Оптимизация структурного состояния почвы

Стр 1 из 4Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – МСХА

Имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА

(ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А.Тимирязева)

КАЛУЖСКИЙ ФИЛИАЛ

Агрономический факультет

Кафедра землеустройства и кадастров

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Почвоведение с основами геологии»

на тему: «Составление модели плодородия светло-серой лесной почвы для получения запланированной урожайности озимой пшеницы»

Выполнила студентка

21 группы очной формы обучения

Козлова Анастасия Евгеньевна

№ зачетной книжки:160022

Руководитель:

К.б.н., доцент, Сюняева О.И.

Дата сдачи: «_____»________20___г.

Дата защиты: «____»_________20__г.

Оценка:__________________ __________________________________

(подпись руководителя)

_______________________________________________________________

(подписи членов комиссии)

Калуга 2018

РЕЦЕНЗИЯ

на курсовую работу

Студентки Козловой Анастасии Евгеньевны________________________________________________________ ( Ф.И.О.) Факультет агрономический____________________________группа _21 очная__форма обучения______________________ (очная, заочная) по дисциплине __________________________________________________ тема: _____________________________________________________________ ___________________________________________________________ ____________________________________________________________

1. Соответствие курсовой работы заявленной теме, заданию: ______________________________________________________________

2. Актуальность и степень разработанности темы: ___________________

____________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________

3. Оценка качества выполнения курсовой работы (уровень теоретического обоснования, использование аналитических материалов, самостоятельность выводов автора и т.д.):

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.Оценка оформления курсовой работы: ______________________________________________________________

5. Отличительные положительные стороны курсовой работы (курсового проекта) (творческий подход, полнота охвата первоисточников, аргументированность обобщений и рекомендаций, научный стиль изложения и т.д.): ______________________________________________________________

6.Недостатки и замечания:_______________________________________

______________________________________________________________

7. Оценка курсовой работы:_____________________

Руководитель _________/_______ ( подпись) ( уч. степень, уч. звание, Ф.И.О.)

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

ЗАДАНИЕ. 3

ГЛАВА 1. ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ.. 3

ГЛАВА 2. ПОЧВЫ ХОЗЯЙСТВА.. 3

ГЛАВА 3. ОПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ 3

3.1. Оптимизация мощности пахотного слоя и плотности сложения почвы.. 3

3.2. Оптимизация плотности твердой фазы почвы.. 3

3.3. Оптимизация структурного состояния почвы.. 3

3.4. Оптимизация воздушных свойств почвы.. 3

3.5. Оптимизация водных свойств и расчеты водного баланса почвы.. 3

3.6. Оптимизация и балансовые расчеты питательных элементов почвы.. 3

3.7. Балансовые расчеты гумусового состояния почвы.. 3

3.8. Оптимизация кислотности почвы и балансовые расчеты содержания кальция в почве. 3

ГЛАВА 4. ОБЩАЯ МОДЕЛЬ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ.. 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 3

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 3

ВВЕДЕНИЕ

"Агроном, - говорил В. Р. Вильямс - творец плодородия". Каждый агроном должен знать почву, чтобы управлять ее плодородием. В настоящее время под плодородием принято понимать способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством кислорода и благоприятной физико-химической средой для их нормального роста и развития. Почва является основным средством сельскохозяйственного производства. Агроному необходимо уметь правильно оценивать производительную способность почвы, уметь давать ей разностороннюю характеристику (генетическую, агрономическую, лесорастительную и др.)

Агроном должен уметь разрабатывать модели плодородия почвы с целью получения конкретного, запланированного уровня продуктивности сельскохозяйственных культур. Под моделью плодородия почвы понимается оптимизация агрофизических, агрохимических и биологических свойств почвы для получения запланированных уровней урожайности сельскохозяйственных культур.

Целью курсовой работы является расширение, углубление и систематизация теоретических знаний по курсу "Почвоведение с основами геологии», приобретение умений и навыков анализа полученных расчетных данных, применения математических методов анализа, работы с учебной и научной литературой, правил оформления учебной документации.

ЗАДАНИЕ

для выполнения курсовой работы по дисциплине « Почвоведение с основами геологии» на тему: "Составление модели плодородия почвы (название почвы) для получения запланированной урожайности культуры"

1.Хозяйство район

2.Номер почвенного разреза, индекс почвы

3.Культура удобрение; т/га

4.Планируемая урожайность культуры, ц/га

5.Предшественник

6.Удобрение предшественника: органическое

минеральное

7.Урожайность предшественника ц/га

8.Коэффициент структурности / факт./

9.Мощность пахотного горизонта/ факт/, см

10.Плотность сложения почвы / факт/, г/см³

11.Плотность сложения почвы / опт/, г/см³

12.Плотность твердой фазы почвы /факт/, г/см³

13.Содержание гумуса в почве/ факт/,%

14.НВ / факт/, вес.

15.МГ / факт/, вес.

16.Уровень грунтовых вод /УГВ/, м

17.Содержание легкогидролизуемого азота / факт/, мг/кг почвы

18.Содержание подвижного фосфора / факт/, мг/кг почвы

19.Содержание обменного калия / факт/, мг/кг почвы

20.рН_сол/факт/

21.Степень насыщенности почвы основаниями, %

22.Гидролитическая кислотность, мг-экв/100г почвы

23. Ф.И.О. группа

ГЛАВА 1. ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

По агроклиматическому районированию области данная территория относится к 26 агроклиматическому району.

Климат

На территории района злаковые травы зацветают 13-15 июня, на этот период приходится начало сенокошения злаковых, а бобовых на 17-19 июня. К этому времени погодные условия складываются наиболее благоприятно для сеноуборки. Число дней с хорошими условиями погоды, по средним многолетним данным за декаду – 8. Следует иметь в виду, что в отдельные годы это количество может снижаться до 4-5 дней.

Рельеф

По природно –географическому районированию области территория хозяйства относится к Брянско-Серенскому району средне-русской провинции и по рельефу представляет средне местами сильно расчленённую равнину с серыми лесными, переходными и дерново-подзолистыми почвами на покровных суглинках. Густая сеть балочных долин разделяют территорию колхоза на три крупных водораздела: междуречье, Казенка-Коша, Казенка-Селезневка, Селезневка-Устик, которая в свою очередь делится мелкими балками и отвершками их на ряд мелких местных водоразделов.

Водоразделы плоские, выравненные, иногда с ясно выраженными блюдцеобразными западинами.

Склоны прямого профиля имеют примерно одинаковую крутизну на всем протяжении, смыв почвы усиливается к нижней части. Среди склонов по форме преобладают выпуклые и прямые.

На водоразделах сформировались серые и светло-серые, а также дерново- слабоподзолистые почвы. По блюдцеобразным западинам, в условиях постоянного или временного избыточного переувлажнения натечными водами формируется глеевые почвы.

Длинные пологие и слабопологие склоны служат основным элементом рельефы для формирования слабосмытых почв. На коротких покатых склонах – среднесмытые почвы.

Самыми верхними звеньями долинно-балочной сети являются ложбины. Она часто начинаются на высоких участках местности с едва заметных корытообразных впадин. По таким ложбинам формируются серые лесные почвы, иногда переувлажненные.

Гидрографическая сеть данной территории представлена реками: Коша, Селезневка, Казенка, Устик, а также их притоками (ручьями) и искусственными водоемами (прудами).

Растительность.

По геоботаническому районированию области территория колхоза входит в распаханный, на месте широколиственного, округ подзоны широколиственных лесов.

Леса и кустарники занимают в хозяйстве 1178 га, что составляет 23% от общей площади землепользования. В настоящее время в результате неоднократных вырубок и пожаров, на месте коренных лесов (дубовых) сформировались мелколиственные леса – осиновые и березовые, которые называются вторичными. В составе древесного яруса здесь постоянно в качестве примеси встречаются широколиственные породы – дуб, липа, клен и т.д. Хорошо развитый подлесок образован лещиной с примесью крущины, бересклета, жимолости, рябины и т.д. В травянистом покрове леса господствуют сныть лесная, зеленчук, пролесник, копытень европейский, осока волосистая. Ранней весной травянистый покров этих лесов широко представлен ветреницей лютичной, гусиным луком, хохлатками, числяток, ветреницей дубравной и т.д.

Естественные кормовые угодья занимают в хозяйстве площадь 698 га, это, как правило низкопродуктивные угодья. Травостой естественных кормовых угодий представлен пучковыми, тонкополевицевыми и сбитыми группировками. Многие участки кормовых угодий покрыты кочками, порослью кустарника и лесом. На полях хозяйства отмечено сильная засоренность посевов – васильком синим, вьюнком полевым, лебедой, пикульником, прудкой полевой, ромашкой непахучей, льнянкой обыкновенной и другими сорными травами.

Почвообразующие и подстилающие породы

Основными почвообразующими породами на территории колхоза являются покровные лессовидные, покровные, моренные и аллювиальные отложения.

Покровные лёссовидные отложения – характеризуются палевой или желтовато-палевой окраской, тонкостью и сортированностью материала. По мехсоставу они легко или среднесуглинистые. Характерными для них являются преобладающие пылевые фракции(0,05-0,01мм), поэтому покровные лессовидные отложения характеризуются тонкопористым сложением, часто имеются глубокие вертикальные трещины, обладают хорошей водопроницаемостью, что создает благоприятные условия для глубокого проникновения в толщу этих пород почвенных растворов. В результате на таких породах формируются почвенные профили большой мощности, с относительно постепенным переходом от одного горизонта к другому. Преобладание пылеватых фракций обеспечивает хорошую водоподъемную способность, значительную влагоемкость и преобладание капиллярной скважности над некапиллярной.

Содержание илистой фракции (частицы размером менее 0,001 мм) колеблется от 16-18%. Иловата фракция состоит из минеральных продуктов выветривания. Она практически водонепроницаемая, но очень влагоемка, обладает высокой связностью, а отсюда способностью к агрегированию. С ней связан основной запас минеральной пищи растений, чем больше содержания ила, тем выше ёмкость поглощения и насыщенность поглощенными основаниями.

Илиста фракция обладает наибольшей способностью поглощения фосфорной кислоты и закреплению почвой гумусовых веществ.

Покровные лессовидные отложения характеризуются довольно высокой гидролитической кислотностью (0,5-3,4мг-экв. На 100г почвы), сумма поглощенных оснований тоже довольно высокая. степень насыщенности основаниями 72,6-96,7 %. Реакция почвенной среды от среднекислой до близкой к нейтральной (величина pH=4,7-6,6). Содержание фосфора от низкого до среднего (3,2-16,0 мг на 100г почвы), калия от очень низкого до высокого (1,2-20,0 мг на 100г почвы).

В химическом отношении покровные отложения более высокой гидролитической кислотностью (2,0-3,9 мг экв на 100г почвы), степень насыщенности основаниями более низкая (70,1-84, 8%). Реакция почвенной среды среднекислая (величина pH 4,6-5,0). содержание калия – низкое, фосфора от низкого до среднего (3,2-17,8 мг на 100г почвы).

Морена характеризуется неоднородностью и несортированностью материала, включающего валунчики, хрящ, гальку. Морена представлена различными по мощности сильно опесчаненными, тяжелыми или средними суглинками, в мехсоставе которых характерны, как правило, наличие большого процента песчаных фракций. В связи с неоднородностью механического состава моренных отложений, почва сформировавшиеся на морене, характеризуется неоднородным механическим составом.

Для пойменных почв хозяйства почвообразующей породы являются аллювиальные отложения. Они представляют собой пойменные наносы, отлагаемые при размыве рек. Отличаются заметной, часто хорошей сортировкой материала по крупности частиц. По механическому составу различны: песчаные, супесчаные, средне и тяжелосуглинистые. Аллювиальные отложения отличаются горизонтальной слоистостью, связанной с периодичностью наносов.

ГЛАВА 2. ПОЧВЫ ХОЗЯЙСТВА

Территория данного хозяйства относится к Бореальному поясу, Европейско-Западно-Сибирскому таёжно-лесной области, Подзоне дерново-подзолистых почв южной тайги, Средне-русской провинции, Тульскому почвенному окуругу.

В почвенном покрове хозяйства преобладают серые лесные почвы, занимающие площадь 2793,5 га или 54,6% от общей площади хозяйства. Дерново-подзолистые почвы занимают площадь – 1521,0 га или 29 %, овражно-балочные- 568,5 га. На слабопологих, пологих и покатых склонах сформировались слабо и среднесмытые почвы, занимающие площадь 1134 га или 22,1 %.

Таблица 1. Почвы хозяйства.

индекс почвы		Тип	подтип	род	вид	разновидность		разряд
П^д₁у-м	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	Обычные	слабоподзолистая	супесчаная	морена
П^д₁л-м	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	Обычные	слабоподзолистая	легкосуглинистая	морена
П^д₁л-п	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	Обычные	слабоподзолистая	легкосуглинистая	Покровные отложения
П^д₁л-п-м	Дерново-подзолистая		Умеренно-промерзающая	Обычные	слабоподзолистая	легкосуглинистая	Покровные отложения на морене
П^д₁с-п	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	Обычные	слабоподзолистая	среднесуглинистая	Покровные отложения
П^д₂с-п	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	Обычные	среднеоподзоленная	среднесуглинистая	Покровные отложения
П^д↓₁л-п	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	Слабосмытые	Слабооподзоленная	легкосуглинистая	Покровные отложения
П^д ^↓₁л-п-м	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	Слабосмытые	Слабооподзоленная	легкосуглинистая	Покровные отложения на морене
П^д↓₁с-п	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	Слабосмытые	Слабооподзоленная	среднесуглинистая	Покровные отложения
П^д↓↓₁л-п	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	Среднесмытые	Слабооподзоленная	легкосуглинистая	Покровные отложения
П^д ^↓↓₁л-м	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	Среднесмытые	Слабооподзоленная	легкосуглинистая	морена
П^д↓₂с-п	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	Слабосмытые	Среднеподзолистая	среднесуглинистая	Покровные отложения
П^дсг₁л-п-м	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	-	слабоподзолистая	легкосуглинистая	Покровные отложения на морене
Л₁л-Л	Серая лесная		Светло-серая	Обычная	Слабоподзолистая	Легкосуглинистые	Лессовидные покровные отложения
Л₁л-п	Серая лесная		Светло-серая	Обычная	Слабоподзолистая	легкосуглинистая	Покровные отложения
Л₁с-л	Серая лесная		Светло-серая	Обычная	Слабоподзолистая	среднесуглинистые	Лессовидные покровные отложения
Л₁с-п	Серая лесная		Светло-серая	Обычная	Слабоподзолистая	среднесуглинистые	Покровные отложения
Л₂с-л	Серая лесная		Серая	Обычная	Слабоподзолистая	среднесуглинистые	Лессовидные покровные отложения
Л₃с-л	Серая лесная		Тёмно-серая	Обычная	слабоподзолистая	среднесуглинистые	Покровные лессовидные отложения
Л^↓₁л-л	Серая лесная		Светло-сер ая	Обычная	слабогумусированная	легкосуглинистая	Покровные лессовидные отложения
Л^↓₁л-п	Серая лесная		Светло-серая	Обычная	среднегумусированная	Легкосуглинистая	Покровные отложения
Л^↓↓₁л-п	Серая лесная		Светло-серая	Обычная	среднегумусированная	легкосуглинистая	Покровные лессовидные отложения
Л^↓↓₁л-л-п	Серая лесная		Светло-серая	Обычная	слабогумусированная	Легкосуглинистая	Покровные лессовидные отложения
Л^↓₂с-л	Серая лесная		Серая	Обычная	Хорошо гумусированная	среднесуглинистая	Покровные лессовидные отложения
П^дг₁с-п	Дерново-подзолистая		Умеренно промерзающая	глеевая	слабооподзоленная	среднесуглинистая	Покровные отложения
П^дг₂с-п			Умеренно промерзающая	глеевая	подзолистая	среднесуглинистая	Покровные отложения
Адл^г	Аллювиальная		Иловато-торфяные	Обычные	Дерново-глеевая	легкосуглинистая	Аллювиальные отложения
Адл^г	Аллювиальная		Иловато-торфяно-глеевые	Обычные	Дерново-глеевая	легкосуглинистая	Аллювиальные отложения
Ат^г	Аллювиальная		Иловато-торфяно-глеевые	Обычные	Глеевая	-	Аллювиальные отложения

Серые лесные почвы

Серые лесные почвы сформировались под лиственными широколиственными лесами, влияние которых на почвы в значительной степени сочеталось с предшествовавшими им периодически проявлениями дернового процесса, протекающего под влиянием травянистой луговой и лугово-степной растительности.

От дерново-подзолистых почв серые лесные отличаются большой мощностью гумусовых горизонтов, повышенным содержанием гумуса, и более постепенным уменьшением его содержания с глубиной, в то же время для них характерно наличие в той или иной степени выраженных признаков оподзоливания.

Светло-серые лесные легкосуглинистые почвы на покровных лёссовидных отложениях. Л₁л-л- 1109,0 га

В морфологическом отношении светло-серые лесные почвы характеризуются хорошей дифференциацией на генетические горизонты, окраска гумусового горизонта более темная, чем у дерново-подзолистых почв, структура пылевато-комковатая, средняя мощность гумусового горизонта 26 см.

Переходный горизонт (А2В1) характеризуется значительной оподзоленностью, он имеет серовато-белесовато-бурую окраску, плитчато-ореховатую структуру, зачастую он оказывается припаханным и под гумусовым залегает иллювиальный горизонт (В). Для иллювиального горизонта характерна коричневато-бурая окраска, ореховато-плитчатая структура, данный горизонт подразделяется на подгоризонты: В1, В2, В3.

Характерной особенностью светло-серых лесных почв является наличие в иллювиальном горизонте темных гумусовых потеков и коричневых железисто-гуматных коллоидальных пленок и корочек по граням структуры и ходам корней, а также глубоких затеков кремнезема.

По механическому составу данная почва относится к легкосуглинистой. Содержание физической глины (0,01 мм) составляет больше 20%. По всему профилю преобладает фракция крупной пыли (0,05-0,01 мм), более 50%. причем, верхний пахотный слой является наиболее пылеватым (содержание пыли в некоторых случаях превышает 70%).

Содержание гумуса у светло-серых лесных почв колеблется от 2,1 до 3,3 %, в пахотном горизонте, не так резко снижаясь в нижележащем горизонте, как у дерново-подзолистых почв. Сумма поглощенных оснований невысокая (6,6-11,2 мг-экв на 100г почвы), гидролитическая кислотность довольно высокая (1,2-3,3 мг-экв на 100г почвы). степень насыщенности основаниями (68,0-90, 3%).реакция почвенной среды от среднекислой до близкой к нейтральной (величина pH=4,6-6,2). содержание фосфора и калия неодинаково, колеблется от низкого до высокого, это зависит от степени окультуренности почв.

Удельный вес у светло-серых лесных почв закономерно увеличивается вниз по профилю, что связано с уменьшением содержания гумуса. Данные почвы характеризуются высоким объемным весом уплотненных иллювиальных горизонтов (1,5-1,65г/см3). общая пористость изменяется от 50 до 60% в верхних горизонтах, до 40-45% в иллювиальном и породе. Светло-серые почвы характеризуются резким преобладанием капиллярной пористости над некапиллярной. светло-серые лесные почвы имеют худшую водопроницаемость по сравнению с другими подтипами.

Невысокое содержание гумуса у данных почв, обеднение илом, обогащение пылеватыми фракциями способствует быстрому обесструктуриванию верхнего горизонта при распашке, поэтому такие почвы характеризуются заплыванием и образованием корки.

ГЛАВА 3. ОПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ

3.1. Оптимизация мощности пахотного слоя и плотности сложения почвы

Плотность сложения почвы – это масса сухого вещества почвы в единице объёма ненарушенного естественного сложения, выраженная в г/см3. Плотность почвы зависит от минералогического и механического состава, структуры почвы и содержания органического вещества. Большое влияние на плотность оказывает обработка почвы и воздействие движущийся по поверхности почвы техники.

Верхние горизонты почвенного профиля содержат больше органического вещества, лучше оструктуренные, подвергающееся рыхлению, имеют более низкую плотность, которая вниз по профилю возрастает. Плотность почвы сильно влияет на поглощение влаги и ее передвижение в профиле, газообмен, развитие корней, интенсивность микробиологических процессов, условия существования почвенных насекомых и животных. Оптимальная плотность корнеобитаемого слоя для большинства сельскохозяйственных культур 1,0...1.2 г/см3.

При чрезмерном уплотнении почвы уменьшаются поры, это приводит к нарушению аэрации, влага плохо поглощается, следовательно, это угнетает рост корней и вызывает недостаток кислорода.

Равновесная плотность почвы – это тот показатель плотности сложения почвы, к которому она возвращается после механических обработок не меняется до следующей обработки.

Расчеты:

исходные данные:

dv_факт – 1,36 г/см3

dv_опт –1,23 г/см3

h пах –20 см

приводится схема строения пахотного слоя

Рис.1.Схема строения пахотного слоя

Где: h1 –20 см, фактическая мощность пахотного слоя почвы

h2 – 1 см, величина припашки, т.к. подпахотным горизонтом является переходный

h3 = h1+h2 =20+1=21 см

h4 – величина вспушивания, см

h5 – оптимальная мощность пахотного слоя почвы, см.

Мощность пахотного слоя и плотность сложения почвы можно регулировать следующими приемами: а) механической обработкой; б) биологическим воздействием корневых систем сельскохозяйственных культур (в особенности многолетних бобовых культур); в) изменением гранулометрического состава почвы пескованием; г) вспушиванием почвы за счет увеличения в ней содержания органических веществ (прежде всего гумуса) и её оструктуриванием; д) припашкой нижележащего подпахотного горизонта.

1) рассчитывается масса пахотного слоя вместе с припашкой (h₃ = h₁+h₂) по формуле:

М_{пах. факт.} = d_v_факт.х h₃ х 100,(т/га)

М_{пах. факт.} = 1,36 х 21 х 100 = 2856 т/га

2) из литературных данных известно, что повышение содержания гумуса на 1% приводит к снижению плотности сложения почв на 0,12 г/см³. В заданном случае, разница по плотности

∆d_v составляет d_v_факт. - d_v_опт. =1,36-1,23=0,13г/см².

Значит, чтобы устранить эту разницу по плотности необходимо увеличить содержание гумуса на ∆ Г в почве. Для расчета этой величины составляется пропорция:

1% гумуса – 0,12, г/см³

Х%(∆ Г) гумуса - ∆d_v, г/см³

Х %(∆ Г) гумуса = (1х0,13): 0.12=1,08 %

7) запасы гумуса и масса пахотного слоя (т/га) после оптимизации гумуса.

М_гумуса = h₃х dv_опт х ∆ Г

М_гумуса = 21 х 1,23 х 1,08=27,8964 т/га

Где ∆ Г - величина расчетного содержания гумуса в почве, %.

М_{пах, опт} = М_{пах, фак} + М_гумуса, т/га

М_{пах, опт} = 27,8964+2856=2883,8964 т/га

8) определяется оптимальная мощность пахотного слоя (h₅) из соотношения:

М_{пах, опт} = d_v_опт х h₅ х 100, отсюда h5 = Мпах, опт: (dv. опт х 100), см

h5 =2883,8964: (1,23х 100) =23,45 см

9) рассчитывается величин вспушивания (h₄) почвы по разнице

h₄ = h₅ – h₃, см

h₄ = 23,45 – 21=2,45 см

Вывод: так как фактическая плотность почвы составляет 1,36 г/см^3,а оптимальная 1,23 г/см³, то ее необходимо снизить. Этого можно достичь внесением органических удобрений (навоз), таким образом повысив содержание гумуса на 1,08% плотность сложения почвы снизится до 1,23 г/см³.

3.2. Оптимизация плотности твердой фазы почвы

Плотность твёрдой фазы почвы – отношение массы ее твердой фазы к массе воды в том же объёме при 4⁰С.

Она зависит от минералогического состава почвы и содержания в ней органического вещества. Почвы с большим содержанием органического вещества всегда отличаются меньшей плотностью твердой фазы.

Различные типы почв имеют неодинаковую плотность твердой фазы. Ее величина для минеральных почв колеблется от 2,4 до 2,8 г/см³ и зависит от минералогического состава почвы и содержания органических компонентов.

От плотности твёрдой фазы зависит количество, объём и размер пор, т.к. сами поры – это объём между частицами твёрдой фазы. Эта величина зависит от минералогического состава почв, от содержания физического песка и глины в почве. Чем больше по размерам фракции, тем крупнее поры.

Внесение органических удобрений уменьшает плотность твёрдой фазы почвы.

Расчеты:

Из литературных данных известно, что повышение содержания гумуса на 1% приводит к снижению плотности твердой фазы почвы (d) на 0,05 г/см³. содержание гумуса должно повыситься на 0,42%

1% гумуса – 0,05г/см³

∆ Г % - ∆d г/см³

∆d = (∆ Г % х 0.05): 1, г/см³

∆d = (1,08х 0.05): 1=0,054 г/см³

Тогда оптимальная плотность твердой фазы почвы (d_опт) составит величину: d_опт = d_факт - ∆d, г/см³

d_опт = 2,77 - 0,054=2,716 г/см³

Вывод: вследствие мероприятий по оптимизации мощности пахотного слоя и плотности сложения плотность твердой фазы почвы уменьшится на 0,054 г/см³и составит 2,716 г/см³.

Оптимизация структурного состояния почвы

Структура почвы – совокупность почвенных агрегатов, комочков и структурных отдельностей, на которые способна распадаться почва, имеющая разную форму, размер, пористость и прочность.

Агрономически ценной структурой является комковатая и зернистая структуры верхних горизонтов почвы размером от 0.25 – 10 мм.

Каждому типу почв и каждому генетическому горизонту свойственны определенные типы почвенных структур. Для гумусовых горизонтов, например, характерна зернистая, комковато-зернистая, порошисто-комковатая структура; для элювиальных горизонтов — плитчатая, листоватая, чешуйчатая, пластинчатая; для иллювиальных — столбчатая, призматическая, ореховатая, глыбистая.

Структурная почва хорошо поглощает воду и резко снижает поверхностный сток, снижая смыв и размыв почвы. Структурные комочки более 1-2 мм противостоят развеванию ветром. Микроструктура оказывает благоприятное воздействие на пористость и водопрочность структуры. Наилучшими являются микроагрегаты размером 0,25-0,005 и 0,05-0,01 мм. Микроагрегаты размером средней пыли (0,01-0,005 мм) затрудняют водо- и воздухопроницаемости, способствуют повышению испаряющей способности почв.

Оптимальный размер структурных отдельностей связан с зональными особенностями почв и условий земледелия. Во влажных зонах более крупные макроагрегаты обеспечивают лучшую водо- и воздухопроницаемость, а в заболоченных зонах – водоотдачу. В засушливых условиях, где аэрация достаточна, благоприятнее более мелкий размер агрегатов.

Структурные почвы благодаря наличию некапиллярных пор хорошо впитывают влагу, которая по мере движения рассасывается комками, промежутки между комками заполняются воздухом. В такой почве потери воды от поверхностного стока незначительны, а наличие некапиллярных пор предохраняет почву от испарения влаги с поверхности.

К методам оструктуривания почвы относятся: посев многолетних трав, обработка почвы в спелом состоянии, известкование кислых почв, внесение органических и минеральных удобрений.

Расчеты:

Увеличение содержания гумуса на 1% повышает К_стр почвы на 1. Следовательно, Кстр увеличится на такую же величину в абсолютных значениях (∆К_стр = ∆ Г=1,08%). Производятся расчеты для конкретного значения: Кстр,опт = Кстр,факт + ∆К_стр.

Кстр,опт = 0,9+1,08=1,98

Оценка коэффициента структурности - хорошая оструктуренность почвы, поэтому следует провести мероприятия по улучшению этого показателя

Таблица 2. -Оценка структурного состояния почвы.

К_стр	Оценка структурного состояния
> 4	Отличное
1,5 – 4	Хорошее
0,67 – 1,5	Удовлетворительное
0,25 – 0,67	Неудовлетворительное
< 0,25	Плохое

3.4. Оптимизация воздушных свойств почвы

Почвенным воздухом называется смесь газов и летучих органических соединений, заполняющих поры почвы, свободные от воды.

Процесс обмена почвенного воздуха с атмосферным называют газообменом или аэрацией. К ним воздушным свойствам почвы относятся: воздухопроницаемость и воздухоемкость.

Воздухопроницаемость – это способность почвы пропускать через себя воздух. Она измеряется количеством воздуха в мл, прошедшим под определённым давлением через 1 см², при толщине слоя 1см. Она зависит от механического состава почвы, её плотности, влажности, структуры.

Воздухоемкость характеризует содержание воздуха в почве в объемных процентах. Количество воздуха в почве зависит от влажности и пористости почвы. Чем выше пористость и меньше влажность, тем больше воздуха содержится в почве.

Воздушным режимом почв называют совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, передвижения его в профиле почвы, изменения состава и физического состояния при взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы, а также газообмен почвенного воздуха с атмосферным.

Пористость почв – это суммарный объем пор между твердыми частицами, занятый воздухом и водой. Выражается в процентах от общего объема почвы. Общая пористость делится на поры, заполненные воздухом и поры, заполненные водой.

Оптимальным значениям для пористости аэрации в минеральных почвах – 20-25%. Для общей пористости оценка по Н.А.Кочинскому: более 70% -почва сильно вспушена,55-65% - отличная (культурный пахотный слой),50-55% -удовлетворительная, менее 50%- неудовлетворительная, менее 40 % - очень неудовлетворительная.

Воздушный режим почв оптимизируется при их окультуривании. Регулирование реакции среды, применение органических удобрений, орошение почв активизируют биологические процессы в почвах, повышают интенсивность дыхания почв при наличии доступной влаги.

Расчеты:

1.Рассчитывается общая пористость фактическая (Р_{общ, факт})

Р_{общ, факт} = (1 – d_v_факт / d_факт) х 100, %об

Р_{общ, факт} = (1 –1,36/ 2,77) х 100=50,9%

2.Рассчитывается пористость аэрации фактическая (Р_{аэр, факт})

Р_{аэр, факт} = Р_{общ, факт} – (d_v_факт х НВ_факт), % об

Р_{аэр, факт} =50,9– (1,36 х 30,4) = 9,556 %

Вывод: После оптимизации общая пористость почвы является удовлетворительной для пахотного слоя – 50,9%_об. Нужно проводить мероприятия по её повышению_.

3. Рассчитывается общая пористость и пористость аэрации после оптимизации плотности и плотности твердой фазы почвы:

Р_{общ. опт} = (1 – d_v_опт / d_опт ) х 100, %об

Р_{общ. опт} = (1 –1,23/2,716) х 100=54,71%

Р_{аэр, опт} = Р_{общ, опт} – (d_v_опт х НВ_опт,) %об

Р_{аэр, опт} =54,71– (1,23 х 33,44)=13,58 %

НВ_опт = НВ_факт х 1.1

НВ_опт = 30,4 х 1.1=33,44%

т.к. увеличение содержания гумуса в почве повышает наименьшую влагоемкость (НВ).

Вывод: После оптимизации общая пористость почвы является удовлетворительной для пахотного слоя –54,71%_об,соответственно, пористость аэрации тоже повысилась, но незначительно, и составляет 13,58 %_об, что является неудовлетворительным показателем для пахотного слоя_.Необходимо проводить мероприятия по их повышению (внесение удобрений, торфа, соломы, компоста, механическая обработка).

3.5. Оптимизация водных свойств и расчеты водного баланса почвы

Основными водными свойствами почв являются водоудерживающая способность, водопроницаемость и водоподъемная способность.

Водоудерживающая способность – свойство почв удерживать воду, обусловленное действием сорбционных и капиллярных сил.

Водопроницаемость – способность почв впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности.

Водоподъемная способность – свойство почвы вызывать восходящее передвижение содержащейся в ней влаги за счет капиллярных сил. Капиллярные силы начинают проявляться в порах диаметром 8 мм, но лучше всего в порах диаметром 0,1-0,003 мм.

Для растений доступна та часть почвенной влаги, которая может быть усвоена в процессе их жизнидеятельности. Доступную воду называют продуктивной, т.к. она используется для формирования урожая. Она находится в интервалах влажности ВЗ-НВ, а наиболее благоприятная влага ВРК-НВ.

При постоянном избытке влаги в горизонтах почвы образуется глеевый горизонт.

Визуально проявляется в виде пятен или сплошных холодных оттенков голубого, сизого и белёсого цветов, в зависимости от состава минеральной массы.

В агрономическом отношении оглеение отрицательно сказывается на росте растений из-за недостатка кислорода, снижения водопроницаемости, увеличении набухаемости, липкости почвы.

Вода играет важную роль в питании растений: она поддерживает тургор растений, в почвенном растворе находятся питательные элементы в виде катионов и анионов, т.е. с помощью ее они становятся доступными для растений.

Расчеты:

1. Расчеты водопотребления заданной сельскохозяйственной культурой.

Для получения запланированных уровней урожаев сельскохозяйственных культур требуется определенное количество влаги, называемое суммарным водопотреблением (СВ). Суммарное водопотребление складывается из испарения влаги с поверхности почвы и транспирации почвенной влаги непосредственно самими растениями. Для расчетов (СВ) необходимо знать коэффициент водопотребления (Кв), т.е. количество влаги в м³, необходимое для создания 1т продукции.

Коэффициент водопотребления для картофеля составляет 130 м³/т

СВ рассчитывается по формуле:

СВ = У_п х К_в, м³/га,

СВ = 38 х 130=4940 м³/га,

где У_п –планируемая урожайность культуры, т/га.

2. Расчет наименьшей влагоемкости (НВ).

НВ (наименьшая влагоемкость)- это максимальное количество капиллярно-подвижной влаги, которую может удержать почва после стекания избытка влаги и при условии глубокого залегания грунтовых вод. Она характеризует водоудерживающую способность почвы.

Расчёт НВ

НВ_опт(% вес) = НВ_факт х 1.1

НВ_опт= 30,4х1,1=33,44%

НВ_факт (м³/га) = d_v_факт х h₁ х НВ_факт (%вес)

НВ_факт =1,36 х 20 х 30,4 = 826,88 м³/га

НВ_опт (м3/га) = dv_опт х h5 х НВ_опт(%вес)

НВ_опт= 1,23 х 23,45 х 33,44=964,53 м³/га

3. Расчет влажности завядания (ВЗ).

Влажность устойчивого завядания (ВЗ) - влажность почвы, при которой растения теряют тургор и погибают.

Расчеты относительных (%) и абсолютных (м³/га) значений ВЗ_факт и ВЗ_опт.

ВЗ_факт = 1,5 х МГ,

ВЗ_факт = 1,5 х 2,9 = 4,35%

где МГ – максимальная гигроскопичность (указано в задании).

ВЗ_опт = ВЗ_факт х 1.1, %вес,

ВЗ_опт = 4,35 х 1.1=4,78 %

где 1,1 – повышающий коэффициент за счет увеличения содержания гумуса в почве.

ВЗ_факт (м³/га) = d_v_факт х h₁ х ВЗ_факт (%вес)

ВЗ_факт (м³/га) 1,36 х 20 х 4,35=118,32(%вес)

ВЗ_опт (м³/га) = d_v_опт х h₅ х ВЗопт (%вес)

ВЗ_опт (м³/га) = 1,36 х 23,45 х 4,78 = 137,87(%вес)

3. Расчет продуктивного запаса влаги (ПЗВ)

Продуктивный запас влаги (ПЗВ) – это суммарное количество продуктивной, или доступной растениям, влаги в толще грунт.

ПЗВ = НВ – ВЗ

ПЗВ = 826,88 – 118,32 = 708,56 м³/га

ПЗВ_факт = НВ_факт – ВЗ_факт, м³/га

ПЗВ_факт = 826,88 – 118,32 = 708,56 м³/га

ПЗВ_опт = НВ_опт – ВЗ_опт, м³/га

ПЗВ_опт = 964,53 – 137,87 = 826,66 м³/га

5. Расчет продуктивных осадков (ПрО).

Из агроклиматического справочника известно, что средняя величина осадков за вегетационный период в Калужской области составляет 320мм, 450мм, 180мм соответственно для нормального, влажного и сухого года. Но необходимо учесть потери на поверхностный сток и инфильтрацию осадков. Для расчета ПрО в нормальный, влажный и сухой годы, необходимо средние величины осадков умножить на поправочный коэффициент 0.7.

ПрО_{сухого года}=180х0,7= 1260 м³

ПрО_{нормального года}=320х0,7=2240 м³

ПрО_{влажного года}=450х0,7=3150м³

6. Расчет поступления влаги за счет пропитывания из грунтовых вод (ПГВ).

Известно, что корневые системы сельскохозяйственных культур могут проникать на значительную глубину и потреблять влагу из нижележащих горизонтов и материнских пород (грунтов). Принято считать, что если уровень грунтовых вод (УГВ) составляет менее 2,5м, то следует учитывать приходную статью "подпитывание грунтовыми водами". Для этого продуктивный запас влаги в почве (ПЗВ) увеличивается на 20 – 40 % соответственно для УГВ = 1,8 – 0,36 м.

7. Расчет суммарных продуктивных запасов влаги (СПЗВ).

Для нормального года:

СПЗВ_опт = ПЗВ_опт х К_пгв + ПрО, м³/га

Для сухого года:

СПЗВ_опт = 826,66х 1,2+1260=2251,992 м³/га

Для нормального года:

СПЗВ_опт = 826,66 х 1,2 + 2240 = 3231,992 м³/га

Для влажного года:

СПЗВ_опт = 826,66 х 1,2 +3150 = 4141,992 м³/га

где К_пгв – поправочный коэффициент на УГВ, значение которого 1,2 .

8. Расчет водного баланса почвы (ВБ).

Водный режим- совокупность явлений поступления влаги в почву, ее передвижения, удержания в почвенных горизонтах, и расхода из почвы. Количественно его выражают через водный баланс. Водный баланс характеризует приход влаги в почву и расход из нее. Водный баланс характеризует приход влаги в почву и расход из нее.

Статьи прихода воды в почву: атмосферные осадки, грунтовые воды, конденсация из паров воды, поверхностный боковой приток воды, внутрипочвенный боковой приток.

Статьи расхода воды из почвы: испарение, транспирация (десукция), фильтрация (грунтовый сток), поверхностный сток, внутрипочвенный боковой сток.

Водный баланс рассчитывается по трем годам по следующему упрощенному соотношению:

Для сухого года:

ВБ = СПЗВ_опт – СВ, м³/га

ВБ =2251,992 – 4940 = -1708,008 м³/га

Для нормального года:

ВБ = 3231,992 – 4095= -1708,008м³/га

Для влажного года:

ВБ = 414,992 – 4940 = -798,008 м³/га

Вывод: исходя из расчётов водного баланса почвы можно сделать вывод, что запасов влаги для обеспечения заданной урожайности озимой пшеницы при сухом, нормальном и влажным годах влаги для этого недостаточно. Поэтому в нормальном и сухом годах необходимо применить приемы по накоплению влаги в почве

9. Расчет возможного уровня урожайности культуры по водообеспеченности.

Используя значения К_в для озимой пшеницы равному 130 м³/т и СПЗВ_опт, можно рассчитать ожидаемые уровни урожайности сельскохозяйственной культуры (У) по трем годам

У = СПЗВ_опт: К_в, т/га

Для сухого года:

У =2251,992 : 130 = 17,32 т/га

Для нормального года:

У =3231,992 : 130 = 24,86 т/га

Для влажного года:

У =4141,992 : 130 = 31,86 т/га

Вывод: Проанализировав результаты расчетов, можно сделать вывод, что в года с недостаточным увлажнением урожайность картофеля будет ниже запланированной и составит 173,2 ц/га, 248,6 ц/га и 318,6 в сухой, нормальный и влажный года соответственно. Поэтому в сухом и нормальном годах необходимо применить приемы по накоплению влаги в почве: задержание снега и талых вод (кулисные растения, валы из снега и др.), орошение, посадка полезащитных лесных полос, закрытие влаги боронованием, послепосевное прикатывание почвы, применение минеральных и органических удобрений и др.

Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 126; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!