Влияние почвенно климатических условий на урожайность

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

Органические удобрения наиболее эффективны на дерново-подзолистых, серых лесных почвах и оподзоленных черноземах. Действие их уменьшается с северо-запада на юго-восток в европейской части СССР и с востока на запад — в азиатской. Последействие органических удобрений в южных областях более высокое, чем в северных. В северных, северо-западных, холодных и влажных районах, а также на слабоокультуренных почвах рекомендуются более высокие дозы органических удобрений, чем на юге и засушливом юго-востоке, на черноземах и высокоокультуренных почвах.
При использовании удобрений необходимо учитывать погодные условия текущего и предшествующего годов. Так, при недостаточном количестве осенних атмосферных осадков снижается эффективность азотных удобрений в следующем году и повышается роль фосфорных. Если осенью выпадает много осадков, то в следующем году возрастает эффективность азотных удобрений. В условиях избыточного увлажнения растениям особенно необходим калий, а при кратковременных весенних похолоданиях — фосфор. Удобрения (особенно органические) на 10—20 % снижают расход воды на образование единицы урожая и сглаживают пагубное действие засухи. В свою очередь, орошение или обеспеченность влагой способствуют более эффективному использованию удобрений.
В засушливых районах чаще всего ограничиваются только внесением одного рядкового удобрения, прежде всего фосфора.
Низкие температуры в начале роста растения оказывают наиболее сильное отрицательное влияние на азотное и фосфорное питание. Чрезмерно высокая температура также снижает поступление элементов питания в растение.
На эффективность удобрений оказывает влияние также микробиологическая деятельность почвы.
При систематическом внесении удобрений довольно быстро изменяются кислотность почвы, сумма поглощенных оснований, степень насыщенности основаниями, содержание подвижных калия и фосфора и очень медленно — содержание гумуса и емкость поглощения, изменение которых зависит прежде всего от органических удобрений.

Все хозяйство разделено на четыре производственные бригады с центрами в с. Кузьмищи, д. Синцово, д. Башутино, д. Меденниково.

Связь хозяйства с районным и областным центром осуществляется по дороге Кострома – Сусанино – Буй с асфальтовым покрытием.

Направление хозяйства молочное в растениеводстве хозяйство специализируется на производстве зерна, картофеля, кормов.

Особенности природных условий.

Основную часть территории хозяйства занимает холмистая и холмисто-грядовая равнина конечной марены Московского оледенения с абсолютными отметками 160 – 200 м.

Рельеф равнины полого-холмистый характеризуется общей сглаженностью, мягкостью форм. Склоны, в основном, длинные пологие, протяженность их от 200 до 1000 м.

Нижняя часть склонов наиболее выположена. Холмистый рельеф у д. Бурово, Меденниково. Относительное превышение вершин холмов над межхолмовыми понижениями и котловинами 15 – 20 м. Холмы со сглаженными плоскими вершинами. Чаще всего располагаются группами или в виде цепочек, окружая плоские котловины или понижения различной неправильной формы.

По равнинным участкам и слабопологим склонам формируются преимущественно дерново-подзолистые почвы, к пологим и покатым склонам приурочены дерново-подзолистые эрозионно-опасные почвы.

В межхолмовых пониженностях и ложбинах стока формируются оглеенные почвы. В восточной части хозяйства в направлениях с юго-востока на северо-запад протекает река Шача, которая впадает в реку Меза. Долина реки Шачи хорошо выражена, аккумулитивно-эрозионного типа имеет корытообразный профиль. Борта долины крутые(начиная от д. Александридино, на север – до впадины реки Шачи в реку Меза). Южнее д. Александридино (в районе деревень Камень, Меденниково) долина реки Шача заболочена и частично заторфирована. Здесь формируются торфяносто-перегнойно-глеевые и торфяносто-перегнойно-низинные почвы на мягких и глубоких торфах. К долине реки примыкает ряд ложбинообразных понижений. Здесь формируются иллювиальные луговые глееватые и глеевые почвы. Характер рельефа, в значительной степени, определяет пестроту почвенного покрова территории хозяйства.

Почвообразующие и подстилочные породы также оказывают большое влияние на формирование почвенного покрова и на сельскохозяйственное использование земель. Они определяют механический и агрегатный состав почвы.

В качестве почвообразующих пород наиболее широко распостранны на территории хозяйства водно-ледниковые пески, менее-водно-ледниковые одглеенки, иллювиальные пески и суглинки, иллювиальное отягощение.

В качестве подстилающих пород выделены моренные суглинки, карбонатные моренные суглинки, иллювиальные пески.

В случаях когда в пределах до 60 км проходила смена пород по их механическому составу, впадины двучленные отложения – водно-ледниковые пески подстилаемые моренными суглинками когда смена пород проходила на глубине 60 км до1 м.

Водно-ледниковые пески (механический состав супесчаный). Имеют слоистое сложение мелкозернистые, рыхлые, желтобелесого или желтого цвета. В фракционном составе водно-ледниковых песков преобладает фракция мелкого песка.

Водно-ледниковые суглинки (механический состав – легко-средне-тяжелосуглинистый). Имеют коричнево-серый цвет. Они уплотнены, пористы пошновато-глинистой структуры. В фракционном составе преобладают фракции мелкого песка, крупной пыли, ила.

Иллювиальные пески – обычно слоистые серо-желтого цвета, рыхлые, бесструктурные. Встречаются эти пески в прирукавной части поймы реки Мезы и пойме реки Шачи.

Иллювиальные суглинки – буровато-коричневые или серовато-сизые (в понижениях). Механический состав легко-тяжелоподглинистый. Почвы, формирующиеся на иллювиальных суглинках имеют более высокое естественное плодородие, чем чем почвы формирующиеся на иллювиальных песках.

На незначительной площади распространены иллювиальные суглинки, являющиеся почвообразующей породой для дерново-глеестыхнамытых почв, формировавшихся по ложбинам, водотокам, днищам балок и оврагов. Они имеют буровато-серо-сизую окраску, суглинистый механический состав, оглеены.

Моренные суглинки. Имеют красновато-бурый цвет, коленовато-неглыбистую сируктуру, порист, с включением валунов и гальки. По механическому составу легко-средне-тяжелосуглинистен. Преобладают фракции крупного, среднего, мелкого песка и ила.

Моренные карбонатные выщелоченные суглинки красно-бурые кремневато-валунные глины и суглинки, выщелоченные от карбонатов на глубину 100 м, ниже вскипают от 10% соляной кислоты.

В ходе решения важнейших задач человечества, относимых к развитию отдельных отраслей производства и экономики в целом, немаловажным фактором является грамотное использование естественных богатств. Одним из таких факторов является состояние почвенно-климатических условий различных природных зон.

Российские ученые-географы, Климент Аркадьевич Тимирязев и Василий Васильевич Докучаев, доказали, что почвенно-климатические условия являются одной из главных элементов физико-географической среды в целом. Такая среда в сильной степени влияет на фитоценозы различного происхождения, их безболезненный рост и развитие, а также на результат (итоговую урожайность).

Систематические исследования характеристики почвенно-климатических условий России начали проводиться в 1920-1930 гг. Данным вопросом занималась сеть агрометеорологических станций Гидрометслужбы СССР, а также научные учреждения сельскохозяйственного характера. В начале 20 века было опубликовано немалое количество работ, посвященных этой теме. Единственный их минус заключается в том, что даже в монографиях, публикующихся отдельно, ученые рассматривали либо температурный режим почвы, либо ее влажность. То есть, все элементы почвенно-климатических условий в совокупности имели место достаточно редко.

Характеристика почвенно-климатических условий включает в себя, соответственно, 2 части: климатические ресурсы и почвенные ресурсы. Целесообразным будет рассмотреть данный факт на примере конкретной страны, допустим, России.

Климатические ресурсы России

Климат данной страны (как и любой другой) определяется множеством факторов: размером территории, её протяженностью, особенностями рельефа и так далее. Вся территория России подразделяется на климатические зоны, природные условия которых заметно различаются. Но в статье будут описаны условия, касающиеся страны в целом.

Особенностью России является тот факт, что год имеет четкое деление на 2 сезона: холодный и теплый. Более того, даже в течение одного из сезонов можно отметить резкие перепады температуры воздуха. Но если закрыть глаза на эти перепады, можно смело утверждать, что в северном и восточном направлениях амплитуда температуры воздуха за год увеличивается, а температуры зимнего времени года идут на спад. Огромная часть России расположена в умеренном климатическом поясе (исключениями являются побережье Черномории, острова Северного Ледовитого океана и некоторые другие части страны).

Данный климатический пояс состоит из нескольких подтипов:

Континентальный климат (западное направление в Сибири);
Умеренно-континентальный климат (Европейская часть страны);
Резко-континентальный климат (восточное направление в Сибири);
Муссонный климат (юго-восточная часть Дальнего Востока).

Наиболее холодным регионом считается северная часть Дальнего Востока (до -46 градусов в январе). В истории известны случаи, когда температура на данной территории опускалась до -67,8 градусов.

При характеристике климатических ресурсов любой страны важно отметить продолжительность дня. Касательно России, самый долгий день находится в диапазоне 15 часов и 20 минут, самый короткий длится около 9 часов.

В зимнее время года по всей территории страны имеет место снежный или ледяной покров (лишь на юге Черноморского побережья никогда не выпадает снега). Летнее же время года имеет весьма неустойчивый характер: жаркая погода в южной части страны и относительно холодная в северных регионах.

Берег Черного моря очень отличается от других частей страны своим температурным режимом: зимой он может удивлять своими плюсовыми значениями (до +20 градусов), а летом там еще жарче. Но таких исключений Россия имеет относительно немного. В среднем температура колеблется в пределах -10 градусов в зимнее время года и +22 °С летом.

Подводя итоги, можно отметить, что среднегодовой показатель температурного режима страны составляет -5.5 градуса. Наиболее жаркими частями России являются Республика Адыгея и Краснодарский край. Самый холодный регион – Республика Саха.

Почвенные ресурсы России

Рассматриваемая страна славится разнообразием своих почв. Данный фактор способствует не только благоприятному развитию лесов, полей и других единиц дикой природы, но и плодородию земельных угодий, занятых под сельскохозяйственные участки или территории промышленного назначения.

Следующие виды почв преобладают на территории России:

Подзолистые почвы (имеют место в основном на территории хвойных лесов; формирование этого типа почвы происходит из-за превышения осадков и низкого уровня испаряемости);
Тундровые глеевые почвы (формируются из мерзлых пород и имеют место в холодных зонах России (зона многолетней мерзлоты или крайний Север России);
Серые лесные почвы (образовываются под лесами лиственной породы как прерывистая зона, для создания такой почвы необходимы травяные растения);
Дерново-подзолистые почвы (можно встретить в местах смешанных лесов; особенностями такого типа почв являются высокие температуры летом и немалое количество растительных отходов);
Мерзлотно-таежные почвы (имеют место при резко-континентальном климате; данный тип почв служит заменой подзолистым по восточному направлению);
Черноземы (располагаются в степи и лесостепи в местах повышенной растительности (различного вида травы); выпавшее количество осадков равно их испарению);
Каштановые почвы (развиваются в местах сухих степей (как и в случае черноземов, наличие травы обязательно!); в данном случае испарение осадков превышает их выпадение);
Бурые почвы полупустынь (количество растений катастрофически мало, так же, как и осадков; ярко выраженной особенностью такого типа почв является засоление).

Как и в любой другой стране, в России тип почв определяется законами широтной зональности на равнинах, в горах же имеет место вертикальная поясность. Наиболее плодородными почвами считаются черноземы, каковых в России немало. Уровень плодородия определяется количеством гумуса (органическое вещество, перегной) в почве. Именно поэтому рассматриваемую страну можно считать предельно богатой на данный природный ресурс, ведь ни что другое, как почва, создает хороший урожай.

Ученые отметили некоторую особенность черноземов: количество органического вещества в почвах имеет свойство уменьшаться по направлению к северу. А это означает, что и уровень плодородия имеет тенденцию к снижению в северных регионах. Это происходит в результате повышенной влажности почв (в некоторых регионах отмечается высокий уровень заболоче6нности).

Но, тем не менее, черноземы России пользуются огромной популярностью в различных отраслях производства. Практически 50% всех территорий, занятых пашнями, приходится на черноземные почвы. Можно отметить, что многоразовая обработка земли приводит к слабой выраженности свойств почвы: она уже не такая продуктивная и питательная, как ранее. Более того, ее структура уничтожается. В таком случае общество прибегает к удобрениям различного рода – и все становится на свои места, полезные свойства земли возвращаются.

Следует выделить, что в России с каждым годом все в большей степени пашни приходят в негодность, следовательно, количество природных ресурсов сигнализирует человечеству об опасности. Именно это должно стать толчком к повышению качества и плодородия земли.

Коэффициент усвоения ФАР растениями сахарной свеклы в России на 20% меньше чем, в европейских странах, в то время как количество излучаемой солнечной радиации меньше всего на 2%. Причина таких различий, по мнению многих исследователей, заключается в том, что продолжительность вегетационного периода в странах старого света составляет 200-220 дней, а в России – в среднем 150 суток. Это, несомненно, так, но, на наш взгляд, существуют много других причин, сдерживающих рост продуктивности полей сахарной свеклы в данный период времени.

По данным Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, для Европейской территории России относительно последнего десятилетия ХХ века к 2030 году продолжительность вегетационного периода увеличится на 26 суток, сумма температур больше 100С за календарный год повысится на 7780С, годовая сумма осадков увеличится на 26 мм, увеличение фактического испарения составит 40 мм, а испаряемости – 140 мм за вегетационный период. Рассмотренные выше изменения можно охарактеризовать как потепление аридного типа.

Климат Краснодарского края отличается неустойчивым характером выпадения атмосферных осадков и их распределением во временных рамках года. И в то же время не наблюдается тенденция к снижению суммы осадков за последние 50 лет, но при этом, Гидротермический коэффициент (ГТК) устойчиво уменьшается. Такое явление объясняется стабильным ростом температур, сумма которых в августе устойчиво превышает 7000С и продолжает возрастать. Усиление засушливых явлений во второй половине лета в наибольшей степени влияет в условиях неустойчивого увлажнения Кубани на снижение продуктивности сахарной свеклы. (В.И. Суслов, В.А. Дерюгин, 2015 г.)

При этом, решающим условием высокого уровня фотосинтетической деятельности листового аппарата сахарной свеклы является обеспеченность растений влагой. Дефицит влаги в листьях до 25% замедляет фотосинтез органических веществ в незначительной степени, а при потере влаги листовым аппаратом до 50-60%, как известно, синтез органических веществ полностью прекращается.

Российский академик, системник, ученый с мировым именем Н.И. Вавилов, в свое время, отмечал выживаемость растений в условиях пустынь и полупустынь за счет их морфологии и биохимических изменений, которые позволяют существенно снизить коэффициент водопотребления в условиях нехватки влаги, высоких температур на фоне абсолютно низкой влажности воздуха.

Исследовательская работа, проведенная в Краснодарском крае на Первомайской селекционно-опытной станции сахарной свеклы В.А. Дерюгиным, показывает негативное влияние на продуктивность растений сахарной свеклы из-за потери листового аппарата во второй половине лета, с одной стороны, а с другой стороны, насколько значимо влагоудерживающая способность и тургорность листьев в засушливых условиях. Естественно, полученные результаты имеют стабильно статистически доказуемую базу.

Для уменьшения негативного влияния климатических явлений, сдерживающих рост урожаев сахарной свеклы в природно-климатических зонах, где недостаточное и неустойчивое увлажнение, очевидно, необходимо выращивать более засухоустойчивые гибриды, у которых развит биохимический механизм защиты и способность поддерживать достаточно высокий уровень физиологических процессов в условиях нехватки влаги и высоких температур. Тем более, что засухоустойчивые гибриды свеклы, в силу своих морфологических особенностей, меньше поражаются церкоспорозом (В.И. Шевченко, 1961). Вместе с этим, толерантные к возбудителям церкоспороза гибриды сахарной свеклы – меньше сбрасывают листья во время летней засухи, которая часто наблюдается на Кубани (В.И. Буренин, 2001 г., Г.Г. Жоржеско, 1982 г.).

Мощным фактором снижения коэффициента водопотребления является повышение плодородия почвы. Наряду с этим необходимо отметить, что на повышение урожайности и улучшение технологических качеств корнеплодов сахарной свеклы влияет в основном система минерального питания макро и микроэлементами. И на особом учете должны стоять те микроэлементы (бор, марганец, цинк), которые не мигрируют со старых листьев в молодые, т.е. не реутилизируются.

Роль микроэлементов возрастает в связи с интенсификацией сельскохозяйственного производства, так как при этом повышается продуктивность полей сельхоз культур. Следовательно, увеличивается вынос всех питательных веществ. Повышение роли микроэлементов также во многом связано с уменьшением внесения органических удобрений в сравнении с 90-ми годами прошлого столетия.

Влияние микроэлементов на снижение тяжести заболевания может быть связано с участием в физиологии и биохимии растений, так как многие из основных микроэлементов участвуют во многих процессах, которые могут повлиять на ответную реакцию растений к патогенам (Marschner, 1995 г.)

В последующем, в работах многих ученых было доказано положительное влияние микроэлементов (B, Ca, Mo, Мn и др.) на выработку у растений способности противостоять неблагоприятным условиям перезимовки, а также холодостойкости, жаростойкости и засухоустойчивости.

Бор, медь, цинк, молибден и марганец улучшают движение веществ и создают комплексные соединения не только с сахаром, но и с другими органическими соединениями. Такая особенность чрезвычайно важна в условиях высоких температур и снижения влагообеспеченности растений на юге России. Также необходимо отметить положительное влияние микроэлементов на работу полупроницаемости клеточных мембран растений, что в значительной мере улучшает эффективность внекорневых подкормок. Как уже было отмечено выше, при внесении органических удобрений и растительных остатков в почву ежегодно, содержание микроэлементов в питательной среде может оставаться на среднем уровне в полях севооборота. (Н.Г. Малюга, А.Я. Ачканов, В.П. Василько, 1997г.)

Однако следует отметить, что большинство микроэлементов питания в почве находятся в недоступном для растений состоянии. Поэтому важно учитывать не только общее содержание микроэлементов в почве, но и их усвояемые формы. В силу различных природно-климатических условий доступность элементов питания с питательной среды во многом зависит:

- от рН водной вытяжки почвы;

- от влажности питательной среды почвы;

- от температуры корнеобитаемого слоя почвы;

- от состава и суммы поглощенных оснований и т.д.

Сбалансированное поступление отдельных химических элементов обеспечивает последовательность и сопряженность всех биологических реакций и физиологических функций растительного организма.

Сравнение экономической эффективности внекорневого применения с внесением удобрений в питательную среду почвы показывает высокую эффективность применения микроэлементов внекорневым способом при их низком или среднем содержании в почве.

Как указывают многие исследователи, если проводить внекорневые подкормки растений сахарной свеклы экзогенно микроэлементами в фазу полного развития листьев при продолжительном стрессе, вызванным недостатком влаги, это значит снизить уровень усыхания листьев под влиянием не только засухи, но также низкой степенью перевода ассимилянтов с листового аппарата в запасающий орган – корнеплод и поражением растений многими вредными организмами (микозы, бактерии, клещи и т.д.)

Устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды связана с защитными реакциями, формирующимися с участием гормонов. В стрессовых условиях гормональная система растений тормозит ростовые процессы под влиянием регуляторов роста растений, как это отмечают О.А. Шаповал, В.В. Вакуленко и И.П. Можарова. переходит к мелкоклеточному развитию, т.е. ксерофитному развитию. В то же время в тканях растений снижается содержание ауксинов, гиббереллинов и цитокининов, что приводит к повышению содержания абсцизовой кислоты. АБК является основным фактором замедления обмена веществ, под воздействием стресса, что связано с ее способностью интенсивно накапливаться в клетках, тканях и органах, а при улучшении условий быстро подвергается деградации. Этилен также интенсивно образуется в растениях в ответ на действие жары, засухи и на потери части листового аппарата при повреждении листьев вредителями, возбудителями болезней и т.д. В результате замедляются обменные процессы, и организм переходит в состояние покоя. Это и определяет устойчивость растений к неблагоприятным условиям воздействия внешней среды.

Есть много информации необходимости применения микроудобрений с аминокислотами для преодоления растениями периода действия стрессора и этот факт укрепил свою состоятельность за более чем длительный период времени развития земледелия. Однако свойствами антисрессантов обладает ограниченное количество удобрений.

По определению биохимиков, антистрессанты – это сравнительно низкомолекулярные органические соединения (фитогормоны) вырабатываемые растениями из аминокислот и из органических кислот (Ю.П. Федулов, В.В. Котляров, К.А. Доценко и др., 2000)

Опыты проводились в производственных условиях с учетом природно-климатических условий. В процессе проведения опытов мы учитывали запасы продуктивной влаги в почвах (в слое 0-200 см) за период осень – весна. В условиях отсутствия данных точного земледелия - эти показатели давали возможность обосновывать регламент применения многих компонентов и в т. ч. аминокислот с микроудобрениями.

Таким образом, необходимо отметить, что на снижение коэффициента водопотребления и устойчивости растений сахарной свеклы к неблагоприятным условиям среды влияют следующие основные факторы:

- выращивание гибридов сахарной свеклы с хозяйственно-ценными признаками (жароустойчивость, засухоустойчивость и т.д.) для целенаправленного использования их генетического потенциала, для снижения влияния неблагоприятных условий среды;

- обработка посевов сахарной свеклы агрохимикатами (аминокислоты с микроудобрениями), для снижения степени сброса листьев сахарной свеклой под влиянием высоких температур, воздушной и почвенной засухи в определенных рамках системы минерального питания растений, адаптированной к местным условиям.

Примечание: - в числителе первая обработка, в знаменателе вторая обработка.

Читайте также: