Раздел 2. Агрохимия и плодородие почв
Основы агрохимии
Методические указания по самостоятельной подготовке студентов
II курса ЛХФ, обучающихся по направлению подготовки бакалавров – «Лесное дело» (специальность 250100)
Брянск 2012
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Брянская государственная инженерно-технологическая академия»
Кафедра лесных культур и почвоведения
Утверждены редакционным советом
академии протокол № 9
от « 29 » 11. 2012 г.
Основы агрохимии
Методические указания по самостоятельной подготовке студентов
II курса ЛХФ, обучающихся по направлению подготовки бакалавров – «Лесное дело» (специальность 250100)
Брянск 2012
УДК 631.816.1(072)
Основы агрохимии: Методические указания по самостоятельной подготовке студентов II курса ЛХФ, обучающихся по направлению подготовки бакалавров – «Лесное дело» (специальность 250100) /Брянск. гос. инж.-технол. акад. Сост. З.Н. Маркина. – Брянск: БГИТА, 2012. – 23 с.
Представлены цели, задачи, программные вопросы по углубленному изучению и закреплению теоретических знаний, полученных при изучении курса «Основы агрохимии», которые будут способствовать более глубокому последовательному формированию знаний о питании растений и питательных режимах различных типов почв, особенно в лесных экосистемах, их значении для правильного применения удобрений в лесном и сельском хозяйстве.
Для очной формы обучения специальности 250100 – «Лесное дело».
Рецензент: доктор с.-х. наук Ткаченко А.Н.
Рекомендованы редакционно-издательской и методической комиссиями лесохозяйственного факультета БГИТА
Протокол № 35 от 12. 11. 2012 г.
© Брянская государственная
инженерно-технологическая академия
ВВЕДЕНИЕ
Целью самостоятельной работы является изучение теоретических основ питания растений и питательных режимов различных типов почв, особенно в лесных экосистемах, и их значение для правильного применения удобрений в лесном хозяйстве; методов химической и биологической мелиорации почв при восстановлении и возобновлении лесов; системы удобрений в лесопитомниках. Эта дисциплина, изучающая взаимодействие растений, почвы и удобрений, позволяет изучить в сумме воздействие всех факторов на произрастающие растения и выявить их влияние на продуктивность.
На основе материалистического учения о взаимоотношении человека с природой, учения о биосфере возникает необходимость обеспечить потребность лесного комплекса грамотными специалистами, обладающими необходимой суммой знаний и компетенций, способных качественно разработать систему управления круговоротом и балансом химических элементов в системе почва – растение, правильно обеспечить дифференцированный подход к применению удобрений с учётом обеспеченности почв доступными формами элементов питания, почвенно-климатических факторов, требовательности различных пород к условиям питания; правильно установить дозы удобрений, химических мелиорантов и определить способы их внесения как основного средства повышения продуктивности древесных пород и улучшения их качества и биологического круговорота веществ.
Основной задачей изучения дисциплины является последовательное получение знаний о круговороте веществ в биосфере, и в частности земледелии, и выявление тех мер воздействия на химические процессы, протекающие в почве и растениях, которые могут повышать продуктивность растений или изменять качество продукции.
Основные задачи агрохимии на современном этапе - изучение свойств и химического состава различных видов органических и минеральных удобрений и их влияния на: круговорот и баланс питательных веществ в земледелии; свойства почв и воспроизводство их плодородия; питание растений и обмен в них органических и минеральных веществ в процессе вегетации; биологическую активность почвы и ее биоразнообразие; формирование количества и качества продукции; агроэкологические функции агрохимии в системе почва-растение; экономико-энергетические показатели эффективности использования агрохимических средств.
Решение этих задач возможно при глубоком последовательном формировании знаний у будущих инженеров-бакалавров лесного хозяйства о том, что внесение удобрений - это сильное и активное вмешательство в круговорот питательных элементов, в создание активного баланса в системе почва-удобрение-растение и, что без удобрений нельзя добиться расширенного воспроизводства плодородия почвы.
Самостоятельная работа студентов планируется с целью приобретения ими навыков работы со специальной литературой, в том числе с нормативными документами по охране природных ресурсов и сохранению качества окружающей среды и предусматривает:
- самостоятельное изучение и закрепление теоретического материала по учебникам, лекциям и иным рекомендуемым источникам;
- подготовку к лабораторным и практическим занятиям, по заранее объявленной тематике;
- изучение отдельных разделов, на которые отводится недостаточное количество времени для их изучения.
Самостоятельная работа значительно расширяет кругозор студентов, развивает творческое мышление и способность к анализу экспериментальных данных и самостоятельному поиску ответов на программные вопросы, прививает навыки работы со специальной литературой.
Для самостоятельной работы выносится 9 разделов лекционных и 6 разделов практических занятий, затрагивающие практически все основные разделы курса. При проработке предложенной тематики по дисциплине и при ответах на вопросы рекомендуется использовать схемы, рисунки, модели плодородия почв, группировки по обеспеченности почв элементами питания, вынос элементов питания лесными и сельскохозяйственными культурами, и т.д., а также осуществлять конспектирование проработанных вопросов. Для самоконтроля после каждой темы предлагаются вопросы и список рекомендуемой литературы
Для подготовки сообщений на учебных занятиях вопросы по соответствующим темам предлагаются за две недели до проведения занятий, Оформление самостоятельной работы возможно в виде отчётов по расчёту доз удобрений под различные культуры балансовыми и другими методами. Контроль самостоятельной работы студентов и степени усвоения ими материала осуществляется путём собеседования по вопросам для самоконтроля и отчётам с выставлением рейтингового балла.
Раздел 1 Введение
Программные вопросы. Агрохимия: предмет, задачи, методы исследований. Место агрохимии среди фундаментальных наук. История развития учения о питании растений, плодородии почв и удобрении земель. Питание растений. Типы питания растений. Химический состав растений. Воздушное и корневое питание растений. Теория поглощения элементов питания и пути их поступления в растения. Влияние условий внешней среды на поступление питательных
Методические указания. Студент должен чётко представлять, что агрохимия - наука о взаимодействии удобрений, почвы, растений и климата, круговороте веществ в земледелии и рациональном применении удобрений»(Постановление Государственного комитета СССР по стандартам от 13 июля 1983 г. № 3110).
Необходимо усвоить, что главная задача агрохимии состоит в том, чтобы получать высокие урожаи полноценной по качеству продукции на основе глубоких научных знаний, с наименьшими ресурсными затратами и улучшением природной среды. Для решения этой задачи необходимо усвоить, что агрохимия изучает сложные процессы взаимосвязи факторов роста и развития растений в конкретных почвенно-климатических условиях. Вскрыв закономерности этих процессов, можно определить пути оптимизации питания растений с помощью макро- и микроудобрений, регулировать обмен веществ в растении в процессе вегетации в целях получения высокого урожая возделываемой культуры и улучшения качества продукции.
Контрольные вопросы
1.Что изучает агрохимия? 2. Какие задачи решает агрохимия? 3. Какие методы изучения применяются в агрохимии? 4.Опишите взаимосвязь между почвой, растением и удобрением по Д.Н. Прянишникову ? 5.Что такое биоклиматический потенциал в агрохимии? 6. Покажите связь агрохимии с фундаментальными и прикладными науками? 7. Что такое питание растений? 8. Охарактеризуйте типы питания растений? 9. Назовите пути поглощения питательных веществ растением? 8. 10. Какое влияние оказывают факторы внешней среды на условия питания растений?
Литература
1. Минеев, В.Г. Агрохимия: 2-е изд., перераб. и доп. [Текст] /В.Г. Минеев. – Изд-во Московского университета, изд-во КолосС, 2004. – С. 9-32, 152-192.
2. Ягодин, Б.А. Агрохимия: 2-е изд., перераб. и доп. [Текст] /Б.А. Ягодин, П.М. Смирнов, А.В. Петербургский и др.; Под ред БЮ.А. Ягодина. – М.: Агропромиздат, 1989. – С. 33-92.
Раздел 2. Агрохимия и плодородие почв
Программные вопросы. Изменение плодородия и свойств почвы при систематическом применении удобрений. Круговорот и баланс питательных веществ и гумуса почвы. Особенности круговорота и баланса основных элементов питания растений. Модель поведения питательных веществ в почве и методы изучения их динамики.
Методические указания. Студент должен чётко представлять, что систематическое применение агрохимических средств оказывает комплексное воздействие на плодородие и свойства почв: подкисляют или подщелачивают почвенный раствор; улучшают или ухудшают агрохимические свойства почвы; усиливают или ослабляют биологическую и ферментативную активности почвы; способствуют усилению или ослаблению физико-химического и химического поглощения; способствуют мобилизации или иммобилизации токсических элементов и радионуклидов; усиливают процессы минерализации или синтеза гумуса в почве; ослабляют или активизируют биологическую фиксацию N2 из атмосферы; усиливают или ослабляют действие других питательных элементов почвы или удобрений; способствуют мобилизации или иммобилизации биогенных макро- и микроэлементов почвы; вызывают антагонизм или синергизм ионов в почве при поглощении растениями, что влияет на обмен веществ.
Необходимо усвоить, что биологический круговорот веществ представляет собой совокупность процессов поступления химических элементов из почвы и атмосферы в живые организмы, биохимического синтеза новых сложных соединений и возвращения элементов в почву и атмосферу с ежегодным опадом части органического вещества (Орлов, Безуглова, 2000).
Интенсивность биологического круговорота рассматривается как количество химических элементов, содержащихся в приросте фитоценоза на единице площади в единицу времени.
Задача агрохимии состоит в том, чтобы оценить направленность круговорота биогенных элементов и степень интенсивности антропогенного воздействия на систему почва-растение по балансу питательных веществ в биоценозе. Это позволяет оптимизировать питание растений путем применения научно-обоснованной системы удобрений отдельных культур в севообороте.
Баланс питательных веществ - это количественное выражение содержания питательных веществ в почве на конкретной площади или объекте исследования (питомник, выдел, поле, севооборот, длительный стационарный опыт, хозяйство, зона, республика и т.д.) с учетом всех статей их поступления (внесение удобрений, природные источники и т.д.) и расхода (вынос с урожаем, естественные потери - вымывание, смыв, улетучивание и т.д.) в течение определенного промежутка времени.
Поступление питательных веществ обеспечивают следующие источники: минеральные и органические удобрения; растительные остатки; посевной материал; биологическая фиксация азота клубеньковыми и свободноживущими микроорганизмами; осадки.
В расходной части учитывают: вынос с урожаем основной и побочной продукции; вынос с растительными остатками; вымывание в грунтовые воды и смыв с поверхности; потери в результате возможных эрозионных процессов; газообразные потери и т.д.
Создание необходимых условий для рационального круговорота питательных веществ, их положительный баланс - важнейшая задача агрохимии.
Контрольные вопросы
1.Как влияет систематическое применение удобрений на физико-химические свойства почвы? 2. Какие показатели почвы изменяются при совместном внесении органических и минеральных удобрений? 3. Какие агрохимические приёмы улучшают биологическую активность почвы? 4. Как изменяется плодородие и свойства почвы при применении агрохимических средств? 5.Что такое биологический круговорот веществ и баланс питательный веществ? 6. Назовите источники поступления питательных веществ в почву и расхода из неё? 7. Назовите виды баланса? 8. Охарактеризуйте баланс и круговорот фосфора и калия в земледелии? 9. Баланс гумуса? 10. Охарактеризуйте модель поведения питательных веществ в почве?
Литература
1. Минеев, В.Г. Агрохимия: 2-е изд., перераб. и доп. [Текст] /В.Г. Минеев. – Изд-во Московского университета, изд-во КолосС, 2004. – С. 115-151.
2. Карпачевский, Л.О. Лес и лесные почвы. /Л.О. Карпачевский. – М.: Лесн. пром-сть, 1981. – С. 165-166.