Агроекосистема та її конструювання

Размещено на http://www.allbest.ru

План

Вступ

Конструювамння агроекосистемми

Біогумус

Особливості розвитку і живлення сільськогосподарських культур

Відродження родючості грунту

Закони землеробства

Системи землеробства і сівозміни

Системи землеробства та їх класифікація

Сівозміна -- основна ланка системи землеробства

Заходи щодо підвищення екологічності систем землеробства

Висновок

Список використаної літератури



Вступ

Сільськогосподарська екологія - наука про чинники зовнішнього середовища, їх вплив на організми культивованих рослин і тварин, про природних комплексах, перетворених діяльністю людини для виробництва екологічно чистої продукції рослинництва і тваринництва.

Розвиток сільськогосподарської екології проходив нерівномірно. У першій половині поточного століття були досягнуті великі успіхи у вивченні впливу умов середовища на ріст і розвиток культурних рослин, врожайність сільськогосподарських культур. У середині століття в загальній і, зокрема, у сільськогосподарській екології стали переважати системні дослідження. З'явилися фундаментальні роботи з вивчення аграрних ландшафтів, агробіоценозів, пасовищних і ферменних біогеоценозів.

Історія розвитку сільського господарства характеризується головним чином прагненням отримати як можна більш високі урожай культивованих рослин. На зміну маловрожайних культур і сортів прийшли нові, більш продуктивні. У ході штучного відбору та селекції виведені сорти рослин з максимальною часткою корисної для людини продукції (зерна, плодів, бульб тощо).

Інтенсифікація рослинництва і тваринництва супроводжується збільшенням витрати додаткової енергії. Ця енергія використовується для обробки грунтів, посівів сільськогосподарських культур, збирання врожаю, виробництва і застосування мінеральних добрив, пестицидів і т.д. в результаті зростає енергетична «ціна» кожної харчової калорії.

Вважається, що до появи сільськогосподарського виробництва всі тварини і фотосинтезуючі рослини могли підтримати існування близько 10 млн осіб. Тепер, коли 10% планети зорано, зрошуючи, підживлено, сільське господарство забезпечує життя більше 5 млрд людей. Частина біопродукції люди споживають безпосередньо, частина згодовують тваринам і тільки і тільки потім використовують. Крім сільського господарства джерелом їжі служать і інші частини світової екосистеми (сінокоси, пасовища, Світовий океан). Разом з тим, за даними ООН, 0,5 млрд людей у світі, жителів головним чином країн, що розвиваються, голодують, а до 2 млрд людей не забезпечені нормальним харчуванням, тобто недоїдають.

Сільськогосподарські угіддя Землі включають величезну кількість агробіоценозів. Агробіоценозі займають близько 1,2 млрд га, що становить більше 10% всієї поверхні суші. Рілля дає людству 88% харчової енергії. Крім того, приблизно 10% цієї енергії воно отримує від пасовищних екосистем. Близько 2% харчової енергії постачає Світовий океан. Наведені цифри переконливо показують значення сільського господарства. Сільське господарство, будучи важливим джерелом харчування людей і сировини для промисловості, одночасно являє собою могутній фактор впливу людини на навколишнє середовище. Воно особливо посилилося з зростанням населення планети, підвищенням енергоозброєності, вдосконаленням агротехнічних прийомів і селекції.

Розвиток сільського господарства породила такі негативні явища, як деградація грунтів, забруднення середовища, погіршення якості виробленої продукції, появу ряду нових хвороб рослин, тварин і людей.

Виникла необхідність екологізації сільського господарства.

Для досягнення екологічної стійкості і збереження природно-ресурсного потенціалу потрібно не тільки здійснити екологізацію виробничої діяльності людини, але і забезпечити охорону природних життєзабезпечуючих систем. Для цього необхідна система заходів щодо запобігання їх забруднення, підтримці цілісності та відновлення. Вирішення цього завдання - не що інше, як повернення боргів природі та введення соціально-економічного розвитку в екологічно безпечне русло, певне можливостями природно-ресурсного потенціалу регіонів, ємністю ландшафтів, тобто здатністю їх прийняти і трансформувати певну кількість речовини та енергії при стійкому функціонуванні.

Агроекосистемма -- нестійка система агроценопопуляцій культивованих рослин на оброблюваних ґрунтах. Її структура і режим підтримуються і регулюються людиною. При відсутності контролю поступово втрачає свої властивості і функції.



Конструювамння агроекосистемми

Особливої уваги при конструюванні агроекосистем заслуговують рослини-репеленти, що видяляють відлячні для комах речовини. Так, обробіток злакових трав навколо посівів квасолі знижує їх ушкодження цикадками. Перспективні і культури-« пастки». Наприклад, для боротьби з буряковою нематодою використовують ранні посіви хрестоцвітих з подальшою їх загортанням (сидерати). В умовах полікультури нерідко знижується ураження культивованих рослин збудниками хворіб і вірусами унаслідок менших темпів накопичення і розповсюдження інокулюма і вірусів під впливом мікроклімату -- зміни вогкості, температури, освітленості.

Конструювання агроекосистеми за принципом сівозміни, -- це послідовний обробіток різних культур в часі і просторі, робить вирішальний вплив не тільки, на родючости ґрунту, але і виживання фітопатогенів, нематод, комах, бур'янів.

Як дієвий засіб боротьби з шкідливими організмами здавна використовуються і різні способи обробки ґрунту. В зв'язку з цим необхідно враховувати, що перехід, наприклад, до мінімальної обробки ґрунту приводить до такої зміни видового складу бур'янів, при якому набувають широке поширення ботанічно близькі до оброблюваної культури види бур'янистої рослинності. Оскільки в рослинних залишках, що зберігаються на поверхні ґрунту, створюються кращі умови для виживання, зростання і розмноження фітопатогенів, вірогідність виникнення епіфітотій зростає. При мінімальній обробці підвищується виживання і комах-шкідників, зростає їх різноманітність. В той же час зниження температури (на 1--4°С) і більша вогкість ґрунту в цих умовах зменшують ураження рослин кукурудзи стебловою гнилизною.

Застосування соломи як мульчі знижує чисельність білокрилки, що є переносником вірусу. В цілому мінімальна обробка ґрунту наближає агроценози до природних екосистем, сприяючи не тільки збереженню органічних речовин, але і активації ґрунтових мікроорганізмів і безхребетних.

Чисельні дані свідчать про те, що в умовах використання високих доз азотних добрив, зрошування і потенційно високоурожайних сортів і гібридів (конкурентоспроможність яких звичайно понижена) істотне зменшення врожайності пов'язане із засміченістю полів. До числа особливо шкідливих для сільськогосподарських культур відносяться близько 250 видів бур'янів, звично характеризуються високою насінною продуктивністю. Найбільшу шкоду бур'яни наносять в першу третину вегетації культивованих рослин.

Багато бур'янів є резерваторами шкідників. Так, представники більш 70 родин членистоногих, що вражають культивовані види рослин, використовують бур'яни як кормову базу. В той же час і корисна ентомофауна нерідко приурочена до засмічуючих рослин. Причому наявні дані свідчать про те, що масове розповсюдження сільськогосподарських шкідників з більшою вірогідністю відбувається на незасмічених, ніж засмічених.

Тому залежність врожайності від густини популяції бур'янів виявляється нелінійною, а сигмоїдальною:низкая густина популяцій бур'янів звичайно не впливає на врожайність, а деякі види бур'янів навіть стимулюють зростання рослин-господарів.

Біогумус

Біогумус - високоефективне екологічно чисте органічне добриво з добре вираженою тривалою дією, що отримується в результаті розкладання гетеротрофними організмами органічних речовин. Біогумус утворюється на базі копролітів (екскрементів) компостних черв'яків. У його формуванні беруть участь мікрофлора і мікрофауна, що входять до складу біоценозу компостного бурту, біогумус залежно від вихідних органічних відходів і технології їх компостування має певні якісні і кількісні параметри, які можна контролювати і програмувати.

Біогумус містить всі необхідні рослинам мікроелементи живлення, а також біологічно активні речовини і вітаміни. У його складі присутні мікроорганізми, здатні фіксувати атмосферний азот. Ефективність біогумусу приблизно в 70 разів вища за традиційне органічне добриво - гній, до того ж на відміну від нього, біогумус не містить насіння бур'янів, що дозволяє понизити вживання гербіцидів.

Будучи, по суті, природним середовищем для проживання рослин і містячи в собі величезну кількість специфічної, грунтоутворюючої мікрофлори, біогумус можна використовувати для реанімації земель, що втратили свою родючість в результаті природних або антропогенних дій. Слід зазначити, що практичне вживання біогумусу проблематичне.

В основному він застосовується методом розкидання в кількості 4-6 т/га. При цьому він є поживним середовищем не лише для культурних рослин, але і для бур'янів. Біогумус відрізняється високою вологоємкістю і утримує до 70% води, хоча сам розчиняється погано. Його оптимальна вологість в межах 60%, що не дозволяє використовувати внесення за допомогою, скажімо, сівалки.

Найбільш ефективним методом витягування біологічно активних і поживних речовин з біогумусу є гідромеханічна діспергація. Дисперсна суспензія біогумусу при цьому має розмір мікрочастинок до ЗО мк, що надалі дозволяє використовувати його для позакореневого підживлення рослин всіма видами оприскувальної техніки.

Особливості розвитку і живлення сільськогосподарських культур

Всі рослини для свого росту і розвитку мають певні вимоги до зовнішнього середовища. До них відносяться повітря, світло, вода, тепло і поживні речовини, причому всі вони рівнозначні і незамінні. Недостача або відсутність однієї з них неминуче призведе або до значного послаблення росту, або до загибелі рослини.

Отримувати високі врожаї з хорошими технологічними властивостями можливо лише за сприятливих агрокліматичних умов, дотримання технологій, передбачених для певної зони з використанням високоефективних комплексних добрив.

Окрім вуглецю, кисню і водню, що отримуються з повітря, рослини витягують з ґрунту разом з водою такі важливі складові елементи живлення, як азот, фосфор, калій, магній, кальцій і сірка. Ці поживні елементи споживаються рослинами в порівняно великих кількостях і тому отримали назву макроелементи. Ті ж елементи, які споживаються рослинами в порівняно менших кількостях (бор, марганець, мідь, молібден, цинк, кобальт, натрій і деякі інші), називаються мікроелементами.

Кожен з цих елементів бере участь в нормальній життєдіяльності рослин і не може бути замінений яким-небудь іншим. Рівень використання цих елементів залежить від вигляду, породи, сорту, віку і фази розвитку рослин.

Зупинимося на характеристиці найбільш важливих з них.

АЗОТ - необхідна для росту рослин органічна сполука, що бере участь в їх розвитку. Рослини в різні періоди вегетації мають в ньому різну потребу. Важливо те, що окремі види рослин використовують азот не лише для росту і формування врожаю, але можуть нагромаджувати його і для відкладення в резерв.

В той же час при нестачі азоту рослини повільно ростуть, починають в'янути. Надлишок азоту викликає негативну дію на садові рослини - пхилюється опадання плодів перед дозріванням, знижується зимостійкість дерев.

ФОСФОР - важливий елемент живлення, який сприяє кращому засвоєнню азоту, калію, магнію і прискорює утворення і дозрівання плодів.

При його недостатньому надходженні порушується білковий обмін і погіршується засвоєння азоту з ґрунту. Ознаками нестачі фосфорного харчування є затримка в рості, темно-зелене, але в той же час тьмяне листя з червоними плямами або смугами.

КАЛІЙ до складу органічних сполук не входить, але відіграє важливу роль в утворенні вуглеводів, підвищує стійкість рослин до захворювань. Потреба в нім анітрохи

не нижча, ніж в азоті. Калій сприяє поглинанню рослинами інших поживних речовин і їх рух в рослинах.

При нестачі калію погіршується фотосинтез, послабляється стійкість до грибкових захворювань і зимостійкості. Ознаки нестачі калію: зниження росту, аж до карликовості, побуріння країв листя, тоді як прожилки залишаються зеленими. Хворе листя рано обсипається.

Це найбільш важливі елементи живлення. Якщо вказані три складають основу живлення рослин, то решта є умовно необхідними.

МАГНІЙ. Про його нестачу в ґрунті в першу чергу сигналізує старе листя: його забарвлення стає схожим на ялиночку - між зеленими прожилками з'являються ясно-зелені, жовті, а потім бурі плями. Таке явище отримало назву хлороз. При цьому відбувається відмирання значної частини листя, в першу чергу старішого, опадання плодів.

СІРКА бере участь у виробленні рослиною білків і вітамінів. При її нестачі зменшується розмір листя, воно стає дерев'янистим. Дефіцит сірки в рослин виявляється рідко.

ЗАЛІЗО. При його нестачі спостерігається сильний хлороз (починається з верхніх частин листя). Хвороба виявляється в садових рослин, перш за все на молодих пагінцях.

БОР підвищує стійкість рослин до грибкових захворювань. Його нестача впливає на формування плодових суцвіть і плодоносіння. На плодах усередині і зовні з'являються водянисті виразки, які потім буріють і пробковіють, а на смак плоди стають гіркуватими.

МІДЬ сприяє посухостійкості, а нестача її призводить до пригнобленого зростання пагінців, слабкого розвитку кореневої системи. Забарвлення листя набуває синьо-зеленого кольору, цвітіння затримується.

МАРГАНЕЦЬ підвищує вологоутримуючу здатність, знижує випаровуваність вологи листям, робить вплив на плодоносіння. При нестачі марганцю виявляється хлороз у вигляді плям, сповільнюється або зовсім зупиняється ріст рослин і плодоносіння.

МОЛІБДЕН бере участь в регулюванні азотного обміну речовин. При його нестачі порушується засвоєння азоту, тому ознаки його голодування схожі з ознаками нестачі азоту - з'являється блідо-зелений колір листя, листова пластинка деформується і відмирає.

ЦИНК бере участь в білковому, вуглецевому і фосфорному обмінах. Його недостача затримує ділення клітин, що призводить до зміни будови листя. На кінцях гілок утворюються укорочені пагінці з дрібним листям. Фосфорні добрива в підвищених дозах знижують надходження цинку в рослини.

Тому необхідно використовувати добрива із збалансованим складом поживних елементів, який сприяє збільшенню врожаю, покращує його якість і дозволяє протистояти захворюванням.

При диспергації біогумусу у воді відбувається збільшення площі поверхні часток в одиниці об'єму і зростають їх сорбційні властивості. Таким чином створюються найбільш сприятливі умови для розвитку таких корисних мікроорганізмів, як органотрофні і евтрофні бактерії, які прискорюють трансформацію з'єднань азоту в фунті (оптимізують гумусний стан грунту), мікроміцетів і стрептоміцетів, які активізують процеси розкладання целюлози на біологічно активні речовини, азотобактери і фосфобактери, які сприяють фіксації азоту і перекладу мінеральних з'єднань фосфору в органічні форми і продукують ряд біологічно активних речовин, що відповідають за ріст і розвиток рослин.

Рослини, їх структури складаються в основному з вуглецю, водню, кисню, азоту, фосфору і сірки. Інші елементи виконують допоміжні функції, втручаючись в окремі структури клітини. Так, наприклад, кальцій виконує сигнальні функції, магній міститься в хлорофілі, залізо - в цитохромі і так далі.

Дуже важливо для нормального росту і розвитку рослин забезпечувати їх натрієво-калієвий баланс. Про роль натрію в житті рослини відомо мало. Головною його функцією є створення високого осмотичного тиску в клітинному соці, що дозволяє рослині витягувати воду з сухих і засолених ґрунтів. Калій підвищує гідрофільність протоплазми і збільшує її водоутримуючу здатність, створюючи спільно з натрієм різницю потенціалів на мембрані клітини. Наявність калію забезпечує існування рослини вночі, коли немає сонячного світла.

Кореневе підживлення сільськогосподарських культур ефективне при неглибокому заляганні кореневої системи і достатній вологоємкості.

Коли коріння розташовується на значній глибині, ефективною може бути лише позакореневе підживлення. Взяти, наприклад, виноградники. У віці в декілька десятків років довжина виноградного коріння досягає від 5 до 15 м. У цьому пласті дуже мало поживних речовин, тому коренева система служить ще і як їх накопичувач, на випадок критичних ситуацій. Тому найважливішою є позакореневе підживлення винограду через 7-8 днів після збирання врожаю. У цей період листя починає скидати накопичений в них цукор, крохмаль і інші речовини в кореневу систему. Не маючи стану спокою, коренева система розвивається майже всю зиму.

Завдяки цьому навесні з'являються 34 пагінці, покриті лубом. При цьому виноградник підвищує стійкість не лише проти заморозків, а і проти багатьох захворювань, включаючи бактеріальний рак.

Вирощуючи жито у вигляді окремого куща, Дітмер встановив, що загальна довжина коріння і кореневих волосків у неї досягла 10 тис.км. Приріст за кожну добу складав 5 км. коріння і 80 км. кореневих волосків.

Для більшості сільськогосподарських рослин продуктивність випару складає близько 3 г. Іншими словами, витрачаючи 1000 гр. води, рослина синтезує 3 г. сухих речовин.

Тобто на побудову складових частин свого тіла рослина використовує 0,2% води, що пропускає через себе. 99,8% - витрачає на випаровування. При цьому чим більший вітер, тим більше випаровування (степова зона). Наприклад, пшениця на Херсоні при середній врожайності випаровує за вегетаційний період 300-320 мм води, що часто перевищує кількість опадів. Тому для озимих культур дуже важливо, щоб коренева система до морозів проникла за глибину промерзання.

В озимого ріпаку товщина стебла до морозів має бути не менше 5 мм.

Передпосівна обробка насіння бобових культур препаратами, що містять азотобактери, забезпечує їх гарне зростання без витрат енергії на формування бульб.

Вищі рослини не здатні використовувати як азотну їжу атмосферний азот, оскільки вони не в змозі здолати сили зчеплення атомів в молекулі останнього. Тому вся величезна маса вільного азоту (8т/м 2 землі) рослині недоступна. Навіть у багатих органікою ґрунтах доступного рослині азоту 1-2% або приблизно 200 кг/га орного пласту. В інших ґрунтах його в 3-4 рази менше.

У 1901 р. М. Бейерінком був відкритий аеробний мікроорганізм, названий азотобактером. Азотобактери дуже важливі для фотосинтезу. Вони нагромаджують в рік від 10 до 40 кг зв'язаного азоту на 1 га.

У чорноземі азотобактерів до 40 млн/1 гр фунту. Деякі препарати мають їх в 1 гр сотні мільйонів. Наприклад, в «Рівермі» їх більше 150 млн./І гр. Сьогодні це питання дуже актуальне. Тому що майже вся біота в землі знищена. У багатьох ґрунтах азотобактери відсутні, а без них земля вважається мертвою. їх місце займають хвороботворні віруси і бактерії, небезпечні для нас.

Рослини є складними біологічними організмами і природно, що вони залежні не лише від умов живлення, а і від геофізичних процесів. При вирощуванні рослин необхідно враховувати їх біологічний годинник.

Біологічний годинник - це клітинний механізм, який обумовлює ритм життєдіяльності клітини, або здатність рослини орієнтуватися в часі (чітка періодичність фізико-хімічних процесів).

Це здатність сприймати коливання геофізичних чинників, добову і сезонну періодичність електричних і магнітних полів Землі, клімату, сонячної і космічної радіації, освітлення і т.д.

Наприклад, ніхто не може пояснити, яким чином дерево виробляє електроенергію. Але такий ефект є. Винахідник Гордон Уолд говорить, що в цьому переконатися дуже просто. Необхідно один стержень вставити через кору в стовбур живого дерева, а інший поруч, в грунт, на глибину 20 см, і під'єднати вольтметр. Стрілка покаже, що між стержнями в стовбурі і землі є потенціал 0,8-1,2 Вт постійного струму. Але найцікавіше, що напруга чомусь підвищується взимку, коли немає листя. Можливо, це є однією з причин несумісності рослин. Відомо, що персик дуже агресивно поводиться по відношенню до груші. Погано уживаються кісточкові рослини і суниця. Доброзичлива сусідка - малина. Не бажане сусідство таких культур, як ягідні чагарники (смородина, аґрус і особливо малина) з яблуневими деревами, а яблуневі не бажано висаджувати упереміш із сливами і вишнями. Відомо, що волоський горіх і горобина звичайна пригноблюють яблуні. Серед польових рослин існує аналогічна несумісність. Зростаючі вимоги до якості с/г продукції обов'язково призведуть до перегляду технологій їх вирощування з врахуванням всіх необхідних чинників.

Відродження родючості ґрунту

Сьогодні ґрунтові ресурси розглядають в суспільстві в основному як джерело і спосіб отримання прибутку. Сучасне інтенсивне землеробство привело до серйозних екологічних проблем, пов'язаних з деградацією ґрунтів і виснаженням їх родючості. Ґрунт - це живе середовище, яке розвивається за своїми законами.

Кожний сантиметр ґрунту містить величезну кількість живих організмів: мікрофлори, мікро - і мезофауни. Окрім цього 9/10 всіх видів комах частину свого життя проводять в ґрунті. На 1м2 поверхні Землі доводиться 2 кг біомаси живих організмів, а на 1 га - до 20 т. Життя в ґрунті порушувати не можна.

Сукупність всіх організмів ґрунту В.І. Вернадський назвав живою речовиною ґрунту. З врахуванням генерації мікроорганізмів річна продуктивність їх маси збільшується в десятки разів і досягає 192 т/га. Це свідчить про те, що продуктивність динамічної мікробної маси за вегетаційний період приблизно дорівнює продуктивності надземної маси рослин. На жаль, велика кількість бактерійної плазми (0,03 - 0,28% маси орного шару) залишається не дослідженою, хоча тут приховані колосальні можливості підвищення родючості ґрунтів.

Завдяки живій речовині ґрунту розчинні хімічні елементи, які складають всього 1,5 -2% від загальної маси їх в земній корі, обертаються по замкнутій кривій. Це головна причина того, що мізерна кількість поживних елементів в ґрунті дає можливість рослинам синтезувати щорік величезні маси органічної речовини. Слід усвідомити, що критерієм родючості ґрунту є не кількість поживних елементів, а міра їх участі в біохімічному кругообігу. Цим можна пояснити те, що дослідники не знаходять прямої залежності між кількістю поживних речовин в ґрунті і кількістю врожаю, при цьому визначати інтенсивність біологічних процесів після залишкової кількості рухомих елементів азоту, фосфору, калію, що вираховується сучасними методами, не можна. Кругообіг - це динамічний процес і тому склад золи не здатний дати повну інформацію про сумарну масу речовин, що залучається до метаболізму. А якщо ще враховувати прижиттєві виділення організмів, кількість яких значно перевищує масу самого організму, то стає зрозумілим, наскільки недосконалі і далекі від об'єктивності сучасні методи аналізу ґрунтів і рослин.

У 1976 р. А. Роде писав, що ґрунт без організмів - це труп. Визначаючи склад гумусу, фізико-хімічні показники, розчинні в кислотах або лугах фосфор і калій, ми залишаємо без уваги дію найбільш потужної сили - живу речовину ґрунту.

Так як накопичення поживних речовин пов'язане з відмиранням гетеротрофних організмів, яке в природних умовах відбувається у верхніх прошарках ґрунту (0-5, 0-10см), то способи їх обробки і внесення агрохімікатів відповідно мають бути переглянуті.

Останніми роками повільно, але впевнено набирає оберти органічне землеробство. Поживні речовини в органічному землеробстві визначаються не за присутності їх в ґрунтовому розчині, а за складом нерозчинних мінеральних складових ґрунту (що залежить від типу материнської породи) вмісту гумусу, біологічній активності, структури ґрунту, насиченості газами, наявності органічних залишків.

Органічна речовина - найважливіший складник ґрунту. Основою органічної речовини є гумус, який є джерелом живлення як для рослин, так і для мікроорганізмів, а так само формує структуру ґрунту, підвищуючи її катіон-обмінні властивості за рахунок взаємодії з катіонами металів.

Тривалий час в Україні землеробство розвивалося шляхом максимально можливої інтенсифікації з використанням високих доз мінеральних добрив, засобів хімічного захисту рослин, інтенсивних сівозмін, насичених зерновими і технічними культурами. Основною обробкою ґрунту була переважно глибока оранка із обертом відвалу. Ця система землеробства не витримала випробування часом. Поступово все більше очевидними стали факти її негативного впливу на родючість ґрунту, якість отримуваної продукції і стан довкілля. Важливим чинником, який сприяє такому положенню, є менталітет, що сформувався в землеробстві. На сьогоднішній день значна частина землеробів більш всього стурбована забезпеченням рослин макро- і мікроелементами і засобами їх захисту.

У структурованому біологічно активному ґрунті, шар товщиною 8 см і площею 1 га зв'язує азоту кг/га; пісок глинистий - 47,5; чорнозем -1543,0.

Окрім цього в структурованому ґрунті випадає підземна роса, яка надає ґрунту близько 60 кг азоту/1 га. Для хорошого врожаю пшениці або буряка йому потрібний 100-120кг/га.

Фосфорної кислоти для хорошого врожаю необхідно 300 кг/га. Піщаний ґрунт містить її 870 кг/га, чорнозем - 5400 кг/га. Калію витрачається 60-90кг/га. Вміст його в ґрунті, в завтовшки 20 см (кг/га): кам'янистою (скелястою) - 300; глинистою - 4000; чорноземною -18900.

Коріння рослин проникає набагато глибше, отже, калію в своєму розпорядженні вони можуть мати в надлишку. На наших чорноземах ми не відчуваємо нестачі і в інших поживних елементах.

Виходячи з цього, ми повинні навчитися використовувати багатство, що лежить у нас під ногами та знаходиться в атмосфері. Для цього необхідно змінити менталітет і усвідомити, що рослини можуть добувати поживні речовини лише в симбіозі з живою речовиною ґрунту.

Отже, біологічній активності ґрунту необхідно приділяти особливу увагу. Нашим деградованим ґрунтам після загальної хімізації, активність можна повернути із застосуванням симбіотичних багатокомпонентних бактеріальних або спеціальних біодинамічних препаратів.

Майже 98% біоелементів ґрунту зосереджено в органічних залишках і важкорозчинних неорганічних з'єднаннях. Це великий резерв поживних речовин. За наявності «Ріверма» рослина може забезпечувати себе поживними елементами, які є в достатній кількості в ґрунті. В даному випадку «Ріверм» виконує функцію носія іонів, прискорюючи їх переміщення з фунтового розчині в кореневу систему рослини, покращує фізико-хімічні властивості ґрунту, підсилює діяльність мікроорганізмів, підвищує ефективність інших добрив.

Всі ці чинники обумовлюють родючість ґрунту, що сприяє зростанню і росту рослин.

Закони землеробства є не що інше, як вираження законів природи, що виявляються в результаті діяльності людини по вирощуванню сільськогосподарських культур. Вони розкривають зв'язки рослин з умовами зовнішнього середовища, а також визначають шляхи розвитку землеробства, які повинні здійснюватися в строгій відповідності з цими законами. До основних законів землеробства належать наступні.

Закон равнозначімості і незамінності факторів життя рослин. Сутність його полягає в тому, що всі фактори життя рослин абсолютно равнозначіми і незамінні. Згідно з ним для нормального функціонування рослинного організму повинен бути забезпечений приплив всіх факторів життя рослин (земних, космічних). Прояв цього закону має абсолютний і відносний характер. Абсолютне значення виражається в тому, що в яких би факторах не потребувало рослина, однак відсутність будь-якого з них веде до різкого зниження врожайності і навіть загибелі рослини. Наприклад, скільки б не збільшували вміст вологи в грунті, вона не може відшкодувати недолік тепла чи світла так само, як не можна азот замінити фосфором або калієм. Для отримання максимально можливого врожаю необхідно безперервно забезпечувати рослини всіма факторами в оптимальній кількості. Однак у конкретних умовах виробництва цей закон набуває відносне значення внаслідок неоднакових витрат на забезпечення рослин різними факторами. Закон равнозначімості і незамінності факторів життя рослин дає чітке уявлення про те, що немає головних і другорядних факторів.

Закон мінімуму вперше сформулював Ю. Лібіх в 1840 г Виявлення цієї закономірності мало величезне практичне значення, так як застосування мінеральних добрив вперше отримало наукову основу. Згідно з цим законом при оптимальних інших умов рівень врожаю визначається тим фактором, який знаходиться в мінімумі. Враховуючи дію закону мінімуму, необхідно в першу чергу проводити такі заходи, які будуть діяти на фактор, що знаходиться в даний момент у відносному мінімумі, наприклад, постачання рослин вологою при нестачі її в грунті. У той же час необхідно враховувати інші фактори, які можуть опинитися в мінімумі після задоволення потреби рослини у першому факторі, і передбачити заходи, спрямовані на регулювання чинників, що знаходяться у другому і наступних мінімумах. Будь життєвий процес в рослині починається при якомусь мінімумі температури, протікає найкращим чином при оптимальній температурі, сповільнюється, а потім і зовсім припиняється в міру подальшого її підвищення. Тому для підвищення врожайності сільськогосподарських культур та більш ефективного ведення землеробства необхідно не тільки враховувати фактори, які є або можутьбути в мінімумі, а проводити заходи таким чином, щоб вони завжди знаходилися в оптимальних для рослин кількостях.

Закон сукупної дії фактора в житті рослин. У виробничих умовах з зміною впливу на рослини одного з факторів неминуче порушується можливість в умовах продуктивного використання інших. Виходячи з цього закону всі заходи, спрямовані на підвищення ефективності використання землі, необхідно здійснювати комплексно. Комплекс умови повинен представляти єдине ціле, так як вплив на один з елементів безперервно спричинить за собою необхідність впливу і на всі інші. Сукупна дія факторів життя рослин вельми динамічне, мінливе, підкоряється законам фізики, хімії та біології. Така взаємодія дозволяє впливати па будь-який з факторів життя рослин не тільки прямо, але і побічно, через інші тісно пов'язані з ними фактори, керувати цим процесом і формувати високий врожай навіть у складних метеорологічних умовах.

Закон повернення поживних речовин. Урожай створюється з матеріальних складових частин під впливом факторів життя рослин, певна його частина - за рахунок речовин, одержуваних рослинами з грунту як середовища зростання і посередника рослин у забезпеченні їх цими факторами. При систематичному відчуження врожаю з поля і без повернення використаних урожаєм елементів живлення і енергії втрачається грунтову родючість. Якщо ж винос речовин і енергії компенсуються і відбувається з певним ступенем перевищення, то грунт не тільки зберігає родючість, а й підвищує його. Відповідно до закону повернення, при порушенні балансу засвоюваних поживних речовин у грунті в результаті їх втрат, або внаслідок виносу з урожаєм його необхідно відновити шляхом внесення відповідних добрив. Безперервність збільшення продуктивності грунтів в умовах інтенсифікації обумовлюється хімізацією, меліорацією і механізацією. Під хімізацією розуміється науково обгрунтоване застосування всіх видів і форм добрив і хімічних засобів захисту рослин. Меліорація спрямована на регулювання таких факторів життя, як водно - повітряний і тепловий режими грунту.

Механізація сприяє проведенню всіх видів робіт по вирощуванню культур від посевадо збирання та переробки відповідно до розробленої технологією. Керуючись законами землеробства, необхідно теоретично застосовувати систему агротехнічних заходів з урахуванням вимог рослин до конкретних умов середовища. Система агротехнічних заходів лише тоді стає дієвим засобом управління ростом і розвитком рослин, коли відповідає мінливих вимог рослин протягом вегетаційного періоду. Внаслідок неоднакових грунтових та інших умови і різноманітності оброблюваних в Білорусі культур в мінімумі можуть перебувати то одні, то інші фактори життя рослин, на які необхідно впливати в першу чергу, тому систему агротехнічних заходів слід застосовувати творчо.

Системи землеробства та їх класифікація

Система землеробства це комплекс взаємопов'язаних агротехнічних, меліоративних i органiзацiйно-господарських заходiв, спрямованих на ефективне використання землі, зберiгання i підвищення родючості ґрунту, вирощування високих i сталих врожаїв. Примітивні системи землеробства були поширені за умов незначного (до 25 %) використання придатних для вирощування сільськогосподарських культур земель. Залежно вiд способiв використання землi розрiзняли залежні, вирубно-вогневi i перелоговi системи землеробства.

Основні види систем землеробства:

Адаптивно-ландшафтна система землеробства - являє собою складний комплекс екологічно безпечних технологій виробництва рослинницької продукції та відтворення родючості грунту, які забезпечують агрономічну і економічну ефективність використання агроландшафтів конкретного господарства на основі агроекологічної угруповання земель. Агроландшафти - природно-територіальний комплекс, природна рослинність якого на переважній його частині замінена агроценозами. Агроекологічна угруповання земель - умовне об'єднання земель в категорії, що відображають їх властивості та якість з урахуванням природно-екологічних і соціально-економічних умов.

Зернопаровая система - система землеробства, при якій переважну площа ріллі займають зернові культури, значна площа відведена під чисті пари і родючість грунту підтримується і підвищується обробкою грунту і застосуванням добрив.

Просапна система - система землеробства, при якій більшу частину ріллі займають посіви просапних культур, а родючість грунту підтримується і підвищується за рахунок інтенсивного застосування добрив.

Травопільних система - система землеробства, при якій частина ріллі в польових і кормових сівозмінах використовується під багаторічні трави, які є кормовою базою і головним засобом підтримки та підвищення родючості грунтів.

Плодозмінна система - система землеробства, при якій не більше половини площі ріллі займають посіви зернових, на решті частини обробляються просапні і бобові культури.

Грунтозахисна система - система землеробства, заснована на зерно-парових сівозмінах з смуговим розміщенням сільськогосподарських культур і пари, плоскорезной обробці грунту, внесення добрив та заходи з накопичення вологи

Залежна система була поширена в країнах де була можливість розорювати дiлянки землi, якi нiколи не оброблялись. З часом, коли врожай знижувався настiльки, що не окуповував затрат працi, дiлянку залишали i займали нову.

Вирубно-вогневу систему використовували в лiсових районах, де лiс вирубували або спалювали дiлянками, на яких висiвали сiльськогосподарськi культури.

Перелогова система вiдрiзнялась вiд залiжної тим, що після використання дiлянку на кiлька рокiв залишали i використовували новi площі, якi до цього ранiше уже були в користуваннi (перелоги).

Для всiх примiтивних систем землеробства характерним було те, що родючiсть ґрунту на залишених пiсля використання дiлянках вiдновлювалася за рахунок природиих процесiв пiд впливом рослинності.

Екстенсивнi системи землеробства почали застосовувати, коли перiод перелогу внаслiдок значното розорювання земель i збiльшення чисельностi населения скорочувався до одного року. Однорiчний перелiг називали па ром, а систему землеробства -- паровою. При такiй системи землеробства поле пару чергувалося з одним або кiлькома полями зернових, а посiви сiльськогосподарських культур займали до 2/З розораних земель. Родючiсть ґрунту відновлювалася в результатi обробiтку пару внесення добрив. Недоліком цієї системи була вiдсутнiсть в сiвозмiнi технічних і просапних культур, що стримувало розвиток тваринництва i знижувало загальний рiвень культури землеробства.

Інтенсивні системи землеробства передбачають комплекс заходiв, направлених на пiдвищення родючостi ґрунтів i зростання врожайностi сiльськогосподарських культур. Це -- обґрунтоване чергування культур у сiвозмiнах з урахуванням потреби тосподарства в продуктах рослинництва та захисту земель вiд ерозії; запровадження диференційованого механiчного обробiтку ґрунту; збiльшення виробництва ортанiчних добрив та рацiональне їх використання разом з мiнеральними; широке застосування мелiоративних заходiв (осушення i зрошення, вапнування i гiпсування, залiсення ярiв i балок, створення полезахнспих насаджень, терасування, виположувания схилiв та нарiзування в них щiлин тощо); удосконалення системи насiнництва та впровадження найбiльш продуктивних сортiв i гiбридiв; захист культурних рослии вiд бур'янiв, хвороб i шкiдникiв.

.

Сівозміна -- основна ланка системи землеробства

Структура посівних площ -- це процентне співвідношення посівних площ окремих сільськогосподарських культур. При визначенні її виходять з конкретних економічних і природних умов господарства.

Сівозміна -- це науково обґрунтоване чергування культур і пару на території і в часі або тільки в часі. Якщо одна культура вирощується на одному полі понад 2 роки, то такі посіви називають повторними, а при більш тривалому вирощуванні -- беззмінними. Якщо в господарстві постійно вирощується лише одна культура, то її посіви називають монокультурою.

Відношення різних сільськогосподарських культур до вирощування в повторних і беззмінних посівах та в сівозміні неоднакове. За реакцією на повторне вирощування основні культури можна поділити на три групи: мало чутливі, що практично не знижують врожайності при вирощуванні протягом кількох років на одному полі -- коноплі, картопля, рис, тютюн, бавовник; середньочутливі -- кукурудза, зернові колосові; дуже чутливі, врожайність яких різко знижується навіть при вирощуванні протягом 2 років на одному полі -- льон, соняшник, цукрові буряки.

Основними причинами зниження врожайності сільськогосподарських культур у повторних і беззмінних посівах є поширення хвороб (кореневі гнилі злаків, коренеїд цукрових буряків), шкідників (озима совка, дротяники, крихітка, колорадський жук та ін.), бур'янів (вовчок соняшниковий, повитиця). При чергуванні культур, які розрізняються технологією вирощування і біологічними особливостями, ці причини усуваються.

Розміщення основних сільськогосподарських культур у сівозміні. Розміщуючи культури в сівозміні, виходять з того, щоб всі вони висівалися після кращих попередників.

Попередником називається сільськогосподарська культура або пар, яка займала поле в минулому році. Оцінюючи попередники, беруть до уваги строки їх збирання, запаси вологи і поживних речовин, які вони залишають у кореневмісному шарі, кількість рослинних решток та їх ЯКІСТЬ, фізичний стан ґрунту і його засміченість бур'янами та збудниками хвороб і шкідників після їх вирощування.

Озимі в сівозміні. Кращими попередниками для них є чисті і зайняті пари.

Чистим паром називається поле, на якому не вирощують сільськогосподарські культури, а грунт утримується В розпушеному і чистому від бур'янів Стані, Використовуються пари лише в степових та південно-східних районах Лісостепу. Чисті пари поділяються на чорні, ранні та кулісні. Основний обробіток чорних парів починають влітку або восени після збирання попередника, під ранній пар -- навесні наступного року. На кулісних парах упоперек напряму панівних вітрів смугами (кулісами) висівають високостеблові рослини (щоб запобігти вітровій ерозії грунту).

Чисті пари в міру з'явлення бур'янів протягом весняно літнього періоду обробляються культиваторами з боронами, До сівби озимих культур у них нагромаджується і Зберігається у верхньому шарі ґрунту достатня кількість вологи і поживних речовин, що за будь-яких погодних умов гарантує одержання дружних сходів озимих.

Зайнятим паром називають поле, на якому вирощуються культури, що рано навесні або в першій половині літа звільняють площу. До парозаймаючих культур належать озимі (суріпиця, ріпак, перко, вика, жито, пшениця) і ярі (овес, вика, горох, люпин, кукурудза, сорго) па зелений корм. Вирощуються вони у чистих посівах або у вигляді сумішок. Після збирання парозаймаючих культур залишається ще досить часу для підготовки поля до Сівби та нагромадження в посівному шарі достатньої КІЛЬКОСТІ вологи і поживних речовин. Зайняті пари використовуються в усіх зонах України.

Цінними попередниками для озимих є також багаторічні трави на один (Лісостеп і Степ) і два (Полісся) укоси, буркун на зелену масу. На грунтах Полісся озимі розміщують па сидеральних парах, де зелена маса бобових (ЛЮПИНУ) вирощується на зелене добриво.

З непарових попередників кращими для озимих у різних районах горох, а на Поліссі й люпин. Непоганими непаровими попередниками для озимих у поліських районах є льон, картопля, кукурудза на силос, а в степових -- баштанні, сорго і кукурудза на силос. У Лісостепу кукурудза на силос є гіршим попередником, оскільки після її збирання (третя декада серпня) до сівби озимих (перша декада вересня) залишається мало часу. За цей період у посівному шарі ґрунту не нагромаджується достатня кількість вологи для одержання дружних сходів висіяної культури.

Ярі зернові в сівозміні. Яру пшеницю в Україні висівають після просапних -- картоплі, кукурудзи, цукрових буряків тощо. Для ячменю кращим попередником є картопля, для кукурудзи -- озима пшениця, горох, а в районах достатнього зволоження -- картопля і цукрові буряки. Кукурудза краще інших зернових переносить повторні посіви. Для кукурудзи на зелену масу і силос добрими попередниками є цукрові буряки і соняшник.

Для ячменю і гороху рівноцінними попередниками є кукурудза і цукрові буряки. Вищі врожаї цих культур мають після картоплі. Врожаї ячменю і гороху різко знижуються в повторних посівах. У степових районах непоганим попередником для ячменю є озима пшениця.

Овес вирощують після тих самих попередників, що й ячмінь. Кращим попередником для сої є озима пшениця, а з просапних -- картопля. Для проса і гречки кращими попередниками є озима пшениця, а з просапних -- картопля, цукрові та кормові буряки.

Люпин у поліських районах краще висівати після озимої пшениці і картоплі, гірше -- після ячменю і вівса.

Цукрові буряки реагують не лише на попередники, а й на передпопередники. Кращим попередником для них є озима пшениця після багаторічних трав і зайнятих парів, а в степових районах -- ланка з чистим паром. Поганими попередниками для цукрових буряків є кукурудза і просо. В повторних посівах через погіршення фітосанітарних умов різко знижується врожайність коренеплодів.

Картоплю доцільно розміщувати після озимої пшениці, а в поліських районах -- після озимого жита, льону, конюшини, люпину на зерно, зелену масу або зелене добриво. Вона краще інших культур переносить повторні та беззмінні насадження.

Соняшник висівають після озимої пшениці, картоплі. Менш цінними попередниками для нього є ячмінь і кукурудза. В повторних посівах врожайність його різко знижується, тому на попереднє місце соняшник можна повертати не раніше як через 7--8 років.

Льон розміщують після озимої пшениці і конюшини. Високі врожаї його мають при висіванні після картоплі.

Багаторічні трави підсівають під ярі або озимі колосові та кукурудзу на зелений корм. Кращою покривною культурою є ячмінь, дещо гіршою -- овес, а з озимих -- відповідно пшениця і жито. У кормових сівозмінах покривною культурою можуть бути однорічні трави на зелений корм або сіно. В степових районах використовуються безпокривні літні посіви багаторічних трав на чистих парах. З бобових трав у районах достатнього зволоження вирощують конюшину, в посушливих -- еспарцет і люцерну.



Заходи щодо підвищення екологічності систем землеробства

При екологічній системі землеробства допускається суворо обмежене використання пестицидів, частіше у вигляді санітарних (локальних) заходів на вогнищах розмноження шкідників і хвороб. З великою обережністю ставляться також до застосування мінеральних добрив, обмежуючи їх дози, особливо легкорозчинних форм і в рідкому вигляді.

За будь-яких альтернативних систем землеробства важливо внесення в грунт глинистого матеріалу, збагаченого високодисперсними мінеральними (монтморилоніт). Це пояснюється тим, що у грунтах, що не містять монтморилоніту, органічної речовини та продукти його розкладання перебувають у стані механічної домішки і тому легко виносяться. Інтенсивність руйнування перевищує нагромадження органічної речовини. При наявності монтморилоніту зв'язок органічної та неорганічної складових грунту стає більш тісної і міцною, оскільки органічні молекули разом з водою входять до складу ППК.

У інтенсивному землеробстві підвищення врожайності культур забезпечується завдяки ефективному використанню засобів хімізації, біологічних засобів захисту рослин, меліоративних прийомів, впровадження прогресивних технологій, які враховують зональну грунтово-екологічну специфіку, що в кінцевому рахунку сприяє підвищенню родючості грунтів та охорони агроландшафтів від забруднення і деградації.

Зараз прийшли до нового типу сучасного землеробства - адаптивний, під яким розуміють екологічну диференціацію агротехнології, який спрямовується на досягнення високого ступеня відповідності аграрних форм діяльності природним механізмом саморегуляції екосистем шляхом оптимізації або компенсації зовнішніх і внутрішніх факторів і властивостей, що лімітують розвиток продуцентів агроекосистем.



Висновок

Незважаючи на відносно високу природну родючість грунтів, необхідні заходи для його підтримки і підвищення. Особливо це важливо для зрошуваних територій і грунтів, порушених ерозійними процесами. Еродовані і ерозійно-небезпечні землі становлять 37% до площі всіх сільгоспугідь, у тому числі - понад 54% - рілля. Недолік річного зволоження визначає переважну роль дефляції в порівнянні з водною ерозією; вона охоплює у 8 разів більшу площу, ніж площинний змив.

Поряд з впровадженням протиерозійної системи обробки землі, створенням полезахисних смуг необхідно внесення підвищених норм добрив на еродовані і зрошувані грунти. При цьому важливо дотримуватися ряду санітарно-гігієнічних вимог, які будуть знижувати небезпеку забруднення грунтів, поверхневих вод, атмосферного повітря. Добрива, отрутохімікати, відходи таких великих сільськогосподарських комплексів як птахофабрика, свінокомбінат, ферму великої рогатої худоби, теплично-парникове господарство, комбікормової завод, є джерелами біогенних речовин антропогенного походження із сільгоспугідь дають максимальне для області значення.

Переклад промислових підприємств на екологічно безпечне виробництво, раціональне ведення сільського та лісового господарства, облаштування водоохорони і комплексних захисних зон, кедрівників, мисливсько-промислових угідь, в кінцевому підсумку - проектування і створення культурних ландшафтів - все це повинно з'явитися стратегією довгострокового природокористування.



Список використаних джерел

Банніков А. Г. Основи екології та охорона середовища. /-4-ое вид., Перераб. І доп. - М.: Колос, 1999. - 304 с.

Кірюшин В. І. Екологічні основи землеробства. - М.: Колос, 1996. - 367 с.

Уразаєв Н. А. Сільськогосподарська екологія. -М.: Колос, 2000. -304 С.

Черніков В. А. Агроекологія. - М.: Колос, 2010. - 536 с.

Хуснідінов Ш. К., Кудрявцева Т. Г., Мартемьянова А. А. Методичні вказівки з проведення лабораторно-практичних занять з курсу «Сільськогосподарська екологія» .- Іркутськ, 2008. -55с

К.А. Тимирязев. Вибрані твори. Державне видавництво сільськогосподарської продукції. Москва -1949.

Б.А. Рубін. Курс фізіології рослин. Державне видавництво «Вища школа» - 1963. агроекосистема біогумус землеробство сівозміна

М.М. Мусієнко. Фізіологія рослин, м. Київ «Либідь» 2010.

В.Т. Пчьолов. Виноград. Ростов-на-Дону «Фенікс» 2009.

Лихочвор В.В., Петриченко В.Ф. Рослинництво. НВФ „Українські технології" Львів -2006.

В.В. Лихочвор. Рослинництво. Київ - 2004.

Г.Е. Зіельберман. Електрика і магнетизм. Видавництво «Наука». Москва - 1970.

В.А. Копілевич., Л.В. Войтенко., С.Д. Мельничук, М.Д. Мельничук. Хімія навколишнього середовища. „Фенікс" Київ - 2011.

К.С. Лосев. Вода. Гідрометеовидат. Ленінград - 1989.

Ю.І. Посудін. Біофізика рослин. „Нова книга" - 2004.

Н.Л. Глінка. Загальна хімія. Держхімвид. Москва -2009.

М.Ф. Повхан., І.А. Мельничук і інші. Вермикультура: виробництво і використання. Київ - 1994.

В.А. Копілевич., Д.О. Мельничук і інші. Загальна та біонеорганічна хімія. „Фенікс" Київ-2001.

А. Кобоста-Пендіас, X. Пендіас. Мікроелементи в фунтах і рослинах. «Мир» - 1989.

Інститут овочеводства і бахчеводства УААН. Вирощування овочів методами органічного землеробства. Донецьк - 2008

Під редакцією М.К. Шикули. Відтворення родючості фунтів у ґрунтозахисному землеробстві. Оранта, Київ -2011

Размещено на Allbest.ru