужной форели и условий ее выращивания. 189 18.3. Технологическая схема выращивания радужной форели. 193 18.4. Корма для форели. 195 18.5. Влияние садкового рыбоводства на качество воды и мелиорация прудов. 196 Вопросы для самоконтроля. 198
ГЛАВА 19. ПЧЕЛОВОДСТВО.. 199 19.1. Продукты пчеловодства. 199 19.2. Биология пчелиной семьи. 201 19.3. Породы пчел. 203 19.4. Кормовая медоносная база. 205 19.5. Организация пасеки. 207 19.6. Болезни и вредители пчел. 210 Вопросы для самоконтроля. 211
ГЛАВА 20. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ СОЗДАНИЯ ПОДСОБНОГО ХОЗЯЙСТВА.. 212 20.1. Выбор профиля подсобного хозяйства. 212 20.2. Отвод земель и определение размера подсобного хозяйства. 212 20.3. Разработка бизнес-плана подсобного хозяйства. 215 Вопросы для самоконтроля. 223
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 225
ВВЕДЕНИЕ Вопросы обеспечения населения нашей страны продуктами питания постоянно находятся в центре внимания государства. Поэтому задачи устойчивого снабжения населения всеми видами продовольствия, существенное улучшение комплексного использования природных ресурсов будут актуальными всегда. Для обеспечения продуктами питания себя и членов своих семей специалисты лесного хозяйства, проживающие в сельских поселениях, традиционно занимались и занимаются ведением личного и подсобного хозяйства. Многообразие природно-экономических условий регионов Российской Федерации и самобытность народов, населяющих их, определили включение в обязательный минимум содержания учебной дисциплины «Основы сельскохозяйственных пользований» широкого круга вопросов, касающихся производства растениеводческой и животноводческой продукции. Производство продукции растениеводства во многом зависит от грамотного использования земельных ресурсов, внедрения в растениеводство и овощеводство сортов и гибридов растений, отличающихся устойчивостью к неблагоприятным погодным условиями, а также к болезням и вредителям. Производство продукции животноводства неразрывно связано со знанием породного состава, биологическими особенностями и технологией кормления сельскохозяйственных животных, обеспечением их высококачественными кормами. С учетом вышесказанного необходимо подчеркнуть, что весь этот комплекс вопросов в подсобном хозяйстве должны решать специалисты соответствующих отраслей сельскохозяйственного производства. Изучение студентами такой обширной дисциплины, как основы сельскохозяйственных пользований, представляет определенные трудности из-за отсутствия единого учебного пособия. Поиск рекомендуемой литературы по каждому разделу дисциплины отнимает достаточно много времени. В связи с этим нами в 2008 г. был подготовлен и издан для внутривузовского пользования конспект лекций «Основы сельскохозяйственных пользований». Использование его в учебном процессе показало необходимость в дополнении содержания лекционного материала рядом организационно-экономических вопросов, возникающих в процессе организации подсобного хозяйства, а также в отражении специфики Северо-Востока Европейской части, в условиях которого оно будет функционировать. Поэтому в настоящем издании к написанию материала учебного пособия были привлечены научные работники ГНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Республики Коми», ГНУ СевНИИ рыбного хозяйства, Института биологии Коми научного центра УрО РАН, а также специалисты Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Коми. Введение и заключение, главы 1–6, а также 8, 13–17 и 20 написаны кандидатом сельскохозяйственных наук Г. Г. Романовым (Сыктывкарский лесной институт); главы 7, 11 и 12 – кандидатом сельскохозяйственных наук Р. А. Беляевой, В. Е. Рубцовой; глава 9 – кандидатом сельскохозяйственных наук Г. Т. Шморгуновым и кандидатом сельскохозяйственных наук С. В. Коковкиной, глава 10 – Н. И. Пономарь, Н. Н. Сокериной, кандидатом сельскохозяйственных наук Г. Т. Шморгуновым (ГНУ НИИСХ Республики Коми Россельхозакадемии); глава 18 – кандидатом биологических наук Ю. П. Шубиным и кандидатом биологических наук О. Н. Кореневым (ГНУ СевНИИ рыбного хозяйства, г. Петрозаводск), глава 19 – кандидатом сельскохозяйственных наук А. А. Потаповым (Институт биологии Коми научного центра УрО РАН). Целью преподавания дисциплины является формирование у студентов представлений и знаний в области сельскохозяйственных пользований для грамотной организации и безубыточного ведения подсобного хозяйства на лесных землях в условиях Европейского Северо-Востока. В задачи изучения дисциплины входит: – дать представление о принципах выбора профиля подсобного хозяйства, отводе земель и определении его размера; – ознакомить с порядком разработки бизнес-плана развития хозяйства; – выработать навыки составления технологических карт обработки почвы, расчета доз и норм внесения органических и минеральных удобрений, известковых материалов; – дать знания об основах современных технологий выращивания и уборки продуктов овощеводства и полеводства; – ознакомить с породами и особенностями содержания и кормления крупного рогатого скота, свиней, овец, кроликов, домашней птицы, крупных зверей, пчел, рыб и приемами их разведения. В соответствии с целями и задачами изложенный курс базируется на ранее изученных студентами учебных дисциплинах: «Ботаника», «Дендрология», «Генетика», «Физиология растений» «Химия», «Почвоведение», «Физиология растений», «Экология», «Лесные культуры» и «Лесная метеорология». Учебное пособие рекомендовано для студентов направления подготовки 250100.62 «Лесное дело» всех форм обучения.
ГЛАВА 1. ФАКТОРЫ ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ Факторы жизни растений Для нормального роста и развития растениям необходимы свет, тепло, вода, питательные вещества и другие факторы. Свет. Растения обладают способностью усваивать кинетическую энергию солнечного луча и превращать ее в потенциальную энергию синтезированного ими органического вещества. Поглощение зеленым листом солнечного света и создание органического вещества из воды и углекислого газа и минеральных солей называется фотосинтезом. Количество солнечного света, получаемое растением, зависит от длины светового дня и от высоты стояния солнца над горизонтом. Однако даже в пределах одной и той же местности склоны, различно экспозиции, освещаются по-разному (южные склоны больше, чем северные; долины меньше, чем вершины холмов). Облака, пыль и газы в воздухе могут снизить интенсивность освещения до 30 %. При недостатке света растения имеют бледную окраску, тонкие вытянутые стебли, слаборазвитые листья. Без света растения не зацветают и не плодоносят. Свет значительно влияет на качество растительной продукции. Так, сено, полученное с открытых мест, содержит больше белка, чем сено с затененных участков; картофель на свету накапливает больше крахмала, зерно – белка, подсолнечник – жира. Фотосинтез в зеленом растении начинается при слабом освещении утром, достигает максимума к полудню и идет на убыль к вечеру из-за уменьшения освещения. При наступлении темноты фотосинтез прекращается. Регуляция освещенности полевых культур осуществляется агротехническими приемами, основные из которых следующие: 1. Правильный расчет нормы высева семян, влияющий на густоту стояния растений и обеспечивающий наилучшее освещение растений в течение вегетации. 2. Направление рядков посева по отношению к странам света. Прибавка урожая зерновых культур от направления рядков с севера на юг, по сравнению с направлением с запада на восток, составляет 0,2–0,3 т/га в результате лучшего освещения растений в утренние и вечерние часы и затенения их друг другом в жаркий полдень. 3. Различные способы посева, что позволяет более равномерно разместить растения по площади и улучшить их освещенность. 4. Своевременное уничтожение сорняков, значительно снижающих продуктивность фотосинтеза в посевах. 5. Смешанные посевы светолюбивых и теневыносливых растений, обеспечивающие более полное использование солнечной радиации в расчете на единицу поверхности посева. В последние годы все больше распространяются промежуточные посевы (озимые, поукосные, пожнивные и подсевные), позволяющие после уборки основной культуры севооборота получать на этой же площади урожай зерна или зеленой массы другой культуры, имеющей более короткий вегетационный период. Промежуточные посевы дают возможность накапливать энергию солнечного луча в течение почти всего теплого периода года, служат дополнительным источником корма и органическим удобрением, способствующим повышению плодородия почвы. Тепловой режим. Физиологические процессы в растении протекают только при определенном количестве тепла. Потребность в тепле у разных растений различна. Даже у одной и той же культуры она может различаться в зависимости от фазы ее развития. Различают минимальные температуры, ниже которых физиологические процессы не идут, оптимальные температуры, при которых рост и развитие растений протекают достаточного хорошо, и максимальные, выше которых растения резко снижают продуктивность и даже погибают (табл. 1.1).
Таблица 1.1. Требования полевых культур к теплу, °С [1]
Температура воздуха.Оптимальная температура роста и развития большинства полевых культур находится в диапазоне 20–25 °С. При температуре немногим выше 30 °С наблюдается торможение роста, а при повышении ее до 50–52 °С растения погибают. Для завершения полного цикла развития растение должно получить также определенную сумму активных температур за вегетационный период. Установлено, что для нормального роста и развития большинства сельскохозяйственных культур сумма среднесуточных активных температур воздуха (свыше +10 °С) должна составлять 1200–2000 °С. Так, в зависимости от сорта, сумма активных температур для озимой пшеницы составляет 1100–1900 °С, ячменя – 950–1700 °С, гороха – 1000–1700 °С, картофеля 1200–2000 °С. По мере повышения температуры почвы рост и развитие растений ускоряются. Например, семена ржи при температуре 4–5 °С прорастают в течение четырех дней, при 16 °С – за сутки. Температура почвы оказывает влияние на рост корневой системы растений. Так, у овса при температуре почвы 12–14 °С корневая система была в 1,5 раза меньше, чем при температуре 6–8 °С. При температуре выше оптимальной растения значительно увеличивают интенсивность дыхания и расход органического вещества, что в результате приводит к уменьшению нарастания зеленой массы и снижению урожая. Пониженные температуры культуры лучше всего переносят в фазе наклюнувшихся семян. В дальнейшем по мере роста и развития растения резко снижают устойчивость к холоду. Наступление заморозков в весенний период может сильно повредить проросткам. Большую опасность представляют также осенние заморозки. Поэтому правильный подбор культур по продолжительности вегетационного периода и сумме активных температур в конкретной зоне имеют большое практическое значение. Тепло необходимо не только растениям, но и микроорганизмам, обитающим в почве и оказывающим разностороннее влияние на растения. Эти микроорганизмы плохо переносят как пониженные, так и повышенные температуры. Наиболее благоприятна для них температура в диапазоне 15–20 °С. Основной источник тепла для почвы – солнце. Температура почвы зависит от количества тепла, поступающего на ее поверхность, а также свойств самой почвы – ее теплоемкости, теплопроводности, теплоотдачи. Теплоемкость – количество тепла (в Дж или ккал), необходимое для нагревания 1 г или 1 см3 почвы на 1 °С. Если теплоемкость воды принять за единицу, то теплоемкость песка составит 0.196, глины – 0.233, торфа – 0.477, воздуха – 0.0003. Поэтому при большом содержании в почве воды требуется много тепла на ее прогревание: влажные глинистые почвы из-за их высокой теплоемкости называют холодными, а песчаные, быстро подсыхающие, – теплыми. Вода может изменять тепловые свойства почвы в 10–15 раз. Теплопроводность – способность почвы проводить тепло от более нагретых слоев к более холодным. Она измеряется количеством тепла (в Дж или ккал), которое проходит через 1 см2 слоем 1 см при разности темпераур в 1°С. Теплопроводность почвы зависит от теплопроводности ее фаз: наименьшая – у газообразной, несколько выше у жидкой и наибольшая – у твердой (минеральной) части почвы. Теплопроводность зависит и от содержания органического вещества в почве. Например, очень низкая теплопроводность у торфяных почв. Поэтому, чем больше в почве воздуха и органического веществ, тем хуже она проводит тепло и дольше его сохраняет. На тепловой баланс почвы влияет также теплоотдача, которая зависит от насыщенности атмосферы водяным паром, температуры самой почвы и состояния ее поверхности. Наибольшие изменения температуры происходят в верхних слоях почвы, как в течение суток, так и в течение года. Суточные колебания температуры не распространяются обычно глубже 2–2.5 м при смене сезонов. Особое значение температурные колебания имеют для зимующих культур, т. к. быстрое и глубокое промерзание почвы резко снижает их устойчивость к низкой температуре. Солнечные лучи неодинаково прогревают поверхность почвы. Это зависит от растительного покрова, цвета почвы и ее выравненности. Зимой большое влияние на температуру почвы и ее промерзание оказывает снежный покров. Так, при толщине снега 24 см на его поверхности температура была минус 26,8 °С, а под снегом на поверхности почвы минус 13,8 °С. Помимо солнца, в природе существует другой важный источник тепла – выделение его микроорганизмами в процессах разложения органического вещества и жизнедеятельности. Различные группы микроорганизмов используют 15–50 % поглощенной ими энергии на поддержание жизни, а остальную выделяют в виде тепла в окружающее пространство. При разложении органического вещества навоза, к примеру, микроорганизмы могут повышать его температуру до 40–60 °С. Методы регулирования теплового режима для каждой зоны нашей страны могут быть не только различными, но даже противоположными. В северных районах почти все приемы агротехник направлены на повышение температуры почвы и быстрейшее ее прогревание, а на юге – на ее снижение. Например, увеличение влажности почвы путем ее полива или орошения ведет к значительному снижению температуры в результате затрат тепла на нагревание и испарение воды. Ранневесеннее боронование и рыхление почвы усиливают ее прогревание. Применение посадок и посевов на гребнях и в грядах в северных районах способствует уменьшению влажности почвы и лучшему ее прогреванию. Большое значение при регулировании температурного режима почвы имеют снегозадержание и посадка полезащитных лесных полос, снижающих скорость ветра, испарение с поверхности почвы и накапливающих снег зимой. В северных районах применение навоза, компостов позволяет использовать тепло, выделяемое микроорганизмами при разложении органического вещества. Такой прием, как мульчирование (покрытие поверхности почвы материалами различного цвета – соломой, торфом, перегноем, золой) увеличивает или снижает нагревание почвы. Воздушный режим.Растению для нормального роста и развития необходим кислород воздуха. Так, семена, помещенные на дно сосуда и залитые водой, набухают, но не прорастают, из-за отсутствия снабжения зародыша кислородом воздуха. Надземная часть растения обеспечена воздухом лучше, подземная хуже. Однако в практике земледелия иногда бывает, что растения гибнут от недостатка кислорода в приземном слое воздуха. Такие случаи наблюдаются в посевах озимых культур, когда выпадает большое количество снега на незамерзшую землю, а растения при этом продолжают вегетацию. Под снегом они быстро расходуют кислород воздуха, новые порции кислорода не поступают, и растения задыхаются. Кислород воздуха нужен также для нормального развития корневой системы полевых культур. Наиболее требовательны в этом отношении корне- и клубнеплоды, бобовые; менее чувствительны зерновые из-за того, что они частично снабжают корни кислородом воздуха через воздухоносные полости, находящиеся в стеблях. В кислороде воздуха нуждаются и почвенные микроорганизмы, разлагающие органические остатки и высвобождающие питательные вещества для растений. Кроме кислорода, некоторым почвенным бактериям необходим также молекулярный азот, который они превращают в азотные соединения. Растения нормально развиваются, когда воздух содержится в крупных порах почвы, а вода – в мелких и средних. Оптимальное содержание воздуха в пахотной почве для зерновых – 15–20 % общей скважности, пропашных – 20–30, многолетних трав – 17–21 %. Благоприятное для растений содержание кислорода в почвенном воздухе 7–12 %, а углекислого газа – около 1 %. Газообмен в почве происходит постоянно, но его интенсивность зависит от многих факторов, один из главных – строение и структура почвы. Рыхло сложенные и хорошо оструктуренные почвы с большим количеством промежутков между комочками обладают хорошим газообменом. В заплывших бесструктурных почвах, покрытых коркой и сильно увлажненных, газообмен очень слабый. На газообмен влияют также диффузия газов, колебания атмосферного давления, температура, изменение влажности почвы, ветер, растительность. Регуляция воздушного режима. Все агротехнические приемы, способствующие рыхлению пахотного слоя, улучшают газообмен почвы. Они способствуют более активной микробиологической деятельности и быстрейшей минерализации органического вещества, а, следовательно, большему высвобождению и накоплению питательных веществ. Создание водопрочной комковатой структуры – важное условие улучшения ее воздушного режима. Достигается это выращиванием многолетних трав. При внесении органического вещества (торфа, навоза, компостов, зеленых удобрений) количество углекислого газа в пахотном слое почвы значительно возрастает. Так, применение 20 т навоза на 1 га увеличивает содержание углекислого газа на 70–140 кг. Водный режим.Жизнедеятельность растений тесно связана с водой. Для набухания семян и перевода запаса сухих питательных веществ семени в усвояемую для зародыша форму различным растениям необходимо от 40 до 150 % от массы семян воды. Растения в процессе вегетации могут использовать раствор минеральных веществ почвы в очень небольшой концентрации. Для образования таких растворов требуется очень много воды. Поступающая вместе с питательными веществами влага в растениях используется не полностью. Установлено, что из 1000 частей воды, прошедшей через растение, только 1,5–2 части расходуются на питание, а остальная влага испаряется. Испарение воды листьями называется транспирацией. Этот процесс зависит от освещенности, температуры и влажности воздуха. В агрономии широко применяют и другой показатель расхода воды растением – транспирационный коэффициент – количество воды, затрачиваемое растением в процессе образования единицы сухого вещества. Меньше всего транспирационный коэффициент у просовидных – 200–400, значительно выше у гороха – 400–800 и самый высокий у многолетних трав – 700–900. Величина транспирационного коэффициента сильно зависит от света. По опытным данным, на прямом солнечном свету коэффициент транспирации у растений составлял 349, на сильном рассеянном свете – 483, среднем – 519 и слабом – 676. Особенно сильно транспирационный коэффициент зависит от влажности воздуха. В засушливые годы у пшеницы, овса он возрастает больше чем в два раза по сравнению с влажными. В северных и западных районах нашей страны испарение воды растениями заметно меньше, чем в южных и восточных. Заметно снижают транспирационный коэффициент удобрения. Так, у овса при недостатке питательных веществ он составлял 483, а при достаточном их количестве – 372. Поэтому культуры, обеспеченные питательными веществами, более экономно используют воду, что имеет большое значение для районов засушливого земледелия. Растения на отдельных этапах роста и развития предъявляют повышенные требования к воде. Для большинства колосовых культур критический период по отношению к влаге – время от выхода в трубку до колошения. При недостатке влаги в эти периоды растения ослабляют развитие и не дают хорошего урожая. В последующие фазы развития растению требуется меньше воды, и оно не так сильно реагирует на изменение водного режима почвы. В воде нуждаются и почвенные микроорганизмы. При недостатке воды у бактерий снижается усвоение питательных веществ, а при чрезмерном увеличении влажности они испытывают кислородное голодание. Оптимальная влажность почвы для растений и бактерий составляет 60 % полной влагоемкости почвы. Основной источник поступления воды в почву – осадки, а также влага, образуемая при конденсации водяных паров в результате перепада температуры почвы и воздуха в дневные и ночные часы. Влажность почвы влияет на степень сопротивления при ее обработке, способность крошиться, микробиологические и биохимические процессы, происходящие в ней. Поэтому одна из важнейших задач земледелия – регулирование водного режима в почве для создания в ней оптимального соотношения воды и воздуха. Рыхлая и структурная почва впитывает значительно больше осадков, чем уплотненная и бесструктурная. Уплотнение почвы вызывает быстрое подтягивание влаги по капиллярам к поверхности и усиленное испарение воды. Потеря влаги весной при сухой и ветреной погоде на незаборонованной зяби за сутки может составлять 50–70 т/га. Поэтому даже мелкое поверхностное рыхление резко сокращает испарение и сохраняет влагу. Подвижность воды и ее доступность для растений зависят от свойств почвы и формы воды в ней. Влага в почве может находиться в парообразной, гигроскопической, капиллярной и гравитационной формах. Парообразная влага, насыщая воздух, заполняет все почвенные пустоты и может служить при перепадах температуры источником подземной росы. Гигроскопическая влага адсорбируется на поверхности частиц почвы и вследствие больших сил молекулярного притяжения недоступна для растений. Количество гигроскопической влаги зависит главным образом от гранулометрического состава почвы: чем мельче почвенные частицы (например, в глинистой почве), тем больше суммарная их поверхность в единице объема и, следовательно, выше процент гигроскопической влаги. Количество гигроскопической влаги зависит также от количества органического вещества в почве – чем больше его в почве, тем больше гигроскопической влаги в почве. Количество недоступной растениям влаги составляет примерно полуторную величину максимальной гигроскопичности. Это так называемый мертвый запас, или влажность устойчивого завядания. В зависимости от гранулометрического состава почвы и содержании органического вещества мертвый запас влаги значительно меняется: в супесчаной почве он составляет 2–3 %, в суглинистой – 5–6, в глинистой – 8–10, в перегнойно-песчаной и черноземной 14–16 и в торфянистой – до 40–50 % массы абсолютно сухой почвы. Увядание растений может наступить от недостатка влаги в почве (почвенная засуха) или из-за усиленной транспирации растениями вследствие большой сухости и высокой температуры воздуха (атмосферная засуха). Капиллярная влага размещается в узких промежутках (капиллярах) почвы и удерживается в них силой поверхностного натяжения пленки воды. Она может передвигаться в различных направлениях, скорость и расстояние передвижения зависят от диаметра капиллярных промежутков, структуры почвы. Эта вода доступна растениям, и именно она участвует в формировании урожая полевых культур. На бесструктурных распыленных и плотных почвах вода поднимается по капиллярам наиболее высоко. Это приводит к быстрому иссушению всего пахотного слоя, особенно в южных районах. Поэтому рыхление верхнего слоя почвы и разрушение в ней капилляров значительно снижает испарение и способствует сохранению влаги в почве. Однако иногда необходимо подтянуть влагу из нижних слоев к верхним, куда будут заделываться семена при посеве. Это особенно важно в сухое время года. В этом случае для уплотнения почвы, увеличения в ней количества капилляров и подтягивания по ним влаги из глубоких слоев к верхним (зона заделки семян) почву прикатывают. Гравитационная влага заполняет все крупные некапиллярные промежутки между комочками почвы и, подчиняясь силе тяжести, передвигается только сверху вниз. Эта влага легкодоступна растениям. Состояние, когда все капиллярные и некапиллярные промежутки почвы заполнены водой, называется наибольшей (полной) влагоемкостью почвы. Она может наблюдаться при неглубоком залегании грунтовых вод, на болотах, при весеннем таянии снега, длительных осенних дождях. В этих случаях в почве развиваются анаэробные процессы. Для производственных целей важен другой показатель – наименьшая влагоемкость почвы, т. е. максимальное количество воды, которое почва длительное время может удерживать при отсутствии ее подтока и потерь на испарение. Этот показатель для каждой почвы представляет почти постоянную величину и играет большую роль, особенно в орошаемом земледелии при расчетах норм полива. При наименьшей влагоемкости в почве содержится максимальное количество доступной для растений влаги, при которой 60–80 % пор почвы заполнено влагой. Источником воды для выращивания растений являются атмосферные осадки грунтовые воды и воды орошения. Определяющее значение в большинстве случаев, безусловно, имеют атмосферные осадки. Приемы регулирования водного режима почвы. Для снабжения растений водой в максимально потребных количествах, накопления, сохранения и рационального использования влаги в засушливых районах, а также для устранения избыточного увлажнения в северо-западной зоне европейской части нашей страны в земледелии разработаны различные комплексы агротехнических приемов. Кроме правильной и своевременной обработки почвы, в засушливых районах широко используют снегозадержание, на склонах наряду с особыми приемами вспашки устраивают микролиманы для задержания талых вод и предотвращения эрозии почвы. Широкое распространение получили посадка полезащитных лесных полос, посев высокостебельных кулисных растений, сохранение стерни на поверхности почвы. Потери только талых вод за один год в районах неустойчивого и недостаточного увлажнении составляют 50–60 млрд т, а между тем каждые 100 т воды (10 мм осадков) могут дать дополнительно 100 кг зерна яровых и 200 кг озимых культур с 1 га. 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
© СЛИ, 2012