Экзаменационный билет № 17. Распад большей части растительных и животных остатков происходит в почве (рис

1. Образование гумуса

Распад большей части растительных и животных остатков происходит в почве (рис. 14.5). При этом легко разлагающиеся материалы подвер­гаются быстрому и достаточно полному окислению, тогда как веще­ства, с трудом расщепляемые микроорганизмами, длительное время остаются в почве как ее органические компоненты. Органическое веще­ство почвы частично состоит из не вполне распавшихся остатков расте­ний и частично из гумуса. Гумусом называют содержащийся в почве аморфный, обычно темноокрашенный материал биологического проис­хождения. В состав гумуса входят соединения, с трудом разлагающиеся микроорганизмами,-прежде всего лигнин, а также жиры, воски, угле­воды и белковые компоненты. Они превращаются в полимерные веще­ства, не поддающиеся точной химической характеристике. В образова­нии гумуса участвуют наряду с бактериями и грибами также простейшие и разного рода черви.

Одновременно с гумификацией растительного материала происходит обогащение его азотом. Если соотношение углерода к азоту в расти­тельных остатках составляет примерно 40:1, то в гумусе-около 10:1. Значительная часть азота переводится в органические соединения, т.е. в такую форму, в которой растения не могут его использовать. Особен­но прочно связывает азот лигнин. Этот процесс служит источником лигнопротеинов и гетероциклических соединений. Гумус находится как бы в состоянии динамического равновесия: с одной стороны, количе­ство его все время пополняется за счет притока органических остатков, а с другой-убывает, так как часть гумуса подвергается полному окис­лению. Содержание гумуса в почве тем выше, чем в большей мере поч­венные условия способствуют его образованию и чем они менее благо­приятны для его распада. Малое количество гумуса в почве тропиче­ских районов связано с быстрым разложением любых органических веществ под действием микроорганизмов, развитию которых способствует тропический климат. Степной чернозем образуется в областях с продолжительной холодной зимой и сухим летом. Однако количество накапливающегося гумуса зависит не только от климатических и поч­венных условий, но и от природы растительных остатков. Солома хлебных злаков и остатки степных растений дают легко разлагающийся гумус, тогда как из листьев лесных деревьев и особенно из хвои обра­зуется грубый гумус, с трудом поддающийся разложению.

В процессе образования гумуса в органических соединениях освобождается или образуется много карбоксильных групп. Поэтому для качества гумуса и бы­строты его переработки микроорганизмами решающее значение имеет наличие или отсутствие оснований. В почвах, бедных минеральными компонентами, в частности щелочными катионами (подзолы, почвы пустошей и хвойных лесов), происходит накопление фульвокислот (кислый гумус). При достаточном количе­стве щелочных минеральных веществ образуются нейтрализованные щелочами коллоиды гумуса, которые в сочетании с коллоидами глины составляют так на­зываемый сорбционный комплекс почвы. Органическую часть этого комплекса можно рассматривать как высокомолекулярный естественный ионообменник, обеспечивающий для обитателей почвы-растений и микроорганизмов-опреде-ленное ионное равновесие. Образование мягкого гумуса ведет к активизации жизни в почве; грибные гифы и слизь связывают частицы почвы, в результате чего она приобретает благоприятную комковатую структуру.

В то время как чисто минеральная почва бедна микроорганизмами, в почве, богатой гумусом, она представлена большим разнообразием видов. Такой комплекс, присутствующий и в неудобренной почве, назы­вают автохтонным в отличие от зимогенного, доминирующего при вне­сении в почву органических веществ. Таким образом, стабилизирующее действие гумуса на почвенную динамику связано также и с тем, что оно обеспечивает поддержание богатой почвенной микрофлоры.

2. Механический состав почвы

По механическому составу почвы делятся на лёгкие (песчаные, супесчаные), суглинистые и тяжёлые (глинистые). От механического состава зависят плотность почвы, её влагоёмкость, водопроницаемость, воздушный и тепловой режим. Большое значение имеет механический состав в формировании пищевого режима почв — от него зависят дозы и сроки внесения удобрений, извести. Поэтому понятно, насколько важно знать механический состав почвы вашего участка для проведения действенных мероприятий по её улучшению.

Почвы разного механического состава имеют свои достоинства и недостатки. Они требуют разных способов улучшения.

Тяжёлые глинистые почвы лучше обеспечены элементами питания, чем лёгкие. Вместе с тем эти почвы медленнее прогреваются весной, трудны в обработке, заплывают после дождей, на их поверхности при высыхании образуется корка — требуется их систематическое рыхление. Водный режим этих почв неблагоприятен для растений: атмосферные осадки и талые воды плохо просачиваются в нижние горизонты. Застой воды на поверхности приводит к образованию в почве газов (сероводорода, метана, аммиака), отравляющих растения. Из-за того что тяжёлые по механическому составу почвы содержат мало воздуха и много воды,

активность микроорганизмов низкая, разложение органического вещества идёт слабо, а значит, условия питания растений в них неудовлетворительные.

3. Классификация сорных растений

В целях наиболее эффективной борьбы с сорняками их объединяют по важнейшим признакам в группы. Ботаническая систематика, основанная на морфологических признаках, недостаточна для производственных целей, так как при этом в одну и ту же систематическую группу попадают растения, резко отличающиеся по биологическим особенностям. В практике земледелия сорные растения классифицируют по важнейшим биологическим признакам. К ним относится способ питания, продолжительность их жизни, способ размножения.

По способу питания сорняки делят на два неравных по численности типа:

а) непаразитные;

б) паразитные и полупаразитные.

Непаразитные сорные растения составляют наибольшую группу сорняков. Это обычные автотрофные растения. По продолжительности жизни они разделены на два подтипа:

малолетники (растения, размножающиеся только семенами, имеющие жизненный цикл не более двух лет и отмирающие после созревания семян);

многолетники (сорняки, произрастающие неколько лет и неоднократно плодоносящие в течение жизненного цикла, размножающиеся и вегетативными органами).

К паразитным относятся растения, утратившие способность к фотосинтезу, и питающиеся за счет растения хозяина. Они имеют редуцированные листья. Контакт с растением хозяином у них осуществляется специальными органами – присосками. В зависимости от места связи с растением – хозяином их делят на две биогруппы:

- корневые (повилика клеверная, льняная, полевая);

- стеблевые паразитные сорняки (заразиха подсолнечная, заразиха ветвистая,

заразиха капустная).

Полупаразитные сорные растения обладают способностью к фотосинтезу и питаются за счет растения – хозяина. Из растения – хозяина они берут воду и растворенные в ней минеральные и частично органические вещества. К полупаразитным сорнякам относятся очанка короткая, зубчатка поздняя, погремок большой.

4. Зернопаровые севообороты

Зернопаропропашные севообороты отличаются тем, что кроме зерновых и пара они включают не менее одного поля пропашных культур. На зерновые культуры в этих севооборотах приходится 50—70 % пашни, а если пропашное поле занимается кукурузой на зерно, то и гораздо больше. В настоящее время такие севообороты имеют широкое распространение в степных районах Украины, на­пример: 1 — чистый пар; 2 — озимая пшеница; 3—озимая пше­ница; 4-кукуруза; 5—однолетние травы; 6 — озимая пшеница; 7—кукуруза; 8 — кукуруза на силос; 9 — озимая пшеница; 10 — ячмень; 11 — подсолнечник. В Среднем и Нижнем Поволжье, в полузасушливых районах Северного Кавказа и Южного Урала распространены следующие севообороты; 1 — пар чистый; 2 — зер­новые; 3 — зерновые; 4 — пропашные; 5 — зерновые; 6 — зерновые.

5. Обработка чистых паров

Как известно, чистые пары в течение года никакой продукции не дают. Поэтому они выгодны только тогда, когда этот недобор покрывается за счёт повышенного урожая размещаемых после них культур. А это достигается только при надлежащей их обработке.

Чистые пары бывают чёрные и ранние. Обработка чёрных паров начинается в год уборки предшественника и делится на два периода: основная обработка и весенне-летний уход.

Основная обработка чёрного пара производится также как и обработка зяби под яровые культуры. При внесении навоза этой обработкой является вспашка на глубину до 0,25…0,27 м, в остальных случаях чаще всего применяют безотвальное рыхление стойками СибИМЭ на 0,20…0,22 м или обработку дискаторами на 0,16…0,18 м.

Очень важным элементом агротехники чёрного пара является весенне-летний уход за ним. Он начинается с поспевания почвы рано весной и продолжается до посева озимых в конце лета – начале осени. Главная задача этого периода – обеспечить максимальное сохранение влаги в почве, особенно в посевном слое, и очистить поле от сорняков. Особенно важно сохранить влагу в посевном слое 0…0,1 м, так как иначе придётся сеять озимые в сухую почву с непредсказуемым исходом или не сеять их вообще, оставив поле под яровые культуры на следующий год. Для этого с ранней весны до посева озимых пары должны находиться в рыхлом с поверхности и чистом от сорняков состоянии.

Весенне-летний уход за чёрным паром начинается с покровного боронования. Последующая обработка заключается в систематических культивациях по мере появления сорняков, бороновании после дождей и прикатывании в сухую ветреную погоду в июле – августе после очередных культиваций.

Первая культивация производится весной при массовом появлении сорняков, причём глубже остальных, на 0,10…0,14 м. Обычно используются культиваторы для сплошной обработки со стрельчатыми универсальными лапами. Могут использоваться и широкозахватные культиваторы-плоскорезы КПШ-5, -9, тяжёлые лаповые культиваторы, комбинированные машины типа «Лидер».

На полях, засорённых корнеотпрысковыми сорняками, в более увлажнённой чернозёмностепной зоне можно провести ещё одну глубокую культивацию на 0,08…0,10 м. Все остальные культивации производятся как можно мельче, не глубже 0,06…0,08 м, чтобы только подрезать сорняки, но при этом минимально рыхлить и иссушать почву. Такая разноглубинная культивация называется обратно-послойной. Первая глубокая культивация способствует более полному уничтожению появившихся сорняков, особенно корнеотпрысковых, активизирует микробиологическую деятельность, так как ускоряет прогревание почвы и улучшает аэрацию. Кроме того, сочетание глубоких и мелких культиваций предотвращает образование уплотнённой подошвы.

Большое значение имеет правильный выбор рабочих органов для культивации пара. Для глубоких весенних культиваций на 0,10…0,14 м рекомендуется использовать универсальные стрельчатые лапы. Они меньше залипают влажной почвой. Но для мелкой обработки лучше использовать другие рабочие органы, которые способны устойчиво работать на меньшую глубину (на 0,04…0,06 м) и меньше иссушают почву. Это могут быть стрельчатые плоскорежущие лапы, особенно конструкции ВСХИ-ВИМ, ножевидные рабочие органы, проволочные культиваторы, лаповые бороны с наваренными на зубья сегментами от режущего аппарата силосного или зерноуборочного комбайнов.

К приёмам весенне-летнего ухода за паром относятся также боронование для закрытия влаги после сильного дождя и прикатывание после очередной культивации во второй половине лета при сухой и ветреной погоде. Для сокращения числа культиваций и лучшего сохранения влаги в посевном слое возможно также применение общеистребительных гербицидов, обычно вместо второй культивации при массовом отрастании сорняков.

Обработка раннего пара начинается с момента поспевания почвы весной и должна быть проведена до середины мая. Она проводится обычно безотвально и на небольшую глубину до 0,14…0,16 м, чтобы меньше иссушать почву и повысить производительность. Для этой обработки используются комбинированные машины типа «Лидер»-4, -8, АПК-3, -6, тяжёлые многооперационные культиваторы, дискаторы и др. При внесении навоза и на сильно засорённых полях может применяться и неглубокая (до 0,20…0,22 м) вспашка в агрегате с боронами или катком. На полях после подсолнечника лучше использовать дисковые орудия для измельчения растительных остатков.

Последующий уход за ранним паром такой же, как и за чёрным, но все культивации проводятся мелко.