Шпаргалка по "Природоведению"

БУРЫЕ СТЕПНЫЕ ПОЧВЫ – формируются в зонах южных сухих пустынь и полупустынь с жарким пустынным климатом, по внешнему виду близки к светло-каштановым, низкая мощность гумусового горизонта (10 – 15 см). Гипс и прочие растворимые соединения встречаются в больших объёмах, чем в прочих почвах, содержание гумуса 2%, бывают солонцеватыми, образуют с солонцами большие комплексы, освоение данных почв целесообразно лишь при низком содержании солонцов в площади данной почвы, применяют все виды минеральных удобрений, обязательна защита от выветривания.

СОЛОНЧАКИ – почвы содержащие в профиле много легко растворимых солей, основная масса солей на поверхности образует корку, источником солей в таких почвах является солёные грунтовые воды, соли, приносимые с ветром, на территории размещения таких почв характерны высокие температуры, гранулометрический состав различный: содержание гумуса различно и зависит от района (0,3 – 5%). Солончаки нельзя использовать без коренного изменения, применяют промывание пресной водой, перед промывкой проводят глубокую вспашку, гипсование и внесении органических удобрений.

СОЛОНЦЫ – почвы в верхней части которых нет солей в токсичных для растений концентрациях, но содержится много обменного Na,  почвы развиваются в результате развития солонцеватого процесса. Особенностью гранулометрического состава является низкий объём физической глины, присутствующей в основном в солонцеватом горизонте, количество гумуса (1,5-3%), гумус иногда накапливается не на поверхности, а в элювиальном горизонте, качественного гумуса практически нет. Почвы имеют щелочную реакцию, гумусовый горизонт бесструктурный, иногда имеет призматическую или столбчатую структуру с высокой плотностью, малый период спелости. Необходимы коренные изменения, рыхления, усиление мощности гумусового горизонта.

65. Органическое вещество почвы.

Гумус – часть органического вещества почвы, представленная совокупностью специфических и неспецифических орг. в-в почвы, за исключением соединений, входящих в состав живых организмов  и их остатков.

Основные источники образования гумуса в почве – корневые выделения растений, орг. остатки растений, животных и микроорганизмов, а также органические удобрения.

Основными  группами гумусовых в-в являются гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины.

 Гуминовые кислоты - группа гумусовых веществ, содержащая (%): углерод (С) -50-62; водород (Н) -2,8-6; кислород (О) -31-40; азот (N) -2-6. Они извлекаются из почвы щелочами в виде темноокрашенного раствора (гуматов натрия, аммония или калия). Фульвокислоты - это светлоокрашенные гумусовые вещества, оставшиеся после выпадения в осадок гуминовых кислот. Элементарный состав фульвокислот (%): углерод (С) 44-49; водород (H)-3,5-5; кислород (О) -44-49, азот (N)-2-4.

Гумины - специфические гумусовые вещества, которые не извлекаются из декальцинированной почвы.

Образование гумуса. Сначала в этом процессе участвуют микроорганизмы, способные использовать и усваивать  легкодоступные органические соединения (сахар, крахмал и т.п.). То, что они не смогли "съесть" (труднодоступные комплексные соединения: целлюлозу, лигнин, жиры и растительные белки) поедают другие группы микробов и организмов, способные это делать, обладающие более мощными ферментами. К ним подключаются грибы они довершают процесс разрушения детрита.

Вот теперь представьте себе картину: масса микробов и грибов выделила в окружающую их среду, согласно природе их питания, огромное количество ферментов - особых специфических белковых катализаторов, которые растворяют "кто что способен". Но все вместе они растворяют почти все органические остатки, сами при этом в реакции не вступают и не расходуются (такова их природа).

Далее часть растворенной массы всасывается телами микробов и грибов и усваивается ими. Они растут, наращивая свои тела, и умножаются в численности, пополняя свои ряды. А другая часть растворённых под действием ферментов органических веществ, которые находятся в форме различных химических молекул разной сложности, не может оставаться "бесхозной" и ждать своей участи поглощения. Так образуются огромные полимеры, которые превращаются в гуминовые и фульвокислоты. А кислоты, вступая в химические реакции с минералами почвы образуют соли этих кислот - гуматы и фульваты - это первичный гумус микробного и грибного происхождения. Далее кольчатые черви поедают аэробных микроорганизмов , «откормленных» на органическом веществе опада, далее через копролиты кольчатых червей выделяется биогумус.

Роль гумуса в предохранении почв от выветривания, создание их гранулярной структуры, снабжение растений необходимой для фотосинтеза углекислотой, биологически активными ростовыми веществами. Поэтому сохранение и преумножение запасов гумуса - одна из первоочередных задач земледельцев.

Агрономическая ценность гумуса в значительной степени определяется соотношением содержащихся в нем гуминовых кислот и фульвокислот. При преимущественном синтезе гуминовых кислот в почвах формируется четко выраженный гумусовый горизонт, обладающий высоким плодородием. Такие почвы характеризуются водопрочной, водоемкой структурой и гидрофильностью, богаты органическими формами азота, фосфора и других элементов питания растений.

66. Минеральные вещества почвы. Пути оптимизации питания растений

Минеральные (неорганические) вещества почвы на 60-80% представлены кристаллическим кремнеземом или кварцем. Значительное место в минералогическом составе почвы занимают алюмосиликаты (полевые шпаты и слюда). К алюмосиликатам относятся и вторичные глинистые минералы, в частности гекторит, стивенсит. Гигиеническое значение их обусловлено тем, что они определяют поглотительную способность и емкость поглощения катионов (например, тяжелых металлов) почвой.

Кроме кремнезема и алюмосиликатов, в минеральный состав почвы входят практически все элементы периодической системы Д.И. Менделеева. К химическим элементам, которые содержатся в почве и имеют наибольшее гигиеническое значение, относятся кислород, кремний, железо, кальций, натрий, калий, углерод, хлор. Из химических элементов, входящих в небольших количествах в состав минеральных веществ почвы, наибольший интерес с гигиенической точки зрения представляют биомикроэлементы: фтор, йод, медь, цинк, марганец, кобальт, молибден и др. Их повышенное или пониженное содержание в почве определяет концентрацию этих элементов в контактирующих с почвой средах (воде, растениях, атмосферном воздухе), что влияет на формирование естественных биогеохимических провинций, играющих ведущую роль в возникновении эндемических заболеваний. В таких провинциях в организм человека с местными продуктами питания, питьевой водой и воздухом поступает избыточное или недостаточное количество того или другого биомикроэлемента, т. е. не отвечающее физиологической потребности.

Содержание химических элементов в почве можно оценивать в кларках. Под кларком понимают среднее содержание химического элемента в эталонной (незагрязненной) почве (литосфере). Так, один кларк кальция равен 3,25% по массе, или 32,5 г/кг почвы. Содержание элемента в почве на уровне 3-4 кларков и более свидетельствует о ее загрязнении. Отклонение от этого состава считается той или иной степенью загрязнения.

Кальций, магний, калий, а также фосфор и сера являются пита­тельными элементами для растений, поэтому содержание их в породе играет первостепенную роль. Наиболее обеднены этими элементами пески,   поэтому  сформировавшиеся на них почвы характеризуются низкой производительностью. В суглинистых и глинистых породах количество   биологически  активных   элементов   заметно  возрастает.

67. Почвенная биота. Роль растений и животных в образовании почв.

Почвенная биота - совокупность живых организмов, населяющих почву. В их число входят микроорганизмы: бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, микроскопические животные (простейшие, черви, насекомые, позвоночные), а также лишайники, внедряющиеся с помощью гифов в почву, и зеленая растительность, имеющая в почвах свою корневую зону. Сухая масса живых организмов измеряется тоннами и десятками тонн на один гектар. Обычно, чем плодороднее почва, тем в ней больше содержится живого вещества и тем оно разнообразнее по видовому составу живых организмов.

Именно почвенные организмы отвечают за разложение органи­ческого вещества, образовавшегося в наземной экосистеме при фотосинтезе, и снабжают растения доступными ресурсами. Они также играют существенную роль в формировании стабильных поч­венных агрегатов. Жизнедеятельность почвенной биоты определяет уровень плодородия почв, а возможность управления биотой на основе контроля почвенной влаги представляет интерес с точки зрения дискуссионной проблемы устойчивого развития. Почвенная биота — идеальный пример системы, обеспечивающей устойчивое существование ненарушенных экосистем в течение очень больших промежутков времени. Важнейшая роль почвенной биоты связана с организацией циклов элементов (С, N, Р и др.), что позволяет многократно использовать ограниченное количество каждого ре­сурса, т. е. как бы придать конечному свойства бесконечного.

Бактерии, грибы, а также их хищники, включая простейших, нематод, клещей, дождевых червей и другие организмы, обеспе­чивают деструкцию органического вещества. Органическое вещество естественного происхождения представлено продуктами фотосинтеза (опад, корневые выделения растений). Основная роль почвенной биоты связана с минерализацией органического вещества и сохранением питательных ресурсов в пределах экосистемы. Биота поставляет растениям минеральные ресурсы, которые образуются в процессе минерализации органического вещества. Те ресурсы, которые в данный момент времени не потребляются растениями и могут быть потеряны экосистемой в случае их выноса (поверхностные, грунтовые воды), связываются почвенной биотой и временно консервируется в их биомассе. Последний процесс называется иммобилизацией ресурсов. В ходе последующих естественных процессов частичной гибели биоты (отмирание, дей­ствие хищников) эти ресурсы снова поступают в среду. В ненару­шенных экосистемах процессы минерализации и иммобилизации тесно связаны с ростом растений, что обеспечивает устойчивое существование экосистемы.

68. Агроэкологическая классификация с/х. культур.

Агрономическая оценка с/х культур начинается с установления длительности вегетационного периода. Особое внимание должно быть уделено оценке мин темпер для прорастания семян и появления всходов. При низких темпер. почвы семена не дают всходов, а при длительном воздействии низ тем они загнивают. Чем выше темп почвы в период посев-всход, тем быстрее идет процесс прорастания. Для каж раст существуют границы темп, в пределах кот происходит прорастание семян: кукуруза мин – 8-10С, сред – 30-35С, мак – 40-45С.

холодоустойчивые – способность растений длительное время переносить низкие положительные температуры (1-10С) без необратимых повреждений.

Морозоустойчивость – способность растений переносить температуры ниже 0ºС кратковременно. Складывается из способности растений замедлять замерзание путем экранирования от охлаждения, уменьшают температуру замерзания и устойчивости протоплазмы. Они подразделяются на: наиболее устойчивые (горох, ячмень), устойчивые (бобы, лен), среднеустойчивые (соя), малоустойчивые (кукуруза, просо), неустойчивые (гречиха, рас).

Жароустойчивость – способность переносить жару без необратимого повреждения (нежаростойкие- повреждаются уже при 30-40 С, жаровыносливые- переносят получасовое нагревание при 50-60 С).

По отношению к тепловому режиму: супертемпературные – виды у кот превышение темп листа над темп воздуха 13 С, эти рас имеют толстые мясистые листья, субтемпературные – виды, для кот характерен отрицательный темпер-ый градиент лист-воздух, достигающий 15С (арбуз, дыня).

Световая энергия – важный ф-р ж/д растений. По реакции на продолжительность дня: растения длинного дня – цветут и плодоносят 12ч (пшеница, капуста); короткого дня – всходят, цветут и плодоносят менее 12ч (кукуруза, фасоль); нейтрального дня- виды не обладающие фотопериодической чувствительностью (бобы, гречиха, томат).

Влагообеспеченность. Потребность в воде характеризуется: Транспирационный коэфф. – количество воды, расходуемое на образование единицы сухой массы.

Коэфф. водопотреб. – количество воды, расходуемое растениями и почвой на создание 1т товарного урожая.

По строению и размеру корневой системы с\х культуры делят на три группы:

1.      С сильно разветвленной корневой системой, распространенной в глубину до2-5 м

2.      С мощной корневой системой проникающей в подпахотные слои на глубину 1-2 м

3.      С поверхностно (слабо- или сильноразветвленной) распространенной корневой системой.

Корневая система овощных растений значительно уступает многим полевым культурам по глубине проникновения, распространению в сторону, степени разветвленности и способности извлекать из почвы труднодоступную влагу.

Например корни озимой пшеницы уходят на глубину до 2 м, кукурузы до 4 м, люцерны до 15-20 м, а корни растения огурца до 0,30 м , перца до 0,50 м, томатов до 0,90 м

По способности извлекать из почвы влагу и расходовать ее культуры делятся :

1.      Хорошо извлекают воду и интенсивно расходуют ее (столовая свекла)

2.      Хорошо извлекают воду, но экономно расходуют ее (дыня, арбуз, морковь, овощная
кукуруза, просо)

3.      Плохо добывают воду и неэкономно расходуют (капуста, баклажан, огурец)

4.      Слабо извлекают влагу и экономно ее расходуют (чеснок, лук)

Оценка сельскохозяйственных культур как предшественников в звеньях севооборота. Все культурные растения объединяют в следующие группы:

1-ая группа – способствует очищению почвы от сорняков, сохраняют влагу, накапливают питательные вещества. К ней относятся пропашные, зернобобовые, однолетние и многолетние кормовые травы, а также так называемые пары

2-ая группа- наиболее требовательные к плодородию и наиболее ценные в хозяйственном отношении культуры, оставляющие после себя мало органического вещества: твердая и мягкая пшеницы, просо, гречиха, озимая рожь  и озимая пшеница.

3-я группа – менее требовательные к плодородию почвы и менее ценные культуры, которые выносят большое количество питательных веществ: овес, ячмень, горчица.