Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Почвенно-агрохимические основы адаптивно-ландшафтной организации систем земледелия ВКЗП. Учебное пособие
.pdf
Локальные особенности почвенно-климатических условий
ей и испарением, что подтверждается данными стационарного опыта (табл. 1.5).
Таблица 1.5. Запасы продуктивной влаги под озимой ро
жью, т/га. Стационарный опыт КСХИ, 1974 год
[Юлушев, 1989]
Показатели,
глубина, см
Осадки, мм 3,8 129 28 19 80
>5 îÑ 85 53 109 331 279
0…20 138 215 100 5 0 99
20…40 270 226 156 34 0 86
0…60 630 634 584 315 254 57
60…100 833 909 893 822 693 5
0…20 130 215 162 0 0 96
20…40 281 159 140 0 54 85
0…60 633 555 607 248 377 34
60…100 895 746 803 855 828 7
0…20 74 233 114 0 0 115
20…40 270 112 125 0 0 110
0…60 596 522 620 233 302 39
60…100 855 745 803 822 747 6
Примечание. Сумма осадков (Р) на начало весенней вегетации определена с момента перехода температуры воздуха
5
°С, V — вариабельность показателя. 10 т соответствует 1 мм
выпавших осадков.
Начал о
вегетации
Выход в
трубку
Сумма за пери од межд у наблюд ениями:
Без удобрений. Урожайность - 2,84 т/га
NPK. Урожайность – 3,65 ò/ãà
Навоз. Урожайность - 3,62 т/га
Коло-
шение
Цветение Молочная
спелос ть
V,
%
Представленные данные показывают, что иссушающее влияние растений удобренных вариантов на
почву начинает проявляться раньше и на большую
глубину, чем растений неудобренного варианта опыта.
Поэтому удобренные поля должны быть засеяны как
можно раньше, здесь необходимы сорта и культуры с
ускоренным ростом корней, чтобы к моменту иссушения верхнего слоя почвы они достигли горизонтов
почвенного профиля, где всегда имеется влага. Установлена способность части корневой системы, находящейся в контакте с источником влаги, обеспечивать
потребность всего растения в воде, а иногда даже «перекачивать» ее с места на место.
В итоге:
n удобрения повышают засухоустойчивость рас-
тений при раннем севе, корни быстрее разви-
ваются и достигают глубины, где всегда имеет-
ся влага;
21
n удобрения снижают засухоустойчивость растений
при запаздывании с посевом ввиду более интенсивного использования почвенной влаги хорошо
развитой растительностью из корнеобитаемого
слоя, после которого корневая система оказывается в поверхностном, пересыхающем слое почвы.
Сумма осадков в рассматриваемой провинции колеблется широко и за вегетационный период составляет 260…360 мм, а поглощение почвой влаги атмосферных осадков зависит от выраженности рельефа,
гранулометрического состава почвы, ее состояния и интенсивности осадков. Так, ориентировочно поглощение
осадков почвой может быть охарактеризовано следующими величинами:
Интенсивность осадков, мм/сутки Поглощение влаги
5 100
6-10 80
11-20 50
20 30
На склонах с крутизной 5
почвой, % от осадков
0
эти величины снижаются на 25–30%. Коэффициенты использования годовых осадков культурными растениями в среднем укладываются в следующие интервалы: на суглинистых
почвах 0,66–0,76; на супесчаных 0,52–0,60; на песчаных 0,42–0,48 и на торфяно-болотных 0,78–0,88. При
этом средние величины коэффициентов водопотребления полевых культур могут быть у культур:
n озимой пшеницы, ржи, ячменя, овса, картофеля —
350–400;
n кормовых корнеплодов, силосных культур, вико —
овсяной смеси — 300–400;
n многолетних трав — 500–700 (первые цифры для
плодородных почв).
Характер распределения осадков и в связи с этим
динамика продуктивной влаги в корнеобитаемом слое
почвы требует дифференциации всех элементов технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
Период для проведения весенних полевых работ очень
короткий. После таяния снега с поверхности, в основном бесструктурных почв, происходит сток, интенсивное испарение влаги. Если не прервать капиллярный
22
Глава I
Локальные особенности почвенно-климатических условий
подъем воды путем рыхления верхнего слоя почвы в
течение 3–5 дней, из 50 см верхней толщи почвенного
покрова теряется до 80% продуктивной влаги, а в пределах пахотного слоя — до 50–60%. Таким образом, в
засушливых, полузасушливых условиях ВКЗП борьба
за сохранение влаги является в большинстве случаев
фактором, определяющим величину урожая возделываемых сельскохозяйственных культур.
Период, в течение которого можно на конкретном
поле проводить закрытие влаги, также очень короткий — в 8 случаях из 10 он равен 1–2 суткам. Такое
же положение наблюдается при севе яровых зерновых
культур. Оптимальные сроки для этого — не более 2 суток
для каждого конкретного поля. Таким образом, характерной для земледельческой провинции является большая напряженность весенне-полевых работ. Именно
поэтому здесь следует настойчиво искать и внедрять в
производство приемы, позволяющие уменьшить объемы весенне-полевых работ (изменение традиционных
сроков внесения удобрений, обязательная зяблевая
обработка почвы, совмещение операций и др.).
Как уменьшить отрицательное действие недостатка влаги на развитие растений (ибо снижается и положительное действие удобрений)? Утверждение, что
фосфорно-калийное достаточное питание повышает
засухоустойчивость растений верно, но в реальности
не проявляется в практически значимых размерах.
Наиболее действенными представляются мероприятия
по снего-, влагонакоплению, ранний сев зерновых, а в
период вегетации растений — создание хорошо развитого травостоя, под которым снижается инфильтрация влаги и она более продуктивно используется для
синтеза органического вещества.
Есть относительно «сухие» почвы, где при отсутствии осадков быстро исчезает продуктивная влага:
песчаные, карбонатные, аллювиальные. Почему в профиле песчаной почвы не задерживается продуктивная
влага понятно. Сложнее с другими почвами, где достаточно илистой фракции, а аллювиальные почвы иногда даже хорошо оструктурены и гумусированы. Удовлетворительного объяснения и практических приемов
устранения этого явления нет.
23
Влагообеспеченность растений в определенной
мере регулируется ионным составом почвенного раствора. Так, содержание воды в листьях (водоудерживающая способность) повышается, соответственно снижается водный дефицит при внесении калийных удобрений (лучше сернокислые соли калия), при хорошей
обеспеченности бором, медью. Объясняется это наличием большего количества молодых клеток паренхимы
с высоким осмотическим давлением, усилением гидратации коллоидов цитоплазмы. Большое значение
имеет состояние и оструктуренность воды: свободная
вода определяет интенсивность физиологических процессов в клетках растений, связанная вода — устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней
среды.
По рельефному положению пахотного контура и
глубине залегания грунтовых вод гидротермические
условия определяют формирование почв различного
ряда увлажнения.
Автоморфные. Формируются на ровных элементах рельефа и склонах с обеспеченным поверхностным
и внутрипочвенным стоком при достаточно глубоком
уровне залегания грунтовых вод. Для этих почв коэффициент увлажнения Высоцкого-Иванова колеблется
в пределах 0,77–1,00. Отмечают почвы нормального
увлажнения (грунтовые воды глубже 2 м), где отсутствуют признаки оглеения и почвы избыточного крат
ковременного увлажнения, где оглеением затронуты
нижние горизонты профиля и порода.
Полугидроморфные. Формируются в условиях кратковременного застоя поверхностных или при неглубоком залегании грунтовых вод (капиллярная кайма достигает корнеобитаемую толщу почвенного профиля).
Коэффициент увлажнения Высоцкого-Иванова 1,00–
1,33. Это почвы временного переувлажнения — глубина грунтовых вод около 1 м. Поверхностное оглеение
наблюдается в форме пятен.
Гидроморфные. Проявляются при длительном поверхностном застое вод или при залегании грунтовых
вод на глубине менее 1 м (капиллярная кайма достигает поверхности почвы). Коэффициент увлажнения
24
Глава I
Локальные особенности почвенно-климатических условий
Высоцкого-Иванова — выше 1,33. Различают почвы
длительного переувлажнения (оглеение по всей толще
профиля, в верхних горизонтах сплошное) и постоянного переувлажнения (болотного типа почвообразования). К этому типу увлажнения относится большинство
пойменных и аллювиальных почв.
Наибольшее значение для эффективного применения извести и удобрений имеют следующие водные
константы почв.
Полная влагоемкость (ПВ) — определяется объемом
влаги при заполнении всех пор водой и соответствует
общей порозности.
Наименьшая или полная полевая влагоемкость (НВ
или ППВ) — количество влаги, которая удерживается
после увлажнения при свободном оттоке гравитационной воды.
Максимальная гигроскопическая влажность (МГ) —
влага, которая удерживается силой, выше сосущей
силы корней (выше 8 атм., физиологически недоступная растениям влага). Средние показатели МГ (для
среднегумусированной почвы), %:
песчаные ……. 0,5–1,5; среднесуглинистые ….. 5–6,
супесчаные …. 0,5–3,0; тяжелосуглинистые .. 6–8,
легкосуглинистые .. 2–5; глинистые …………..... 8–2.
Влажность (устойчивого) завядания (ВЗ или ВУЗ) =
х
МГ
1,34.
Запас полезной (продуктивной) влаги (ЗПВ). Как
показали исследования, в нашей зоне целесообразно
рассчитывать ЗПВ для слоя почвы 0–60 см, где влагооборот связан с ее потреблением растениями. Расчет
ведется отдельно для А
и следующих генетических
пах
горизонтов профиля по формуле:
ЗПВ, мм (А
где d
— плотность соответствующего слоя (гори-
v
зонта) почвы, г/см
, А2, А2В, В1 и т. д.)=0,1dv х h х (В–ВЗ),
пах
3
;
h — толщина этого слоя, см;
В — влажность почвы, %;
ВЗ — влажность завядания данного слоя почвы, %.
25
Таблица 1.6. Оценка ЗПВ, мм
Оценка 0 – 20 ñì 0 –60 см
Хорошие 40 Более 100
Средние 20 – 40 60 – 100
Плохие Менее 20 Менее 60
Одна из книг К.А. Тимирязева на-
Солнечная
энергия
зывается «Солнце, жизнь, хлорофилл» [М:. Сельхозгиз.–1956.–228 с.].
Действительно, солнечная радиация
является источником энергии для первичного синтеза
углеводов, основы жизни на земле. Носителем фотосинтетически активной радиации (ФАР) является лучистая
солнечная энергия с длиной волн 380–710 нм.
ФАР — часть солнечной энергии, потенциально
используемая в процессе фотосинтеза, по-видимому,
не является лимитирующим урожай фактором в земледельческой провинции. В обычных посевах использование ФАР не превышает 0,5–1,0% [Ничипорович,
1961; Шашко,1985]. Считается возможным поднять КПД
ФАР до 4–5%, при котором возможен синтез органического вещества (в широтном направлении, Кировская область) на уровне:
n 61° северной широты (Луза) около 26;
n 60° с. ш. (Синегорье) — 27;
n 59° (Белая Холуница) — 28;
n 58° (Верхошижемье) — 29;
n 57° (Уржум) — 30;
n 56° (Вятские Поляны) — 31 т/га сухого вещества.
При этом, на каждые 1 млрд. кДж/га необходим
20–36 мм продуктивной влаги и по мере движения
на юг возрастает ее дефицит и наоборот, дефицит ФАР
возрастает при движении с юга на север. При пониженной температуре возрастает поглощение листьями инфракрасной (710 нм) радиации [Дадыкин и др.,
1964]. Это поглощение усиливается по мере обеспеченности растений фосфором, вероятно за счет синтеза богатых энергией АТФ — АДФ, ДНК [Коровин,
1961]. В среднем в земледельческой провинции приход ФАР на посевы и калорийность основной продукции могут быть охарактеризованы следующими величинами (табл. 1.7).
26
Глава I
Локальные особенности почвенно-климатических условий
Таблица 1.7. Приход ФАР и калорийность основной про
дукции сельскохозяйственных культур
Культура Приход ФАР, млрд.
Озимая рожь 9,63 18422
Яровая пшен ица 10,05 18631
Ячмень 9,29 18506
Îâåñ 9,46 18422
Картофель 9,71 -
Âèêà + îâåñ (ñåíî) 8,58 19678
Многолетние травы (сено) 11,09 18841
Кукуруза (силос) 9,63 16328
êÄæ/ãà
Калорийность , кДж/кг
Установлено, что наиболее интенсивно формирование зачаточных репродуктивных органов яровых
зерновых (выход в трубку) происходит в период максимума прихода коротковолновой радиации, которое
приходится на середину июня. Таким образом, с целью максимального использования коротковолновой
радиации (а не только весенних запасов продуктивной
влаги) сев яровых необходимо проводить как можно
раньше.
1.2. Рельеф
С учетом пространственных параметров различают:
n мегарельеф — материковые массивы и океанские
впадины;
n макрорельеф — крупные формы земной поверхно-
сти: горные хребты, плоскогорья, равнины, напри-
мер, Среднерусская возвышенность;
n мезорельеф — формы земной поверхности, опре-
деляющий общий топографический облик терри-
тории с колебаниями высот в метрах, десятках
метров;
n микрорельеф — формы рельефа с колебаниями вы-
сот в пределах одного метра, занимающие неболь-
шие площади: западины, блюдца, бугорки;
n нанорельеф — самые мелкие формы рельефа (не
более 30 см): кочки, борозды, гребни.
Условия роста и развития сельскохозяйственных
культур во многом определяются характером мезорелье
фа элементарного агроэкологического контура, пашни.
Все элементы земледельческой практики должны быть
адаптированы к положительным формам мезорельефа:
27
n холм — возвышение (от 40 до 200 м) округлой фор-
мы с широким основанием;
n бугор характеризуется меньшей высотой (до 25 м)
и более крутыми склонами;
n грива, гряда, увал — удлиненные возвышения (в от-
личие от холма);
n друмлины — моренные холмы продолговато-оваль-
ного очертания (длина до 25 км, высота 5–25 и
ширина 10–150 м);
n камы — холмы моренного происхождения высотой
до 100 м.
Отрицательные формы мезорельефа в основном
представлены оврагами — вытянутыми понижениями
с незадерненными растительностью крутыми склонами (результат водной эрозии) и балками, имеющими
пологие, задерненные склоны. Верховья балки переходят в лощину, которая дальше вниз переходит в плоское понижение — ложбину. Различают еще промоины
(глубина до 2 м), водороины (глубина до 0,6 м), которые
могут положить начало образованию оврагов. Кроме
разрушения почвенного покрова, овраги оказывают
иссушающее влияние на сопредельные территории,
которое простирается до 300 и более метров.
По протяженности овраги подразделяют на короткие (длина до 0,5 км), средние (от 0,5 до 2 км) и длинные
(более 2 км) и определяют степень расчлененности АЭК,
которая характеризуется:
n коэффициентом овражности (отношение площа-
ди оврагов к площади земельного фонда, га/км2).
Реальные значения колеблются от 0,6 в северной,
до 12 га/км
n коэффициентом плотности оврагов (число овра-
2
в южной полосе;
гов на 1 км2) — от 14 до 35 шт/км2.
Средние значения расчлененности водосборных
бассейнов лощинно-балочным звеном — 0,92 км/км
При превышении этих показателей в натуре рекомендуется рассмотреть вопрос о трансформации угодий.
Для всех положительных и отрицательных форм
рельефа характерна крутизна склонов, которая классифицируется следующим образом:
n очень пологие — меньше 1°;
n крутые — 8–20°;
28
Глава I
2
.
Локальные особенности почвенно-климатических условий
n пологие — 1–2°;
n очень крутые — 20–45°;
n покатые — 2–5°;
n обрывистые — более 45°;
n сильнопокатые — 5–8°.
Водораздельная линия проходит по наивысшим
точкам двух противоположных склонов.
Тальвег — наиболее низкие места мезорельефа (дно
оврагов, балок, русел рек).
Более 80% суши представляют склоны [Демек,
1977]. Именно рельеф, как важнейший фактор почвообразования, является первопричиной неоднородности почв [Высоцкий, 1906]. Разнообразие форм рельефа
сопровождается существенным варьированием плодородия почв в зависимости от крутизны, протяженности
и формы склона, его экспозиции [ Демек, 1977; Edwards L.,
1988] в силу двух причин.
Первое — любая местность с определенным рельефом состоит из зон выноса (элювиальные, трансэлювиальные), переноса (трансэлювиальные) и аккумуля'
ции (аккумулятивные), границы которых меняются для
каждого переносимого компонента в зависимости от его
подвижности [Фортескью Дж., 1985; Фридланд, 1983].
Второе — рельеф поля обуславливает территориальное распределение биоклиматических ресурсов в
зависимости от крутизны, протяженности склона, его
экспозиции. Сочетание этих показателей может создать
водно-температурные режимы, идентичные перемещению поля на 1–2° географической широты (на юг или
север, соответственно экспозиции) и этот факт практически игнорируется земледельцами, особенно при
применении удобрений.
Мощность гумусового горизонта на водоразделах
меньше, в аккумулятивных частях рельефа в 2–3 раза
толще, а разница в содержании гумуса может достичь
0,81% [Корнев, 1937]. Наиболее высокие запасы гумуса и валовых запасов питательных элементов находят
в почвах склонов северной экспозиции, хотя здесь
подвижных форм соединений элементов питания может быть меньше в силу выраженных процессов миграции.
29
Однако эффективное плодородие почв южных
склонов выше: хотя они получают в 1,5 раза меньше
влаги, вегетационный период здесь продолжительнее
на 3–10% [Ларионов, 1972].
На северном склоне больше снегонакопление, как
следствие, нисходящая миграция солей выражена сильнее, чем на южном. Здесь меньше щелочноземельных
металлов, сульфат-, гидрокарбонатных ионов. Поэтому
кислотность более заметна — различия в величине рН
почвы южных и северных склонов могут составить до 0,7
единиц, гидролитической кислотности до 2,0 мэкв/100 г
почвы.
Минерализация органических остатков на южном
склоне идет интенсивнее, а на северном создаются
условия для их накопления, правда, по типу торфообразования. В то же время на южных склонах сильнее
подкисляющее действие систематического применения
NK удобрений, безотвальной обработки почвы, что
объясняется меньшей гумифицированностью почвы и
большим содержанием ионов кальция и магния, которые интенсивно выносятся нитрат- и хлор-ионами на
северном склоне [Чуян, 1970]. Чем больше снеговой
покров, тем на меньшую глубину промерзает почва, тем
быстрее она оттаивает весной и лучше впитывает весенние талые воды. Наветренные, в основном западные
и северо-западные склоны, имеют малую толщину снегового покрова: почва здесь глубоко промерзает и поэтому сильней подвержена весной смыву и размыву.
На склонах, защищенных от ветра, мощность снегового покрова бывает больше, талые воды меньше разрушают почву, т. к. она позже оттаивает и в замерзшем
состоянии меньше подвержена смыву, а водные потоки
не так стремительны вследствие наличия снега.
Следовательно, необходима коррекция доз удобрений с учетом характера элементарных агроландшафтов. Надо иметь в виду, что в более южных, засушливых районах страны пахотные угодья в основном занимают пониженные, увлажненные земли (вдоль рек,
речушек). В нашей, чаще избыточно увлажненной зоне,
под пашню осваивались площади, расположенные на
возвышенных элементах рельефа. В большинстве здесь
30
Глава I
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]