Курсовая работа
Агроэкологическая оценка почв учхоза «Удрайское» Великолукского района Псковской области
Содержание
Введение
Глава 1. Характеристика агроэкосистемы
1.1 Географическое положение и климат учхоза «Удрайское» Великолукского района Псковской области
1.2 Рельеф
1.3 Условия почвенного покрова
1.4 Условия почвообразования
1.5 Физико-химическая характеристика двух разновидностей
почв
1.6 Антропогенное использование территории
1.7 Возможные негативные экологические факторы
Глава 2. Оценка устойчивости почв к антропогенному воздействию
Глава 3. Оценка продуктивности
Глава 4. Стратегия использования территории с точки зрения устойчивого развития сельской местности
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Возникновение земледелия было связано с ростом численности человеческой популяции и необходимостью устойчивого снабжения членов общества продуктами питания. Земледелие сильнее, чем другие виды деятельности человека, связано с выживанием. Именно для этой цели, сформировавшиеся в результате длительной эволюции саморегулируемые природные экосистемы, были заменены на агроэкосистемы.
Агроэкосистемы — измененные природные системы, которыми управляют для повышения продуктивности.
История мирового земледелия — это история совершенствования различных агроприемов, применения их в комплексе с другими, что позволило разработать системы земледелия, конкретные мероприятия, в которых учитывают различия почвенных и климатических условий той или иной местности. Системный подход дает возможность земледельцу добиваться максимальной продуктивности агроэкосистемы. С другой стороны, чем более интенсивно человек эксплуатирует агроэкосистему, тем большие суммарные энергетические затраты необходимы на ее поддержание в продуктивном состоянии. Источником дополнительной энергии служит преобразованная энергия топлива, тягловая сила животных и труд человека.
Сорта культурных растений подвергаются искусственному, а не естественному отбору и, следовательно, сами по себе также неустойчивы и энергозатраты. Растущее население, ориентация экономики на экспорт продовольствия, развитие сельскохозяйственного машиностроения и индустрии химизации сельского хозяйства приводит к тому, что агроэкосистемы становятся более искусственными и, соответственно, неустойчивыми, существующими только лишь за счет растущих энергетических дотаций.
Перспектива потери плодородной земли — основного средства производства в сельском хозяйстве — заставляет все большее количество людей, занятых в этой сфере деятельности, искать варианты выхода из сложившейся ситуации, обращая внимание не только на отдельные приемы природоохранной агротехники, но и на концептуально новые системы земледелия, основанные на учете законов природы, круговоротов веществ. Эти системы земледелия ориентируются на сохранение почвы как живой системы, природную регенерацию воды и воздуха, получение экологически чистой продукции, экономное расходование энергетических и сырьевых ресурсов. Выход возможен в экологической ориентации всего агроландшафта, в совмещении функций.
Цель данной курсовой работы – оценка конкретной агроэкосистемы учхоза «Удрайское» Великолукского района Псковской области с учетом возможности ее оптимизации для получения наибольших урожаев сельскохозяйственных культур.
Глава 1. Характеристика агроэкосистемы
1.1
Географическое положение и климат учхоза «Удрайское»
1.2
Великолукского района Псковской области
Учхоз «Удрайское» расположен на территории Горицкой волости Псковской области, в северной части Великолукского района в 30 км от районного центра и 350 км от областного центра.
Вся территория учхоза имеет вытянутую с севера на юг форму протяженностью 18 км. Общая земельная площадь составляет 773 га, в том числе сельхозугодий 5363 га, из них пашня 5363 га.
По агроклиматическим ресурсам территория района относится к 4 центральному агроклиматическому району Псковской области. Район выделяется меньшим количеством осадков при достаточно тёплом о продолжительном вегетационном периоде. Условия для возделывания сельскохозяйственных культур вполне благоприятные.
Средняя температура января от —7 до —8 °С, июля — от 17 до 17,5 °С. Сумма эффективных температур 1479°С. Количество осадков 550—650 мм в год, в основном в летний и осенний периоды, значительно превышает испарение, около 400 мм. Продолжительность вегетационного периода до 144 суток.
В целом климат можно охарактеризовать как умеренно-континентильный, но с заметным влиянием Атлантического и Северного Ледовитого океанов. Общая годовая сумма притока тепла на 1 см2
горизонтальной поверхности около 80 ккалорий. В целом по году радиационный баланс положительный, но с ноября по февраль отрицательный.
Кроме солнечной радиации большое значение на климат области оказывает повышенная циклоническая деятельность атмосферы. В среднем за год проходит 129 циклонов, а антициклонов около 50.
Данный район благоприятен для выращивания разных овощных и кормовых корнеплодов, ранних и средних сортов картофеля, льна, капусты белокочанной, озимой ржи, овса, ячменя.(3)
1.2 Рельеф
Территория учхоза «Удрайское» расположена на Волхов-Ловатской низменности, представляющей заболоченную озерно-ледниковую равнину (Понизовщину). На общем низинном фоне на ней возвышаются «острова», так называемые «увалы», имеющие тоже весьма равнинный рельеф. Таким образом, на всей площади преобладает достаточно равнинный рельеф.(3)
В целом рельеф территории не препятствует широкой механизации полевых работ.
1.3 Условия почвенного покрова
Основными почвообразующими породами на Ловатской низменности являются маломощные озерно-ледниковые отложения разного механического состава, покрывающие морену.
Большая часть пахотных угодий приурочена к довольно равнинным моренным поднятиям, так называемым «увалам». Почвы на них формируются моренные суглинки и различные двучленные отложения. На пашне преобладают среднеокульуренные некислые почвы. В целом же преобладают дерново-слабоподзолистые легкосуглинистые и супесчаные почвы.(3)
Если анализировать данные таблицы 1, можно сделать вывод, что в целом на почвах с подобными агрохимическими показателями невозможно получить, хотя бы средний урожай. Для получения урожаев близких к возможным необходимо повышение уровня плодородия почв. Причем на таких почвах не достаточно одной компенсации выноса элементов питания. Необходимо внесение удобрений с таким расчетом, чтобы баланс питательных элементов складывался с профицитом.
Таблица 1. Характеристика почв хозяйства
| Вид с.-х.угодий | Площадь, га | Гумус % | pHсол | Р2
О5 мг/кг |
К2
О мг/кг |
| Пашня | Обследованная 2753,4 | 1,7 | 5,5 | 136,8 | 116,9 |
| в т.ч. Осушенная 1620,6 | 1,8 | 5,6 | 147,8 | 105,1 | |
| Сенокос | Обследованная 749,7 | * | 5,6 | 67 | 98,4 |
| в т.ч. Осушенная 559,0 | * | 5,7 | 65,8 | 94,8 | |
| Выгон | Обследованная 746,3 | * | 5 | 53,9 | 130,7 |
| в т.ч. Осушенная 719,4 | * | 5 | 51,2 | 130,8 | |
| С.-х. угодья | Обследованная 4249,4 | * | 5,5 | 109,9 | 116,1 |
| в т.ч. Осушенная 2899,0 | * | 5,5 | 108,1 | 109,5 |
По классификации Н.Л.Благовидова, специально разработанной для почв северо-запада, почвы хозяйства относят к средне- и слабоокультуренным.
1.4 Условия почвообразования
В основу почвенно-географического районирования Северо-Запада Европейской части РФ положена схема почвенно-географического районирования, разработанная Почвенным институтом имени В.В. Докучаева.
Согласно этой схеме территория учхоза «Удрайское» относится к почвенно-биоклиматической подзоне южной тайги и широколиственных лесов.
1.5 Физико-химическая характеристика двух разновидностей почв
Таблица 2. Физико-химические свойства дерново-слабоподзолистой
среднесуглинистой почвы
| Горизонт | Гл., см | Гумус, % | Ca2+
|
Mg2+
|
Ca2+
мг-экв/100 г |
Нг | pHKCl
|
| мг-экв/100 г | |||||||
Апах
А2
В |
0-22 22-30 30-65 |
2,54 0,40 0,20 |
12,1 1,5 6,5 |
1,5 0,9 1,3 |
13,6 2,4 7,8 |
1,32 2,0 1,7 |
5,8 4,9 4,2 |
Таблица 3. Физико-химические свойства дерново-подзолистой
легкосуглинистой глееватой почвы
| Горизонт | Гл., см | Гумус, % | Ca2+
|
Mg2+
|
Ca2+
мг-экв/100 г |
Нг | pHKCl
|
| мг-экв/100 г | |||||||
Апах
А2
В ВС |
0-15 20-30 35-45 70-80 |
3,79 1,32 0,43 0,35 |
7,2 4,2 8,4 10,0 |
0,4 0,6 5,8 9,4 |
7,6 4,8 14,2 19,4 |
2,34 2,50 1,90 не опр. |
5,2 5,4 5,6 6,7 |
1.6 Антропогенное использование территории
Таблица 4. Экспликация земель хозяйства
| № | Угодья | Площадь, га | % | |
| К общей площади | К площади с/х угодий | |||
| 1 | пашня | 2651 | 34,3 | 49 |
| 2 | сенокосы | 1568 | 20,3 | 29 |
| 3 | улучшенные сенокосы | 313 | 4 | 5,7 |
| 4 | пастбища | 879 | 11,4 | 16,3 |
| 5 | Всего с/х угодий | 5411 | * | * |
| 6 | залежи | 270 | 3,5 | * |
| 7 | леса | 418 | 5,4 | * |
| 8 | кустарники | 1042 | 13,4 | * |
| 9 | болота | 286 | 3,8 | * |
| 10 | под водой | 213 | 2,7 | * |
| 11 | дороги | 27 | 0,3 | * |
| 12 | застройки | 35 | 0,5 | * |
| 13 | прочие земли | 31 | 0,4 | * |
| 14 | Всего | 7733 | * | * |
Численность работников предприятия составляет 235 человек. Учебно-опытное хозяйство имеет мясомолочное направление. Поголовье КРС составляет 1374 голов, в том числе 560 коров. Поголовье свине
В растениеводстве преобладают такие культуры как зерновые, многолетние травы, картофель. Их урожайность соответственно в среднем составляет 20 ц/га, 150 ц/га, 169 ц/га.
1.7 Возможные негативные экологические факторы
В настоящее время состояние атмосферы в районе зависит от наличия в ней загрязняющих веществ, поступающих от различных источников, находящихся как на сопредельных территориях, так и на собственной территории. Источниками выбросов специфических загрязняющих веществ 1 и 2 классов опасности являются предприятия химической промышленности. Нынешнее состояние промышленности позволяет сделать вывод о том, что средний уровень загрязненности воздуха пылью и оксидами азота в целом по району находится в пределах ПДК.
Значительный вклад в загрязнение атмосферы вносит автотранспорт. Автомобильными двигателями выделяется в воздух более 95 % оксида углерода, около 65 % углеводородов и 30 % оксидов азота.
Исследование природных вод позволило выявить некоторые загрязнения нитратами, аммонием, железом и марганцем. Многие из этих загрязнений не имеют отношения к деятельности сельского хозяйства. Очаговые загрязнения почв тяжелыми металлами, в основном, приурочены к пригородной зоне и связаны, как правило, с выбросами транспорта, промышленных предприятий, бытовыми отходами.
Высокие цены на удобрения, известковые материалы, пестициды в значительной степени ограничили их использование производителями товарной сельскохозяйственной продукции. Качество и безопасность агрохимикатов, применяемых в области, их транспортирование и применение находится под контролем многих контролирующих и инспектирующих организаций. Поэтому загрязнение почв и водных объектов сельским хозяйством в настоящее время уменьшилось. Но это не означает, что опасность отсутствует. Загрязнение есть и со временем оно будет увеличиваться. Поэтому существует большая обеспокоенность проблемами экологического характера со стороны иностранных и российских организаций.
Глава 2. Оценка устойчивости почв к антропогенному воздействию
Таблица 5. Оценка степени устойчивости почв
| Свойство | Почва 1 | балл | Почва 2 | балл |
1. Геохимический ландшафт 2. Тип водного режима 3. Характер рельефа 4. Интенсивность разложения растительных остатков, % 5. Гранулометрический состав 6. Преобладающие глинистые минералы 7. Преобладающие первичные минералы 8. Мощность органогенного (гумусоаккумулятивного) горизонта, см 9. Запасы корней в слое 0-20 см, кг/м2
10. Содержание гумуса в слое 0-20 см, % 11. ЕКО, мг-экв/100 г 12. Степень насыщенности основаниями, % 13. Кислотность (рНKCl
14. Мощность сезонноталого слоя, см |
Элювиальный Промывной Террасы 21-30 средний суглинок гидрослюды карбонаты 22 <0,5 2,54 20 80 5,8 50 |
5 5 5 3 4 3 5 3 1 2 2 4 3 2 |
Элювиальный Промывной Террасы 21-30 легкий суглинок каолинит биотит, амфиболы 15 <0,5 3,79 18,5 79,5 5,2 50 |
5 5 5 3 3 1 3 3 1 3 2 4 2 2 |
1-я почва: 47 баллов / 14 = 3 категория
2-я почва: 42 баллов / 14 = 3 категория
Почвы относятся к среднеустойчивым к антропогенному воздействию. Необходимы специальные мероприятия для их коренного улучшения.
Глава 3. Оценка продуктивности
Продуктивность фитоценоза можно оценить теоретически по количеству ФАР и рассчитать по КОУ (климатически обеспеченный урожай).
ПУ - потенциальная урожайность - это продуктивность биоценоза, которая теоретически могла бы быть достигнута при соблюдении всех правил агротехники в индивидуальных почвенных и агрометеорологических условиях. Лимитирующими факторами являются приход ФАР и генетические возможности. [3]
ПУ = Q * Kq / 100 * q * 100,
где ПУ - потенциальный урожай;
Q - сумма ФАР за период вегетации культуры, ккал/га;
Kq - коэффициент усвоения ФАР посевами, % ;
q - калорийность органического вещества ккал/кг.
ПУт = ПУ * Км,
где ПУт – потенциальный урожай товарной продукции;
Км – коэффициент хозяйственной эффективности урожая.
Расчет по картофелю:
Q = 2,1 млрд. ккал/га
Kq -3,0 %
q - 4300 ккал/га
Км - 2,941
ПУ = 2,1 * 109
* 3 / 100 * 4300 * 100 = 146,5 ц/га
ПУт = 146,5 ц/га * 2,941 = 430,8 ц/га.
Расчет по овсу:
Q = 2,3 млрд ккал/га
Kq -3,0 %
q - 4400 ккал/га
Км - 0,506
ПУ = 2,3 * 109
* 3 / 100 * 4400 * 100 = 156,8 ц/га
ПУт = 156,8 ц/га * 0,506 = 79,3 ц/га.
КОУ (климатически обеспеченный урожай) – продуктивность биоценоза, которая теоретически может быть достигнута при соблюдении всех правил агротехники на идеальной почве при реально складывающихся метеорологических условиях. [3]
КОУ = 100 * W / Kw,
где КОУ - климатически обеспеченный урожай;
W – ресурсы продуктивной влаги, мм;
Kw – коэффициент водопотребления, мм га/ц.
W = W1
+ P,
где W1
– запас влаги в почве перед посевом культуры, мм;
Р – сумма осадков, используемых растениями за период вегетации, мм
Р = Wгод
* Х,
где Wгод
– годовое количество осадков, мм
Х – коэффициент использования осадков растениями
Расчет по картофелю:
Wгод
– 600 мм;
W1
– 120 мм;
Х – 0,7;
Kw – 185 мм га/ц.
Р = 600 * 0,7 = 420 мм.
W = 120 + 420 = 540 мм
КОУ = 100 * 540 / 185 = 292 ц/га
а) Товарная продукция в пересчете на абсолютно сухую массу равна
292 * 0,588 = 171,7 ц/га
б) Товарная продукция в пересчете на стандартную влажность равна
292 * 2,941 = 858,8 ц/га.
Расчет по овсу:
Wгод
– 600 мм;
W1
– 120 мм;
Х – 0,7;
Kw – 500 мм га/ц.
Р = 600 * 0,7 = 420мм.
W = 120 + 420 = 540 мм
КОУ = 100 * 540 / 420 = 128,6 ц/га
а) Товарная продукция в пересчете на абсолютно сухую массу равна
128,6 * 0,435 = 55,9 ц/га
б) Товарная продукция в пересчете на стандартную влажность равна
128,6 * 0,506 = 65,1 ц/га.
Выводы: 1) Потенциальная урожайность картофеля в пересчете на стандартную влажность составила 430,8 ц/га, овса – 79,3 ц/га.
2) Климатически обеспеченный урожай картофеля позднего в пересчете на абсолютно сухую массу составил 171,7 ц/га, в пересчете на стандартную влажность - 858,8 ц/га. Климатически обеспеченный урожай овса в пересчете на абсолютно сухую массу составил 55,9 ц/га, в пересчете на стандартную влажность - 65,1 ц/га.
ДВУ (действительно возможный урожай) – это урожай, полученный за счет почвенного плодородия. ДВУ характеризует продуктивность агроэкосистемы, которая теоретически достижима при соблюдении агротехнологии в реально складывающихся метеорологических условиях на конкретном поле.
ДВУ определяется элементом, находящимся в минимуме и находится по формуле:
ДВУ = Д / В, ц/га,
где Д – количество элементов питания, которое могло быть использовано из почвы, кг/ц/га;
В – вынос элементов питания единицей продукции, кг/ц.
Расчет:
Пахотная дерново-слабоподзолистая легкосуглинистая почва, Содержание элементов питания: Р2
О5
– 195,1 мг/кг, К2
О – 168,3 мг/кг. Содержание гумуса 2,9 %. Апах – 18 см. Плотность 1,25 г/см3
.
Культура – овес.
Масса пахотного слоя равна 10000 кв.м * 0,18 м * 1,25 т/м3
= 2250 т.
Определение ДВУ по азоту:
100 кг почвы - 2,9 % гумуса
2250000 кг - х
х = 65250 кг гумуса.
Содержание азота в гумусе 5 %
65250 * 0,05 = 3262,5 кг азота.
Минерализация азота 1,5 %
3262,5 * 0,015 = 48,9 кг азота.
Растениями усваивается из почвы 40 % азота
48,9 * 0,4 = 19,6 кг азота.
ДВУ = 19,6 / 3,7 = 5,3 ц/га.
Определение ДВУ по фосфору:
Запасы Р2
О5
в Апах = 2,25 * 195,1 = 439 т/га.
Усваивается растениями 5 %
439 * 0,05 = 21,9 т
ДВУ = 21,9 / 1,3 = 16,8 ц/га.
Определение ДВУ по калию:
Запасы К2
О в Апах = 2,25 * 168,3 = 378,7 т/га.
Растениями усваивается 10 % из почвы
378,7 * 0,1 = 37,9 кг/га.
ДВУ = 37,9 / 2,6 = 14,6 ц/га.
Вывод: ДВУ овса составляет 5,3 ц/га.
Глава 4. Стратегия использования территории с точки зрения
устойчивого развития сельской местности
Устойчивое развитие сельской местности – это любые формы освоения сельских территорий, связанные с их развитием, которое обеспечивает длительную сохранность природных ресурсов, культуры и является социально, экономически, экологически приемлемым и справедливым. [4]
В настоящее время сельская местность и сельское хозяйство как отрасль промышленности пришли в упадок. В первую очередь это связано с глобальными экономическими реформами, которые произошли в нашей стране на рубеже 20 века.
Первым этапом устойчивого развития сельской местности должно стать восстановление крупных с.-х. предприятий, которые, во-первых, обеспечат население России дешевыми и качественными продуктами питания, а во-вторых, дадут рабочие места большому количеству людей.
Следует запретить продажу земель, предназначенных для с.-х. использования под другие цели, а также перевод этих земель в другие категории землепользования. На современном этапе все это чрезвычайно важно для обеспечения продовольственной безопасности и независимости России.
Заключение
Агроэкологическая оценка учхоза «Удрайское» Великолукского района Псковской области показала, что почвы данной территории относительно устойчивы к антропогенному воздействию и независимо от этого требуют разработки мероприятий по повышению плодородия почв и оптимизации агроэкосистемы, так как без этого с течением времени эти почвы могут ухудшить свои агрохимические показатели.
Можно рекомендовать следующие мероприятия:
1. Правильная организация территории.
2. Разработка рациональной структуры посевных площадей и системы севооборотов на основе установленной специализации и концентрации сельскохозяйственного производства.
3. Научнообоснованный севооборот.
4. Правильная система обработки почвы, углубление пахотного слоя.
5. Мелиоративные мероприятия (известкование)
6. Система мероприятий по борьбе с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур.
7. Научнообоснованная система удобрений. Систематическое внесение органических и минеральных удобрений улучшит пищевой режим растений, активизирует деятельность почвенной микрофлоры, обогатит почву органическим веществом и увеличит содержание в ней гумуса, придаст почве более благоприятные физико-химические свойства.
8. Предотвращение загрязнения почв агрохимикатами.
9. Насаждение полезащитных лесных полос.
10. Проведение культуртехнических мероприятий.
Список использованной литературы
1. Агроэкология / В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др.; Под редакцией В.А. Черникова, А.И. Чекереса. - М.: Колос, 2000.
2. Афанасьев В.Н. Практическое руководство для сельскохозяйственных предприятий по охране окружающей среды. - СПб.: Сельхоз. издательство, 2005.
3. И.А. Иванов, В.П. Спасов, А.И. Иванов Почвы Псковской области и их сельскохозяйственное использование. - Великие Луки:1997.
4. Мельников С.П. Конспект лекций.
5. Пестряков В.К. Окультуривание почв Северо-Запада. Л.: Колос, 1977
6. Титов В.Н., Добахов М.В. Агроэкосистемы. Проблемы функционирования и сохранения устойчивости. - Нижний Новгород: издательство Нижегородской сельскохозяйственной академии, 200г.
7.Черников В.А., Милощенко Н.З., Соколов О.П., Устойчивость почв к антропогенному воздействию. - Пущино: Издательство Институт агропочвоведения и удобрений, 2001.