Экологическая роль гумуса

1. Развивая учение В. И. Вернадского о биосфере, В. А. Ковда подчеркивает общепланетарную роль почв, в частности, как аккумулятора органического вещества и связанной с ним энергии, способствующих устойчивости биосферы. Он предложил считать гумусовый слой почв планеты особой энергетической оболочкой — гумосферой.

Вопрос стабилизации и увеличения запасов гумуса в почвах — актуальный вопрос современного земледелия. Важность этой задачи определена многосторонней ролью органического вещества в устойчивости плодородия почв.

2. Физические свойства почв тесно связаны с процентным содержанием и запасами органического вещества. По данным И. В. Кузнецовой, повышение содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах от 2,5—3 до 5—6% приводит к увеличению водопрочных агрегатов в пахотном слое до 50%, общей порозности до 55—60%, наименьшей влагоемкости до 43—44%, диапазона активной влаги до 20—25%.

3. Почвы с высоким содержанием гумуса быстрее просыхают весной и раньше пригодны к обработке, требуют меньше затрат на механическую обработку. Эксплуатационные расходы на высокогумусных почвах сокращаются при возрастании производительности почвообрабатывающих агрегатов. Увеличение содержания органического вещества ведет к снижению равновесной плотности почв, что создает условия для минимализации обработок при повышении их интенсивности.

4. Физико-химические свойства почв, такие, как емкость поглощения, буферность, находятся в тесной корреляции с содержанием органического вещества: по данным А. М. Лыкова, коэффициент корреляции между этими свойствами (r) составляет 0,64.

5. Органическое вещество является источником многих питательных компонентов и прежде всего азота: 50% азота растения берут из почвенных запасов. Одновременно оно служит основой создания оптимальных условий для эффективного использования высоких доз минеральных удобрений.

6. По данным Т Н. Кулаковской (1978), повышение гумусированности пахотных почв БССР от 1 до 2,2% повысило эффективность минеральных удобрений в 3 раза. Увеличение содержания гумуса с 1,5 до 4,5—5% повысило коэффициент использования фосфора более чем в 10 раз (с 2,3 до 24—26%).

Органическое вещество почв снижает побочное отрицательное действие химических удобрений, способствует закреплению их излишка и нейтрализации вредных примесей

7. Органическое вещество почв содержит большое количество физиологически активных веществ. Это подтверждено работами А.В.Благовещенского и Л. А. Христевой (СССР), С. Прата (ЧССР), П. Гуминского (ПНР), П. Декока (Шотландия), Р. Шаминада (Франция), В. Фляйга (ФРГ).

8. Содержание органического вещества, особенно подвижной его части, определяет интенсивность поступления СО2 в приземный слой воздуха, что позволяет наращивать интенсивность фотосинтеза растений. Почвы с высокой биологической активностью, как правило, способны производить более высокий урожай полевых культур.

9. Оптимизация гумусного состояния почв предполагает разработку таких приемов хозяйственной деятельности, которые могут создать условия для получения высокого и устойчивого урожая без деградации почвенного плодородия. С этих позиций органическое вещество почвы делят на мобильное, обеспечивающее эффективное плодородие, высокий текущий урожай культур, их отзывчивость на агромероприятия, и стабильное, обусловливающее устойчивость плодородия почв, урожаев и свойств почв в многолетнем цикле.

К первой группе относят свежий опад растений, растительные остатки, вещества индивидуальной природы, легкоминерализующиеся части гумусовых веществ.

Ко второй группе — специфические гумусовые вещества.

Оптимальное гумусовое состояние почв определяется комплексом показателей. Важнейшим являются следующие: содержание органического вещества, его запасы, обогащенность его азотом (C:N), обогащенность кальцием, тип гумуса (СГК:СФК), уровень варьирования этих показателей.

Гумусное состояние служит важным показателем плодородия почв и их устойчивости как компонента биосферы. Отдельные его параметры служат объектом мониторинга окружающей среды.

Контрольные вопросы:

Какие элементы преобладают в почвах и почему? 2. Назовите формы соединений азота, фосфора и калия в почвах. 3.Какова их доступность растениям? 4. Какова роль микроэлементов в жизни растений, животных и человека? 5.Назовите признаки азотного, калийного и фосфорного голодания растений. 6. Что такое гумус?7.Какова экологическая роль гумуса?

Раздел 2 Основы агрохимии

Тема.2.1 Агрохимия - научная основа химизации земледелия.

Перечень изучаемых вопросов:

Агрохимия как наука. Состояние и перспективы развития производства минеральных удобрений. Питание растений: воздушное, корневое. Роль макроэлементов: азота, фосфора, калия, кальция, магния, железо, серы. Роль микроэлементов: марганца, бора, молибдена, меди, цинка, кобальта. Признаки голодания растений.

Агрохимия как наука

Агрохимия, наука о химических и биохимических процессах в растениях и среде их обитания, а также о способах химического воздействия на эти процессы с целью повышения плодородия почвы и урожая с.-х. культур. Агрохимия одна из наук, входящих в химию. Отдельные её разделы неразрывно связаны с физиологией растений, химией, биохимией, почвоведением, микробиологией, земледелием и растениеводством.

Агрохимические исследования касаются вопросов воспроизводства плодородия почв, высокоэффективного использования минеральных, органических удобрений, микроэлементов на фоне других средств химизации, изучение агрохимической, экономической, энергетической и экологической эффективности удобрений, их физико-химических и агрохимических свойств, организации системы химизации отраслей агропромышленного комплекса.

Основные разделы агрохимии:

· питания растений, химия почвы и удобрений;

· взаимодействие удобрений с почвой и микроорганизмами;

· применения удобрений под отдельные растения;

· система удобрения в севообороте;

· методика агрохимических исследований;

· химические средства борьбы с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур;

Агрохимия является научной основой химизации сельского хозяйства. Она развивается под воздействием требований земледелия и призвана способствовать повышению его культуры. Агрохимия применяет в своих исследованиях методику химического анализа растений, почвы и удобрений, широко пользуется методами лабораторного и полевого опыта, меченых атомов, спектроскопии и хроматографии и другими.

Агрохимическое производство — производство удобрений — отличается высокой энергоёмкостью. Например, доля газа в структуре себестоимости азотных удобрений доходит до 75 %^[2][3].

Россия контролирует 8,4 % мирового рынка минеральных удобрений, уступая только Индии, контролирующей 10 % рынка, США (13,1 %) и Китаю (20,6 %)^[4]. Продукция агрохимии занимает третье место в российском экспорте после продуктов топливно-энергетического и металлургического секторов экономики. В 2005 году Россия произвела на экспорт азотных удобрений на $1,4 млрд, смешанных — $1,3 млрд, калийных — $1,2 млрд.