Рассчитать относительную влажность почвы и запасы почвенной влаги
Министерство сельского хозяйства РФ
Департамент научно-технологической политики и образования
Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Кафедра общего и орошаемого земледелия
Методические указания
К самостоятельной работе по дисциплинам
«Земледелие» и «Земледелие с основами
Почвоведения». Раздел «Научные основы земледелия»
Волгоград 2006
УДК 631. 58 (075.5)
М 54
Методические указания к самостоятельной работе по дисциплинам «Земледелие» и «Земледелие с основами почвоведения». Раздел «Научные основы земледелия» / Сост. А.Н. Сухов, В.И. Коробов, Н.Н. Шатилова, И.В. Кривцов; Волгогр. гос. с. - х. акад. - Волгоград, 2006. - 16 с.
Приводится перечень тем и вопросов для самостоятельного изучения раздела «Научные основы земледелия» дисциплин «Земледелие» и «Земледелие с основами почвоведения», перечень контрольных вопросов для самопроверки усвоения материала, общий список рекомендуемой литературы и конкретно по каждой теме, содержание, порядок выполнения, форма записи полученных результатов, индивидуальные задания и необходимые пояснения.
Для студентов специальностей 110201 «Агрономия», 110202 «Плодоовощеводство и виноградарство», 110102 «Агроэкология» и 110203 «Защита растений» очной, заочной и сокращенной форм обучения.
Утверждены методической комиссией агрономического факультета.
|
|
|
Рецензент: доктор с.-х. наук, профессор Кирпо Н.И.
Рейтинг - таблица для оценки успеваемости студентов по итогам учебного модуля «Научные основы земледелия»
| Оценочные показатели | Количество баллов |
| Самостоятельная работа № 1 | 0...2 |
| Самостоятельная работа № 2 | 0...2 |
| Самостоятельная работа № 3 | 0...2 |
| Самостоятельная работа № 4 | 0...4 |
| Тест | 0...20 |
| Итого | 0...30 |
По разделу «Научные основы земледелия» студент прорабатывает следующие темы:
1. Вводная. Земледелие как наука и отрасль с.-х. производства. Современные задачи земледелия. Понятие об адаптивно - ландшафтном земледелии. Задачи и порядок изучения дисциплины в свете требований ГОСТ ВПО.
2. Условия жизни растений и их регулирование в земледелии. Общие требования растений к факторам жизни. Законы земледелия. Понятие о почвенном плодородии, его виды и методы окультуривания почвы.
3. Агрофизические показатели почвенного плодородия и приемы их регулирования. Основные агрофизические свойства почвы и их роль в земледелии. Гранулометрический состав почвы. Сложение (плотность) и строение почвы. Структура почвы, факторы ее разрушения и способы восстановления.
|
|
|
4. Биологические показатели почвенного плодородия и пути их улучшения. Содержание и состав органического вещества. Численность, видовой состав и активность почвенной микрофлоры. Фитосанитарное состояние почвы.
5. Водный режим почвы и приемы его регулирования. Понятие о водном режиме почвы. Значение воды в жизни растений. Формы воды в почве. Водно-физические константы. Баланс почвенной влаги. Основные пути регулирования водного режима почвы.
6. Воздушно-тепловой режим почвы и приемы его регулирования. Почвенный воздух, его значение для растений и микроорганизмов. Факторы газообмена. Приемы регулирования воздушного режима почвы. Значение тепла в жизни растений и почвы. Источники поступления тепла в почву, расход тепла. Тепловые свойства почвы. Регулирование теплового режима почвы.
7. Пищевой режим почвы и приемы его регулирования. Потребность растений в элементах питания. Приемы регулирования пищевого режима почвы.
Культурные растения находятся в постоянном взаимодействии с окружающей средой, предъявляют к ней определенные требования по обеспечению факторами жизни. Познание этих требований составляет одну из основ научного земледелия. Факторы жизни делят на космические и земные. К космическим факторам относятся свет и тепло. Человек не может регулировать их поступление на единицу площади. Поэтому необходимо приспосабливаться к условиям освещения и тепловому режиму. Однако можно изменять освещенность растений густотой посева и посадки, направлением рядков. В значительной степени можно регулировать тепловой режим почвы путем ее обработки, созданием нужного рельефа, мульчированием, внесением органических удобрений. Еще большее воздействие оказывает человек на земные факторы жизни. К земным факторам относятся вода, воздух, элементы питания, реакция почвенной среды. Необходимо хорошо знать приемы и способы их регулирования в различных почвенно-климатических условиях и правильно их использовать.
|
|
|
Второй научной основой земледелия является учение о плодородии почвы. При правильном использовании плодородие почвы повышается. Однако при нарушении законов земледелия, незнании способов восстановления плодородия почвы или пренебрежительном отношении к воспроизводству плодородия свойства почвы ухудшаются, снижается ее плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур, а иногда теряется сама почва в результате эрозии. Необходимо изучить достижения науки и передового опыта по повышению плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур и применять их в повседневной агрономической практике.
|
|
|
Теоретической основой земледелия являются законы земледелия. Они суммируют общие закономерности по оптимизации факторов жизни растений, сохранению и повышению плодородия почвы. Нужно уяснить сущность законов равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений, закона минимума, оптимума и максимума, закона совокупного действия факторов, закона возврата, плодосмена, закона биологического и технологического разнообразия и использовать их в работе. Нарушение законов земледелия всегда приводит к отрицательным последствиям.
Необходимо уяснить суть расширенного воспроизводства плодородия почвы, знать показатели плодородия почвы и уметь воздействовать на них в благоприятном направлении.
Агрофизические показатели плодородия почв: гранулометрический состав, структура, строение, мощность пахотного слоя.
Биологические показатели плодородия почвы: содержание и состав органического вещества почвы, почвенные организмы, биологическая активность почвы, ее чистота от сорняков, вредителей и возбудителей болезней. Биологические показатели связаны с другими показателями плодородия почвы и урожайностью сельскохозяйственных культур.
Агрохимические показатели: содержание гумуса, легкогидролизуемого азота, фосфора, калия, реакция почвенной среды, содержание токсических веществ.
Пути улучшения показателей плодородия почвы:
· биологические - применение севооборотов с включением в них бобовых, многолетних трав, сидеральных культур, внесение органических и бактериальных удобрений, воздействие на микрофлору почвы известкованием, обработкой почвы и другими способами, интегрированная защита растений от вредителей, болезней и сорных растений, биологическая мелиорация и др.;
· агрофизические - почвозащитные, энерго- и ресурсосберегающие системы обработки почвы и способы посева сельскохозяйственных культур, орошение и осушение земель, углубление пахотного слоя;
· агрохимические - известкование, гипсование, внесение минеральных удобрений.
Нужно знать формы и категории почвенной воды. Зависимость водного режима от агрофизических показателей плодородия и агрометеорологических условий. Районирование территорий страны по влагообеспеченности. Пути регулирования водного режима почвы в земледелии. Влагонакопительные мероприятия: снегозадержание, регулирование снеготаяния и др. Меры борьбы с засухой и переувлажнением почвы.
Воздушный режим почвы. Приемы регулирования воздушного режима. Взаимозависимость водного и воздушного режима почвы.
Тепловые свойства и тепловой режим почвы и практические приемы его регулирования.
По каждой теме нужно изучить и усвоить необходимый теоретический материал, излагаемый преподавателем на лекциях и имеющийся в данных методических указаниях и литературе из рекомендованного библиографического списка. Степень и полнота усвоения проверяются ответами на контрольные вопросы. После этого производится закрепление изучаемого материала путем выполнения самостоятельных работ. Они выполняются и сдаются в сроки, установленные преподавателями. Неудовлетворительно выполненные работы можно переделать до конца соответствующего периода, но не более одного раза.
Библиографический список
1. Баздырев, Г.И. Земледелие: Учебник/ Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. - М: КолосС, 2004. - 552 с.
2. Практикум по земледелию: Учебное пособие/ И.П. Васильев, А.Н. Туликов, Г.И. Баздырев и др. - М.: КолосС, 2003. - 424 с.
3. Кирюшин, В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика/ В.И. Кирюшин. - М.: Изд-во МСХА, 2000. - 473 с.
4. Лопырев, М.И. Агроландшафты и земледелие: Учебное пособие/ М.И. Лопырев, С.А. Макаренко. - Воронеж: Изд-во ВГАУ, 2001. - 168 с.
Вопросы для самопроверки
Тема 1
1. Что такое земледелие как наука и как отрасль сельскохозяйственного производства?
2. Основные разделы земледелия как науки и производственные отрасли земледелия.
3. Современные задачи земледелия как науки.
4. Основные показатели отрасли земледелия в стране и Волгоградской области.
5. Задачи и пути развития отрасли земледелия.
6. Что такое интенсификация земледелия, показатели и факторы интенсификации в земледелии?
7. Особенности адаптивно-ландшафтного земледелия.
Литература: 1, С. 3-16, 503-514; 2, С. 27-36, 123-126, 130-135; 3, С. 4-9.
Тема 2
1. Космические, энергетические, земные и почвенные факторы жизни растений.
2. Почвенное плодородие, его виды и приемы регулирования.
3. Что такое окультуривание почвы, показатели и приемы окультуривания почвы?
4. Законы научного земледелия, их значение и использование в производстве.
5. Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений.
6. Закон минимума (лимитирующего фактора), максимума и оптимума.
7. Закон совокупного действия факторов жизни растений.
8. Закон возврата.
9. Закон плодосмена.
10. Закон необходимого биологического разнообразия.
Литература: 1, С. 16-26, 43-49.
Тема 3
1. Какие показатели характеризуют агрофизическое состояние почвы?
2. Значение гранулометрического состава почвы.
3. Что такое сложение (плотность) и строение почвы?
4. Оптимальные показатели сложения и строения почвы в засушливых условиях.
5. Общая, капиллярная и некапиллярная скважность (пористость) почвы, их значение и регулирование в земледелии.
6. Агрономическое значение мощного окультуренного слоя почвы.
7. Аэрация почвы, значение и приемы регулирования.
8. Структура почвы, ее агрономическое значение и оценка.
9. Причины разрушения структуры почвы.
10. Методы сохранения и улучшения структуры почвы.
Литература: 1, С. 49-56; 4, С. 16-47.
Тема 4
1. Какие существуют биологические показатели плодородия почвы?
2. Значение содержания органического вещества (гумуса) и его агрономическая оценка.
3. Влияние различных сельскохозяйственных культур на гумусовый баланс почвы.
4. Приемы улучшения гумусового баланса.
5. Порядок расчета гумусового баланса почвы по азоту.
6. Роль численности, видового состава и активности почвенной микрофлоры.
7. Показатели фитосанитарного состояния почвы.
Литература: 1, С. 57-73.
Тема 5
1. Значение и особенности воды как основного фактора жизни растений.
2. Водный режим почвы. Типы водного режима почвы.
3. Формы и категории почвенной влаги.
4. Продуктивная, непродуктивная, доступная и недоступная влага (мертвый запас).
5. Что такое капиллярная влага и почему она является основной формой продуктивной влаги в почве?
6. Водно-физические константы. Наименьшая влагоемкость почвы (НВ). Влажность устойчивого завядания и разрыва капилляров.
7. Парообразная влага и ее роль в водоснабжении растений.
8. Пленочная (плотно - и рыхлосвязанная) влага.
9. Особенности передвижения капиллярной влаги в почве.
10. Источники непродуктивных потерь влаги из почвы.
11. Приемы, способствующие лучшему проникновению влаги осадков в почву.
12. Приемы, уменьшающие потери влаги из почвы.
13. Приемы регулирования водного режима почвы в засушливых условиях (по воздействию на климат, почву, растения, гидротехническая мелиорация).
14. Влияние водного режима на воздушно-тепловой и пищевой режимы почвы, ее физико-механические (технологические) свойства.
Литература: 1, С. 27-34; 4, С. 48-78.
Тема 6
1. Чем почвенный воздух отличается от атмосферного?
2. Что происходит с составом почвенного воздуха и атмосферного в приземном слое при плохой аэрации почвы?
3. Какая концентрация оксида углерода в почве является токсичной?
4. Какое содержание кислорода в почве является недостаточным?
5. За счет чего происходит газо - и воздухообмен между почвой и атмосферой?
6. Что такое конвекция и диффузия?
7. Что такое «дыхание» почвы и как оно происходит?
8. Каким образом можно уменьшить потери парообразной влаги из почвы?
9. Что такое аэрация почвы и от чего она зависит?
10. Какая аэрация является недостаточной и какие ее неблагоприятные последствия?
11. Приемы регулирования (уменьшения и увеличения) аэрации почвы?
12. Почему излишне высокая аэрация почвы является неблагоприятной в засушливых условиях и как ее можно уменьшить?
13. Источники и значение тепла в жизни растений.
14. Какие показатели характеризуют тепловой режим почвы?
15. Какая почва прогревается быстрее: темная или светлая, выровненная или невыровненная, рыхлая или плотная, влажная или сухая и почему?
16. В каком направлении и какими приемами регулируется тепловой режим почвы в холодное время года?
17. В каком направлении и какими приемами регулируется тепловой режим почвы в теплое время года?
18. Связь между тепловым и водным режимом почвы.
19. Каким образом можно уменьшить и увеличить прогревание почвы?
Литература: 1, С. 34-38; 4, С. 78-87.
Тема 7
1. Какие макро- и микроэлементы растения потребляют из почвы?
2. Закон плодосмена и его связь с питательным режимом почвы.
3. Закон возврата.
4. Каким образом можно регулировать пищевой режим почвы?
5. Вещественные и технологические приемы улучшения питательного режима почвы.
6. Значение микроорганизмов в накоплении доступных питательных веществ в почве.
7. Приемы повышения микробиологической активности почвы.
8. Каким образом можно усилить полезные микробиологические процессы?
Литература: 1, С. 41-43.
Самостоятельная работа № 1
Рассчитать и дать агрономическую оценку плотности (плотность сложения) и пористости (скважности) почвы
Плотность почвы - масса единицы объема абсолютно сухой почвы в ненарушенном состоянии, зависящая от взаимного расположения частиц и агрегатов почвы, то есть от ее сложения. Она выражается в т/м3 и является одним из главных агрофизических показателей состояния почвы, от которого зависят многие другие ее свойства.
По принятой в России классификации Н.А. Качинского, плотность (плотность сложения) обрабатываемого слоя почвы менее 1,15 т/м3 оценивается как рыхлое, 1,15 - 1,35 т/м3 - плотное и более 1,35 т/м3 - очень плотное сложение. Плотность почвы (dV) рассчитывается как отношение массы абсолютно сухой почвы в естественном состоянии (т) к ее объему (V).
Задание
| № варианта | Масса абсолютно сухой почвы, г | Объем почвы, см3 | № варианта | Масса абсолютно сухой почвы, г | Объем почвы, см3 |
| 1 | 130,7 | 100 | 14 | 140,5 | 100 |
| 2 | 115,6 | 100 | 15 | 131,6 | 100 |
| 3 | 111,8 | 100 | 16 | 272,3 | 200 |
| 4 | 55,3 | 50 | 17 | 280,0 | 200 |
| 5 | 61,6 | 50 | 18 | 289,2 | 200 |
| 6 | 65,3 | 50 | 19 | 53,6 | 50 |
| 7 | 203,8 | 200 | 20 | 82,6 | 100 |
| 8 | 257,6 | 200 | 21 | 111,2 | 100 |
| 9 | 281,5 | 200 | 22 | 62,8 | 50 |
| 10 | 71,8 | 50 | 23 | 49,3 | 50 |
| 11 | 46,2 | 50 | 24 | 58,2 | 50 |
| 12 | 73,8 | 50 | 25 | 70,3 | 50 |
| 13 | 146,2 | 100 |
Итоговая таблица
| № варианта | Масса абсолютно сухой почвы, г | Объем почвы, см3 | Плотность почвы | Оценка плотности почвы | |
| г/см3 | т/м3 | ||||
Общая пористость или скважность почвы - объем всех пор, выраженный в процентах к объему почвы. Величина пористости влияет на водно-воздушные, тепловые и другие свойства почвы. По классификации Н.А. Качинского, пористость более 70 % считается избыточной, 70 - 65 % - высокой, 65 - 55 % - отличной, 55 - 50 % - удовлетворительной, менее 50 % - неудовлетворительной.
Общая пористость (Робщ.) рассчитывается по формуле:
Робщ. = 
,
где d - плотность твердой фазы почвы, т/м3;
dV - плотность (плотность сложения) почвы, т/м3.
Задание
| № варианта | Плотность твердой фазы почвы, т/м3 | Плотность почвы, т/м3 | № варианта | Плотность твердой фазы почвы, т/м3 | Плотность почвы, т/м3 |
| 1 | 2,72 | 1,12 | 14 | 2,75 | 1,15 |
| 2 | 2,72 | 1,22 | 15 | 2,75 | 1,08 |
| 3 | 2,72 | 1,34 | 16 | 2,74 | 1,15 |
| 4 | 2,65 | 0,96 | 17 | 2,74 | 1,26 |
| 5 | 2,65 | 1,02 | 18 | 2,74 | 1,32 |
| 6 | 2,65 | 1,15 | 19 | 2,60 | 1,25 |
| 7 | 2,70 | 1,13 | 20 | 2,60 | 1,27 |
| 8 | 2,70 | 1,28 | 21 | 2,60 | 0,90 |
| 9 | 2,70 | 1,33 | 22 | 2,72 | 1,17 |
| 10 | 2,68 | 1,42 | 23 | 2,73 | 1,24 |
| 11 | 2,68 | 1,39 | 24 | 2,74 | 1,28 |
| 12 | 2,68 | 1,30 | 25 | 2,71 | 1,33 |
| 13 | 2,75 | 1,26 |
Итоговая таблица
| № варианта | Масса абсолютно сухой почвы, г | Объем почвы, см3 | Плотность почвы | Оценка плотности почвы | |
| г/см3 | т/м3 | ||||
Самостоятельная работа № 2
Рассчитать относительную влажность почвы и запасы почвенной влаги
Влажность почвы выражается в процентах, мм, м3 и т на 1 га. Первичным показателем является влажность в процентах к массе абсолютно сухой почвы (W%), которая обычно определяется термостатно-весовым методом и рассчитывается по формуле:
W%= 
,
где а - масса испарившейся при сушке образца воды, г;
в - масса абсолютно сухой почвы в образце, г.
Задание
| № варианта | Масса бюкса с сырой почвой, г | Масса бюкса с абсолютно сухой почвой, г | Масса пустого бюкса, г | № варианта | Масса бюкса с сырой почвой, г | Масса бюкса с абсолютно сухой почвой, г | Масса пустого бюкса, г |
| 1 | 76,6 | 65,5 | 24,2 | 14 | 85,22 | 78,21 | 22,25 |
| 2 | 95,17 | 80,18 | 24,75 | 15 | 79,8 | 73,7 | 24,38 |
| 3 | 71,0 | 60,32 | 23,91 | 16 | 70,65 | 65,98 | 22,2 |
| 4 | 68,9 | 60,25 | 24,18 | 17 | 71,61 | 67,25 | 24,9 |
| 5 | 80,5 | 70,51 | 22,45 | 18 | 71,6 | 65,93 | 24,9 |
| 6 | 71,1 | 64,6 | 23,1 | 19 | 83,4 | 75,45 | 23,95 |
| 7 | 94,0 | 84,63 | 24,9 | 20 | 72,64 | 66,4 | 23,71 |
| 8 | 89,0 | 79,55 | 24,1 | 21 | 62,72 | 57,49 | 24,55 |
| 9 | 89,95 | 79,32 | 23,49 | 22 | 66,26 | 59,47 | 21,85 |
| 10 | 88,4 | 79,8 | 24,31 | 23 | 83,81 | 75,49 | 21,9 |
| 11 | 64,3 | 58,83 | 23,44 | 24 | 70,7 | 62,35 | 23,87 |
| 12 | 61,83 | 56,68 | 22,12 | 25 | 80,48 | 73,5 | 24,26 |
| 13 | 68,2 | 64,1 | 22,5 |
Итоговая таблица
| № варианта | Масса бюкса с сырой почвой, г | Масса бюкса с абсолютно сухой почвой, г | Масса пустого бюкса, г | Масса испарив-шейся воды, г | Масса абсолютно сухой почвы, г | Влажность почвы, % |
Общий запас влаги в определенном слое почвы складывается из продуктивной и непродуктивной для растений влаги и выражается в процентах от массы абсолютно сухой почвы, в мм водного столба, т или м3 на гектаре.
Общий запас влаги в почве в процентах равен сумме влажности непродуктивной (Wнепрод.%) и продуктивной (Wпрод.%). Wнепрод.% определяется по формуле:
Wнепрод.% =1,34 * МГ,
где МГ - максимальная гигроскопичность почвы данного слоя;
1,34 - коэффициент.
Продуктивная влага рассчитывается по формуле:
Wпрод.%= W% - Wнепрод.%.
Для определения запасов влаги данного слоя почвы в мм водного столба на гектаре (Wмм/га) используется формула:
Wмм/га=10*W%*dV*h,
где W% - влажность почвы, %;
dV - плотность (сложение) почвы, т/м3;
h - глубина расчетного слоя, м.
Запасы почвенной влаги в т или м3/га рассчитываются по формуле:
Wт/га (м 3 /га) =100*W%*dV*h,
где W% - влажность почвы, %;
dV - плотность (сложение) почвы, т/м3;
h - глубина расчетного слоя, м.
Весенние запасы продуктивной влаги метрового слоя почвы менее 90 мм Гидрометслужба РФ относит к плохим, 90-130 мм - удовлетворительным и более 130 - хорошим; влагозапасы пахотного слоя 0-0,2 м менее 15 мм считаются плохими, 15 - 30 мм -удовлетворительными и более 30 - хорошими.
Задание
| № варианта | Влажность почвы, % | Плотность почвы, т/м3 | Максимальная гигроскопичность почвы, % | № варианта | Влажность почвы, % | Плотность почвы, т/м3 | Максимальная гигроскопичность почвы, % |
| 1 | 25,6 | 1,18 | 6,8 | 14 | 20,3 | 1,26 | 7,8 |
| 2 | 12,8 | 1,31 | 7,0 | 15 | 23,6 | 1,27 | 8,3 |
| 3 | 9,7 | 1,32 | 7,3 | 16 | 20,5 | 1,17 | 6,5 |
| 4 | 18,4 | 1,06 | 8,1 | 17 | 23,6 | 1,18 | 6,1 |
| 5 | 17,3 | 1,22 | 7,9 | 18 | 24,8 | 1,21 | 6,7 |
| 6 | 15,2 | 1,09 | 6,3 | 19 | 21,3 | 1,15 | 7,2 |
| 7 | 10,3 | 1,22 | 6,6 | 20 | 19,6 | 1,22 | 7,5 |
| 8 | 8,5 | 1,32 | 7,3 | 21 | 17,2 | 1,08 | 7,9 |
| 9 | 13,4 | 0,93 | 6,8 | 22 | 16,3 | 1,22 | 8,0 |
| 10 | 14,2 | 1,20 | 6,9 | 23 | 10,3 | 1,17 | 6,3 |
| 11 | 15,7 | 1,31 | 6,5 | 24 | 9,8 | 1,30 | 6,4 |
| 12 | 18,8 | 1,12 | 8,2 | 25 | 8,3 | 1,27 | 6,8 |
| 13 | 17,6 | 1,25 | 8,9 | 10,2 | 1,22 | 7,2 |
Итоговая таблица
| № варианта | Влажность почвы, % | Плотность почвы, т/м3 | Максимальная гигроскопичность почвы, % | Общий запас влаги | Непродуктивная влага | Продуктивная влага | ||||||
| % | мм | т/га | % | мм | т/га | % | мм | т/га | ||||
Самостоятельная работа № 3
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 112; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!