Региональная агрохимия. Северный Кавказ

 

Из таблицы 1 видно, что чернозем обыкновенный по агрохимическим показателям является пригодным для возделывания большинства сельскохозяйственных культур. Поскольку почвы малогумусные (3,7%), но мощные, запасы гумуса невысокие. Описываемые черноземы обладают высокой поглотительной способностью. Сума поглощенных оснований в горизонте А данных почв составляет 38,2-44,1 мг-экв/100 г почвы, причем 76,3-96,3% от суммы приходится на долю поглощенного калия. Гидролитическая кислотность в черноземы обыкновенном отсутствует, что объясняется насыщенностью почвы основаниями, которая равна 100%. Характерной для этого чернозема реакция почвенной среды от  слабощелочной (рН 7,6) до среднещелочной (рН 8,6).

Далее рассмотрим содержание, подвижность и запасы элементов питания в пахотном слое чернозема обыкновенного.

 

Таблица 2 – Содержание, подвижность и запасы элементов питания в

   пахотном слое чернозема  обыкновенного

Куль-тура	Содержание, мг/кг						Запасы, кг/га						W, %
	валовое			подвижные формы			валовые			подвижные
	N	P	K	N	P	K	N	P	K	N	P	K	N	P	K
Люц.1-й	2800	1700	18000	6,6	9,7	588	6720	4080	43200	15,8	23,3	1411,2	0,24	0,57	3,27
Люц.2-й				8,2	9,2	590				19,7	22,1	1416,0	0,29	0,54	3,28
Оз. пш.				15,9	17,2	603				38,2	41,3	1447,2	0,57	1,01	3,35

 

Вывод: минимальная подвижность рассчитана по азоту (0,24-0,57%); немного выше по фосфору (0,54-1,01%); максимальная по калию (3,27-3,35%).

Наличие плодородных гумусированных слоев на глубине более 1 м в сверхмощных черноземах позволяет обеспечивать растения влагой и питательными веществами в засушливый период, когда верхние горизонты лишены доступной влаги. Поэтому черноземы обыкновенные сверхмощные относятся к числу наиболее плодородных почв Северного Кавказа. Кроме сверхмощного гумусового слоя, эти почвы отличаются рыхлым сложением, хорошо выраженной структурой. В результате создаются благоприятные водно-воздушный режим и условия для деятельности микроорганизмов, в первую очередь азотофиксаторов и нитрофиксаторов. Отрицательным моментом является слабая подвижность фосфатов, обусловленная высокой карбонатностью. Этим же объясняется высокая щелочность глубоких горизонтов, что отрицательно сказывается на плодовых насаждениях. Обеспеченность обменным калием, как правило, высокая.

Важнейшим показателем плодородия почв является обеспеченность их гумусом. Среднее содержание гумуса чернозема обыкновенного – 4,0%. Оптимальное содержание гумуса на карбонатных черноземах должно быть 4,5-5,0 %.

Содержание подвижного фосфора в среднем равно 21мг/кг почвы. Содержание обменного калия в среднем составляет 498 мг/кг почвы.

В почве средняя нитрификационная способность. При благоприятных условиях накапливается от 15 до 34 мг/кг почвы азота нитратов. Среднее содержание N-NO3 – 29,4 мг/кг почвы.

Содержание подвижной серы – 6,9 мг/кг почвы. Среднее содержание меди – 0,19мг/кг, цинка – 0,42 мг/кг; марганца – 8,1 мг/кг; кобальта – 0,11 мг/кг почвы. Среднее содержание свинца – 2,20 мг/кг, кадмия – 0,15 мг/кг, никеля – 0,86 мг/кг почвы.

На основании вышеприведенных данных нет необходимости проведения известкования.

 

 

 

 

 

3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

 

Реакцию растений на минеральное питание следует рассматривать в сочетании тетраэдра: почва – удобрение – растение – климат. Поглощение растениями питательных веществ зависит от их биологических особенностей и свойств почвы – реакции, состава и концентрации почвенного раствора, температуры, аэрации, влажности, продолжительности и интенсивности освещения, содержания в почве доступных форм элементов.

Состав и концентрация почвенного раствора. Почвенный раствор находится в постоянном и тесном взаимодействии с твердой и жидкой фазами почвы и корнями растений, и поэтому состав и концентрация его являются результатом биологических и физико-химических процессов, лежащих в основе этого взаимодействия. В почвенном растворе содержаться минеральные, органические и органо-минеральные вещества, представленные ионами, молекулами и коллоидами. Кроме того, здесь присутствуют кислород, диоксид углерода и другие растворенные газы. Общая концентрация почвенного раствора колеблется в пределах 0,02-0,2%. Более высокое содержание растворенных веществ бывает лишь в солончаках, солончаковых и солончаковатых почвах. Изучение влияния концентрации почвенного раствора на поглотительную деятельность корней особенно важно при внедрении интенсивной системы возделывания с.-х. культур, предусматривающей применение высоких доз удобрений. Нарушение их оптимума может привести к задержке прорастания семян и угнетению проростков даже при достаточной влажности почвы. При повышении концентрации почвенного раствора и изменении ионного состава нарушаются, прежде всего, регуляторные системы, осуществляющие контроль за поглощением элементов питания. Повышение концентрации почвенного раствора увеличивает в растении осмотическое давление, что вызывает нарушение работы устьичного аппарата и усиленную транспирацию. Превышение осмотического давления в почвенном растворе над осмотическим давлением клеточного сока губительно действует на растения, т.к. резко ограничивает поглощение растениями воды и питательных веществ, что приводит к плазмолизу клеток.

Почвенный раствор должен быть физиологически уравновешенным, т.е. не должен быть односторонним. Физиологически уравновешенным называется раствор, в котором катионы и анионы находятся в таких соотношениях, при которых происходит наиболее эффективное использование питательных веществ растением.

Растения предъявляют различные требования к реакции почвенного раствора. Для большинства из них оптимум рН среды находится около 7,0, однако нормальное их развитие возможно в довольно широком диапазоне: от 4,0-5,0 до 7,5-8,5 рН.

Содержание воды в почве является важным фактором, влияющим на интенсивность роста корней, доступность и поглощение растениями минеральных элементов. В насыщенных водой почвах происходит денитрификация, а в сухих – активность микробов понижена. В переувлажненных почвах концентрация восстановленных форм железа и марганца резко возрастает и может достигнуть токсичного для растений уровня, а в сухих почвах, наоборот, у растений проявляются симптомы дефицита этих элементов.

Также на питание растений и условия их существования существенное влияние оказывают свет, температура и почвенная микрофлора.

Ниже рассмотрим отношение культур звена севооборота к экологическим условиям.

Люцерна относится к семейству Бобовые (Fabaceae). Люцерна может переносить колебания температуры в значительных пределах. Прорастание семян начинается при температуре 1°С. При температуре 10°С всходы появляются через 8-10 суток. Оптимальная температура для появления дружных всходов 15-20°С. У люцерны бывают семена с твердой водонепроницаемой семенной оболочкой, они не набухают, могут лежать в почве продолжительное время, такие семена требуется скарифицировать.

Рост растений люцерны начинается с набухания зародышевого корешка и углубления его в почву. После этого начинается рост подсемядольного колена, семядоли выносятся на поверхность почвы, где они сбрасывают семенную оболочку, освобождая точку роста. Позеленевшие семядоли в первые дни вегетации выполняют функции листьев, затем, когда из почки появляется одиночный листок, они отмирают. В дальнейшем начинает расти стебель и появляется первый тройчатый лист. При температуре 5°С рост растений прекращается. Всходы люцерны переносят заморозки до -5°С при более низких температурах они погибают. По морозостойкости люцерна превосходит клевер луговой. У зимостойких сортов люцерны розетка листьев распластанная, у менее зимостойких - прямостоячая, у среднезимостойких - полуприподнятая.

Зимостойкость люцерны во многом определяется сроком последнего скашивания. Последний укос люцерны следует проводить за 30-40 дней до наступления устойчивых заморозков. За это время она успевает отрасти, сформировать розетку и накопить необходимое количество запасных питательных веществ. Весеннее отрастание люцерны начинается при температуре около 7°С. Помимо срока скашивания, устойчивость люцерны к низким температурам зависит от возраста растений, глубины залегания коронки, наличия в корневой шейке достаточного количества пластических веществ, высоты среза, типа почвы, степени ее уплотнения, биологических особенностей сорта. Правильный учет и регулирование названных факторов в значительной степени определяет долговечность и продуктивность травостоя.

Активно растут растения люцерны при температуре 10-15°С. Оптимальные условия для биосинтеза органического  вещества складываются  при температуре 20-30°С днем и 14-18°С ночью. Максимальный урожай вегетативной массы образуется при дневной температуре 25°С и резко снижается при 35°С.

Люцерна жаростойка и хорошо переносит дневные температуры до 40°С. В то же время она морозостойка и в зависимости от состояния растений может переносить понижение температуры на глубине залегания корневой шейки до -20°С. При снежном покрове 30-40 см люцерна способна выдерживать морозы до -40°С. Гололедица и резкие колебания температуры при отсутствии или слабости снежного покрова для нее губительны. Отрицательно действуют на люцерну вымокание, выпревание и выдувание, особенно при запоздалом скашивании.

Для получения полноценного укоса сумма активных температур должна составлять 800-850°C, а для формирования урожая семян синих культурных сортотипов люцерны 1200-1300°С, желтых - 1800°С.

Люцерна - светолюбивое растение длинного дня. Свет- необходимое условие фотосинтеза, а благодаря которому создается около 90-95 % органической массы. Поэтому световой режим, создаваемый солнечной радиацией, оказывает большое влияние на рост и развитие формирующегося травостоя люцерны. Особенно чувствительна она к обеспечению светом в период раннего развития, во время цветения и формирования генеративных органов. Недостаточная освещенность в период появления настоящих листьев и ветвления растений отрицательно сказывается на развитии корневой системы и задерживает дальнейшее прохождение фаз вегетации люцерны. Лучшие условия для роста и развития растений создаются при продолжительности солнечного освещения 15-16 ч и интенсивности света 40-60 тыс. люксов.

Для люцерны важно не только общее количество света, но и степень его проникновения к различным ярусам листьев, что определяет общую продуктивность фотосинтеза посева. Поэтому покровные культуры должны как можно меньше затенять растения люцерны, а семенные посевы должны быть разреженными.

Для прорастания семян люцерны необходимо 120-130% воды от их массы. При влажности почвы 20-30% от полной полевой влагоемкости семена не прорастают, при 50 % влажности всходит около 15% семян, при 70% - 60% и при 100% - 40%. Лучше всего семена люцерны прорастают при влажности почвы 70-80%. Если влажность выше, всхожесть семян снижается из-за отсутствия воздуха в почве и недостатка кислорода.

В начале вегетации люцерна расходует сравнительно мало воды, но с ростом растений и увеличением площади фотосинтетического аппарата потребление ее резко возрастает. Транспирационный коэффициент люцерны в среднем равен 700-900. Поэтому показателю она превосходит хлопчатник, отличающийся повышенной потребностью к воде. Люцерна довольно требовательна к влажности почвы и весьма устойчива к атмосферной засухе. Оптимальные условия для жизнедеятельности растений создаются при влажности почвы 65-85% от полной полевой влагоемкости в течение вегетации. В этом случае основная масса корней люцерны (70-90%) сосредотачивается в 0-50 см слое почвы, недостаток влаги в верхних слоях почвы обуславливает более интенсивный рост корней вглубь. При снижении влажности почвы до 30% ППВ опадают листья и выпадами отдельные растения. Люцерна также чувствительна и к избыточной увлажненности почвы. Избыточное увлажнение почвы отрицательно влияют на продуктивность и вызывает изреживание посевов растений. При 10-15-дневном затоплении посевов весной талыми водами, наблюдается массовая гибель растений.

Наряду с высоким водопотреблением люцерна обладает и хорошей засухоустойчивостью, особенно желтая, что объясняется мощно развитой корневой системой, способной хорошо использовать грунтовые воды. Однако при уровне залегания грунтовых вод менее 1,5 м угнетается рост растений. Легче всего люцерна переносит засуху на 2-ом и 3-ем годы ее жизни. Во время засухи очень четко проявляются адаптивные реакции растений, которые в этот период обрадуют мелкие опушенные листья. Транспирационный коэффициент и рост растений значительно снижаются, нижние листья опадают, отдельные побеги и боковые веточки прекращают рост. Водоудерживающая способность тканей резко увеличивается, одновременно снижается активность физиолого-биохимических процессов. Растение как бы переходит в анабиозное состояние, часть питательных веществ накашивается в корневой шейке. При выпадении атмосферных осадков или орошении в растениях быстро нормализуется обмен веществ, и восстанавливаются ростовые процессы.

Требования к почве и питанию. Может расти как на глинистых, так и на песчаных почвах. Однако люцерна лучше всего растет на хорошо проницаемых рыхлых черноземах, каштановых и бурых почвах, на сероземах, темно-серых лесостепных суглинках, на супесях с плодородной подпочвой. На бедных песчаных почвах люцерна может давать достаточно высокие урожаи только при внесении органических удобрений. Непригодны для нее заболоченные почвы и почвы с повышенной кислотностью. При pHKС1 5 клубеньковые бактерии не поселяются на корнях люцерны, и азотфиксация недостаточна для обеспечения растений азотом. Люцерна хорошо растет при pHKС1 6,5-7,0.

Люцерна может переносить слабое засоление почв и даже способствует их рассолению, предотвращая подток засоленных грунтовых вод к верхним слоям почвы. Однако на сильнозасоленных почвах трудно получить хорошие всходы люцерны.

Главная биологическая особенность люцерны – циклический характер роста и развития: в течение всего вегетационного периода у нее отрастают и развиваются побеги, и мо происходит в течение нескольких лет. Вегетационный период этой культуры, как правило, составляет около 7-8 месяцев. При интенсивной технологии выращивании люцерна ежегодно накапливает в своей надземной массе: азота - 350-500 кг/га, фосфора - 60-120, калия - 330-430, кальция - 330-460 кг/га. Для роста и развития необходимы также значительные количества магния, серы, железа, бора, молибдена, марганца, меди, цинка и кобальта.

Озимая пшеница относится к семейству Мятликовые (Poaceae).

Семена озимой пшеницы начинают прорастать при температуре 1-2°С, но прорастание идет медленно. Для дружного прорастания и появления всходов нужна более высокая температура (12-15°С). При температуре 14-16° и наличии влаги в поверхностном слое почвы всходы появляются через 7-9 дней. В зимне-весенний период озимая пшеница чувствительна к низким температурам и резким ее колебаниям. Без снега озимая пшеница гибнет при температуре -16-18°С. Современные селекционные сорта отличаются большей устойчивостью к пониженным температурам и способны выдерживать зимние морозы до 25-30°С.