Характеристика морфогенетичних особливостей і агрономічного потенціалу чорнозему звичайного

/

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ

ТАВРІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЗАГАЛЬНОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА

Курсовий проект

з навчальної дисципліни

“Грунтознавство з основами геології”

на тему: Характеристика морфогенетичних особливостей і агрономічного потенціалу чорнозему звичайного

Виконав студент групи 21 Аг

Тищенко Тимофій Сергійович

Мелітополь 2010

Зміст

Вступ

1. Природні умови господарства

1.1 Клімат

1.2 Рельєф місцевості

1.3 Рослинність

1.4 Материнська порода

1.5 Процес грунтотворення

2. Грунти господарства

2.1 Номенклатурний список грунтів господарства

2.2 Генетико-морфологічна будова грунту

2.3 Гранулометричний склад грунту

2.4 Фізико-хімічні властивості грунту

2.5 Гумусовий стан грунту

2.5.1 Розрахунок балансу гумусу

3. Заходи, спрямовані на підвищення родючості грунту

Висновки

Перелік посилань

Вступ

Ґрунтознавство - природно-історична наука, предметом вивчення якої є ґрунт, його походження, розвиток, будова, склад, властивості і закономірності географічного поширення на поверхні суші, формування і розвиток головної властивості - родючості, шляхів найбільш раціонального її використання і відтворення.

Ґрунт є обов'язковою і безпосередньою умовою і середовищем існування рослин, які служать їжею людині і тваринам. В ґрунті зосереджений запас поживних речовин та потенціальної кінетичної енергії Сонця.

Внаслідок своїх властивостей ґрунт відіграє важливу роль у житті органічного світу. Особливе положення ґрунту обумовлено його складом, до якого входять органічні і мінеральні речовини. Невід'ємною частиною ґрунту є живі організми, кореневі системи рослин, тварини і мікроорганізми. Саме тому ґрунт являє собою багатофазну систему, включаючи тверду, рідинну, газоподібну і живу фази на відміну від інших природних тіл.

Використовуючи ґрунт у сільському господарстві як засіб виробництва людина змінює процес ґрунтотворення, впливаючи на властивості і режими ґрунту, змінюючи його родючість. Обробіток ґрунту, вирощування сільськогосподарських культур, внесення добрив, хімічна меліорація, осушення і зрошення змінюють направленість ґрунтотворних процесів, тому ґрунт не тільки предмет, а і продукт людської праці.

Як основний засіб виробництва в сільському господарстві ґрунт має важливі особливості: незамінність, обмежуваність, непереміщення у просторі, що підкреслює необхідність бережливого ставлення до ґрунтових ресурсів, їх охорони і підвищення родючості.

Питання сільськогосподарського виробництва вирішує агрономічне ґрунтознавство - наука про ґрунти та їх взаємозв'язок з рослинами, функціонування і еволюцію орних ґрунтів, визначення шляхів їх раціонального використання, заходи окультурення та відтворення родючості.

1. Природні умови грунтово-кліматичної зони

1.1 Клімат

чорнозем ґрунт родючість

Клімат Степу помірно теплий з недостатнім зволоженням. Літо жарке, зима м'яка, інколи холодна, в більшості малоснігова.

Зміни кліматичних елементів проявляються помітно з півночі на південь, тому на практиці розрізняють північний, центральний і південний Степ. Внаслідок великої протяжності зони в широтному напрямі (1100 км) на її території спостерігаються і внутрізональні коливання континентальності клімату. На заході він відносно більш теплий і вологий, а на сході - більш сухий і в меншій мірі теплий.

На характер розподілу опадів і температури повітря певний вплив мають Чорне і Азовське моря, та коливання абсолютних висот поверхні. На Донбасі, Придніпровській, Подільській і Молдавській височинах завдяки більшим абсолютним висотам сума опадів за рік на 30-40 мм більша, ніж на навколишній пониженій степовій рівнині.

Клімат північного і центрального Степу помірно теплий і помірно континентальний. Середньомісячні температури повітря в січні коливаються від -4 до -8, в липні - від 21 до 23°С. Вегетаційний період становить 158-188 днів. Річна сума температур вище 10° коливається від 2800 до 3200°С.

Середня багаторічна сума опадів за рік знаходиться в межах 425-500 мм, а часто і менше. Більша частина опадів (230-280 мм) випадає в теплу пору року. Часто опади носять зливовий характер (до 100-150 мм за добу), викликаючи значні процеси ерозії.

Особливістю весняного сніготанення є те, що талі води проникають в ґрунт неглибоко на 2-3 м і ніколи не досягають підґрунтових вод, тому в ґрунті існує мертвий горизонт. В ньому міститься лише плівкова вода - міцно зв'язана з ґрунтом і недоступна рослинам (мертвий запас вологи). Підґрунтові води в живленні рослин участі не беруть.

Випаровування води з ґрунту значно перевищує річну суму опадів. Тому коефіцієнт зволоження менший одиниці і коливається в межах 0,6-0,8.

За багаторічними метеорологічними даними кліматичні умови північного і центрального Степу відносно сприятливі для вирощування зернових культур, особливо озимої пшениці і кукурудзи, соняшника, рицини, конопель, овочевих, баштанних, плодових та ефіроолійних культур. Проте північний і центральний Степ відносяться до зони нестійкого землеробства. Найбільш суттєвими несприятливими факторами вважаються: недостатня зволоженість і періодичні ґрунтові посухи, суховії, вітрова і водна ерозія, нестійкість теплового режиму в зимовий період.

Таблиця 1.- Кліматичні показники

1.2 Рельєф

За характером рельєфу степова зона являє собою рівнину, але неоднорідну за походженням, геологічною будовою і абсолютними висотами. Ці фактори обумовлюють різну інтенсивність ерозійних процесів та форму вияву мезо- і мікрорельєфу окремих регіонів території зони.

Для північного Степу характерний рівнинний середньохвилястий, місцями увалистий рельєф. Тут значна кількість улоговин і ярів, а також досить густа мережа рік, долини яких урізані на 75-150 м. В деяких місцях мережа улоговин та ярів настільки густа, що вододіли суцільно розчленовані. Поблизу річок розчленованість зростає, а ерозійні процеси набувають значного розвитку, утворюючи яружно-балкові системи.

Центральна частина степової зони розташована в межах Причорноморської низовини, яка являє собою акумулятивну, місцями майже плоску, рівнину. До неї з півночі прилягають незначні по висоті (150-300 м) Бесарабська, Подільська і Придністровська височини, на сході - Донецький кряж та на північному сході - відроги Середньо-Руської височини. Всі вони в різній мірі розчленовані гідрографічною мережею і характеризуються розвиненими водно-ерозійним рельєфом.

Лівобережжя рік розчленовані слабо, а правобережжя - порізані густою мережею балок, прорізаючи круті береги.

1.3 Рослинність

Рослинність: природна рослинність в степовій зоні у давнину була представлена переважно злаковими травами, які пристосовані до умов несталого водного режиму. Найбільш поширеними видами були посухостійкі вузьколисті злаки: ковили, типчаки, тонконіг, пирій, тимофіївка степова, мятлик, стоколос кореневищний, а також шавлії, люцерна жовта та ін. Багато було і цибулинних - тюльпан, сон трава та ін.

В пониженнях розвивалась вологолюбива лучна, а в днищах балок - лучно-болотна рослинність.

Лісова рослинність в степовій зоні відсутня, окрім лісосмуг і байрачних невеликих масивів в гирлі балок і подів.

За видовим складом рослинного покриву Степ України розподіляється на підзону: північну - різнотравно-типчаково-ковилову

В природних умовах травостій зріджується; число видів зменшується з 80 на 1 м2 до 3-5, внаслідок скорочення чисельності дводольних рослин зменшується барвистість покриву, збільшується ксероморфність і ксерофільність основних компонентів асоціацій; збільшується кількість коротковегетуючих видів (ефемерів і ефемероїдів), що використовують ґрунтову вологу у весняний та осінній періоди; на півночі переважають багаторічні.

В агроценозах зменшується норма висіву; зростають площі чорного пару; зернобобові культури замінюють злаковими; скорочуються посіви багаторічних і зростають площі під однорічними травами; збільшуються площі посіву посухостійких культур; зростає якість товарної частини врожаю; зменшується вирощування видів с/г культур, озимі зернові замінюються ярими.

В теперішній час майже всі придатні для землеробства території Степу, крім заповідних, розорані. Висока родючість степових ґрунтів обумовила розвиток тут інтенсивного с/г виробництва. Це основна житниця країни.

1.4 Материнські породи

В степовій зоні багато чорноземів на лесових породах, що формувались на щільних глинах різного віку, елювії крейдо-мергельних порід, вапняків, корінних і давніх пісках та супісках, елювії глинистих сланців і масивно-кристалічних порід, на давньому передгірському делювії та інших породах.

Леси - це відкладені вітром товщі пилуватих часток значної глибини. Ці породи вкривають степову та лісостепову частину України . Глибина відкладів становить від 1 до декількох десятків метрів. Залягають на льодовикових, а при їх відсутності на більш давніх породах. Вони покривають рівнинні ділянки межиріч, вододільні простори, положисті схили. На крутосхилах вони часто розмиті і на поверхню виходять підстилаючі їх породи. Не зважаючи на відсутність цементації, стійкість лесів від просідання забезпечується за рахунок кутуватості форм вільних зерен мінералів.

Утворюються лесові товщі в умовах сухого холодного або сухого теплого клімату з початкового матеріалу льодовикового або пустельного походження, за рахунок відділення і перенесення пилуватих часток річковими водами льодовикових рік або ж вітром.

Чорноземи на лесових породах багато в чому подібні до чорноземів на лесах. Гумусована частина профілю розподіляється приблизно на ті ж самі генетичні горизонти. Перерозподіл колоїдів відсутній. Гумус рівномірно розподілений по профілю. В його складі переважають гумінові кислоти. Видимі форми карбонатів, як правило, відсутні.

Чорноземи на нелесових породах віднесено до однієї групи, бо їх генезис недостатньо вивчено, а розподіл їх в зональному і фаціальному аспектах на підтиповому рівні не розроблено.

1.5 Процес ґрунтотворення

Формування ґрунтів відбувається в умовах помірно теплого клімату з недостатнім зволоженням, за рівнинного рельєфу, під наметом травяної, переважно злакової рослинності на карбонатних ґрунтотворних породах (лесах і лесовидних суглинках).

Ведучим процесом ґрунтотворення зоні є дерновий - гумусоакумулятивний, який протікає з формуванням гумусових горизонтів і накопиченням біофільних елементів.

Процеси накопичення і склад органічної речовини в ґрунті має ряд особливостей:

ь кореневі і наземні органічні рештки багаті на зольні та біофільні елементи;

ь степова повстина служить буфером, який запобігає мінералізації кореневих решток в ґрунті;

ь органічні речовини не надходять в ґрунт, а знаходяться в ньому, відділення коренів від ґрунту практично неможливе;

ь мінералізація органічної речовини співпадає у часі з періодом інтенсивного росту і розвитку рослин, забезпечуючи їх необхідними поживними елементами;

ь органічна речовина надходить до ґрунту постійно з максимумом ближче до поверхні.

Органічні речовини ґрунту під впливом різних факторів зазнають трансформації - мінералізуються або гуміфікуються. На ці процеси суттєво впливають контрасні погодні умови.

Другим важливим процесом ґрунтотворення в степовій зоні є карбонатизація - накопичення і перерозподіл карбонатів кальцію в профілі ґрунту.

Форма карбонатних скупчень (новоутворень) і глибина їх залягання служать однією з діагностичних ознак чорноземів. Якщо в чорноземах типових (лісостепових) це псевдоміцелій, «журавчики», «дутики», то в чорноземах звичайних в перехідних горизонтах карбонати представлені у вигляді вицвітів і прожилок, а в ґрунтотворній породі у формі рихлих конкрецій - білозірки.

Для формування ґрунтового профілю і родючості чорноземів степової зони велике значення мають молоді новоосаджені форми карбонатів - псевдо-міцелярні. Переміщення карбонатів по профілю обумовлено водно-термічним режимом, виділенням С02 степовою рослинністю, його динамікою в ґрунтовому повітрі та розчині і високим похідним вмістом карбонатів кальцію ґрунтотворній породі.

Навесні пересування карбонатів в нижні шари ґрунту відбувається під впливом нисхідних токів вологи. Проте глибина переміщення карбонатів не співпадає з глибиною максимального промочування ґрунту, бо розчинність карбонатів кальцію зменшується при зниженні концентрації виробленого рослинами С02 з глибиною. Підвищення температури ґрунту, за наявності вологи, посилює ріст і розвиток рослин, життєдіяльність мікрофлори, внаслідок чого зростає кількість С02 в ґрунтовому повітрі і розчині. Карбонати переходять у гідрокарбонати кальцію.

Карбонатизація ґрунту в степових умовах має ряд особливостей:

ь ново осаджені карбонати кальцію відновлюються щорічно і володіють високою здатністю до зв'язування органічних сполук ґрунту;

ь висота підтягування карбонатів і кількість ново осаджених солей кальцію зменшується з півночі на південь;

ь з півночі на південь знижується глибина старих менш реакційно здатних форм карбонатів кальцію.

Гумусо - акумулятивний процес і карбонатизація профілю протікають разом, але в залежності від факторів ґрунтоутворення прояв їх різний

2. Грунти господарства

2.1 Номенклатурний список грунтів господарства

Таблиця 2 - Грунти господарства

Рельєф території рівнинний, що сприяє доброму обробітку ґрунту, кількість гумусу середня. Стан ґрунтів сприяє вирощуванню зернових, та зернобобових рослин

2.2 Генетико-морфологічна будова ґрунту

Чорноземи звичайні глибокі середньогумусні поширені на півночі зони, на межі з Лісостепом і на Донецькому кряжі - на вододілах та їх пологих схилах. Скипають з глибини 40-70 см. Сумарна глибина гумусованої товщі профілю понад 85 см.

Профіль чорноземів звичайних має таку будову:

Н - гумусовий горизонт глибиною 40-50 см, рівномірно гумусований, темно-сірий, орний шар пилувато-грудкуватий або пилувато-брилистий, підорний - грудкувато-зернистий, часто зустрічається копроліти, перехід поступовий;

Нр/к - верхній перехідний горизонт глибиною 25-35 см, темно-сірий з слабким буруватим відтінком, у нижній частині інколи з вицвітами карбонатів, зернистий або грудкувато-зернистий, пористий, перехід поступовий;

Рhк - нижній перехідний горизонт глибиною 30-40 см, темно-бурий або сірувато-палево-бурий, з рясними вицвітами карбонатів на структурних окремостях, у червориїнах і кореневинах;

Р - з глибини 120-150 см залягає барвистий лес, переритий кротовинами, за механічним складом важкосуглинковий або легкоглинистий; карбонатні скупчення у вигляді «білозірки».

2.3 Гранулометричний склад грунту

Таблиця 3 - Гранулометричний склад грунту Чорнозему звичайного среднемощний

Склад і властивості чорноземів звичайних пов'язані з розвитком дернового гумусово-акумулятивного процесу та проявом процесів карбонатизації, осолонцювання і засолення, які протікають в умовах помірно теплого клімату з недостатнім зволоженням переважно на лесах і лесовидних суглинках.

В чорноземах звичайних перерозподілу мулу і фізичної глини по профілю не спостерігається. Ступінь диференціації посилюється з півночі на південь і сильніше проявляється в солонцюватих підтипах.

Тонко дисперсна частина чорноземів закріплена і разом з частками дрібного пилу утворює водостійкі зернисті агрегати. Однак, в орних шарах оброблюваних ґрунтів, зерниста структура зруйнована, розпилена і характеризується слабкою протиерозійною здатністю.

2.4 Фізико-хімічні властивості грунту

Таблиця 4. - Водно-фізичні властивості грунту

Таблиця 5 - Фізико-хімічні властивості грунту

Таблиця 6. - Вміст поживних речовин у грунті

Чорноземи звичайні мають сприятливі фізико-хімічні властивості. Ємність вбирання в залежності від механічного складу коливається від 20 до 50 мг-екв 100 г ґрунту. В складі увібраних катіонів переважають обмінний кальцій та магній . Вміст обмінного натрію не перевищує 0,5-1,0 мг-екв 100 г ґрунту. Реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної, вниз по профілю слаболужна.

Агрохімічні показники чорноземів звичайно варіюють залежно від механічного складу ґрунтів, вмісту гумусу, кількості внесень добрив та ін. В орному шарі вміст валового азоту коливається в межах 0,21-0,27%, валового фосфору - 0,10, поступово зменшується вниз по профілю , складаючи у ґрунтотворній породі 0,08-0,10% валового калію.

Вміст рухомих сполук фосфатів та обмінного калію вони містять 1,8-2,1% -достатню.

Ґрунтовий вбирний комплекс чорноземів звичайних насичений основами кальцію і магнію у співвідношенні 6:1. Реакція ґрунтового розчину нейтральна (рНшо = 6,5-7,0).

2.5 Гумусовий стан грунту

Таблиця 6. - Запаси гумусу у грунті чорноземі звичайному потужному середньо гумусні

Характерною особливістю чорноземів звичайних, є поступове зменшення вмісту гумусу вниз по профілю

В складі гумусу переважають гумінові кислоти. Тип гумусу гуматний. Співвідношення Сгк: Сфк в чорноземах звичайних 2,0-2,5, у південних 2,9-3,0, зменшуючись вниз по профілю до 0,4-1,2.

Переважно важкий механічний склад, насиченість основами кальцію і магнію визначили сприятливі водно-фізичні властивості даних ґрунтів, зокрема наявність водостійкості зернистої структури. Кількість агрегатів розміром 0,25-10 мм у підорному шарі у них становить 90-95%, водостійких, розміром 0,25-3,0 мм - 55-65%. У орному шарі значна частина цих агрегатів зруйнована обробітком і перетворена у пилувато-грудкувато-брилисту структуру. Однак кількість водостійких агрегатів все ж і тут залишається порівняно високою. Завдяки такій агрегованості чорноземи звичайні глибокі характеризуються оптимальним складенням гумусово-акумулятивного горизонту (вони мають щільність 1,1-1,25 г/см3), високу пористість (50-60%), а відтак достатню водопроникність, повітряпроникність і вологоємність.

2.5.1 Розрахунок балансу гумусу

Таблиця 7. - Баланс гумусу у грунті

Дефіцит гумусу становить 1,00 (1,47-0,47) т/га. Для забезпечення бездефіцитного балансу необхідно щорічно вносити органічні добрива. Гній містить 22% (220 кг/т) сухої органічної речовини, з якої утворюється гумус в процесі гуміфікації, коефіцієнт якої становить близько 0,25. Таким чином, кількість гумусу, що утвориться з1 т гною дорівнює 50-55 кг (220*0,25)..Тому для покриття дефіциту у 1,00 т/га, або 1000кг/га необхідно 18-19 т/га гною, а на усю площу - близько 8100 т щорічно.

3. Сільськогосподарське використання і заходи підвищення родючості

Головний лімітуючий продуктивність фактор - нестача вологи. Тому тут великого значення набувають всі агрономічні заходи направлені на накопичення, збереження і раціональне використання ґрунтової вологи, а там де це дозволяє і штучне зрошення.

На чорноземах звичайних зростає ефективність чорного пару. Цей агрозахід дозволяє накопичувати достатню кількість вологи для отримання високих і стабільних врожаїв, порівняно з непаровими попередниками.

Чорноземи степової зони маючи високу потенціальну родючість, характеризуються несприятливим водним режимом в період вирощування с/г культур. Вони зазнають періодичної посухи, які повторюються 2-6 разів на 10 років. Тому тут великого значення набувають заходи накопичення і збереження в ґрунті вологи атмосферних опадів, правильна організація території, створення полезахисних лісосмуг, снігозатримання та ін., направлені на створення сприятливого водного режиму.

Система обробітку будується так, щоб вона сприяла з одного боку збереженню найбільшої кількості пожнивних решток, а з другого - не викликала розпилення поверхневого 0-10 см шару ґрунту і створювала оптимальні умови накопичення, збереження і раціонального використання ґрунтової вологи.

Плоскорізні знаряддя найменше руйнують і заробляють в ґрунт рослинні рештки, тому в умовах доброго крошіння їм надається перевага, особливо на полях, де після збирання врожаю попередників лишається мало пожнивних решток.

За такого обробітку ґрунту досягається достатньо високий протиерозійний фон: на поверхні залишається до 75-80% пожнивних решток, значна частка пилуватих часток з поверхневого шару ґрунту під час безполицевого рихлення сепарується у нижні горизонти, пізно піднятий зяб володіє доброю водопроникністю, а 2-3 кратне підрізання кореневищ багаторічних бур'янів протягом літа викликає їх виснаження і загибель.

Важливою ланкою протиерозійного обробітку ґрунту в степовій зоні є застосування спеціальних ґрунтозахисних і вологонакопичувальних заходів на схилах, таких як контурний обробіток, щілювання, кротування, ґрунтопоглиблення, мульчування поверхні рослинними рештками, соломою та ін.

Важливим елементом в землеробстві степової зони є мінімалізація обробітку ґрунту. Це один із основних шляхів попередження процесів дефляції.

Мінімалізація обробітку дуже важлива у ранньовесняний період, бо кожна додаткова операція в цей час зменшує ефективність протиерозійного фону, створеного основним обробітком.

Чорноземи звичайні порівняно з іншими ґрунтами багаті на елементи живлення. Однак, без добрив в достатній кількості рослини можуть споживати лише калій. В більшості випадків отримання високих врожаїв можливо при внесенні локально фосфорних і азотних добрив. Гній необхідно вносити (8-10 т на гектар сівозмінної площі) для підтримання без дефіцитного балансу гумусу та оптимального рівня водно-фізичних властивостей і біологічного режиму.

Перспективним заходом підвищення продуктивності чорноземів степової зони є зрошення, однак воно повинно бути строго регульованим і супроводжуватись суворим контролем за властивостями ґрунтів, які швидко деградують при надмірному зрошенні і особливо мінералізованими водами.

Чорноземи звичайні і південні використовують переважно під зернові культури (пшеницю, кукурудзу, ячмінь), соняшник, виноградники і сади. Проте в північних районах поширення чорноземів звичайних вирощують і цукровий буряк.

Продукція, вирощена на чорноземах степової зони, відрізняється високою якістю. Тут вирощують тверді та цінні сорти пшениці.

Висновки

Чорноземи звичайні середньо гумусні розповсюджені в північній зоні степу. Рельєф території рівнинний, що сприяє доброму обробітку ґрунту, кількість гумусу середня. Стан ґрунтів сприяє вирощуванню зернових, та зернобобових рослин.

Склад і властивості чорноземів звичайних пов'язані з розвитком дернового гумусово-акумулятивного процесу та проявом процесів карбонатизації, осолонцювання і засолення, які протікають в умовах помірно теплого клімату з недостатнім зволоженням переважно на лесах і лесовидних суглинках.

Дефіцит гумусу становить 1,00 (1,47-0,47) т/га. Для забезпечення бездефіцитного балансу необхідно щорічно вносити органічні добрива. Гній містить 22% (220 кг/т) сухої органічної речовини, з якої утворюється гумус в процесі гуміфікації, коефіцієнт якої становить близько 0,25. Таким чином, кількість гумусу, що утвориться з1 т гною дорівнює 50-55 кг (220*0,25)..Тому для покриття дефіциту у 1,00 т/га, або 1000кг/га необхідно 18-19 т/га гною, а на усю площу - близько 8100 т щорічно.Головний лімітуючий продуктивність фактор - нестача вологи. Тому тут великого значення набувають всі агрономічні заходи направлені на накопичення, збереження і раціональне використання ґрунтової вологи, а там де це дозволяє і штучне зрошення.

Перелік посилань

1. Ґрунтознавство з основами геології. Навчальний посібник /О.Ф. Ігнатенко, М.В. Капштик, Л.Р. Петренко та ін. - К.: Оранта, 2005.- 648с.

2. Почвоведение / И.С. Кауричев, Н.П. Панов, Н.Н. Розов и др.- М. Агропромиздат,1989.- 719с

3. Атлас почв Украинской ССР/Под ред. Н.К. Крупского и Н.И. Полупана. - К.: Урожай. - 1979. - 159 с.

4. Ковалева В.О. Ґрунти Запорізької області. - Дніпропетровськ: Промінь. - 1969. - 60 с.