Курсовая работа

по сельскохозяйственной экологии

Тема: Агроэкологическая оценка и разработка экологически безопасных технологий системы земледелия или её звеньев в СХП "Колос" Кусинского района

2010

Содержание

Исходные данные

Введение

1. Агроклиматические и почвенные ресурсы

2. Особенности формирования севооборотов

3. Разработка системы обработки почвы

4. Планирование норм удобрений под сельскохозяйственные культуры

4.1 Планирование урожайности

4.2 Расчет доз удобрений под запланированный урожай

5. Баланс питательных элементов в севообороте

6. Почвенно-экологическая оценка

7. Биоэнергетическая оценка эффективности технологии производства сельскохозяйственной продукции

Литература

Исходные данные

1. Почвенно-климатическая агрозона

   1. Горно-лесная

   2. Почвы – серые лесные оподзоленные 10 %

   3. серая лесная оподзоленная 90 %

2. Рельеф

   1. Горный

   2. Склоны юго-восточной экспозиции с уклоном 3⁰ - 80 %

   3. Склоны южной экспозиции с уклоном 5⁰ – 20 %

Исходные показатели

1. Объемная масса метрового горизонта – 1,1 г/см³

2. Содержание гумуса – 3,96 %

3. РН_сол – 5,7

4. Содержание подвижного фосфора по Чирикову – 40 мг/кг, калия – 70 мг/кг почвы

Площадь пашни 1500 га

Введение

Система земледелия должна строиться на использовании энерго- и ресурсосберегающих технологиях, направленных на обеспечение повышения почвенного плодородия, развития экологически безопасных агроэкосистем. Технологии, которые направлены на повышение плодородия почв, приводят к негативным экологическим последствиям, к снижению экономической эффективности сельскохозяйственного производства и к социальной напряженности.

В связи с этим дальнейшая интенсификация сельскохозяйственного производства на этом фоне не дает должной отдачи в повышении продуктивности пашни, становится крайне затратной и неустойчивой, ведет к ухудшению экологической обстановки.

Недостаточно изучены экологическая, экономическая и технологическая сущность и причины отрицательных явлений в сельскохозяйственном производстве. Поэтому в основе современного научного подхода должен быть системный метод как непременное условие успешного развития земледелия.

Основа любой системы земледелия - севооборот. Оценку и роль его в современном земледелии проводят по таким критериям: биологизация земледелия, регулирование режима органического вещества почвы и элементов питания, поддержание удовлетворительного структурного состояния почвы, регулирование водного баланса агроценозов, предотвращение эрозии и дефляции, регулирование фитосанитарного состояния посевов и почвы.

По мере роста масштабов использования научно – технических достижений в сельскохозяйственном производстве необходимость грамотного учета природной составляющей существенно возрастает. Научно – техническая революция повысила значимость квалифицированного труда как источника материального богатства, но не может устранить природу как источник естественных сил и вещественных элементов производства. Земля по прежнему остается матерью богатства.

Весьма актуальной остается задача оптимизации приемов защиты растений от сорных растений и вредных организмов. В настоящее время очевидно, что система защиты растений должна быть интегрированной, основываться на регулировании численности вредных организмов до экономически целесообразного экологически безвредного уровня.

1. Агроклиматические и почвенные ресурсы

Хозяйство СХП Колос находится в горно-лесной зоне в Кусинском районе.

Горно-лесная зона занимает северо-западную часть области, включает Ашинский, Катав-Ивановский, Кусинский, Нязепетровский и Саткинский районы. На ее территории расположены города Аша, Златоуст, Катав-Ивановск, Сатка, Кыштым, Верхний Уфалей, Усть-Катав с мощной промышленностью. Эта зона области отличается от других зон самым коротким периодом с температурой выше 10 С – 110…120 дней, из которых без заморозков в воздухе 90…100, на почве 85…90 дней. В годы, когда случаются в поздние весенние и ранние осенние сроки, безморозный период сокращается до 80 дней. Сумма эффективных положительных температур в горно-лесной зоне 1900…2000 С, при этом за период активной вегетации растений выпадает 270…300 мм осадков при гидротермическом коэффициенте (ГТК) 1,4…1,8. Поэтому при относительном недостатке тепла условия увлажнения в зоне хорошие. Зима в горно-лесной зоне продолжительная и снежная. Период с устойчивым снежным покровом длится 160…170 дней.

Таблица 1 – Агроклиматическая характеристика зоны

Рельеф местности во взаимодействии с другими факторами играет существенную роль в развитии почвообразовательных процессов, в формировании тех или иных агрономических признаков (свойств) почвы. В Зауралье он обуславливает многие закономерности в распределении почв.

Рельеф играет большую роль в процессах функционирования биосферы и в почвообразовании. Мега- и макрорельефы участвуют в формировании воздушных масс и перераспределении тепла и влаги по земной поверхности, определяя климат и погоду.

Мезо- и микроформы рельефа перераспределяют тепло и влагу в пределах склонов, повышений и понижений. Они определяют особенности микроклимата и глубину залегания грунтовых вод, тем самым формируя мезо- и микроэкосистемы с характерными особенностями почвенного покрова.

Большое влияние рельеф оказывает на формирование агроэкосистем и хозяйственную деятельность человека. В последние годы разрабатываются адаптивно-ландшафтные системы земледелия, в которых рельеф является одним из ведущих факторов выбора культуры и технологий их выращивания.

Таблица 2 – Оценка агроклиматических условий хозяйства

Гидротермический коэффициент рассчитывается по формуле Селянинова Г.Т. (1):

К = 10 Р / t, (1)

где Р – сумма осадков за период с температурой > 10 С, мм; t – сумма температур за это же время, С.

ГТК для СХП "Колос" составляет 10 * 250 / 2000 = 1,25, что говорит об удовлетворительном увлажнении в Кусинском районе.

Из таблицы видно, что обеспеченность культур теплом и осадками хорошая. Если смотреть отдельно по годам, то видно, что сумма активных температур за вегетационный период и сумма осадков находятся в обратной зависимости, т.е. чем выше температура, тем меньше осадков. Например, если сравнить 2005 и 2006 года, то получится, что температура в 2005 ниже, чем в 2006, следовательно, 2005 год был более влажный, чем 2006.

Для почвенного покрова горно-лесной зоны Челябинской области характерно сочетание подзолистого и дерново-подзолистого почвообразовательных процессов, поэтому здесь расположены серые лесные почвы, а т.к. рельеф здесь гористый, то почвы относятся к подтипу горных серых лесных. По степени развития подзолистого и дернового процессов, и, следовательно, по содержанию гумуса в аккумулятивных горизонтах серые лесные почвы подразделяются на светло-серые, серые и темно-серые. Темно-серые разновидности залегают на пологих склонах, формируются преимущественно на делювии осадочных пород. Серые лесные почвы приурочены к более крутым склонам и вершинам холмов. Процесс оподзоливания у серых лесных почв морфологически и физико-химически выражен сильнее, чем у темно-серых. Они имеют небольшую мощность гумусового слоя – 16…20 см и низкое содержание гумуса – 3…5 %.

Серые лесные почвы занимают 10,5 % территории зоны и 67,1 % Важной особенностью почвенного покрова горно-лесной зоны является большая возможность развития процессов плоскостной (водной) эрозии. Объективной причиной этого является то, что половина пахотных земель этой природной зоны имеет крутизну склонов 3 и более при годовой сумме осадков 450…600 мм, причем летние осадки часто носят ливневый характер

Серые лесные почвы имеют слабокислую реакцию среды почвенного раствора. Более того, пахотные земли бедны азотом, фосфором, имеют низкую биологическую активность, в том числе нитрификационную способность, поэтому они нуждаются в мероприятиях по повышению плодородия, а именно в применении противоэрозионных приемов земледелия, известкования, органических и минеральных удобрений.

Почвенный покров СХП Колос представлен– серой лесной оподзоленнной. Лесные горные почвы имеют большую крутизну склона (5), что свидетельствует о значительном развитии эрозионных процессов. Поэтому на них необходимо разместить почвозащитный севооборот с исключением пропашных культур. К освоению предложен севооборот клевер – клевер – пшеница – горох – овес – ячмень. Серые горно-лесные оподзоленные имеют крутизну склонов до 5. Здесь может проявляться начальная форма линейной эрозии и требуется ограничение доли пропашных культур в севообороте. Здесь можно ввести зернопаровой севооборот пар – пшеница - ячмень.

Запасы гумуса рассчитываются по формуле (2):

Г = М * 10000 * В * Р, (2)

где Г – запас гумуса, т/га; М – мощность горизонта, см; В – объемная масса, г/см³; Р – содержание гумуса, %.

Г_с.г.-л. = 0,20 * 10000 * 1,1* 3,96 / 100 = 87,12 т/га

Г_с.л. = 0,35 * 10000 * 1,1 * 3,96 / 100 = 152,46 т/га

По расчетам можно сделать вывод, что серые лесные оподзоленные почвы имеют средние запасы гумуса (в метровом слое 127,4 т/га).. Поэтому на серых лесных почвах нужно вносить органические удобрения. Интенсивная обработка почвы способствует разложению органического вещества. Наиболее перспективным с точки зрения сохранения гумуса является бесплужное земледелие.

2. Особенности формирования севооборотов

В основе формирования севооборота лежит:

1. Регулирование режима органического вещества почвы и минеральных элементов питания.

2. Поддержание удовлетворительного структурного состояния почвы.

3. Регулирование водного баланса агроценозов.

4. Предотвращение процессов эрозии.

5. Уменьшение засоренности посевов.

6. Регулирование фитосанитарного состояния почвы.

По данным расчетов органического вещества на серых лесных почвах гумуса содержится 152,46 т/га. Это низкое содержание означает, что органические удобрения вносить обязательно. Также известно, что серые лесные почвы бедны азотом, поэтому необходимо использовать минеральные азотные удобрения. Также целесообразно пополнять почву азотом с помощью зерно-бобовых культур, то есть включать в севооборот многолетние бобовые травы.

Изменения гумуса пахотных почв характеризуют его биологические потери (в результате усиления минерализации и сокращения поступления в почву растительных остатков). Более значительных по сравнению с биологическими являются потери гумуса в условиях проявления водной и ветровой эрозии.

Для борьбы с эрозией необходимо применять противоэрозионную систему земледелия. Это может быть пахота поперек склонов, посев кулис для задержания снега на склоновых землях. На склонах до 5 хорошие результаты дает гребнистая поперечная пахота.

Чтобы регулировать водный баланс агроценозов необходимо проводить ряд агротехнических, мелиоративных, лесомелиоративных приемов. Нужно проводить снегозадержание зимой, ранне-весеннее боронование, чтобы накопить, сохранить и продуктивно использовать влагу.

Борьбу с сорняками целесообразно сочетать с агротехническими приемами, направленными на создание благоприятных условий для роста и развития культурных растений. Для борьбы с сорняками используют агротехнические, биологические – с помощью фитопатогенных микроорганизмов и вредных насекомых, химические способы – гербициды.

В регулировании фитосанитарного состояния почв определяющую роль играют агротехнические методы (выбор устойчивых сортов, оптимизация севооборотов, обработка почвы, регулирование сроков посева, густоты стеблестоя, своевременная уборка), которые должны дополняться биологическими методами регулирования численности вредных организмов на уровне порога вредоносности, методами интерференции (использование феромонов, гормонов насекомых, репеллентов, аттрактантов). Химический метод связан с применением гербицидов. Без них невозможно избавиться от массового распространения карантинных вредителей.