Процессы транформации органического вещества в почве и их регулирование

Злаковые травы. Хозяйственная и кормовая характеристика

Злаковые травы повсеместно произрастают на природных и сеяных лугах, и поэтому составляют основу кормового рациона скота. В формировании травостоев естественных лугов участвуют следующие многолетние злаковые травы: полевица, мятлик (луговой, обыкновенный), овсяница (луговая, красная), тимофеевка луговая, ежа сборная, луговик дернистый (щучка) и т.д. Из общего количества злаковых трав непоедаемые и плохо поедаемые составляют 10 %, вредные и ядовитые - 5 %. Остальные отлично, хорошо и удовлетворительно поедаемые. При сушке, прессовании злаковые травы не теряют листьев — самую питательную часть корма. В молодом состоянии злаковые травы дают полноценный пастбищный корм. У злаковых трав корневые системы, и основном, формируются за счет придаточных корней. Мочковатая корневая система является существенным притоком злаковых трав. Она отличается тем, что основная масса корней распространяется в верхних горизонтах почвы (0—10, 0—20 см). Такое распространение большого количества корней у поверхности почвы помогает злаковым травам полнее использовать влагу атмосферных осадков и поверхностно вносимые удобрения. Это ускоряет развитие корней.

Технология заготовки сенажа

Сенаж – консервированный корм, приготовленный из подсушенных до влажности 45-55% растений и сохраняемый в условиях изоляции от воздуха. По внешнему виду сенаж представляет полувысохшие и измельчённые растения желтовато-зелёного цвета с кисловатым запахом.

Приготовление сенажа является прогрессивным, экономически целесообразным методом заготовки грубых кормов. При строгом соблюдении технологии закладки сенажа потери питательных веществ не превышают 10-15%. Особенно велико значение сенажа в условиях промышленных комплексов по производству молока и мяса, так как он обладает отличными технологическими свойствами, хорошо поддаётся механизированной раздаче.

Заготовке сенажа должна предшествовать организационная работа. При составлении плана заготовки сенажа учитываются наличие и ёмкость хранилищ, срок заполнения каждого из них. Для условий Сибири более пригодны траншеи полуназемного и наземного типа. Использование башен для хранения сенажа в Сибири нецелесообразно. Сенаж может быть заготовлен частично с повышенной влажностью и в сильные морозы зимой он смёрзнется в башнях.

Технология заготовки сенажа включает следующие операции:

1. Скашивание кормовых культур в валки.

2. Подсушивание скошенных растений в валках до влажности 55%.

3. Подбор подсушенных растений с одновременным измельчением и погрузкой в транспорт.

4. Транспортировка измельченных растений к траншеям.

5. Загрузка измельчённых растений в траншеи с одновременной трамбовкой.

6. Герметичное укрытие сенажа в заполненных траншеях.

Для заготовки сенажа целесообразнее использовать бобовые травы: клевер, люцерну, эспарцет и др. Большое распространение для заготовки сенажа получили злаково-бобовые смешанные посевы однолетних кормовых культур.

Для ускорения подсушивания необходимо применять ворошение валков различными ворошилками, так как трава укладывается в плотный валок, особенно после плющения, и плохо сохнет. Чем дольше длится подсушивание скошенных растений, особенно в менее благоприятную погоду, тем больше потерь питательных веществ, особенно витаминов и легкорастворимых углеводов, а содержание клетчатки увеличивается.

По данным многих исследований качество сенажа изменяется незначительно как при влажности растений 50%, так и 60%. При соблюдении технологии сенаж получается высокого качества.

При подборе подсушенных растений для заготовки сенажа их нужно измельчать. Измельчённые растения лучше уплотняются в траншеях, полнее удаляется воздух из сенажа. Измельчённый сенаж проще выгружать из хранилища и механизировать раздачу животным. При закладке сенажа в траншеи величина измельчения растений зависит от их влажности. При влажности растений 55-60% нужно измельчать на отрезки 7-10 см, при влажности ниже 55% – на 2-3 см, чтобы лучше уплотнялся сенаж при трамбовке.

Ежедневно необходимо заполнять траншею сенажом не менее, чем на 1 м её высоты, с таким расчётом, чтобы траншею высотой 4 м заполнить за 3-4 дня. Закладка сенажа слоем меньше 1 м в день и увеличение срока заполнения одной траншеи более 4-х дней приводит к самосогреванию сенажа. В растениях при влажности ниже 60% и при доступе атмосферного кислорода усиливается дыхание растений, биохимические процессы проходят более интенсивно, поэтому выделяется больше тепла при разложении органических веществ. За счёт тепла, выделяемого растениями при дыхании, сенаж за день может нагреться до +50°С и выше.

При самосогревании сенажа до +45, +60ºС происходит сильное изменение белков и аминокислот при доступе атмосферного кислорода. При негерметичном укрытии усиленно развиваются плесневые грибы, которые своими ферментами разлагают органические вещества растений с образованием непереваримых, а часто вредных и ядовитых для животных веществ. При доступе кислорода воздуха в сенаже происходят химические процессы окисления, разложения органических веществ с образованием соединений различной степени окисления (окиси, перекиси, спирты, альдегиды и различные кислоты), активизируется деятельность ферментов, вызывающих в клетках растений ненормальные, свойственные отмирающим организмам, превращения веществ и корм быстро портится в течение 2-3-х суток. В случае повышения температуры сенажа выше +37°С необходимо срочно усилить трамбовку. Если растения пересушены и не уплотняются, нужно закладывать свежескошенную траву слоем 25-30 см, чтобы прекратить проникновение воздуха в нижние слои и ускорить заполнение траншеи, смешивая пересушенную траву со свежескошенной.

Технология заготовки силоса

Силос – сочный корм, приготовленный из различных кормовых растений методом биологического консервирования и сохраняемый в траншеях или башнях в условиях изоляции от доступа воздуха.

Силосование - один из распространенных и надежных способов консервирования зеленых кормов. По сравнению с другими способами силосование в меньшей мере зависит от погодных условий.

По питательности силос приближается к зелёному корму и является очень ценным для животных в зимний период. Качественный силос является надёжным заменителем свежего зелёного корма в рационе не только крупнорогатого скота, но и других животных. В нём по сравнению с другими видами кормов лучше сохраняются каротин и физиологически активные вещества. Чем больше сухого вещества в силосуемых растениях, тем выше питательность силоса. Так, в 1 кг силоса из кукурузы, убранной в разные фазы развития, питательность колеблется от 0,17 до 0,30 корм. ед., 12-15 г переваримого протеина. Силос в годовой структуре рационов силосно-сенажного типа кормления молочных коров в лесостепной зоне Сибири составляет 20-30% по питательности, т.е. 15-20 кг в сутки на одно животное. Силос улучшает переваримость и усвоение питательных веществ грубых и концентрированных кормов.

Для силосования лучше пригодны кормовые растения, содержащие необходимое количество сахаров для сбраживания и повышения кислотности силоса до рН=4,2. При рН=4,2 и ниже большинство гнилостных микроорганизмов не развиваются. Для различных групп микроорганизмов предельная кислотность, при которой они прекращают свою жизнедеятельность.

Для нормального силосования различных культур требуется неодинаковое подкисление, разное количество образующихся органических кислот, чтобы снизить рН до 4,2. Это обусловлено различными буферными свойствами сока растений. Роль буферных веществ выполняют различные соли и органические вещества, например, белки. В их присутствии значительная часть ионов водорода нейтрализуется. Буферность сока растений находится в прямой зависимости от количества в них белков. Поэтому большинство бобовых растений труднее силосуется, особенно при влажности более 75%.

С силосными растениями в хранилище попадает огромное количество разнообразных микроорганизмов. В зависимости от вида растений, их загрязнения и других условий при выращивании, скашивании и перевозке в одном грамме силосуемых растений может быть от нескольких тысяч до нескольких миллионов различных микроорганизмов, которые развивают свою жизнедеятельность, являясь конкурентами за источники питания.

В силосуемых растениях находится большое количество гнилостных бактерий, которые кроме углеводов и молочной кислоты разлагают, главным образом, белки до оксида углерода, воды, аммиака и аминов.

Появляющийся при гниении неприятный запах обусловливается образованием промежуточных продуктов разложения белков, многие из которых обладают зловонным запахом и являются ядовитыми: кадаверин, скатол, индол.

Интенсивное размножение дрожжей в силосе происходит при повышенной влажности силосуемых растений (75% и выше) и высоком содержании сахаров.

Технология заготовки силоса включает следующие операции:

1. Скашивание силосных культур с одновременным измельчением и погрузкой в транспортные средства.

2. Транспортировка измельченных растений к месту заготовки силоса.

3. Загрузка силосных растений в хранилище.

4. Трамбовка силоса.

5. Герметичное укрытие силоса.

Сроки скашивания кормовых культур оказывают большое влияние на качество заготавливаемого силоса. Многолетние травы нужно скашивать во время цветения, особенно бобовые, так как они раньше фазы цветения плохо силосуются. По сравнению с фазой бутонизации, питательность трав в фазе цветения снижается, повышается содержание клетчатки. Поэтому многолетние бобовые травы целесообразнее использовать для приготовления сенажа. Многолетние травы второго укоса можно использовать для заготовки силоса после предварительного подсушивания. Провяленные до влажности 50-55% многолетние травы силосуют совместно с силосными культурами: кукурузой, корнеплодами, имеющими высокую влажность при уборке.

Большое значение при силосовании имеет и степень уплотнения силоса. Чем плотнее утрамбован силос в траншее, тем меньше остаётся воздуха в нём. А это значит, что в клетках растений быстрее прекращаются физиолого-биохимические процессы, которые происходят при наличии атмосферного кислорода и приводят к значительным потерям питательных веществ.

При влажности силосуемых растений не более 70% уплотнение не сильно изменяет их физико-химическое состояние. При влажности более 75-80% при трамбовке происходит усиленное выделение сока из растений, что способствует активному развитию дрожжей и гнилостных микроорганизмов, особенно маслянокислых бактерий, накоплению масляной кислоты и ядовитых веществ при разложении белков. Значит, при силосовании растений с влажностью выше 75% трамбовка должна быть умеренной, не приводящей к выделению сока из растений.

При закладке нужно следить за температурой силоса, которая не должна превышать +36, +37°С. Повышение температуры до +40°С и выше приводит к большим потерям питательных веществ и снижению их переваримости в организме животных. Предотвращение самосогревания силоса выше +38, +40°С – одно из важнейших требований технологии силосования и получения высококачественного силоса.

 

2. Технология выращивания озимых зерновых культур

В жизненном цикле зерновых различают 12 этапов органогенеза, в каждой из которых образуется новые органы. У озимых культур первые 3 этапа развития проходят осенью, остальные 9 этапов весной следующего года, после возобновления вегетации. Кущение озимых происходит при температуре +8+15 градусов. При севе в оптимальные сроки, хорошем увлажнении почвы и умеренной температуре оно завершается осенью.

На удобренных фонах интенсивность кущения возрастает. Обеспеченность растений питательными веществами в период кущения способствует получению крупного колоса и увеличению колосков. Решающее значение в обеспечении высокой урожайности имеет густота продуктивного стеблестоя. Основная масса корней зерновых размещается в пахотном слое почвы на глубине 20-25 см. Первичные корни проникают глубоко в почву, а узловые размещаются в основном в поверхностном слое почвы.

Меры борьбы с гибелью озимых: 1. Своевременная основная и предпосевная обработка почвы; 2.Внедрение устойчивых, морозостойких районированных сортов; 3.Посев семенами не ниже первой репродукции; 4.Предпосевная обработка семян

Основные требования к технологии возделывания озимых зерновых культур:

1. Размещение посевов по лучшим предшественникам в системе севооборотов;

2. Возделывание высокоурожайных районированных сортов и гибридов интенсивного типа с высоким качеством основной продукции;

3. Своевременное и высококачественное выполнение всех технологических приемов(технологическая карта), защита почв от эрозии, накопления влаги.

Обработка почвы: Вспашка почвы за 3-4 недели до посева, создающая условия для накопления влаги и элементов питания в посевном и пахотном слоях, благоприятного сложения почвы, исключающего возможность сильного оседания ее после посева.

Почва – до посева должна быть качественно подготовлена, поле должна содержать в обработанном слое не менее до 80% по массе почвенных комков размером от 1 до 5 см.

Обработка почвы под озимые должна строиться в зависимости от предшественников, погодных условий и др.факторов;

- после уборки однолетних бобово-злаковых смесей поле дискуют. Это снижает испарение влаги из почвы, потребления ее растениями, улучшает впитывание осадков.

- После уборки пропашных культур при любой погоде наиболее эффективна вспашка на глубину 14-16 см или обработка отвальными лущильниками с последующей культивацией, выравниванием и прикатыванием.

- После многолетних трав, как предшественников озимых, наиболее рациональной обработкой является дискование с последующей вспашкой плугами с предплужниками и уплотнением почвы на глубину 20-22 см.

Посев. Для посева необходимо использовать семена, отвечающие требованиям посевного стандарта с высокой массой 1000 зерен и силой роста не ниже 80 %. С целью профилактики заболеваний растений семена протравливают не позднее чем за 2 недели до посев а различными фунгицидами

Уход за посевами. Осенью: 1)Опрыскивание почвы гербицидами после сева до всходов культу­ры 2) Опрыскивание гербицидами посевов в фазе 3-5 листа — кущение культуры. Весной: 1) В фазу кущения культуры против метлицы обыкновенной, ро­машки непахучей, подмаренника цепкого, ярутки полевой и других однолетних двудольных сорняков используют гербициды 2)Весной озимые хлеба подкармливают азотными удобрениями. Весеннее боронование проводят (после первой подкормки азотом) поперек рядков на связанных почвах в один или два следа для разрушения почвенной корки, удаления погибших и поврежденных растений и борьбы с сорняками. Если осенью применялись почвенные гербициды или набл. выпирание – боронование не проводим. Боронование посевов весной целесообразно при сильном пора­жении посевов снежной плесенью и при заделывании твёрдых форм удобрений.

Своевременная уборка в сжатые сроки во избежание потерь зер­на и снижения его качества.

 

 

 

 

7. 1. Основные факторы плодородия почвы и их регулирование

к факторам плодородия относятся элементы азотного и зольного питания растений, вода, воздух и тепло и свет — необходимые факторы жизни и роста растений,

условия плодородия — это совокупность свойств и режимов, сложное взаимодействие которых определяет возможность обеспечения растений земными факторами, т. е. конкретные показатели почвенных режимов:

температурного, водно-воздушного, питательного, физико-химического, биохимического, солевого, окислительно-восстановительного.

Выделяют три группы факторов плодородия: биологические, химические и агрофизические.

К биологическим относятся: содержание и состав органического вещества почвы, почвенная биота и чистота почвы от сорняков, вредителей и возбудителей болезней.

Агрохимическую группу составляют содержание и режим питательных веществ, а также щелочно-кислотные и поглотительные свойства почвы.

К группе агрофизических факторов следует отнести гранулометрический состав почвы, структуру, строение и мощность пахотного слоя.

По характеру воздействия на организмы факторы плодородия могут быть разделены на:

1) необходимые для жизни; 2) косвенные; 3) токсические; 4) случайные.

К необходимым относятся световая энергия, питательные вещества, тепло и другие факторы жизни.

Косвенные факторы плодородия влияют на интенсивность, характер и действия необходимых факторов жизни. Их набор и особенности определяются средой обитания.

Токсические факторы нарушают физиологические функции растений. С нарастанием их содержания в среде снижается продуктивность и растения гибнут (химические соединения, фитонциды).

Случайные факторы в почвах возникают, как правило, под влиянием резких изменений погодных условий. Это снижение температуры весной или летом, затопление, засыпка пылью и т. д. Показатели, условия, плодородия также делятся на биологические, химические и агрофизические.

Воспроизводство плодородия

Плодородие почвы представляет собой такое ее свойство, которое способно к воспроизводству как в природных условиях, так и в условиях сельскохозяйственного использования. Оно может быть простым, расширенным и неполным.

Понятие простого, неполного и расширенного воспроизводства применимо больше к потенциальному плодородию, изменяющемуся относительно медленно.

Простое воспроизводство — это отсутствие заметных изменений в совокупности свойств почвы, влияющих на ее плодородие. Ведение земледелия происходит на фоне уравновешенной (100%) интенсивности баланса питательных веществ.

Неполное воспроизводство — это ухудшение свойств почвы, влияющих на ее плодородие, снижение способности почвы обеспечивать растения факторами, необходимыми для их роста и развития в многолетнем цикле.

Расширенное воспроизводство плодородия — это улучшение совокупности свойств почвы, повышение способности почвы обеспечивать растения факторами, необходимыми для их роста и развития в многолетнем цикле.

Оно может осуществляться как постоянно, на фоне высокой агротехники, ведения земледелия с интенсивностью баланса питательных веществ свыше 100%, и химизации агрофизических, агрохимических и биологических свойств почвы, так и в короткие сроки при коренном изменении свойств почвы за счет мелиорации.

Обеспечение расширенного воспроизводства почвенного плодородия — важнейшая задача рационального использования земли в условиях интенсивного земледелия.

Уход за растениями

После посева почву прикатывают кольчато-шпоровыми катками (3ККШ-6А), особенно это актуально на легких быстро пересыхающих почвах.
Если почва влажная, то прикатывание проводить не надо. В борьбе с однолетними сорняками проводят боронование до всходов через 4 дня после посева и после всходов в фазу 2-4 листьев до появления усиков поперек или по диагонали к рядкам.

На посевах бобовых возможно применение гербицидов как почвенных, так и по вегетации, в фазу 3-5 листьев гороха, когда на листьях максимальный восковой налет и культурные растения устойчивы к гербициду.

Уборка урожая

Большинство зернобобовых культур неравномерно созревают, сначала созревают нижние бобы, затем верхние. Бобы при созревании растрескиваются, особенно в неустойчивую погоду после попеременного увлажнения и высыхания. Нижние бобы с наиболее полноценными семенами имеют низкое прикрепление. Большая вегетативная масса и неустойчивый стебель приводят к полеганию растений. Все это осложняет уборку, и поэтому чаще рекомендуют раздельную уборку.

Растения скашивают в валки при побурении 65-70% бобов, когда налив заканчивается и влажность семян – 30-35%, бобовыми жатками ЖРБ-4,2, ЖСБ-4,2 или косилками КС-2,1 с приспособлением ПБ-2,1 или ПБА-5 для сдваивания валков. Высота среза составляет 5-6 см. Полеглый стеблестой косят поперек полеглости или под углом к полеглости. Косить лучше утром или вечером, когда влажность бобов выше и они меньше растрескиваются.
Подбор валков осуществляют через 3-4 дня при влажности семян 16-19% зерноуборочными комбайнами, оборудованными транспортерным копирующим подборщиком ППТ-3, ППТ-3А.

Классификация сорняков

а) по способу питания

б) по продолжительности жизни

в) по способу размножения

По способу питания:

- паразиты

- непаразиты (фотосинтезирующие) – наиболее распространены

- полупаразиты

Паразиты – питаются за счёт растения - хозяина

- стеблевые паразиты – присасываются к стеблю (повилика клеверная,)

- корневые паразиты – присасываются к корням (заразиха подсолнечниковая)

Полупаразиты – двоякопитающиеся (погремок большой)

Непаразиты: малолетние и многолетние

По продолжительности жизни

Малолетние :

Эфемеры – имеют короткий период вегетации (45-60 дней) за сезон дают несколько поколений (мокрица – на сырых участках)

Яровые:

а) ранние – всходят весной рано, созревают до уборки зерна (овсюг, марь белая, редька дикая);

б) поздние – теплолюбивы, созревают в послеуборочный период (щирица обыкновенная, куриное просо, щетинник сизый и зелёный). Засоряют поздние культуры (просо, сою, кукурузу, сахарную свеклу).

Яровые сорняки при прорастании осенью гибнут зимой.

Зимующие – при ранних всходах заканчивают вегетацию (дают семена) в том же году; при поздних всходах. Зимуют в любой фазе (пастушья сумка, ярутка полевая, василёк синий, ромашка непахучая).

Зимующие сорняки более вредоносны, чем яровые, они более устойчивы к гербицидам, семена их трудноотделимы.

Озимые – для нормального развития им нужен период пониженных температур (костёр ржаной, метлица) – в озимых хлебах

Двулетники – цикл развития – 2 года (донник жёлтый, чертополох)

Многолетние – живущие более 2 лет, размножаются семенами и вегетативно

Трудноискоренимые, злостные

Мочкокорневые. Имеют мощные нитевидные корни (подорожник, лютик едкий) – размножаются семенами и отрезками корней. Распространены в садах, огородах, на лугах, у дорог и жилищ.

Ползучие. Имеют стелющиеся и лежащие стебли, размножаются усами, стеблевыми побегами (будра плющевидная, лютик ползучий).

Клубневые Органы вегетативного размножения – клубни

(чистец болотный, мята полевая)

Луковичные. Орган вегетативного размножения – луковица

(лук круглый, лук полевой)

Стержнекорневые Размножаются в основном семенами, но могут отрезками корней (полынь горькая, одуванчик, щавель конский, цикорий). Корни проникают до 2 м, от них отходят боковые корешки

Корневищные – органом размножения являются подземные стебли – корневища (пырей ползучий, хвощ полевой)

Пырей – корневища на глубине 6-10 см

Хвощ – корневища в несколько ярусов; глубиной до 1 м + споры. В корневищах – запасные питательные вещества

Длина корневищ пырея на 1 га может достигать несколько сотен километров

Общее количество почек на корневищах – до 250 млн. штук

При разрезании корневищ на отрезки спящие почки пробуждаются и дают начало новым растениям

Корнеотпрысковые. – Наиболее злостные и трудноискоренимые. Размножаются семенами и корневой порослью из почек корневой системы

(осот полевой или жёлтый, бодяк полевой или осот розовый, горчак розовый (ползучий), сурепка обыкновенная, вьюнок полевой, молочай обыкновенный)

Мощная корневая система с большим запасом питательных веществ; глубина до 3-5 метров. Основная масса почек на корнях глубиной 6-20 см

Меры борьбы с сорняками

1. Агротехнические

2. Биологические

3. Химические

Агротехнические меры борьбы:

а) предупредительные;

б) истребительные

Предупредительные меры – направлены на ликвидацию источников и путей распространения сорняков:

1) очистка посевного материала от семян сорняков;

2) очистка бункеров комбайнов, мешков, транспортных средств, зерноскладов, семяочистительных машин;

3) обкашивание обочин дорог, канав, лесополос до цветения сорняков, уничтожение их гербицидами;

4) скармливание зерноотходов животным, только в запаренном или измолотом виде;

5) использование только полуперепревшего навоза;

6) соблюдение оптимальных сроков посева и нормы высева (на сильнозасорённых участках норма высева должна быть на 10-15% больше);

7) своевременная и качественная уборка на низком срезе;

8) карантин для особо вредных сорняков, отсутствующих в регионе (амброзия полынолистная, горчак розовый, повилика, подсолнечник сорный)

Химический метод борьбы

Гербициды (лат.) “ герба ” – трава, “ цидо ” – убивать

Высокая эффективность и производительность (системные гербициды – убивают корни на глубине 5-7 м).

Контактные гербициды

Гербициды сплошного действия (общеистребительные) – уничтожают все растения. Применяют на необработанных сильнозасорённых полях или после уборки урожая (реглон, далапон, банвел – Д)

Гербициды избирательного (селективного) действия. Например: уничтожение двудольных сорняков посевах однодольных культур

(2,4 Д – аминная соль)

- свекловичные гербициды

- противоовсюжные гербициды

Сроки применения гербицидов:

а) Перед посевом. Почвенные гербициды действуют на проростки сорняков (перед посевом с заделкой в почву) культиваторами до всходов

б) После появления всходов

Время обработки

Оптимальная фаза культурных растений (для каждого растения особо).

Температура должна быть не более +25^оС и не менее +15 ^оС.

В засуху опрыскивание гербицидами может нанести вред культурным растениям

Процессы транформации органического вещества в почве и их регулирование

Превращение органических остатков в гумус – сложный биохимический процесс, совершающийся в почве при непосредственном участии микроорганизмов, животных, кислорода воздуха и воды. В этом процессе главная и решающая роль принадлежит микроорганизмам, которые участвуют во всех этапах образования гумуса.

Совокупность процессов трансформации органических веществ в почвах составляют процесс гумусообразования. К процессам трансформации органических веществ относят: поступление в почву растительных остатков, их разложение, минерализацию и гумификацию, минерализацию гумусовых веществ, взаимодействие органических веществ с минеральной частью почвы, миграцию и аккумуляцию органических и органо-минеральных соединений.

В агроценозах органические остатки поступают в виде: 1) корневых систем культурных растений, пожнивных остатков, соломы, 2) сидератов (зеленых удобрений) 3) органических удобрений (основной источник навоз)

Отмирая, все растительные и животные организмы подвергаются процессам разложения до более простых соединений, конечной стадией которых является полная минерализация органического вещества. Образовавшиеся неорганические вещества используются растениями как элементы питания. Скорость процессов разложения и минерализации различных соединений неодинакова. Интенсивно минерализуются растворимые сахара, крахмал; достаточно хорошо разлагаются белки, гемицеллюлозы и целлюлоза; устойчивы – лигнин, смолы, воски. Другая часть продуктов разложения потребляется самими микроорганизмами (гетеротрофными) для синтеза вторичных белков, жиров, углеводов, образующих плазму новых поколений микроорганизмов, а после отмирания последних снова подвергается процессу разложения. Процесс временного удержания органического вещества в микробной клетке называется микробным синтезом. Часть продуктов разложения превращается в специфические сложные высокомолекулярные вещества – гумусовые вещества. Совокупность сложных биохимических и физико-химических процессов превращения органического вещества, в результате которых образуется специфическое органические вещество почвы – гумус, называется гумификацией. Все три процесса идут в почве одновременно и взаимосвязаны друг с другом. Трансформация органического вещества происходит при участии ферментов, выделяемых микроорганизмами, корнями растений, под влиянием которых осуществляются биохимические реакции гидролиза, окисления, восстановления, брожения и т.д. и образуется гумус.

В различных природных условиях характер и скорость гумусообразования неодинаковы и зависят от взаимосвязанных условий почвообразования: водно-воздушного и теплового режимов почвы, её гранулометрического состава и физико-химических свойств, состава и характера поступления растительных остатков, видового состава и интенсивности жизнедеятельности микроорганизмов.

Трансформация остатков происходит в аэробных или анаэробных условиях в зависимости от водно-воздушного режима. В аэробных условиях при достаточном количестве влаги в почве, благоприятной температуре и свободном доступе О₂ процесс разложения органических остатков развивается интенсивно при участии аэробных микроорганизмов. Наиболее оптимальными условиями являются температура 25 – 30 °С и влажность – 60 % от полной влагоемкости почвы. Но в этих же условиях быстро идет минерализация как промежуточных продуктов разложения, так и гумусовых веществ, поэтому в почве накапливается относительно мало гумуса, но много элементов зольного и азотного питания растений (в сероземах и других почвах субтропиков). Наиболее благоприятны для накопления гумуса сочетание в почве аэробных и анаэробных условий с чередованием периодов иссушение и увлажнения. Такой режим характерен для черноземов.

В анаэробных условиях (при постоянном избытке влаги, а также при низких температурах, недостатке О₂) процессы гумусообразования идут медленно при участии, главным образом, анаэробных микроорганизмов. При этом образуются много низкомолекулярных органических кислот и восстановленные газообразные продукты (СН₄, H₂S), угнетающие жизнедеятельность микроорганизмов. Процесс разложения постепенно затухает, и органические остатки превращаются в торф. Наиболее благоприятны для накопления гумуса сочетание в почве аэробных и анаэробных условий с чередованием периодов иссушение и увлажнения. Такой режим характерен для черноземов.

Гранулометрический состав и физико-химические свойства почвы имеют не менее значительное влияние. В песчаных и супесчаных хорошо прогреваемых и аэрируемых почвах разложение органических остатков идет быстро, значительная часть их минерализуется, гумусовые веществ мало и они плохо закрепляются на поверхности песчаных частиц. В глинистых и суглинистых почвах процесс разложения органических остатков при равных условиях происходит медленнее (из-за недостатка О₂), гумусовых вещества закрепляются на поверхности минеральных частиц и накапливаются в почве.

Химический и минералогический состав почвы определяет количество питательных веществ, необходимых для микроорганизмов, реакцию среды, в которой идет образование гумуса, и условия для закрепления гумусовых веществ в почве. Так, почвы, насыщенные кальцием, имеют нейтральную реакцию, которая благоприятна для развития бактерий и закрепления гуминовых кислот в виде нерастворимых в воде гуматов кальция, что обогащает ее гумусом.

 

2. Обоснование технологических приемов возделывания полевых культур

Технология возделывания полевых культур - это комплекс агротехнических приемов, выполняемых в определенной последовательности, направленный на удовлетворение требований биологии культуры и получение высокого урожая заданного качества. Для того, чтобы разработать научно обоснованную технологию возделывания культуры, сорта в конкретных почвенно-климатических условиях, необходимо знать требования биологии культуры, сорта и параметры почвенно-климатических условий. Некоторые агротехнические приемы - основную и предпосевную подготовку почвы, внесение удобрений, подготовку семян к посеву, посев, уход за посевами, уборку урожая - выполняют при возделывании любой полевой культуры. Сумма этих приемов составляет основную технологию возделывания полевых культур. Агротехнические приемы, свойственные агротехнике отдельной группы культур, сходные по особенностям биологии (посев озимых), одного семейства (инокуляция семян бобовых культур перед посевом) или аналогичных по использованию (мочка льносоломы и конопляной соломы), представляют собой технологические задачи первого порядка, дополнительные агротехнические приемы, выполняемые при возделывании конкретной культуры и составляющие особенности ее агротехники, - задачи второго порядка. Все технологические приемы направлены на создание благоприятных условий для роста и развития культуры, на удовлетворение требований ее биологии. В число задач, которые решаются технологическими приемами, входят:

1. Оптимизация водно-воздушного режима почвы с помощью обработки для нормального функционирования корневой системы;

2. Оптимизация режима питания культурных растений применением органических и минеральных удобрений;

3. Оптимизация реакции почвенного раствора известкованием или гипсованием почв;

4. Снижение конкуренции между выращиваемой культурой и сорняками мерами борьбы с засоренностью посевов;

5. Доведение посевного и посадочного материала до высших показателей посевного стандарта;

6. Подготовка выровненного, уплотненного в верхней части ложа для посева семян;

7. Распределение семян на одинаковую глубину и одинаковое расстояние в рядке друг от друга;

8. Защита растений от болезней и вредителей;

9. Регулирование роста, развития растений и качества урожая;

10. Снижение количественных и качественных потерь при уборке.

 

2. 1. Оптимальные параметры плодородия дерново-подзолистых Нечерноземной зоны

Д-п. почвы под природной растительностью имеют дернину или лесную подстилку мощностью 3-5 см. Под ней залегает гумусово-элювиальный горизонт мощностью 15-20 см светло-серого или темно-серого цвета. Ниже - подзолистый горизонт, сменяемый переходным горизонтом и иллювиальным. Последний постепенно переходит в материнскую породу. В пахотных почвах под пахотным горизонтом лежит подзолистый, переходный или непосредственно иллювиальный горизонт. Оптимальные параметры плодородия дер.-подзолистых почв Нечернозёмной зоны -характеризуются небольшой мощностью перегнойного горизонта (10-20 см) с низким сод. гумуса (0,5-4,0%), кислой реакцией почвенной среды, слабой насыщенностью почвенно-поглощающего комплекса кальцием и магнием, низким сод. доступных для с/х культур элементов питания, пониженной биологической активностью. Самое низкое плодородие у песчаных и супесчаных почв, сформ. на глубоких песках: высокая кислотность, слабое обеспечение растений доступными формами азота, калия, магния, меди и несколько лучше фосфора. Окультуривание: внесение доломит. муки, повышенных норм органики (до 100-200 т/га), азотно-калийных и медных (на 30-50% больше). Почвы на подстилающих их суглинках и глинах отличаются большим кол-вом гумуса, общего азота, повышенной поглотительной способностью. Д-п. почвы суглинистого мех. состава: содерж. гумуса 1,4-3,5 %, кол-во доступного калия среднее, фосфора – низкое. Ёмкость поглощения и кислотность более высокие.