46 Вопрос к важнейшим водным свойствам почв относятся водопроницаемость, водоподъемная способность, влагоемкость почв.
Водопроницаемость — это способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Процесс водопроницаемости включает впитывание влаги и ее фильтрацию. Впитывание происходит при поступлении воды в почву, ненасыщенную водой, а фильтрация начинается тогда, когда большая часть пор почвы заполняется водой. В первый период поступления воды в почву водопроницаемость высокая, затем постепенно уменьшается и к моменту полного насыщения (к началу фильтрации) становится почти постоянной. Впитывание воды обусловлено сорбционными и капиллярными силами, фильтрация — силами тяжести. От водопроницаемости зависит степень использования водных ресурсов. При слабой водопроницаемости часть атмосферных осадков или оросительной воды стекает по поверхности, что приводит не только к непродуктивному расходованию влаги, но может вызывать эрозию почвы. Хорошо водопроницаемыми считаются почвы, в которых вода в течение первого часа проникает на глубину до 15 см. В средневодопроницаемых почвах вода за первый час проходит от 5 до 15 см, а в слабоводопроницаемых — до 5 см. Наибольшая водопроницаемость характерна для песчаных, также хорошо оструктуренных почв, низкая — для глинистых и бесструктурных плотных почв. Водопроницаемость зависит и от состава поглощенных катионов: натрий уменьшает водопроницаемость, а кальций, наоборот, увеличивает. Водоподъемная способность —свойство почвы поднимать воду по капиллярам. Вода в почвенных капиллярах образует вогнутый мениск, на поверхности которого создается поверхностное натяжение. Чем тоньше капилляр, тем более вогнут мениск и соответственно выше водоподъемная способность. Самым высоким капиллярным подъемом обладают суглинистые почвы (3...6 м). В песчаных почвах поры крупные, поэтому высота капиллярного подъема в 3...5 раз меньше, чем в суглинистых, и обычно не превышает 0,5...0,7 м. В плотных глинистых почвах этот показатель уменьшается из-за того, что очень тонкие поры заполнены связанной водой. Скорость капиллярного подъема зависит от размера капилляров и вязкости воды, обусловливаемой ее температурой. В крупных порах вода поднимается быстрее, но достигает небольшой высоты. С уменьшением радиуса капилляров скорость уменьшается, а высота подъема возрастает. С повышением температуры уменьшается вязкость воды, поэтому скорость ее капиллярного поднятия повышается. Растворенные в воде соли оказывают значительное влияние на скорость капиллярного подъема. Минерализованные грунтовые воды в отличие от пресных поднимаются к поверхности по капиллярам с большей скоростью. Засоленные грунтовые воды при их капиллярном подъеме часто приводят к засолению почв. Предельно-полевая влагоемкость (ППВ) — количество воды, которое удерживается в полевых условиях после полного увлажнения почвы с поверхности и свободного стекания избыточной воды. Грунтовые воды в этом случае не оказывают влияния на влажность почвы. Предельно-полевая влагоемкость зависит от гранулометрического состава, плотности и пористости почвы. Она соответствует количеству капиллярно-подвешенной воды. Синоним предельно-полевой влагоемкости — наименьшая влагоемкость (НВ).
Продуктивная (активная) влага — количество воды сверх влажности завядания, используемое растениями для создания урожая. Так, если абсолютная влажность данной почвы в пахотном слое составляет 43 %, а влажность завядания — 13 %, то запас продуктивной влаги равняется 30 %.
Для удобства определения количество продуктивной влаги выражают в миллиметрах водяного столба. В таком виде продуктивную влагу легче сопоставлять с количеством осадков. Каждый миллиметр воды на площади 1 га соответствует 10 т воды.
Содержание воды в почве обычно определяют весовым методом: навеску почвы высушивают при температуре 100...105 °С и в зависимости от потери в массе рассчитывают влажность в весовых или объемных процентах по отношению к сухой почве.
47 вопрос Косвенно вредное влияние сорняков на величину и качество урожая проявляется в том, что они служат базой для размноже ния и развития многих болезней и вредителей сельскохозяйствен ных культур. Так, вьюнок полевой способствует размножению лу гового мотылька и озимой совки, которые откладывают яички на его листьях. Личинка гороховой зерновой совки питается ли стьями чертополоха, лебеда — излюбленное растение для долго носика. Паслен является передатчиком рака картофеля. Сорняки семейства капустных способствуют распространению многих болезней (ложная мучнистая роса), а также вредителей (земляная блоха и др.) культурных растений. Очень распространенный паразитный сорняк подсолнечника, томатов, табака — заразиха — паразитирует также на полыни, дурнишнике, ромашке непахучей и др.
48 вопрос Сорняки сильно затрудняют проведение многих сельскохозяйственных работ. Так, толстостебельные сорняки (донники, осоты) нередко вызывают порчу ножей жатки комбайна при уборке зер новых культур. Примесь зеленой массы сорняков растягивает сроки уборки зерновых. Зеленая масса сорняков забивает сепари рующие органы молотилки комбайна и вызывает частые их по ломки. Сильная засоренность поля корневищными и корнеотпрысковыми сорняками вызывает повышенное тяговое сопротивление почвообрабатывающих орудий, а также увеличение количества приемов обработки почвы и затрат на обработку. В природе существует множество сорных растений, которые по биологическому и морфологическому сходству с культурными растениями можно рассматривать как сформировавшиеся жизненные формы. Сходство с культурными растениями способствует большому распространению сорняков в посевах яровых и озимых культур. Сорные травы нетребовательны к условиям внешней среды, они морозоустойчивы, засухоустойчивы. Сорные растения обладают большой плодовитостью. Например, количество семян пастушьей сумки может достигать 70 тысяч. Есть также сорняки, количество семян которых достигает 500 тысяч. Для сравнения: зерновые хлеба в среднем дают примерно 100 зерен на одно растение. Семена сорных трав могут не терять всхожести в течение длительного времени. Например, семена пастушьей сумки, мокрицы и многих других трав не теряют всхожести в течение 10 лет. Осложняет борьбу с сорняками и тот факт, что их семена дружно всходят. На протяжении длительного развития земледелия происходил отбор биологических групп сорных растений, которые свойственны посевам определенных групп культурных растений. Существует группа
Сильная засоренность поля корневищными и корнеотпрысковыми сорняками вызывает повышенное тяговое сопротивление почвообрабатывающих орудий, а также увеличение количества приемов обработки почвы и затрат на обработку. В природе существует множество сорных растений, которые по биологическому и морфологическому сходству с культурными растениями можно рассматривать как сформировавшиеся жизненные формы. Сходство с культурными растениями способствует большому распространению сорняков в посевах яровых и озимых культур. Сорные травы нетребовательны к условиям внешней среды, они морозоустойчивы, засухоустойчивы. Сорные растения обладают большой плодовитостью. Например, количество семян пастушьей сумки может достигать 70 тысяч. Есть также сорняки, количество семян которых достигает 500 тысяч. Для сравнения: зерновые хлеба в среднем дают примерно 100 зерен на одно растение. Семена сорных трав могут не терять всхожести в течение длительного времени. Например, семена пастушьей сумки, мокрицы и многих других трав не теряют всхожести в течение 10 лет. Осложняет борьбу с сорняками и тот факт, что их семена дружно всходят. Планируя мероприятия по борьбе с сорняками, необходимо учитывать состав и биологические особенности каждого вида. На каждом угодье обычно преобладает какой-то один из них. Именно на уничтожение этого вида сорняка следует обращать особое внимание при истреблении сорной растительности. Засоренность полей принято делить на типы: 1. Малолетний (семенной) тип засоренности, при котором над другими сорняками преобладают однолетние и двулетние сорняки. 2. Корнеотпрысковый, когда на поле распространены в основном многолетние растения – такие, как бодяк полевой, горчак ползучий, осот полевой, латук татарский, ластовень острый. 3. Корневищный, при котором преобладают многолетние сорняки – такие, как гумай, кострец, пырей ползучий, свинорой пальчатый, хвощ плевой, мать-и-мачеха. 4. Смешанный (сложный), где сочетаются виды растений трех предыдущих групп. В зависимости от принадлежности сорных растений к определенному типу применяют различные способы их уничтожения и подавления. Выделяют агротехнический, биологический и химический способы борьбы с сорняками. Агротехнические способы включают в себя следующие мероприятия: 1. Провокация семян сорняков. Под этим методом понимается создание благоприятных условий для прорастания семян сорных растений с последующим массовым уничтожением их ростков и всходов. Этот метод применяют на сильно засоренных полях в теплое время года при отсутствии на поле посевов культурных растений. 2. Механическое уничтожение. Сорные растения подрезают или выравнивают вручную и орудиями обработки почвы. Метод применяется при истреблении всех биологических групп растений в системе основной, предпосевной и послепосевной обработки. При этом необходимо учитывать биологические особенности растений. Например, подрезание многолетних растений после интенсивного биосинтеза питательных веществ и локализации их в глубоких слоях корней приводит к еще большей засоренности почвы. 3. Истощение. Регулярно подрезаются вегетативные органы растений, вследствие чего увеличивается расход питательных веществ сорняков на развитие новых ростков, что способствует их дальнейшему вымиранию. Метод широко применяется на участках с корнеотпрысковой засоренностью многолетними и двулетними сорняками в системе зяблевой обработки почвы. 4. Удушение. Корни сорняков измельчают орудиями обработки почвы с последующей глубокой запашкой отрезков в почву. Этот метод в основном применяют на полях с корневищной засоренностью в системе зяблевой обработки почвы. 5. Высушивание (перегар). Корневища сорных растений измельчают и подвергают воздействию солнечных лучей в сухую, жаркую погоду. Высушивание длится 15–30 дней в сухую погоду, пока растение полностью не потеряет жизнеспособность. Этот способ широко применяется в южных (засушливых) районах европейской части России. 6. Вымораживание. При глубокой вспашке корни многолетних сорняков извлекаются на поверхность почвы для того, чтобы при низких температурах они погибали. Метод используется в районах с малоснежными, морозными зимами. 7. Сжигание. Метод широко применяется для истребления сорняков всех видов и их семян К биологическим способам относят: 1. Внедрение в севооборот культур, способных подавлять определенные виды сорняков. 2. Использование насекомых, питающихся сорными растениями (фитофагов). Этот метод особенно эффективен в борьбе с такими злостными и трудно искореняемыми вредителям, как амброзия полыннолистная, горчак ползучий, осот полевой, заразиха, вьюнок полевой и др. (рис. 48).
49 50 К малолетним относят растения, размножающиеся только семенами, живущие не более двух лет и отмирающие после созревания семян. В зависимости от продолжительности жизни их делят на эфемеры, яровые ранние и поздние, зимующие, озимые и двулетники. К многолетним относят сорняки, живущие несколько лет и неоднократно плодоносящие в течение жизненного цикла. Размножаются они семенами и вегетативными органами с помощью корневищ и корневых отпрысков, а также корневыми и стеблевыми клубнями, луковицами и т. д. По способности к вегетативному размножению многолетние сорняки делят на растения, вегетативно не размножающиеся (или слабо размножающиеся), и растения с сильно выраженным вегетативным размножением. Кроме указанных биологических признаков, сорняки классифицируют еще по месту обитания. Выделяютпосевные и мусорные сорняки. Последние в свою очередь подразделяются на подгруппы в зависимости от мест произрастания сорняков (усадьбы, парки, окраины дорог и др.). Среди посевных сорняков выделяют полевые, луговые, огородные, садовые, болотные. Рассмотрим более подробно некоторые биологические типы сорных растений. . Предупредительные меры борьбы с сорняками включают следующие мероприятия: - очистку посевного материала от семян сорных растений; - использование перепревшего навоза и только запаренных кормов, если в них содержатся в большом количестве семена сорняков; - обкашивание дорог, мелиоративных каналов, залежей, меж — своевременно, до обсеменения растущих там сорняков; - ликвидация мелкоконтурности полей; - обязательная очистка поливных вод при наличии в них семян сорняков; - своевременная и качественная уборка урожая и более полное удаление семян и зачатков сорняков с полей; - скашивание зерновых культур на низком срезе; - герметизация сепарирующих органов уборочных машин для предупреждения рассевания семян сорняков; - внедрение прогрессивных способов уборки зерновых культур с вывозом с поля всей биологической массы урожая; - строгое соблюдение карантинных мероприятий для предупреждения как завоза особо опасных сорняков из-за рубежа (внешний карантин), так и распространения их внутри страны (внутренний карантин). Среди истребительных мер борьбы важнейшее место отводится приемам механической обработки почвы, направленным на ликвидацию в почве запаса семян сорняков и вегетативных органов размножения. Борьба с сорняками наиболее эффективна в период, когда поле не занято культурой: после уборки урожая (во время зяблевой обработки почвы), до посева культур (при проведении предпосевной обработки почвы) и в паровом поле (обработкой в весенне-летние месяцы), в посевах пропашных культур при междурядных обработках. Большое значение в уничтожении малолетних сорняков имеет до- и послевсходовое боронование в период появления всходов сорняков. Искоренение многолетних сорняков воз Искоренение многолетних сорняков возможно лишь при сочетании механического и химического методов.
51. РОЛЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ Микроэлементами называют химические элементы, необходимые для нормальной жизнедеятельности растений и животных, и используемые растениями и животными в микро количествах по сравнению с основными компонентами питания. Однако биологическая роль микроэлементов велика. Всем без исключения растениям для построения ферментных систем - биокатализаторов - необходимы микроэлементы , среди которых наибольшее значение имеют железо, марганец, цинк, бор, молибден, кобальт и др. Ряд ученых называют их "элементами жизни ", как бы подчеркивая, что при отсутствии указанных элементов жизнь растений и животных становится невозможной. Недостаток микроэлементов в почве не приводит к гибели растений , но является причиной снижения скорости и согласованности протекания процессов, ответственных за развитие организма. В конечном итоге растения не реализуют своих возможностей и дают низкий и не всегда качественный урожай [1].
Микроэлементы не могут быть заменены другими веществами и их недостаток обязательно должен быть восполнен с учетом формы, в которой они будут находиться в почве. Растения могут использовать микроэлементы только в водорастворимой форме (подвижной форме микроэлемента ), а неподвижная форма может быть использована растением после протекания сложных биохимических процессов с участием гуминовых кислот почвы. В большинстве случаев эти процессы протекают очень медленно и при обильном поливе грунта значительная часть образующихся подвижных форм микроэлементов вымывается. Все микроэлементы жизни , корме бора, входят в состав тех или иных ферментов. Бор не входит в состав ферментов, а локализуется в субстрате и участвует в перемещении сахаров через мембраны, благодаря образованию углеводно-боратного комплекса.
Главная роль микроэлементов в повышении качества и количества урожая заключается в следующем: 1. При наличии необходимого количества микроэлементов растения имеют возможность синтезировать полный спектр ферментов, которые позволят более интенсивно использовать энергию, воду и питание (N, P, K), а соответственно получить более высокий урожай. 2. Микроэлементы и ферменты на их основе усиливают восстановительную активность тканей и препятствуют заболеванию растений . 3. Микроэлементы являются одними из тех немногих веществ, которые повышают иммунитет растений . При их недостатке создается состояние физиологической депрессии и общей восприимчивости растений к паразитным болезням.
Большинство микроэлементов являются активными катализаторами, ускоряющими целый ряд биохимических реакций. Микроэлементы своими замечательными свойствами в ничтожных количествах способны оказывать сильнейшее действие на ход жизненных процессов и очень напоминают ферменты. Совместное влияние микроэлементов значительно усиливает их каталитические свойства. В ряде случаев только композиции микроэлементов могут восстановить нормальное развитие растений или регенерировать гемоглобин при анемиях.
Однако сведение роли микроэлементов только к их каталитическому действию неверно. Микроэлементы оказывают большое влияние на биоколлоиды и влияют на направленность биохимических процессов. Так марганец регулирует соотношение двух- и трехвалентного железа в клетке. Соотношение железо-марганец должно быть больше двух. Медь защищает от разрушения хлорофилл и способствует увеличению дозы азота и фосфора примерно в два раза. Бор и марганец повышают фотосинтез после подмораживания растений . Неблагоприятное соотношение азота, фосфора, калия может вызвать болезни растений , которое излечивается микроудобрениями.
52. Макроэлементы Элементы, количество которых в растениях составляет проценты или десятые доли процента, называют макроэлементами. К ним относят азот, фосфор, серу и катионы — калий, магний и кальций; железо занимает промежуточное положение между макро- и микроэлементами. Азот. Азот хорошо усваивается растением из солей азотной кислоты и аммония. Он является одним из главнейших элементов корневого питания, так как входит в состав белков всех живых клеток. Сложная молекула белка, из которого построена протоплазма, содержит от 16 до 18% азота. Протоплазма представляет собой живое вещество, в ней совершается главнейший физиологический процесс — дыхательный обмен. Лишь вследствие деятельности протоплазмы в растении происходит сложный синтез органических веществ. Азот является составной частью нуклеиновых кислот, входящих в состав ядра и являющихся носителями наследственности. Значение азота для растительной клетки определяется еще тем, что он является неотъемлемой частью хлорофилла-—зеленого пигмента растений, от присутствия которого зависит фотосинтез; он входит в состав ферментов, которые регулируют реакции обмена веществ, и ряда витаминов. Очень небольшое количество азота встречается в растении в неорганической форме. При избытке азотного питания или при недостатке света в клеточном соке накапливаются нитраты. Все формы азота п растении превращаются в аммиачные соединения, которые, вступая в реакцию с органическими кислотами, образуют аминокислоты и амиды — аспарагин и глютамин. Аммиачный азот обычно не скапливается в растении в значительных количествах. Это наблюдается только при недостатке углеводов; в этих условиях растение не может его переработать в безвредные органические вещества — аспарагин и глютамин. Избыток аммиака в тканях зачастую приводит к их повреждению. Особенно с этим обстоятельством следует считаться при выращивании растений в теплице в зимнее время. Чрезмерная доза аммиачного азота в питательном растворе и недостаточность освещения, которая снижает интенсивность фотосинтеза, могут привести к повреждению листовой паренхимы из-за скопления аммиака. Азот необходим овощным растениям в течение всей вегетации, так как они постоянно строят новые органы. Если растение испытывает недостаток в азоте, то это прежде всего сказывается на темпе роста. Новые побеги почти не образуются, размеры листьев уменьшаются. При отсутствии азота в старых листьях хлорофилл разрушается, вследствие чего листья принимают бледно-зеленую окраску, а затем желтеют и отмирают.
53. Органические удобрения — удобрения, содержащие элементы питания растений преимущественно в форме органических соединений. К ним относят навоз, компосты, торф, солому, зелёное удобрение, ил (сапропель), промышленные и хозяйственные отходы и др. Органические удобрения содержат азот, фосфор, калий, кальций и другие элементы питания растений, а также органическое вещество, которое положительно влияет на свойства почвы. СРОКИ И СПОСОБЫ ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ. Существует три основных способа внесения удобрений: допосевной — основной (под вспашку, предпосевную культивацию), припосевную (рядковый, очаговый), послепосевной (подкормки).
ДОЗЫ УДОБРЕНИЙ зависят от требований культурных растений, особенностей почвы, удобрения предшествующей культуры, сроков и способов внесения, климатических условий и других причин. Растения не используют полностью удобрения в год внесения. Часть удобрений остаётся неиспользованной и оказывает влияние на урожай растений на второй и даже на третий год после внесения.