ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

Агрономические науки составляют единый комплекс знаний, необходимый для разработки и осуществления технологии сельскохозяйственного производства. Инженеры сельскохозяйственного производства, обладая теоретическими знаниями на основе агротехнических требований, создают сельскохозяйственные машины и орудия обработки почвы, обеспечивающие комплексную механизацию в растениеводстве, разрабатывают приемы более производительного использования техники, повышения производительности труда. Вот почему каждый инженер сельскохозяйственного производства дожжен иметь необходимые знания в области агрономии. Само слово «агрономия» греческого происхождения состоит из двух слов; агрос (agros), что в переводе означает поле, и номос (homos) – закон. В широком смысле этого слова агрономия представляет научные основы сельскохозяйственного производства – совокупность теоретических и практических знаний по всем отраслям сельскохозяйственного производства, непосредственно связанным с возделыванием культурных растений. Агрономия наука комплексная в состав которой входит земледелие, растениеводство, селекция и семеноводство, агрохимия, почвоведение, защита растений. Все эти науки служат теоретической основой для разработки важнейших мероприятий в земледелии.

ВЕЛИЧИНА

УРОЖАЯ

Рисунок 1. Факторы, влияющие на уровень урожая сельскохозяйственных культур

Ведущая отрасль сельскохозяйственного производства это растениеводство. Практическую отрасль, в которой занимаются выращиванием культурных растений, называют земледелием. Основой получения растениеводческой продукции является создание условий жизни растений. Почва с ее свойствами, уровень питания растений, климат, приемы агротехники, выращиваемые сорта, находятся в тесной взаимосвязи, определяющей величину урожая. Требование растений к условиям внешней среды определяется комплексом факторов (рис. 1). Остановимся кратко на их характеристике. Технология возделывания сельскохозяйственных культур зависит от их биологических особенностей. Этими вопросами занимается растениеводство.

Растениеводство – наука о растениях полевой культуры, изучающая разнообразие их форм, особенности биологии, требования к факторам внешней среды и наиболее совершенные приемы выращивания культур для получения высоких урожаев лучшего качества.

Биологические особенности растений. Использование всех факторов внешней среды элементов питания в почве и вносимых удобрений, солнечной радиации, запасов влаги находится в тесной взаимосвязи от биологических особенностей растений. Особенно это имеет большое отношение к питанию растений

Для успешного развития растений в разные периоды их жизни требуется определенное сочетание внешних условий. Так, озимые хлеба вначале своего развития требуют более низких температур, затем повышенной и длительного дневного освещения. Установлено, что за счет сортового улучшения можно повысить урожайность культур минимум на 20%. Однако это возможно, если сорта будут адаптивными (устойчивыми) к вредителям и болезням и абиотическим (средовым) факторам. Владея информацией о потенциальной продуктивности, адаптивной способности и стабильности сорта, можно создавать оптимальные условия для его возделывания.

Изучение процесса питания растений составляет теоретические основы агрохимии. Агрохимия наука о взаимодействии растений, почвы и удобрений. Она изучает удобрение, их свойства и влияние на урожайность, качество продукции, окружающую среду, сроки и способы внесения, системы применения удобрений в севооборотах.

Растение изучается с целью выявления его потребностей в элементах питания. Почва рассматривается как среда и как источник элементов минерального питания. Применение удобрений как средство регулирования элементов минерального питания в почве.

Уровень плодородия почв. Этот фактор в большей мере влияет на урожайность. Воздействие почвы на урожай определяется запасами в ней элементов питания и влаги, уровнем кислотности, содержанием органического вещества, состоянием физических свойств. Это указывает на большую зависимость эффективного плодородия почв и действия удобрений от условий почвенной среды. Однако если возврат отчуждаемого с урожаем количества элементов питания не обеспечивается, то следует ожидать снижения уровня естественного плодородия.

Объектом исследования в почвоведении – почва. Она является средой для растений. Почвоведение – наука о почве, ее образовании, строении, составе и свойствах, закономерностях распространения и как средство производства.

Влияние гранулометрического состава на уровень плодородия почв. Степень проявления всех свойств почв, эффективность агротехники, подбор культур и сортов в большей мере зависит от типа почв.

Основной фонд пахотных земель составляет дерново-подзолистые и дерново-подзолистые заболоченные почвы. Наибольшим плодородием отличаются легко- и среднесуглинистые, которые обладают довольно устойчивым водным режимом и запасом питательных веществ и занимают 22,7%.

По уровню плодородия от суглинистых мало отличаются супесчаные почвы, подстилаемые плотными породами, которые занимают 25,3% пахотных земель.

Более 43% пашни республики расположено на супесчаных почвах подстилаемых песками. Они имеют самый низкий уровень естественного плодородия, за счет малой влагоемкости, высокой водопроницаемости и небольшими запасами элементов питания.

Глинистые и тяжелосуглинистые занимают 0,4% пахотных земель республики. По запасам питательных веществ они богаче суглинистых и тем более супесчаных и песчаных почв. Однако у них слабые водно-воздушные свойства, малая водопроницаемость и высокая влагоемкость.

Торфяные почвы занимают 5,8% пашни. Это высокопродуктивные почвы, способные давать высокие урожаи.

Почва и произрастающая на них растительность образует единую взаимосвязанную систему. Находясь в непрерывном развитии она активно участвует в сложных процессах обмена и превращения энергии.

Климат. Приток солнечной радиации. Накопление биомассы зависит от величины фотосинтетически активной радиации (ФАР). По географическому положению республики приток ФАР не ограничивает получение высоких урожаев. В этом плане необходимо создать условия для максимального использования растениями солнечной радиации путем гармоничного снабжения растений элементами питания, густотой и направлением размещения растений по площади.

Влага. Создания урожая зависит от обеспеченности растений водой. В активный период вегетации растений отмечается засушливые периоды, что приводит к простоям накопления органического вещества. На картофеле весьма отрицательно сказывается недостаток осадков в течение июня и июля, на зерновых – июня и первой декады июля. Выпадение менее 200 мм осадков за короткий (40–50дней) период активного нарастания органической массы растений, их неравномерность приводит к значительному снижению урожая. Наиболее сильно страдают от недостатка влаги культуры, выращиваемые на песчаных и супесчаных почвах.

Погодные условия. Влияние двух основных факторов погоды температуры воздуха и осадков показало, что причинами снижения урожая являются недостаток влаги в период формирования репродуктивных органов и избыток ее весной, быстрое нарастание тепла в период весенне-летней вегетации. При повышенном температурном режиме сокращается период вегетации, быстрое созревание, более раннее прекращение притока ассимилянтов.

Объектом исследования в земледелии является разработка для сельского хозяйства способов согласования потребностей культурных растений со свойствами и качествами почвы. Способы согласования рассматриваются в агротехническом, биологическом и химическом аспектах.

Среди агрономических наук земледелию отводится роль науки об обоснованных способах использования земли в экологическом и технологическом направлении, сохранении и повышении плодородия почвы для устойчивых урожаев с наименьшими затратами.

Как практическая отрасль, на основе теоретических познаний других наук, земледелие способно создавать условия жизни растениям через почву, вести уход за посевами, готовить почву к посеву посадке, размещать культуры, на почвах исходя из их биологических особенностей, разрабатывать оптимальную структуру посевных площадей и систему земледелия, регулировать плодородие.

Агротехнические условия. Большое значение имеет система обработки почвы. Выполнение приемов, ее слагающих, в определенной последовательности, с учетом особенностей почв и самой культуры, является важным условием регулирования водно-воздушного и пищевого режимов.

Способы и сроки внесения удобрений, равномерность их распределения влияет на величину урожая.

Срок сева обусловлен биологическими особенностями культуры и погодными условиями года. Например, яровые зерновые дают наиболее высокие урожаи в самые ранние сроки сева, как только позволяет физическое состояние почвы.

Нормы высева семян, определяющие число растений на единице площади, должны строго сочетаться с биологическими особенностями культур и состоянием плодородия почвы.

Чистота посевов от сорняков, вредителей и болезней залог высокого урожая.

Таким образом, величина урожая определяется комплексом факторов в сложном их взаимодействии и применяемых технологий. Технологические основы растениеводства – это комплекс наук определяющих способы воздействия на сельскохозяйственные растения в технологическом направлении для повышения их продуктивности путем улучшения почвенных режимов и способах сохранения плодородия почвы.

ОСНОВЫ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

ЛЕКЦИЯ 1.Происхождение, состав и свойства почв

1.Общая схема почвообразовательного процесса

2.Органическое вещество почвы

3. Факторы почвообразования

4. Гранулометрический состав почвы

Общая схема почвообразовательного процесса.В конце 19 века было сформулировано первое научное определение почвы, что она является самостоятельным природным телом, имеющим отличие от той породы, из которой она произошла. Было отмечено, что значительная роль в образовании почвы принадлежит живым организмам, в результате чего она становится годной для их существования. Этим самым было предложено изучать почву и растения в их тесной взаимосвязи взяв за основу ее качественный признак-плодородие.

Минеральная часть почвы образовалась из горных пород, слагающих поверх костную оболочку земной коры. Минералы и горные породы земной коры представляют собой различные химические соединения в виде кислот, окислов, самородных минералов. В составе соединений содержатся зольные элементы – Р, К, S, Ca, Mg и другие необходимые для жизнедеятельности растений.

На горные породы воздействуют природные факторы изменяя их свойства с помощью выветривания – это процесс разрушения и изменения горных пород. Существует физико-механическое и химическое выветривание которое в природе протекает в комплексе.

Физическое выветривание – это процесс механического дробления пород на обломки различной величины, называемые рухляком, без изменения их первоначального химического состава. Основными факторами физико-механического выветривания являются: резкие суточные и сезонные колебания температур, вода в капелько-жидком и твердом состоянии (лед), воздух в виде ветра и четвертым фактором выветривания являются живые организмы.

Химическое выветривание проявляется в разрушении горной породы с изменением химического состава. Природными факторами химического воздействия горных пород являются вода, способная вступать в химическое воздействие с различными минералами, углекислый газ и кислород воздуха.

Общий характер процессов выветривания состоит в том , что сложная по составу горная порода постепенно распадается на простые соединения. Полученная материнская порода обладает водопроницаемостью, влагоемкостью, поглотительной способностью и совокупностью, содержит минеральные питательные вещества и является средой для растений. Но материнская порода – это еще не почва.

Начало почвообразования следует считать поселения растений и микроорганизмов на продуктах выветривания горных пород. С появлением высших растений в толще материнской породы, развивается корневая система, а на ее поверхности надземная зеленая масса. Используя углекислый газ воздуха, воду зольные элементы азот, лучистую энергию солнца растения синтезируют органическое вещество, которое частично остается в материнской породе в виде мертвых корней и опавших частей наземных органов. Эти органические остатки под воздействием микроорганизмов разлагаются до минеральных соединений, которые становятся доступными для следующих поколений растений. Возникает круговорот зольных элементов. в результате его воздействия в верхнем слое почвы происходит постепенное накопление элементов минеральной азотной пищи растений – одного из факторов плодородия.

Таким образом, сущность почвообразовательного процесса заключается в создании органического вещества и его превращения, а также во взаимодействии минеральной части породы (и почвы) с продуктами разложения органических остатков и гумусовыми веществами.

Органическое вещество почвы. Основным источником поступления органического вещества в почву – остатки отмерших организмов – растений и животных. Скорость разложения поступающих остатков зависит от их состава. Наиболее быстро разлагаются остатки травяных растений, особенно бобовых, богатых белками. Превращение органических остатков в почве происходит в основном в результате работы микроорганизмов.

Разложение органического вещества в природе происходит с доступом и без доступа воздуха. Микроорганизмы по условиям жизни делят на аэробные и анаэробные. Аэробные живут только при свободном доступе кислорода воздуха. Анаэробный процесс распада органических остатков приводит к образованию различных соединений в виде кислот. Кислоты в последствии образуют различные минеральные соли. Большинство этих солей растворяются в воде и способны усваиваться растениями. Процесс, когда органическое вещество разлагается до конца и дает ряд минеральных продуктов называется минерализацией органического вещества.

Анаэробный процесс разложения органических остатков происходит без доступа кислорода воздуха, при избыточном увлажнении почвы, протекает медленно и носит названия процесса гниения. Этот процесс характеризуется неполным разрушением органических остатков и происходит его накопление. Кроме процессов минерализации и накопления органических остатков в почве протекает процесс гумификации-образования гумусовых веществ.

Гумусовые вещества – это комплекс высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений кислотной породы. В составе гумуса выделяют гуминовые кислоты и фульвокислоты.

Гуминовые кислоты имеют черную окраску. Они извлекаются из почвы растворами щелочей и слабо растворяются в воде. Взаимодействуя с минеральной частью почвы гуминовые кислоты образуют соли-гуматы, часть которых закрепляется и накапливается в почве.

Фульвокислоты – сложные азотсодержащие органические соединения, хорошо растворимы в воде. Раствор их желтого или светло-бурого цвета. Для них характерно резко выраженная кислая реакция (рН=2,6–2,8). Такая среда растворяет большинство минералов почвы, вынося их нижние слои, снижая тем самым плодородие и развивая процесс оподзоливания. Это наблюдается на почвах бедных основаниями (Са). На почвах формирующихся на карбонатной породе, фульвокислоты нейтрализуются основаниями и накапливаются, способствуя повышению плодородия.

Значение гумуса в почве огромно. Он улучшает ее физико-химические свойства, способствует образованию структуры, при минерализации обеспечивает растения азотом и зольными элементами в форме легко доступных минеральных соединений. При этом выделяется углекислый газ как источник углеродного питания растений. Чем больше гумуса в почве, тем лучше ее тепловые и водные свойства, тем богаче почва микрофлорой и тем интенсивнее в ней протекают биохимические процессы.

Обобщенные данные показывают, что количество гумуса в пахотных почвах республики невысокое. В условиях нормального увлажнения оно колеблется на суглинистых почвах в пределах 1,2–2,0%, супесчаных 0,9–1,8%, песчаных 0,7–1,13%; в условиях увлажнения (полугидроморфные) почвы количество гумуса на 0,2–0,4% выше. Запасы органического вещества в пахотных почвах колеблется от 20 до 60 т/га. в конкретных условиях, и даже на отдельных полях может иметь место значительно более высокое содержание гумуса, а запасы его могут в ряде случаев быть значительно выше

Факторы почвообразования.Согласно учению В.В.Докучаева все почвы произошли под влиянием природных факторов.

Почвой называют рыхлый поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием. Это самостоятельное природное тело, которое возникает, развивается и изменяется во времени и пространстве. Почва среда обитания растений и главное средство с/х производства.

Почвообразовательный процесс – совокупное действие факторов, с помощью которых формируется почва.

1. Почвообразующие породы – результат выветривания горных пород переноса и отложений. К материнским породам относятся лессы, лессовидные суглинки, моренные глины и суглинки. Материнская порода – это еще не почва, но она обладает рыхлостью, проницаемостью для воды и воздуха, влагоемкостью, связнстью и наличию питательных веществ.

2.Роль растений и животных. Эти факторы способствуют развитию типов почв. Растительные формации формируют дерновый, подзолистый типы почвообразования.

3.Климат. В почвообразовании участвуют атмосферные осадки, тепло. Обилие осадков способствует вымыванию в нижние слои гумуса и других питательных веществ с изменением профиля почвы. Часть питательных веществ достигает грунтовых вод и оказывается навсегда потерянной. В сухом климате ГВ с растворенными в них питательными веществами могут подтягиваться к поверхности почвы. В условиях длительного теплого периода растения больше создают органического вещества, а растительные остатки это источник перегноя, который остается в почве. Климат изменяется с географической широтой местности, а, следовательно, влияет на формирование определенных типов почв.

4. Рельеф – совокупность поверхностных очертаний земной коры. Различают макро-, мезо- и микрорельеф. Он влияет на распределение тепла и влаги. Северные склоны получают меньше тепла, чем южные. Осадки на выравненных участках в основном впитываются, со склонов стекают в понижения, вызывая эрозию, переувлажнение и заболачивание участков.

5. Производственная деятельность человека. Высевая хозяйственно-необходимые культурные растения, устраняя ряд неблагоприятных химических свойств почвы, пополняя элементы питания, регулируя физические свойства почвы и т.д. тем самым повышается плодородие и свойства почвы в сторону окультуривания.

Гранулометрический состав. Твердая фаза почвы состоит из частиц различной величины. По происхождению различают минеральные, органические и органоминеральные частицы. Относительное содержание в почве фракций механических элементов называется механическим или гранулометрическим составом. Среди частиц (элементов) почвы выделяют физический песок (частицы более 0,01мм) и физическую глину (частицы менее 0,01мм). Соотношение физического песка и физической глины положено в основу классификации почв по гранулометрическому составу. Например, почва содержит физической глины 28,0%, песка 39,0%, ила 11,0%. Основное название почвы – дерново-подзолистая легкосуглинистая.

Почвы республики по гранулометрическому составу очень пестрые, среди них на легкие приходится более половины пашни – 54,5, глинистых и суглинистых – 31,2, торфяных – 12,6%.

Гранулометрический состав во многом определяет производственную способность почв. Так песчаные и супесчаные почвы легко поддаются обработке, обладают хорошей водопропускной способностью, быстро прогреваются. Однако у этих почв очень низкая влагоемкость. Глинистые и тяжелосуглинистые обладают высокой связностью и влагоемкостью, богаче гумус и питательными веществами. Бесструктурные почвы имеют низкую водопроницаемость, образуют корку, легко заплывают, имеют высокую плотность, неблагоприятный воздушный и тепловой режим