Метод указ к лаборат занятиям по экологическому земледелию
advertisement
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ставропольский государственный аграрный университет» Кафедра общего и мелиоративного земледелия ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ Методические указания к лабораторным занятиям для бакалавров ( направление 022000.62 Экология и природопользование) Ставрополь 2014 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Экологическое земледелие – одна из важных дисциплин, формирующая целостное мировоззрение об основных закономерностях рационального использования земель, повышения урожайности сельскохозяйственных культур и плодородия почвы. Получение устойчивых урожаев достигаются на основе новых адаптивноландшафтных систем земледелия, гнаиболее полно учитывающих климатические, почвенные, материальные, энергетические факторы. Основой современного экологического земледелия является правильное построение научно-обоснованных севооборотов, ресурсосберегающие, почвозащитные технологии обработки почвы, интегрированные методы защиты от вредных объектов, надежная защита почв от эрозии и дефляции. Эти проблемы должны решаться за счет более широкого применения биологических приемов и средств защиты растений, строгого нормирования использования пестицидов, введения почвозащитных севооборотов с многолетними травами, использования навигационного оборудования и спутниковых систем для обеспечения выполнения технологических мероприятий. Целями освоения дисциплины экологическое земледелие являются: формирование знаний и навыков по рациональному использованию пахотных земель исходя из принципов системности, альтернативности, энергосбережения, нормативности; соответствие современного земледелия новым производственным отношениям в оптимальной системе природопользования; повышение эффективности использования земель за счет адаптивной интенсификации севооборотов и обработки почвы. В результате изучения дисциплины обучающийся должен: Знать: космические и земные факторы жизни растений, приемы их регулирования, законы земледелия и их проявление в практическом земледелии; агрофизические и биологические показатели плодородия почв, приемы их воспроизводства в экологическом земледелии; приемы оптимизации условий жизни растений; системы содержания и обработки почвы, научные основы севооборотов, методы защиты сельскохозяйственных посевов от сорной растительности; экологические основы защиты почв от эрозии и дефляции. Уметь: оценивать влияние технологических приемов на изменение агрофизических показателей плодородия почвы; составлять схемы севооборотов, распознавать сорные растения, составлять технологические схемы обработки почвы, разрабатывать приемы защиты почвы от эрозии и дефляции. Владеть: постановкой цели и организацией ее достижения, методами борьбы с сорной растительностью, разработкой экологически сбалансированной и ресурсосберегающей обработки почвы. 1. ТЕМЫ И МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕМА: АГРОФИЗИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ И ИХ ВОСПРОИЗВОДСТВО В ЭКОЛОГИЧЕСКОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ – 6 часов. Занятие 1. Определение водопрочности структуры почвы по методу П.И. Андрианова – 2 часа Совокупность агрегатов различной величины, формы, прочности, водопрочности и пористости называется структурой почвы. Водопрочность структуры почвы - способность агрегатов противостоять размывающему действию воды. Водопрочностью структуры обуславливается устойчивость и долговременность режимов почвы. Непрочные комки под действие атмосферных осадков или поливных вод разрушаются, и почва принимает раздельно-частичное состояние со всеми отрицательными свойствами. Водная эрозия развивается в результате отделения почвенных частиц и их перемещения. Отделение частиц зависит от водопрочности комков. Основную роль в образовании водопрочной структуры почвы играют биологические факторы - растения и почвенная биота. При разложении корней образуются гумусовые вещества, обладающие высокой сорбционной и биологической активностью. Кроме того, в зоне расположения корней ризосфере - формируются специфические сообщества микроорганизмов и почвенной фауны (дождевых червей, насекомых, землероек и др.), продукты метаболизма которых воздействуют на оструктуривание почвы. При этом биологические факторы оказывают не только количественное, но к качественное влияние на почвенную структуру. Параметры оценки структурного состояния почвы, по С. И. Долгову и П. У. Бахтину отличная структура - более 70 % водопрочных макроагрегатов, хорошая – 70-55, удовлетворительная – 55-40, неудовлетворительная - 40-20 плохая - менее 20%. Для анализа берутся образцы почвы на опытных участках по изучению приемов или способов механической обработки почвы, в научнообоснованных севооборотах или в передовых хозяйствах, внедряющих передовые технологии. Лабораторные работы носят исследовательский характер. Методика выполнения Кружок фильтровальной бумаги 10 см в диаметре расчертить на квадраты 1,5 х 1,5 см. 1. Образец почвы массой 200 граммов просеять через набор сит диаметром 5 и 3 мм. 2. Фильтровальную бумагу перенести в кристаллизатор и на каждый квадратик положить комочек почвы (всего 50 шт.). 3. Фильтровальную бумагу смочить водой из пипетки и после полного насыщения комочков кристаллизатор полностью осторожно заполнить водой так, чтобы ее уровень был выше комочков на 0,5 см. 4. В течение 10 минут с интервалом в одну минуту подсчитывают полностью распавшиеся агрегаты. Тк как распад агрегатов в воде происходит в различное время, то для характеристики степени водопрочности структуры в расчеты вводятся коэффициенты Качинского, которые по каждой минуте равны: для 1-й – 5, 2-й – 15, 3-й – 25, 4-й – 35, 5-й – 45, 6-й – 55, 7-й – 65, 8-й – 75, 9-й – 85, 10-й – 95. Водопрочность не распавшихся за 10 мин. под водой агрегатов принимается за 100 %. 5. Водопрочность определяется по формуле: Р1 х К1 + Р2 х К2 + … Р10 х К10 + Р х 100 В = ----------------------------------------------------А где Р1, Р2, … Р10 – количество агрегатов, распавшихся в соответствующую минуту; К1, К2, … К10 – поправочные коэффициенты; А – общее количество агрегатов, взятых для анализа; Р – количество нераспавшихся за 10 мин. агрегатов. Запись результатов работы № Предшест венник Количество распавшихся агрегатов под водой Р1 Р2 Р3 Р4 Р5 Р6 Р7 Р8 Р9 Р10 Количество нераспавшихс я агрегатов Водоп рочнос ть, % Выводы: ________________________________________________________ __________________________________________________________________ Занятие 2. Определение агрегатного состава почвы методом сухого просеивания- 2 часа. Минеральные, органические и органоминеральные частицы, взаимодействуя между собой, при определенных условиях могут взаимно притягиваться: коагулировать, слипаться, склеиваться, образуя различной величины и формы агрегаты или структурные отдельности. Способность почвы образовывать из механических элементов агрегаты называется структурностью. В агрономическом понимании положительной структурой является мелкокомковатая и зернистая с агрегатами диаметром от 0,25 до 10 мм, пористая, механически упругопрочная и водопрочная. Наряду с макроструктурой (более 0,25 мм), большое значение имеет и ее микроструктура (менее 0,25 мм). Она также должна быть водопрочной и пористой. Такая структура сообщает положительные свойства макроагрегатам. Она повышает влагоемкость почв, улучшает водо- и воздухопроницаемость. Автор классических работ о черноземах В. В. Докучаев первенствующую роль в плодородии отводил структуре и зависимости от нее всех свойств почвы. Бесструктурная почва характеризуется раздельно-частичным строением. Это приводит к плотной упаковке частиц, к тонкокапиллярной порозности. Почва обладает наивысшей капиллярной проводимостью. По капиллярам вода легко поднимается к поверхности и испаряется в атмосферу. Во влажном состоянии все поры заняты водой, в почве нет воздуха. По мере подсыхания поры заполняются воздухом. Растения страдают от недостатка воды. Совсем иначе протекают процессы в структурной почве. Агрегаты обладают капиллярной порозностью, а промежутки между ними представлены некапиллярами. Капиллярные поры заняты водой, а некапиллярные – воздухом. В такой почве легче обеспечивается благоприятный тепловой режим. В ней при совмещении анаэробного и аэробного процессов происходит выветривание минеральной части почвы и бактериальное разложение гумуса с высвобождением питательных веществ для растений. Агрономически ценная структура должна быть пористой. В почвах с хорошей пористостью внутри и между микроагрегатами и макроагрегатами хорошо проникает и сохраняется вода. В то же время наиболее крупные межагрегатные поры остаются свободными от воды и заполняются воздухом. Макроагрегаты служат надежной защитой почвы от водной эрозии и дефляции. Возникновение дефляции вызывается перемещением почвенных частиц и микроагрегатов размером от 0,1 до 0,5 мм. Передвигаясь под влиянием ветра скачкообразно, они передают кинетическую энергию более мелким частицам, которые поднимаются и передвигаются воздушным потоком. Исследования наносов показали, что они состоят из фракции почвы менее 1 мм по диаметру. На этом основании эрозионно устойчивыми считаются частицы и агрегаты больше этого размера. Почва становится устойчивой к ветру, если ее верхний слой содержит таких агрегатов свыше 50 % по массе. Методика выполнения 1. Образец почвы массой 0,5 кг просеять через набор почвенных сит в дватри приема. 2. После просеивания каждую фракцию перенести в отдельную чашку. 3. Взвесить с точностью до 1 г каждую из фракций. 4. Взять общую массу образца за 100 %, подсчитать процентное содержание каждой из фракций и выразить в процентах. 5. Результаты расчетов внести в таблицу. Размер агрегатов, мм Масса агрегатов, г Содержание, % Коэффициент структурности >10 7- 10 5-7 3-5 1-3 0, 5-1 0, 25-0, 5 < 0, 25 Всего: Выводы: __________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Занятие 3. Определение влажности почвы весовым методом в метровом слое – 2 часа. Вода – один из элементов плодородия почв. Она служит средой, в которой растворены питательные вещества. Вода поддерживает тургор в клетках и растительных тканях. Деление и рост клеток, фотосинтез и дыхание совершаются при определенном тургоре. С потерей воды в тканях усиливается дыхание, ослабляется фотосинтез, что приводит к уменьшению запасов углеводов и гибели растения. Из всей расходуемой воды 95 % и более идет на испарение ее листьями. Не- прерывное движение воды от корней к листьям имеет важное физиологическое значение. Вместе с водой передвигаются в растения вещества, необходимые для синтеза. При испарении снижается температура растительных тканей, и растение этим защищает себя от возможного перегрева. При недостаточной влажности почвы и сильной транспирации корни растений не успевают подавать воду в листья, растения теряют тургор и увядают. Временные недостатки влаги в течение вегетации ослабляют фотосинтез и снижают урожай, а длительная засуха приводит к гибели растений. Вода в почве изменяет ее свойства: воздушный, тепловой и пищевой режимы. Если влажность в почве колеблется, усиливается и ослабляется деятельность микроорганизмов, что отражается на разложении органического вещества. Излишняя влажность, как и недостаточная, также вредны в образовании доступных для растений форм питательных веществ. Влажность почвы оказывает большое влияние на качество вспашки, культивации, посева и других полевых работ. При обработке переувлажненных и сухих почв образуются глыбы, что требует дополнительно расхода труда и средств. Оценка запасов продуктивной влаги в различных слоях почвы (мм) Слой почвы, см 0-20 0-100 Запас воды, мм 40-20 20-10 < ниже 10 > больше 160 160-130 130-90 90-60 Оценка запасов воды хорошие удовлетворительные неудовлетворительные очень хорошие хорошие удовлетворительные плохие Методика выполнения 1. Взвесить бюкс. 2. Почвенным буром отобрать образец почвы с каждого 10 см слоя и заполнить на ¾ объема бюкса. Образцы берутся с каждого 10-ти сантиметрового слоя почвы: 0-10; 10-20; 20-30; 30-40; 40-50; 50-60; 60-70; 70-80; 80-90; 90-100. 3. Взвесить бюкс с почвой, открыть крышку и поместить его в сушильный шкаф для высушивания. 4. После высушивания бюкс с почвой охладить в эксикаторе и взвесить. Рассчитать влажность почвы по каждому отобранному образцу по формуле: В1 – В2 В0 = --------------- х 100, % В2 – В Запись и расчет влажности почвы Место взятия образца ___________________ Глубина взятия пробы ____________________ 1. 2. 3. 4. 5. 6. Масса бюкса В _________________________________________________ г Масса бюкса с почвой до высушивания В1 __________________________ г Масса бюкса с почвой после высушивания В2 _______________________ г Масса сухой почвы _____________________________________________ г Масса испарившейся воды _______________________________________ г Влажность почвы ______________________________________________ % Выводы: __________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Вопросы для устного опроса 1. Что такое структура почвы, факторы антропогенного влияния на нее. 2.Как определяется водопрочность структуры почвы, классификация структурных агрегатов по водопрочности. 3. Методика определения влажности почвы. 4.Назовите земные факторы жизни и экологически обоснованные приемы их регулирование. 5.Приемы повышения эффективности использования космических факторов жизни растений в экологическом земледелии. 6. Назовите законы земледелия. ТЕМА: СОРНЫЕ РАСТЕНИЯ: ВРЕД, ВРЕДОНОСНОСТЬ, КЛАССИФИКАЦИЯ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ – 4 ЧАСА Для управления сорными растениями в агрофитоценозах необходимо знать их биологические особенности. К числу важнейших биологических особенностей сорных растений относятся: исключительно высокая семенная их плодовитость, наличие различных приспособлений для распространения, способность семян длительное время сохранять жизнеспособность в почве, неодновременная всхожесть, а также способность к вегетативному размножению. Занятие 1. Биологические особенности малолетних сорных растений – 2 часа Методика выполнения Необходимо ознакомиться с биологическими особенностями видов, данных в задании и их краткую характеристику обобщить в таблице. Для этого, пользуясь учебными пособиями, надо определить принадлежность сорного растения к биологической группе и дать характеристику по основным биологическим особенностям (минимальная температура прорастания, жизнеспособность семян, плодовитость, время созревания семян). Используя гербарный материал необходимо изучить и запомнить сорные растения по внешнему виду. Задание 1. Изучить биологические особенности видов сорных растений из следующих биологических групп: Яровые ранние: гречишка вьюнковая, овсюг обыкновенный, марь белая. Яровые средние и поздние:амброзия полыннолистная, щетинник зеленый, щирица запрокинутая. Зимующие: василек синий, подмаренник цепкий, ярутка полевая. Озимые: костер ржаной, костер полевой. Двулетние: донник желтый (или белый), резак обыкновенный. Биологическая характеристика видов малолетних сорных растений Вид сорного Минима Максималь Срок Максималь Максима растения льная ная плодонош ная льная темпера глубина ения плодовитос жизнеспо тура появления ть, тыс.шт собность, прораст всходов из лет ания почвы, см Занятие 2. Биологические особенности многолетних и паразитных сорных растений – 2 часа Методика выполнения Необходимо ознакомиться с биологическими особенностями видов, данных в задании и их краткую характеристику обобщить в таблице. Для этого, пользуясь учебными пособиями, надо определить принадлежность сорного растения к биологической группе и дать характеристику по основным биологическим особенностям (минимальная температура прорастания, жизнеспособность семян, плодовитость, время созревания семян). Используя гербарный материал необходимо изучить и запомнить сорные растения по внешнему виду. Задание 1. Изучить биологические особенности видов сорных растений из следующих биологических групп: Корневищные: пырей ползучий, свинорой пальчатый. Корнеотпрысковые:бодяк полевок, горчак ползучий. Паразитные: повилика полевая, заразиха подсолнечная. Полупаразитные: погремок большой. Характеристику видов представить в таблице. Биологическая характеристика видов многолетних и паразитных сорных растений Вид сорного растения Минимал ьная температ ура прорастан ия Максимальна Срок я глубина плодоноше появления ния всходов из почвы, см Максимальна я плодовитость , тыс.шт Максимал ьная жизнеспос обность, лет Вопросы для устного опроса 1. Изложите классификацию сорных растений 2.Охарактеризуйте группу яровых ранних сорных растений 3.Охарактеризуйте группу яровых поздних сорных растений 4. Охарактеризуйте группу зимующих сорных растений 5. Охарактеризуйте группу многолетних сорных растений 6. В чем отличие паразитных и непаразитных типов сорных растений ТЕМА: ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЕ МЕРЫ БОРЬБЫ С СОРНЫМИ РАСТЕНИЯМИ - 4 часа Занятие 1. Сорные растения в посевах зерновых культур и меры борьбы с ними – 2 часа Задание. В зоне неустойчивого увлажнения на черноземах выщелоченных в посевах озимой пшеницы, размещаемой по предшественнику занятому пару, произрастают сорные растения: гречишка вьюнковая, овсюг обыкновенный, василек синий, подмаренник цепкий, ярутка полевая, резак обыкновенный, костер ржаной. На основании знаний полученных в лекционном курсе и на лабораторных занятиях, пользуясь методическими указаниями, необходимо разработать комплексные меры борьбы с сорными растениями в посевах озимой пшеницы, с учетом их видового состава и других условий задания. Результаты занести в таблицу. Таблица. Меры борьбы с сорными растениями в период от уборки предшественника - до сева и в посевах озимой пшеницы Название вида сорного растения Агротехнические борьбы меры Биологические и Экологически фитоценотические безопасное применение меры борьбы гербицидов обработка после название срок почвы до посевная гербицида, сева обработка норма культуры почвы расхода Занятие 2. Сорные растения в посевах подсолнечника и меры борьбы с ними – 2 часа Задание. В условиях неустойчивого увлажнения на черноземах обыкновенных в посевах подсолнечника, посеянного по предшественнику озимой пшенице, преобладают сорные растения: заразиха подсолнечная, амброзия полыннолистная, щетинник зеленый, осот розовый (бодяк полевой) Разработать комплексные меры борьбы с сорными растениями. Таблица. Меры борьбы с сорными растениями в период от уборки предшественника - до сева и в посевах подсолнечника Название вида сорного растения Агротехнические борьбы меры Биологические и Экологически фитоценотические безопасное применение меры борьбы гербицидов обработка после название срок почвы до посевная гербицида, сева обработка норма культуры почвы расхода Вопросы для устного опроса 1. Агротехнические меры борьбы с сорными растениями, в чем их преимущества и недостатки? 2. В чем сущность фитоценотических мер борьбы с сорными растениями? 3. В чем сущность и перспективы фитоценотических мер борьбы с сорными растениями. 4. Каковы условия оптимизации применения гербицидов против сорных растений? ТЕМА: НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ СЕВООБОРОТОВ – 6 часов. Севооборотом называют научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур и чистого пара во времени и по полям. Бессменным называется посев одной и той же культуры в течение длительного времени на одном поле. Монокультура – единственная сельскохозяйственная культура, возделываемая в хозяйстве, естественно она будет высеваться бессменно, и тогда эти понятия употребляются как синонимы. Повторный посев, когда сельскохозяйственная культура возделывается на одном поле 2-3 года подряд. Основой для составления севооборота является структура посевных площадей – соотношение площади посевов сельскохозяйственных культур и чистого пара, выраженное в процентах к общей площади пашни. Наряду с севооборотом существует такое понятие, как схема севооборота. Севооборот показывает перечень чередования конкретных культур, а в схемах севооборота указывают группы сельскохозяйственных культур. Например: 1 – пар чистый, 2 – озимая пшеница, 3 – кукуруза на силос, 4 – озимая пшеница – это севооборот. Выше предложенное чередование можно представить в виде следующей схемы: 1 – пар чистый, 2 – озимые зерновые, 3 – пропашные, 4 – озимые зерновые. Занятие 1. Составление севооборотов для крайне засушливой почвенноклиматической зоны – 2 часа. Зона расположена в сухих степях. Почвы крайне засушливой зоны светло-каштановые, каштановые и сформировавшиеся в условиях резкоконтинентального климата, характеризующегося большим количеством тепла, низкой влажностью воздуха, незначительными, колеблющимися по величине осадками, ветрами восточного и юго-восточного направлений. По растительности подзона принадлежит к комплексной типчаково-полынной степи. Гумусовый слой (А + В) светло-каштановых почв менее 40 см. Мощность перегнойно-аккумулятивного горизонта (А) обычно не превышает 16 см. Содержание гумуса колеблется от 2 до 3%. По механическому составу светло-каштановые почвы не однородны. Наряду со связными глинистыми и суглинистыми, много почв легкосуглинистых и супесчаных. Каштановые почвы содержат гумуса 2,5 – 3,5 %, солонцы и солончаки. Гидротехнический коэффициент равен 0,5 – 0,7. Сумма активных температур составляет 10–3200-3600оС. Среднегодовая сумма осадков 300375 мм. Водный режим почвы непромывной. Испаряемость с водной поверхности почти в три раза больше, чем выпадает осадков. Сумма осадков за период активной вегетации составляет 150-200 мм. Максимальные температуры летом достигают 43-44о, минимальная зимой до 36о. В крайне засушливую зону входят административные районы: Нефтекумский, Левокумский, Арзгирский, Апанасенковский, восточная часть Будённовского , Советского и Курского. Основным лимитирующим фактором при возделывании сельскохозяйственных культур в крайне засушливой зоне является влага. Погодные условия для выращивания ранних яровых культур мало благоприятны. В период массового кущения и выхода в трубку они испытывают недостаток влаги. Так, если для нормального формирования колоса необходим запас влаги 100-120 мм в метровом слое почвы, то в данной зоне они составляют 50-55 мм, что совершенно недостаточно для критического периода. Недостаточное количество осадков во второй половине лета и высокие температуры в период цветения кукурузы и подсолнечника также не позволяют возделывать эти культуры В жарких, сухих условиях происходит стерилизация пыльцы, что зачастую не позволяет сформировать в дальнейшем зерновки и семянки. Таким образом, в крайне засушливых условиях степи Ставрополья на светло-каштановых почвах и каштановых почвах возможно возделывание озимых пшеницы и ячменя, проса, ярового ячменя. Единственным предшественником озимой пшеницы здесь является чистый пар. Активная роль чистых паров в накоплении и сохранении влаги является одной из главных функций. В крайне засушливой зоне чистые пары накапливают вдвое больше влаги к началу сева, чем по непаровым предшественникам, но даже чистые пары могут обеспечивать своевременное появление всходов только в 64-87 % лет. В этих условиях возможно размещение повторной озими или яровых зерновых, при условии, что они идут второй культурой после пара. Однако следует помнить об отрицательных сторонах парового поля: потеря гумуса, проявление эрозионных и дефляционных процессов. С этой целью для компенсации потери плодородия почвы обязательно планировать внесение навоза и запашки соломы. Поскольку засушливая зона не является благоприятной для развития скотоводства, то внесение необходимого количества навоза на поля является проблемой практически неразрешимой. Единственным средством наполнения органического вещества в почве является заделка соломы. Тем более что сейчас комбайны, выпускаемые заводами изготовителями, оснащены измельчителями. Этот приём также хорош тем, что не требует затрат на транспортировку. При запашке в почву больших масс соломы необходимо иметь в виду особенности этого органического удобрения. В соломе отношение углерода к азоту в 4 раза шире по сравнению с навозом, в результате чего может создаваться в почве дефицит доступного растениям азота. Поэтому при запашке соломы рекомендуется внесение аммиачной селитры. Жёсткие условия крайне засушливой зоны, ограниченность набора возделываемых культур, острая необходимость введения чистых паров в структуру посевных площадей, определили существование здесь одного вида полевых севооборотов – зернопарового. Необходимо выполнить задания по составлению севооборотов для крайне засушливой зоны. Задание 1. Составить и обосновать полевой севооборот хозяйства, в котором чистый пар занимает 200 га, озимая пшеница - 200 га. Общая площадь пашни составляет 400 га, средняя площадь одного поля – 100 га. П х 100 С = ----------------- , где О С – структура посевной площади, % ; П – площадь под культурой или паром, га; О – общая площадь пашни, га; Число полей в севообороте определяется делением общей площади, отведённой под севооборот, к площади одного поля. В задании 400 га : 100 га = 4 поля. Зная правила построения севооборотов, характеристику предшественников, особенности почвенно-климатической зоны, определить чередование культур и пара, т.е. составить севооборот. Результаты оформить в виде таблицы 4. Иногда возможны несколько вариантов севооборота, надо дать им обоснование с агрономической и практической точки зрения и выбрать лучший вариант. Структура посевных площадей и варианты севооборотов Культура Пар чистый Озимая пшеница Итого: Площадь посева га % 200 50 1. 200 50 2. 3. 4. 400 Севооборот 1 вариант Пар чистый Озимая пшеница Пар чистый Озимая пшеница 2 вариант 100 Обоснование: __________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Задание 2. Составить и обосновать полевой севооборот для хозяйства, в котором чистый пар занимает 500 га, озимая пшеница – 750 га, яровой ячмень 250 га. Общая площадь пашни равна 1500 га, средняя площадь одного поля 250 га. Структура посевных площадей и варианты севооборотов Площадь посева Севооборот га % 1 вариант 2 вариант 5. Обоснование: __________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Культура Занятие 2. Составление севооборотов для засушливой почвенноклиматической зоны – 2 часа. Засушливая зона простирается с северо-запада на юго-восток. Она охватывает северные и северо-восточные склоны Ставропольской возвышенности и территорию, расположенную юго-восточнее реки Кумы. Гидротермический коэффициент 0,7-0,9. За год выпадает 350-400 мм осадков. Сумма активных температур за период активной вегетации колеблется от 3200 до 3500 о. Зима умеренно мягкая, со средней месячной температурой в январе от –3,5 до –5,0 о. Минимальные температуры могут достигать –32 – 34 о. Снег появляется в начале декабря. В течение зимы довольно часты оттепели (до 50 дней), в связи с чем высота снежного покрова невелика, 5-8 см. Сход снежного покрова наблюдается в конце февраля - начале марта. Безморозный период продолжается 180-190 дней. Лето жаркое, сухое. Средняя месячная температура июня +23-24 о, максимальная достигает +42 о. Осадки кратковременны, преимущественно ливневые. За период активной вегетации выпадает 250-300 мм. Общее число дней с суховеями составляет от 80 до 90. Почвы в этой зоне каштановые и тёмно-каштановые. Сухость климата и, как следствие, недостаточное увлажнение почвы сказывается на приобретении каштановыми почвами признаков солонцеватости. У каштановых почв мощность горизонта А измеряется в пределах 1822 см, а горизонтов А+В в среднем составляет 50 см. Тёмно-каштановые почвы характеризуются довольно высокой гумусированностью всего почвенного профиля. Максимальное количество перегноя содержится в верхнем горизонте, количество которого колеблется от 3,14 до 4,5 %. Количество гумуса находится в известной степени в зависимости от механического состава: в глинистых и тяжелосуглинистых почвах гумуса больше, а по мере перехода к почвам более лёгкого механического состава количество его постепенно уменьшается. Засушливая зона включает в себя следующие административные районы: Туркменский, Петровский, Будённовский, Благодарненский, Ипатовский, Новоселецкий, Советский и др. В первом минимуме в засушливой зоне также находится влага. Запасы продуктивной влаги, доступной растениям, к весне в метровом слое почвы составляют не более 120-150 мм. В условиях зоны наряду с озимыми зерновыми могут возделываться яровые зерновые, бахчевые, подсолнечник, пропашные, используемые на силос. Учитывая значительную протяжённость засушливой зоны и то, что она охватывает каштановые и тёмно-каштановые почвы, сформировавшиеся в различающихся по увлажнению условиях, здесь рекомендуются зернопаровые и зернопаропропашные виды полевых севооборотов. Основным предшественником озимой пшеницы, используемым в целях накопления и сохранения влаги, является чистый пар. Для слабо развитых в экономическом отношении хозяйств, не имеющих финансовых средств на приобретение пестицидов и удобрений, паровое поле является единственным средством улучшения фитосанитарного состояния пашни и накопления доступных для растений элементов минерального питания. Наряду с чистым паром озимую пшеницу рекомендуется размещать по занятому пару. Влагообеспеченность пахотного слоя перед посевом озимой пшеницы тем выше, чем раньше с поля убирается парозанимающая культура. Озимая пшеница в засушливой зоне может размещаться повторно, но при условии, что будут тщательно проведены агротехнические мероприятия и, использоваться средства защиты растений против хлебной жужелицы и пилильщика, так как эти вредители могут нанести колоссальный ущерб урожаю. Несмотря на более низкую влажность почвы перед посевом озимой пшеницы после кукурузы на силос, в хозяйствах целесообразно такое размещение, так как обеспечивает определённые организационнохозяйственные преимущества. Как известно, обрабатывать нужно только физически спелую почву или находящуюся хотя бы в состоянии технической спелости, то есть пока борона или каток дают положительный эффект. Этого можно достичь даже в засушливой зоне, если почву пахать или проводить иной приём основной обработки вслед за уборкой предшественника. Озимые зерновые культуры занимают половину и более площади пашни засушливой зоны, поэтому размещение их только по чистому пару и в повторных посевах создаст напряжённость проведения обработки почвы. Несвоевременная обработка почвы приводит к потере влаги. Поэтому в севооборотах засушливой зоны озимую пшеницу размещают преимущественно по чистым парам, а также по занятым (эспарцетовому, озимому злаково-бобовому), кукурузе на силос, гороху. Подсолнечник размещают последним полем в севообороте, а после него для восстановления запасов почвенной влаги и питательных веществ размещают чистый пар. В засушливой зоне целесообразно высевать такие культуры, как сорго и просо. Их следует размещать после озимых колосовых культур. После сорго, как культуры иссушающей почву надо, чтобы поле паровало. Просо же использовать как предшественник озимого или ярового ячменя. Учитывая принципы и правила построения севооборотов и вышеназванные особенности, составить севообороты по следующим заданиям. Задание 1. Составить, обосновать и определить вид полевого севооборота хозяйства, в котором чистый пар занимает 270 га, озимая пшеница – 540 га, кукуруза на силос – 270 га, яровой ячмень – 270 га. Общая площадь пашни составляет 1350 га, площадь одного поля – 270 га. Структура посевных площадей и варианты севооборотов Площадь посева Севооборот га % 1 вариант 2 вариант 6. Обоснование: __________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Задание 2. Составить, обосновать и определить вид полевого севооборота хозяйства, в котором чистый пар занимает 130 га, озимая пшеница – 390 га, эспарцет одногодичного пользования – 130 га, подсолнечник – 130 га, озимый ячмень – 130 га, кукуруза на силос – 130 га. Общая площадь пашни составляет 1040 га, площадь одного поля – - 130 га. Структура посевных площадей и варианты севооборотов Культура Площадь посева Севооборот га % 1 вариант 2 вариант 7. Обоснование: __________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Культура Занятие 3. Составление севооборотов увлажнения – 2 часа. для зоны неустойчивого По природным условиям зона неустойчивого увлажнения расположена в степной зоне на северных и восточных склонах Ставропольской возвышенности. Гидротермический коэффициент 0,9-1,1. За год выпадает 450-550 мм осадков. Сумма активных температур составляет 3000-3400 о. Зима умеренно мягкая, средняя месячная температура января –3,0-5,0 о, минимальная – 32-34 оС. Высота снежного покрова – до 10 см. Сход снежного покрова отмечается в начале марта, возобновление вегетации – в конце марта – начале апреля. Продолжительность безморозного периода составляет 180-195 дней. Лето довольно жаркое, со средней месячной температурой июля +22-24 о С. Жарких дней здесь меньше, чем в предыдущих зонах – 60-80. Осадков за период активной вегетации выпадает порядка 300-350 мм. Почвенный покров представлен чернозёмами южными и обыкновенными. Чернозёмы южные отличаются от тёмно-каштановых почв более мощным гумусовым горизонтом А – 26-36 см. Средняя мощность горизонтов А+В – 98-115 см. Содержание гумуса в пахотном горизонте 3,85,5 %. Чернозёмы обыкновенные имеют гумусовый горизонт 31-45 см. Довольно мощный гумусовый слой позволяет на этих почвах проводить вспашку на глубину до 30 см и более. В данную зону входят административные районы: большая часть Новоалександровского, Изобильненский, Александровский, Красногвардейский, Кочубеевский, частично Шпаковский, Георгиевский, Минераловодский и др. В этой зоне также значительно распространены чернозёмы обыкновенные остаточно солонцеватые. Большие массивы их находятся в Андроповском, Минераловодском, Кочубеевском, Александровском, Шпаковском районах. Сильно засолённые тяжёлые глины, служащие в качестве почвообразующих пород, обусловили значительную солонцеватость почв и придали тяжёлый механический состав. Лучшим предшественником для озимой пшеницы является занятый пар. Засеваемые эспарцетом с одногодичным одноукосным использованием или бобово-злаковыми смесями на зелёный корм, поля обеспечивают урожай озимой пшеницы не меньше, чем по чистым парам и дают ещё до 180 ц/га высокобелкового корма. Высокие урожаи зерна озимой пшеницы в этой зоне получают после люцерны, при условии распашки её после первого укоса. Эта культура накапливает 10-12 т/га органического вещества, биологически чистый азот, фиксируемый из воздуха клубеньковыми бактериями. Под её посевами формируется водопрочная структура почвы, придающая ей устойчивость к водной эрозии и дефляции. Наличие значительной площади солонцовых почв в зоне предопределяет возделывание донника, как солеустойчивой культуры. Это же обстоятельство диктует необходимость размещать озимую пшеницу по чистому пару. Хорошим предшественником под озимую пшеницу является горох, так как он высевается рано, его посевы заглушают яровые поздние сорняки. Рано освобождая поле, горох способствует проведению хорошей обработки почвы. Растительные остатки быстро разлагаются, а элементы питания, образовавшиеся в результате этого, становятся доступными для последующей культуры. Горох также содержит азотфиксирующие клубеньковые бактерии. В этой зоне успешно можно возделывать озимую пшеницу после кукурузы на силос. В южных окраинах Кочубеевского района, а также в южной половине Новоалександровского района озимую пшеницу размещают по сахарной свёкле, кукурузе на зерно и подсолнечнику. Хозяйства в этом случае должны быть с налаженной организацией труда. Практически отсутствие разрыва между уборкой предшественников и посевом озимой пшеницы, обязывает провести обработку почвы и посев в сжатые сроки. Надо также помнить, что посев озимой пшеницы и кукурузы на зерно может вызвать развитие фузариоза колоса, поэтому необходимо быть готовым к проведению защитных мероприятий против этого вредоносного грибного заболевания. Наряду с озимыми и яровыми колосовыми зернобобовыми, складываются хорошие условия для подсолнечника, сахарной свёклы, кукурузы на зерно, гречихи, сои, суданской травы, озимого рапса. Сахарная свёкла требует хороших предшественников, успешно подавляющих сорняки и не сильно иссушающих почву. Как правило, её размещают после озимой пшеницы, идущей по занятому пару или зернобобовым. После сахарной свёклы лучше размещать горох, а также кукурузу на силос или яровой ячмень. Подсолнечник в севообороте размещают также после озимых зерновых культур, они рано освобождают поле, подавляют сорняки, не переносят инфекцию, опасную для подсолнечника. Так подсолнечник поражается ложно-мучнистой росой и засоряется заразихой, семена которой сохраняют жизнеспособность до 8 лет, его надо возвращать на прежнее место в севообороте через 6 – 8 лет. Подсолнечник оставляет много падалицы, поэтому при подборе культур после него надо учитывать и эту практическую сторону. Задача решается при посеве после подсолнечника яровых бобовозлаковых смесей, при условии тщательной заделки растительных остатков. Кукуруза на силос, требующая не менее двух культиваций в системе предпосевной обработки почвы, также позволяет уничтожить всходы падалицы. Таким образом, разнообразный набор, возделываемых культур в зоне неустойчивого увлажнения, определяет наличие различных видов полевых севооборотов. Для составления севооборотов зоны неустойчивого увлажнения необходимо выполнить задания. Задание 1. Составить, обосновать и определить вид полевого севооборота хозяйства, в котором бобово-злаковая смесь на зелёный корм (горох+овёс) занимает 140 га, кукуруза на силос – 140 га, горох – 140 га, сахарная свёкла – 140 га, озимый рапс – 140 га, озимая пшеница – 420 га. Общая площадь пашни составляет 1120 га, площадь одного поля – 140 га. Структура посевных площадей и варианты севооборотов Площадь посева Севооборот га % 1 вариант 2 вариант 8. Обоснование: __________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________________________________________________ Культура Задание 2. Составить, обосновать и определить вид полевого севооборота хозяйства, в котором горохоовсяная смесь на зелёный корм занимает 190 га, озимая пшеница – 380 га, озимый ячмень – 190 га, яровой ячмень – 190 га, лен – 190 га, горох – 190 га, подсолнечник – 190 га. Общая площадь пашни составляет 1520 га, площадь одного поля – 190 га. Структура посевных площадей и варианты севооборотов Площадь посева Севооборот га % 1 вариант 2 вариант 9. Обоснование: __________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________________________________________________ Задание 3. Составить, обосновать и определить вид полевого севооборота хозяйства, в котором озимая пшеница занимает 780 га, озимый ячмень – 260 га, горох – 260 га, сахарная свёкла – 260 га, яровой ячмень – 260 га, яровая вика + овес – 260 га, соя – 260 га. Общая площадь пашни составляет 2340 га, площадь одного поля – 260 га. Структура посевных площадей и варианты севооборотов Культура Площадь посева Севооборот га % 1 вариант 2 вариант 10. Обоснование: __________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________________________________________________ Культура Вопросы для устного опроса 1.Дайте понятия севооборота, бессменным и повторным посевам 2. Дайте характеристику паровых предшественников 3. Дайте характеристику непаровых предшественников 4. Охарактеризуйте звенья севооборота 5.Изложите правила построения научно-обоснованных севооборотов в Ставропольском крае 6. Типы и виды севооборотов 7. Изложите методику введения и освоения севооборота 8.Севообороты засушливых районов края. 9.Севообороты зоны неустойчивого увлажнения ТЕМА: ОБРАБОТКА ПОЧВЫ ОБОСНОВАНИЕ - 6 часов И ЕЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ Условия для роста и развития культурных растений создаются путём применения научно обоснованного комплекса агротехнических мероприятий. Однако наиболее быстрым и эффективным средством воздействия на почву является её обработка. В результате обработки почвы, её крошения, рыхления или уплотнения создаётся оптимальное строение пахотного слоя. Обработанная почва хорошо пропускает воду не только в пахотном слое, но и в подпахотную часть корнеобитаемого слоя. В засушливых условиях обработка почвы не только накапливает влагу, но и сохраняет её от потерь. Обработка почвы уменьшает потенциальную засорённость почвы и предупреждает появление вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. Она повышает эффективность чередования культур, применяемых удобрений. Для проектирования рациональной системы обработки почвы необходимо соблюдать следующие общие принципы: 1. Дифференциации различных систем обработки для каждой группы почв и способов их использования по элементам рельефа. 2. Разноглубинности основной обработки почв для устранения плужной «подошвы», предупреждение водной эрозии и уничтожения жизнеспособности семян и жизненности многолетней растительности. 3. Сочетания отвальных и безотвальных приёмов обработки почвы для более равномерного перераспределения элементов питания и растительных остатков, удобрений и устранения неблагоприятных свойств в нижних подпахотных горизонтах. 4. Минимализация обработки почвы для сохранения естественного плодородия, снижения энергозатрат и труда за счёт совмещения нескольких технологических операций в одном проходе агрегата, уменьшение глубины обработки, применения гербицидов и удобрений. 5. Защита почв от эрозии и дефляции поверхностными и основными приёмами обработки, обеспечивающими создание микрорельефа и сохранение стерни на поверхности для водопоглощения и накопления снега. 6. Соответствия агротехнических сроков проведения приёмов обработки наступлению физической спелости почв, различных по гранулометрическому составу и элементам рельефа. Правильная система обработки почв позволит культурным растениям наиболее полно использовать влагу и питательные вещества для формирования максимального урожая с высоким качеством продукции и наименьшими затратами труда и средств. Занятие 1. Составление систем обработки почвы под озимые культуры – 2 часа. Обработка почвы под озимые культуры разрабатывается с учетом биологических особенностей культуры, почвенно-климатических условий, предшественника, наличия современных орудий в хозяйстве. Задание 1. Составить систему основной обработки почвы чистого пара под озимую пшеницу в засушливых условиях. Используя данные учебнометодической литературы и знания, полученные на лекциях заполнить последовательность приемов обработки почвы и представить в виде таблицы. Таблица. Система обработки поля чистого пара № Приёмы Глубина, см Марка орудий обработки Агротехнические сроки п/п 1 2 3 4 5 Задание 2. Составить систему основной обработки почвы под озимую пшеницу, после предшественника гороха, в зоне неустойчивого увлажнения на черноземах обыкновенных. Используя данные учебно-методической литературы и знания, полученные на лекциях заполнить последовательность приемов обработки почвы и представить в виде таблицы. Таблица. Система обработки почвы под озимую пшеницу после гороха № Приёмы Глубина, см Марка орудий обработки Агротехнические сроки п/п 1 2 3 4 5 Занятие 2. Составление систем обработки почвы под яровые культуры – 2 часа. Обработка почвы под яровые культуры разрабатывается с учетом биологических особенностей культуры, почвенно-климатических условий, предшественника, наличия современных орудий в хозяйстве. Задание 1. Составить систему основной обработки почвы под сахарную свеклу, после озимой пшеницы, в зоне неустойчивого увлажнения. Используя данные учебно-методической литературы и знания, полученные на лекциях заполнить последовательность приемов обработки почвы и представить в виде таблицы. Таблица. Система обработки почвы под сахарную свеклу после предшественника озимой пшеницы № Приёмы Глубина, см Марка орудий обработки Агротехнические сроки п/п 1 2 3 4 5 Занятие 3. Составление системы обработки почвы в севообороте – 2 часа. Задание 1. Составить систему обработки почвы в севообороте: 1- горох; 2озимая пшеница; 3- сахарная свекла; 4 – соя; 5- озимая пшеница; 6 – кукуруза на зерно, в зоне неустойчивого увлажнения. Необходимо соблюдать принцип разноглубинности, чередования отвальных и безотвальных способов, минимализации. Используя данные учебно-методической литературы и знания, полученные на лекциях заполнить последовательность приемов обработки почвы и представить в виде таблицы. Таблица. Система обработки почвы в севообороте № Приёмы Глубина, см Марка орудий обработки Агротехнические сроки п/п 1 2 3 4 5 культура горох по предшественнику кукурузе на зерно Вопросы для устного опроса: 1. Основные задачи обработки почвы 2.Способы и приемы обработки почвы 3. Научные основы обработки почвы 4.Технологические операции, применяемые при обработке почвы 5.Приемы поверхностной обработки почвы 6.Приемы средней обработки почвы 7.Приемы глубокой обработки почвы Список рекомендуемой литературы: 1. Земледелие Ставрополья : учеб. пособие для студентов по агрон. специальностям / Г. Р. Дорожко, А. И. Войсковой, Н. С. Голоусов, В. М. Передериева, О. И. Власова, Ю. А. Кузыченко ; под ред. Г. Р. Дорожко. Ставрополь : АГРУС, 2004. - 264 с.. 2. Кирюшин, В. И. Экологические основы земледелия / В.И. Кирюшин. – М. : Колос, 1996. –367 с. 3. Курбанов, С. А. Земледелие с основами почвоведения и агрохимии : учеб. пособие для студентов вузов по агрон. специальностям. - Махачкала, 2008. 393 с. - (Учебники и учебные пособия для студентво вузов. Гр. МСХ РФ). 4. Практикум по земледелию : учеб. пособие для студентов вузов по агрон. специальностям / И. П. Васильев [и др.]. - М. : КолосС, 2005. - 424 с. : ил. (Учебники и учебные пособия для студентов вузов. Гр. МСХ РФ). 5. Обработка почвы на Ставрополье : учеб. пособие для студентов по агрон. специальностям / Н. С. Голоусов, Г. Р. Дорожко, А. И. Войсковой, В. М. Передериева ; СтГАУ. - Ставрополь : АГРУС, 2004. - 108 с. - (Гр. УМО).. 6.Севообороты и их особенности в различных агропочвенных зонах Ставропольского края : учеб. пособие / В.М. Передериева, Г.Р. Дорожко, А.И. Войсковой и др. - Ставрополь : АГРУС, 2004. - 76с.. 7. Сорные растения в агрофитоценозах полевых культур и меры борьбы с ними : / О. И. Власова, Г. Р. Дорожко, Н.С. Голоусов, В. М. Передериева . – учеб. пособие, Ставрополь : АГРУС, 2004. - 52 с. 8. Трухачев, В. И. Сорные, лекарственные и ядовитые растения (альбом антропофитов) / под ред. В.М. Пенчукова и А.И. Войскового.- М. : МААО; Ставрополь : АГРУС, 2006. - 264 с. : ил. - (Гр. МСХ РФ). 9. Экологическое земледелие с основами почвоведения и агрохимии : учебник . – М.: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2011. – 189 с. 10.Энергосберегающие, почвозащитные системы земледелия Ставропольского края: рекомендации/ В.И. Трухачев, В.М. Пенчуков, В.К. Дридигер и др.; под общ. ред. В.И.Трухачева.- Ставрополь: АГРУС, 2007.- 64 с. 11.ЭБС Университетская библиотека ONLINE: Экологическое земледелие с основами почвоведения и агрохимии : учебник . – М.: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2011. – 189 с. 12. [Электронный ресурс] : моногр. ; под общ. ред. А. А. Жученко, В. И. Трухачева ; СтГАУ. - Ставрополь : АГРУС, 2011. - 844 с. 13. ЭБС «Лань»: Дорожко Г.Р., Пенчуков В.М., Передериева В.М., Власова О.И. Земледелие Ставрополья: учеб. пособие. – Ставрополь: Агрус, 2011. – 288 с. 14. ЭБС Университетская библиотека ONLINE: Сафонов А. Ф. Вопроизводство плодородия почв агроландшафтов :учеб. пособие / А. Ф. Сафонов. - М.: Издательство РГАУ-МСХА, 2011. - 391 с. 15. ЭБС Университетская библиотека ONLINE: Шуравилин А. В., Бушуев Н. Н., Скориков В. Т., Салдаев А. М. Ресурсосберегающие технологии в земледелии: учеб. пособие / А. В. Шуравилин, Н. Н. Бушуев, В. Т. Скориков, А. М. Салдаев. - М.: Российский университет дружбы народов, 2010. - 200 с. БД Труды ученых СТГАУ Системы земледелия Ставрополья