Курсовая работа: Почвенно-климатические условия выращивания картофеля на территории Раменского района Московской области

К началу вегетации в 50-сантиметровом слое аккумулируется не более 80 - 100 мм продуктивной влаги. Поэтому влагообеспеченность сельскохозяйственных культур полностью зависит от количества атмосферных осадков, так как остальные 200 - 300 мм влаги, необходимые для получения нормального урожая должны пополняться дождями. Однако по подсчетам в области в 29 случаях из 100 наблюдаются засушливые вегетационные периоды, а в 7 случаях может быть катастрофическое снижение урожая из-за засухи. Таким образом, для получения устойчивых урожаев требуется и дополнительное количество влаги в засушливые периоды вегетации. Наиболее простым и практически достижимым почти в любом хозяйстве является орошение на местном стоке Другим приемом, улучшающим водный режим, является углубление пахотного слоя с его одновременным окультуриванием и активизацией влаги в слое почвы 50 - 100см, что может быть достигнуто за счет улучшения физико-химических и физических свойств этого слоя (т.е. снижения объемного веса до 1,2 - 1,3 г/см3, увеличения порозности до 50 - 55%). Агрофизические свойства дерново-подзолистых глееватых почв приведены в таблице №16. Эти почвы отличаются высоким значение объемного веса, достигающего 1,6г/см3, низкой порозностью, неудовлетворительными величинами водно-физических свойств. Здесь также сказывается значение механического состава в формировании физических условий почвенного плодородия.

Таблица №16. Агрофизические свойства дерново-подзолистых глееватых почв.

Отличительной чертой водного режима дерново-подзолистых глееватых почв является то, что в годы, средние по количеству осадков, влажность в пахотном слое длительное время превышает наименьшую влагоемкость. В такие годы на этих почвах наблюдается вымокание посевов. Дерново-подзолистые глееватые почвы, занятые луговыми угодьями, в средние по осадкам годы характеризуются высокой влажностью почвенного профиля. Снижение влажности до величины, соответствующей ВРК, наблюдается в наиболее засушливые периоды в отдельных слоях почвы. Грунтовые воды в течение всего летнего периода находятся на глубине 130 - 150 см. В сухие годы эти почвы иссушаются довольно глубоко, хотя грунтовые воды остаются на тех же глубинах (130 - 150 см), что и в средние по увлажнению годы. Иссушение этих почв в такие коды настолько значительно, что осенние осадки не вызывают сквозного их промачивания. Во влажные годы грунтовые воды в течение вегетационного периода залегают на глубине 80 - 100 см, а влажность почвы поддерживается на высоком уровне.

Светло-серые лесные почвы, формирующиеся на пылеватых покровных суглинках и глинах, характеризуются неудовлетворительными физическими условиями плодородия. Это связано в первую очередь с неустойчивой по отношению к размывающему действию воды структурой. Количество пыли достигает 80%, что ведет к заплыванию этих почв после выпадения обильных дождей и образованию плотной корки при высыхании. Корка резко ухудшает водно-воздушный режим. Сложение светло-серых лесных почв характеризуется величинами объемного веса (г/см3) в пахотном слое, близкими к единице. Под озимыми и многолетними травами он возрастает до 1,2 - 1,4 г/см3. В подпахотном слое его величина достигает 1,3 - 1,5 г/см3. В иллювиальных горизонтах (В и ВС) объемный вес колеблется в пределах 1,4 - 1,6 г/см3. Соответственно порозность изменяется по профилю почвы от 57 до 38%. Водные свойства светло-серых лесных почв характеризуются следующими показателями: НВ в гумусовом горизонте достигает 32 - 34%. В А2В1 ее величина снижается до 23%. МГ колеблется в пределах 3,8 - 5,4% в пахотном слое и 7 - 9,5% в горизонтах В и ВС. ВЗ изменяется соответственно от 7 до 13%. Водопроницаемость этих почв резко изменяется по профилю (от 0,1 до 0,02 мм/мин) и является совершенно неудовлетворительной. Особенно это сказывается в период снеготаяния, когда основная масса накопленной снегом влаги теряется на поверхностный сток.

Серые лесные почвы обладают несколько более благоприятными показателями физических свойств (плотность, порозность, оструктуренность), чем светло-серые, в связи с более высоким содержанием органического вещества. Структура серых лесных почв обладает достаточной водопрочностью. Выход пыли составляет 12 - 14%. Плотность сложения почв тесно связана с их оструктуренностью. На хорошо удобренных полях объемный вес пахотного слоя составляет 0,9 - 1,1 г/см3, порозность в среднем составляет 62 - 52%.

Водно-физические свойства серых и светло-серых лесных почв близки по количественным показателям. Водопроницаемость верхнего слоя серых лесных почв под лесом неудовлетворительная - 0,2 мм/мин. На пашне она снижается до 0,04 мм/мин. В подпахотном слое, особенно при наличии плужной подошвы, водопроницаемость становится совершенно неудовлетворительной. Водный режим светло-серых лесных сильнооподзоленных и серых лесных среднеоподзоленных почв близок к водному режиму дерново-подзолистых почв. Вследствие сильной расчлененность рельефа значительное количество влаги теряется в результате стока. Сквозное промачивание наблюдается далеко не каждый год и только в весенний период. Летние дожди вызывают промачивание почвы до глубины 20 - 30см. В отдельные засушливые годы во второй половине лета наблюдается дефицит почвенной влаги в слое 0 - 50 см пахотной почвы. Необходимо подчеркнуть, сто серые лесные почвы, особенно в засушливые годы, нуждаются в искусственном орошении на местном стоке. Без этого мероприятия невозможно обеспечить устойчивый урожай сельскохозяйственных культур. Пахотные разновидности пойменных дерновых почв характеризуются высоким объемным весом (1,3 - 1,5 г/см3), высокой скважностью (45 - 50%) и значительной влагоемкостью (30 - 34%). Максимальная гигроскопичность колеблется по профилю от 3,4 до 5,6% (табл. №17).

Таблица №17. Водно-физические свойства пойменной дерновой пахотной почвы.

Водный режим пойменных дерновых почв вследствие глубокого залегания почвенно-грунтовых вод и слоистого сложения профиля неустойчив и малоблагоприятен для произрастания растений. Капиллярная кайма постоянно находится за пределами корнеобитаемого слоя. Полевая влажность орошаемых почв в течение вегетационного периода держится более или менее постоянно на уровне 15 - 22% (на вес абсолютно сухой почвы). В засушливы и жаркие годы запас влаги в таких почвах (в промежутках между поливами) может опускаться до влажности завядания.

Вследствие тяжелого механического состава, после обильных дождей и поливов пахотные разновидности пойменных дерново-луговых и пойменных луговых почв легко заплывают, образуя на поверхности трудно проницаемую корку. Агрофизические свойства этих почв характеризуются значительной плотностью (1-1,1 г/см3), величина которой часто увеличивается к нижней части профиля. По сравнению с почвами прирусловой поймы они обладают большей скважностью (56 - 69%), более высокой полной влагоемкостью (53 - 61%) и значительно больше содержат недоступной влаги (табл. №18).

Таблица №18. Водно-физические свойства почв центральной поймы.

Целинные пойменные дерново-луговые и пойменные луговые почвы обладают хорошей водопрочной структурой. После распашки структура этих почв значительно ухудшается.

Высокая водопрочность структурных агрегатов и близость почвенно-грунтовых вод создают в почвах центральной поймы в целом благоприятные условия водного режима. Они обладают значительными запасами доступной (продуктивной) влаги. Недостающие запасы влаги на преобладающей территории центральной поймы восполняются периодическим орошением. Полевая влажность в этом случае поддерживается в течение всей вегетации возделываемых культур на достаточно высоком уровне (23 - 27% на абсолютно сухую почву) и лишь в очень сухие годы может спускаться до критического уровня.

В большинстве почв Раменского района физические и водно-физические свойства почв требуют коренного улучшения. Все почвы Раменского района требуют орошения в засушливые годы. Нормы орошения зависят от количества осадков, выпадающих в течение вегетационного периода возделываемых культур. Для картофеля в засушливые годы достаточно провести 2 - 4 полива с общей оросительной нормой 500 - 1000м3/га.

Под культуру картофеля необходимо также проводить мероприятия для улучшения таких физических свойств, как плотность и порозность. Для этого необходимо внесение повышенные дозы органических удобрений, а также периодическое изменение глубины вспашки для разрушения подпашенной подошвы.

Тепловые свойства почв Раменского района

Воздушные и тепловые свойства почв полностью зависят от механического состава почвы и почвообразующей породы, количества органического вещества в почве, а также от влажности почвы.

В различные коды условия нагревания и охлаждения дерново-подзолистой почвы под паром и лесом различны, что объясняется не только температурным режимом, но и степенью увлажнения верхнего слоя почвы. В периоды высокой влажности при температуре воздуха около 180 температура поверхности почвы (в пределах 5-сантиметрового слоя) может превышать 300. В периоды с относительно низкой влажностью при температуре воздуха выше 200 температура этого слоя не превышает 250.

Максимальная среднемесячная температура верхнего 10-сантиметрового слоя, как и максимальная температура воздуха, наблюдается в июле, а в отдельные годы она распространяется на весь летний период. Повышение температуры верхнего слоя почвы до 150 происходит в начале мая. Иногда срок наступления этой температуры может отодвинуться на начало третьей декады мая, что может быть вызвано обильно выпавшими осадками. Нагревание почвы до 150 наблюдается на глубине почвы от 80 до 115 см. Такая температура на указанной глубине отмечается в середине или конце августа. Температура на поверхности почвы выше 150 сохраняется в течение 3½ - 4½ месяцев. Период активных температур выше 100 наступает в начале апреля и заканчивается в конце августа - начале октября. Максимальная глубина их проникновения в сентябре около 2,5 м. Следует отметить, что температуропроводность в пахотном слое ниже, чем в других почвенных горизонтах, что связано с меньшей его плотностью. Период температур от 5 до 100 наступает в конце марта и заканчивается в октябре. Период охлаждения всей почвенной толщи имеет одинаковую продолжительность в верхней и нижней части. Он составляет около 5 месяцев и характеризуется температурой ниже 50. Отрицательные температуры наблюдаются на поверхности почвы с ноября по март. Глубина их проникновения от 38 до 60 см в зависимости от температуры зимой, мощности и плотности снежного покрова.

Температура почвы самого теплого месяца изменяется в зависимости от вида угодья. Так, на поверхности почвы под паром средняя температура составляет 22,80, под пластом трав 19,50; на глубине 20 см она соответственно равняется 18,20 и 170. В самом холодном месяце средняя температура поверхности почвы под паром равняется -2,80, под пластом трав -2,50, на глубине 20 см соответственно -0,30 и -0,10.

Наибольшие запасы тепла накапливаются в почве парового поля. Разница между паром и пластом трав составляет в суммарном выражении на двухметровую толщу 590 кал/см2, между паром и лесом - 1090 кал/см2 (табл. №19).

Таблица №19. Послойные и суммарные запасы тепла в почве (кал/см2).

Знание характера промерзания и оттаивания почвы важно для установления наиболее рациональных сроков сева и выявления возможностей возделывания озимых культур. Промерзание дерново-подзолистых почв зависит от мощности и плотности снежного покрова. Промерзание почвы достигает в среднем 68 см, при наименьшей глубине 18 см и наибольшей - 115см. Большое значение в ходе и характере промерзания и оттаивания почвы имеет ее механический состав. Почвы легкого механического состава быстрее промерзают и быстрее оттаивают (табл. №20).

Таблица №20. Глубина промерзания почв разного механического состава.

Оценивая тепловой режим дерново-подзолистых почв в целом, можно сказать, что теплообеспеченность сельскохозяйственных культур почвенным теплом достаточна для возделывания нетеплолюбивых культур. В частности, достаточна для возделывания картофеля. В отдельные годы могут успешно выращиваться в открытом грунте и теплолюбивые культуры.

Тепловой режим дерново-подзолистых глееватых почв в значительной степени зависит от механического состава, подстилающей породы и степени увлажнения. При весьма близких климатических показателях дерново-подзолистая глееватая супесчаная почва на покровном суглинке, оказывается более холодной летом, чем аналогичная почва, но подстилаемая водно-ледниковыми и моренными супесями. В самом теплом месяце температура первой почвы на глубине 0,2 м составляет +17,50, в самом холодном -0, 20, второй - соответственно +190 и -10С. Сумма активных температур на дерново-подзолистой глееватой почве на покровном суглинке составляет на глубине 0,2 м 21700 при сумме активных температур воздуха равной 18900. Продолжительность периода активных температур на глубине 0,2 м составляет пять месяцев. По теплообеспеченности эти почвы близки к дерново-подзолистым. В переувлажненные годы необходимо проведение водно-тепловой мелиорации. На дерново-подзолистой глееватой почве, подстилаемой супесчаными отложениями, сумма активных (>100) температур равна 24300 при температуре воздуха 20400. Продолжительность периода активных температур на глубине 0,2 м пять с половиной месяцев. Глубина распространения активных температур при подстилании глинистой мореной не достигает 3 м, на почвах, подстилаемых супесчаными отложениями, она превышает 3,2 м. Температура выше 150 соответственно распространяется глубину, превышающую 1 м и едва достигающую160 см. По теплообеспеченности эти почвы одни из лучших в районе.

Тепловой режим светло-серых и серых лесных почв схож с таковым дерново-подзолистых. Судя по данным метеостанции в Михневе, которые относятся к трем глубинам: 0,2, 0,4 и 0,8м, существенных отличий между этими почвами в температурном режиме, а также в климате приземного слоя воздуха и характере снежного покрова нет. Среднегодовая температура оголенной поверхности почвы колеблется около 40. Температура июля 210, января -120. Температура воздуха соответственно 3,3, 17,6 и -110. Абсолютный минимум -520 и -490. Температура почвы на глубине 0,2 м: среднегодовая 6,80, июля 18,30, января -1, 20, суммы активных температур почвы 22600, воздуха 19500.

Таким образом, теплообеспеченность сельскохозяйственных культур достаточная. В отдельные годы возможно возделывание теплолюбивых культур в открытом грунте.

Бонитировка почв

Бонитировка - сравнительная оценка почв по их производительности. Она позволяет установить в количественных показателях (баллах) почвенное плодородие и соответствующую его уровню урожайность сельскохозяйственных культур.

Для северо-западных районов Российской Федерации, в том числе и для Московской области, включающей в себя и Раменский район, рекомендуется бонитировка почв по методу Н.Л. Благовидова. Она проводится с учетом мощности гумусового горизонта или пахотного слоя и содержания в нем гумуса, характера подпахотного горизонта и особенностей почвообразующих пород, механического состава, реакции почвы (по величине рН солевой вытяжки) и наличия в ней признаков оглеения. Почва оценивается по стобалльной системе. Лучшей почве присваивается 100 баллов, менее производительные почвы оцениваются более низкими баллами. Для обобщения и упрощения пользования оценочной таблицей вводят оценку почвы в классах бонитета. Каждый класс объединяет 10 баллов бонитета. Чем выше класс, тем лучше качество почв. При переводе балльной оценки в класс бонитета пользуются шкалой. С целью определения балла почвы Н.Л. Благовидовым составлены оценочные таблицы для почв разного механического состава, развитых на разных породах.

Пользуясь этими таблицами, можно провести оценку почв Раменского района (табл. №№21, 22).

Таблица№21. Материалы для составления бонитировки почв Раменского района.

Таблица №22. Сводная таблица бонитировки пахотных почв Раменского района.

Средневзвешенный балл распаханных почв Раменского района Московской области составляет 66, что является достаточно благоприятным для выращивания в районе картофеля.

Выбор почв под картофель

Формируя клубни в почве и преодолевая механическое сопротивление почвы, картофель предъявляет повышенные требования к физико-механическим свойствам почвы. Для роста и развития клубней картофеля, больше всего подходят высокоокультуренные почвы, легкие и средние по механическому составу, с глубоким пахотным слоем (не менее 20 - 22см), содержанием гумуса 2% и выше, без сплошного подзолистого горизонта, с насыщенностью основаниями не менее 75%, средне - и слабокислые. К тому же почвы должны сохранять рыхлость в течение всего вегетационного периода, не уплотнялись и не заплывали при выпадении дождей и обладали хорошей просеиваемостью в период уборки урожая. Оптимальная объемная масса пахотного слоя на дерново-подзолистых суглинистых почвах для картофеля составляет 1,1 - 1,2 г/см3. Для нормального формирования и роста клубней необходим постоянный доступ воздуха, содержащего 18 - 20% (по объему кислорода). Оптимальный водный режим для культуры картофеля складывается в том случае, когда влажность почвы поддерживается до бутонизации на уровне не ниже 65% от ПВ, а после бутонизации и до уборки - 75% от ПВ.

По классу бонитета наиболее подходят почвы с классом бонитета VII и выше, качественная характеристика которых - средние и лучшие.

В Раменском районе этим требованиям соответствуют дерново-подзолистые глееватые и глеевые, дерново-глеевые и пойменные почвы. На дерново-подзолистых почвах, наиболее широко представленных в районе, а также на серых лесных почвах картофель можно возделывать только после коренного улучшения их свойств.

Мероприятия по эффективному использованию почв под культуру картофеля

Родина картофеля - высокогорные районы Южной Америки с умеренно-влажным климатом. Это наложило отпечаток на требования этой культуры к условиям произрастания. Высокие и устойчивые урожаи можно получить только при обеспечении оптимальных условий для его роста и развития.

Первоочередная задача, которая вытекает из требований картофеля к почвенным условиям, сводится к тому, что необходимо не только правильно выбрать почву под посадки картофеля, но и проводить мероприятия по эффективному использованию имеющихся почв под культуру картофеля.

Необходимая плотность почвы достигается в первую очередь правильной системой обработки, которая способствует не только повышению урожайности картофеля, но и созданию условий для механизации производственных процессов при возделывании этой культуры, особенно при уборке урожая. При обработке почвы под картофель в настоящее время применяют разнообразные способы и приемы: вспашку плугом с предплужником, вспашку с углублением пахотного горизонта, глубокое безотвальное рыхление плугами без отвалов и плугами с вырезными корпусами, глубокое рыхление почвы культиваторами и плоскорезами, вспашку с одновременным кротованием и т.д.

Однако установлено, что на суглинистых и глинистых почвах, несмотря на применение самой совершенной системы обработки почвы осенью, весной и в течение вегетации, к периоду уборки она становится плотной и, при отклонении от оптимальной влажности, имеет плохо просеиваемый пласт. Сделать суглинистые и глинистые почвы рыхлыми можно только за счет многократного внесения высоких доз органических удобрений - торфа и навоза. Это под силу не всем хозяйствам. К тому же повышенные требования к рыхлости почвы предъявляет только картофель. Поэтому лучшим решением по вопросу об увеличении урожайности картофеля является концентрация его посадок в специализированных севооборотах. При концентрации и специализации могут быть рекомендованы, например, следующие севообороты:

зерновые с подсевом клевера - клевер - картофель - картофель;

занятой пар (ранний картофель) - озимая пшеница - картофель - овес с подсевом клевера - клевер - картофель - картофель - свекла кормовая;

озимые - картофель - кукуруза на силос - ранний картофель (пар);

кукуруза на силос - картофель - свекла кормовая - картофель.

Непременным же условием при введении севооборотов с высоким насыщением картофелем является систематическое применение повышенных доз органических и минеральных удобрений. Основная роль в повышении продуктивности картофеля принадлежит азотным и калийным удобрениям. Для получения высоких урожаев картофеля хорошего качества (с высоким содержанием крахмала, витамина С и низким содержанием нитратов) оптимальным является внесение ТНК 50 т/га с N90P60K120.

Размещение картофеля в специализированных севооборотах дает возможность более правильно подойти так же и к решению ряда других вопросов. Например, к известкованию почвы с учетом биологии этой культуры и распространению болезней, в частности, парши. Внесение извести по полной гидролитической кислотности очень хорошо для зерновых, многолетних трав и других культур, но неблагоприятно для картофеля. В севооборотах, насыщенных картофелем, известь необходимо вносить по ½ гидролитической кислотности и лучше использовать для этих целей доломитовую муку. В случае известкования следует вносить под картофель повышенные дозы калия, чтобы снизить отрицательные действия кальция на проявление болезни парши. На полях, где почва имеет рН 5,0 - 5,5 для снижения кислотности будет достаточно для картофеля, если производить фосфоритование полей, внося фосмуку вместе с органическими удобрениями в виде компостов. Повышенные дозы органических удобрений и сами приводят к снижению кислотности, т.к с каждой тонной навоза в почву дополнительно вносится 4 - 5 кг кальция (СаО).

Еще одна проблема в возделывании картофеля - недостаток влаги в засушливые годы. Наблюдения показывают, что недобор урожая картофеля из-за недостатка влаги в период клубнеобразования бывает 3 - 5 раз в 10 лет. Для поддержания оптимальной влажности в течение вегетации достаточно бывает провести 2 - 4 полива с общей оросительной нормой 500 - 1000 м3/га, распределив по фазам роста примерно так: до бутонизации 1 - 2 полива и в период бутонизация - цветение 1 - 2 полива. На орошаемых землях необходимо создать глубокий рыхлый слой почвы. Для этого пахоту следует проводить плугами с почвоуглубителями, не допуская образования подпахотной подошвы.

Созданию оптимальных условий для нормального прорастания клубней, а потом и для хорошего роста и развития, служат такие приемы агротехники, как посадка предварительно прогретого семенного материала в прогретую до 6 - 80С почву, в предварительно нарезанные гряды, мелкая заделка клубней на 6 - 8 см с последующим наращиванием гребней при проведении довсходовых междурядных обработок с одновременным боронованием.

Заключение

Обобщая вышеизложенное, можно сделать вывод, что почвы Раменского района обладают достаточно благоприятными тепловыми свойствами и не достаточно благоприятными агрофизическими и агрохимическими свойствами для выращивания картофеля. Однако возможно добиться высоких урожаев картофеля на этих почвах, выполняя все необходимые способы мелиорации такие, как осушение, орошение, защита почв от ветровой и водной эрозии, внесение повышенных доз органических и минеральных удобрений, а также все приемы агротехники, необходимые для возделывания картофеля.

Список используемой литературы

1.         Агроклиматический справочник по Московской области, М., "Московский рабочий", 1967 г., 135 стр., с карт.

2.         Курганова Е.В., "Плодородие почв и эффективность минеральных удобрений в Московской области", М., издательство Московского Университета, 1999 г.

3.         Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. "Органическое вещество почв Российской Федерации", М., "Наука", 1996 г., 256 стр., табл., илл.

4.         "Почвоведение", учебник для сельскохозяйственных ВУЗов под ред. И.С. Кауричева, М., 1989г., 720стр.

5.         "Почвы Московской области и повышение их плодородия", М., "Московский рабочий", 1974 г., 622 стр., с илл.

6.         "Практикум по почвоведению" под ред. И.С. Кауричева, М., "Агропромиздат", 1986г., 336стр.

7.         Рекомендации по выращиванию картофеля в колхозах и совхозах Московской области, М., 1973 г., 51с.

8.         Смирнова Е.Д., "Реки и озера Московской области", М., "Московский рабочий", 1958 г., 96 стр., карты.

9.         Тектониди И.П., Воловик А.С., Коршунов А.В., "Справочник мастера-картофелевода".