Роль удобрений в повышении урожайности зерновых культур и увеличении производства зерна в стране

 

Динамика валовых сборов зерновых в России за последние 5 лет  имела положительный тренд, за исключением показателей 2010 года, который, в силу погодных условий, оказался годом неудачным для сельского хозяйства.

 

Динамика валовых  сборов зерновых в 2000 – 2011 г.г., тыс. центнеров

 

Значительный вклад  в рост урожайности культур последние  годы внесло расширение использования  минеральных удобрений. За период с 2000 по 2010 года объемы внесения сельскими  хозяйствами удобрений на гектар площади посевов выросли в 2 раза. В рамках программы по повышению плодородия почв осуществляется финансирование закупки удобрений сельхозпредприятиями.

 

Внесено сельскохозяйственными предприятиями минеральных удобрений на 1 гектар посева зерновых (без кукурузы), кг в 2000-2010 гг.

 

 

По данным органов  управления АПК субъектов РФ, с 1 января по 3 октября 2011 г. сельхозтоваропроизводители приобрели 1999,1 тыс. тонн д.в. минеральных удобрений, что на 20,4 тыс. тонн д.в. больше, чем на соответствующую дату 2010 года. Накопленные ресурсы минеральных удобрений (с учетом остатков 2010 года) составляют 2162,7 тыс. тонн д.в., что на 61,6 тыс. тонн д.в. больше, чем в 2010 году.

 

Государственная поддержка  на приобретение средств химизации  в 2011 году составила 5,5 млрд. рублей. По состоянию на 15 сентября 2011 года из федерального бюджета сельхозтоваропроизводителям  перечислено 4,8 млрд. рублей.

 

 

2.1. Значение  реакции среды для нормальной жизнедеятельности растений и микроорганизмов.

 

Почва представляет собой благоприятную среду для  развития микроорганизмов. Приблизительные подсчеты показывают, что в 1 г почвы содержится 10⁹ бактерий, 10⁵ грибов, 10³ водорослей. Суммарная масса всех микробных клеток в пахотном слое составляет примерно 6—7 т на 1 га. Естественно, такое колоссальное количество живых клеток оказывает многообразное и разностороннее влияние на процессы, происходящие в почве, и на жизнь высших растений. Особенно много микроорганизмов развивается около корневых систем — ризосферные микроорганизмы. Число микроорганизмов в прикорневой зоне в 50—100 раз превышает их число вне сферы влияния корневых систем. Это и понятно, так как благодаря выделениям около корневых систем создаются благоприятные условия для их питания. Поскольку корневые выделения различны у разных растений, ризосферные микроорганизмы тоже специфичны.

Почва это самый верхний  рыхлый слой земной коры, покрытый растительностью  и обладающий плодородием.

Образование почвы сложный длительный исторический процесс. Почва образовалась в результате изменения материнских горных пород под воздействием физических и биологических факторов. Она содержит как минеральные, так и органические вещества. В результате физических и химических процессов выветривания твердых пород образуются осколки камней различной величины; далее минеральные остатки могут разрыхляться водой, льдом, ветром и участвовать в формировании почвы.

В почвообразовании участвуют  три группы организмов: зеленые растения, микроорганизмы и животные, образующие на суше сложные биоценозы. При совместном воздействии организмов в процессе их жизнедеятельности осуществляются важнейшие звенья почвообразования: синтез и разрушение органического вещества, избирательная концентрация биологически важных элементов, разрушение и новообразование минералов, миграция и аккумуляция веществ и другие явления, составляющие сущность почвообразовательного процесса и определяющие формирова ние главного свойства почвы плодородия. Вместе с тем функции каждой из этих групп как почвообразователей различны.

Почва обладает некоторыми свойствами, которых лишены воздушная  и водная среды. Частицы почвы  образуют «мелкоячеистый фильтр», который  весьма эффективно задерживает твердые  взвеси из вод, просачивающихся в почву. В то же время поры почвы служат копилкой питательных веществ. Всю систему «цементируют» частицы глины и гумуса, которые адсорбируют целый ряд веществ. Таким образом, почвы в течение ряда лет могут удерживать вредные вещества, не давая последним возможности перейти в грунтовые воды. По исчерпании адсорбционной емкости наступает проскок внешне неожиданное загрязнение грунтовых вод, даже без поступления вредных веществ. Следует отметить, что почвы обладают значительной способностью к регенерации. Многие обитатели почвы служат источником ферментов, в присутствии которых вредные вещества расщепляются быстрее, чем в воде или на воздухе.

Микрофлора почвы характеризуется  большим разнообразием микроорганизмов, которые принимают участие в процессах почвообразования и самоочищения почвы, кругооборота в природе азота, углерода и других элементов.

В почве развиваются  бактерии, грибы, водоросли и простейшие, входящие в состав лесных и травянистых  биоценозов. Их количество минимально в почвах северных широт (подзолистые) и максимально в черноземах и сероземах, формирующихся под травянистой растительностью. На поверхности почвы микроорганизмов достаточно мало, так как на них губительно действуют ультрафиолетовые лучи, высушивание и т.д. Наибольшее количество микроорганизмов содержится в верхних горизонтах почвы, внутрь от поверхности оно уменьшается, и примерно на глубине 3 - 4 м они практически отсутствуют.

Характерна неравномерность распределения микроорганизмов в массе почвы: максимальное количество их сосредоточено около живых корешков и на поверхности мертвых растительных остатков. Эта пленка, обогащенная микроорганизмами, называется ризосферой.

Основными функциями  микроорганизмов как почвообразователей являются разложение растительных остатков и почвенного гумуса до простых солей, используемых растениями, участие в образовании гумусовых веществ, в разрушении и новообразовании почвенных минералов. Важное значение имеет также способность некоторых групп микроорганизмов к фиксации атмосферного азота.

Эти процессы осуществляются при участии ферментов, часть  которых выделяется во внешнюю, по отношению  к клетке микроорганизма, среду, часть  ферментов работают внутри живой  клетки, осуществляя разнообразные  реакции синтеза микробной плазмы. Основными группами ферментов являются гидролазы, катализирующие реакции гидролитического расщепления белков, углеводов, липидов, смол, лигнина, дубильных веществ до относительно простых органических соединений, и оксидоредуктазы, катализирующие процессы окисления и восстановления органических соединений до простых минеральных солей.

Степень кислотности  или щелочности среды оказывает  сильное воздействие на микроорганизмы. Кислотность и щелочность здесь понимаются как концентрация водородных и гидроксильных ионов.

Под влиянием реакции среды могут изменяться активность ферментов, характер обмена веществ клетки с окружающей средой, а также проницаемость клеточной оболочки для различных веществ.

Разные микроорганизмы приспособлены к обитанию в средах с различной реакцией. Некоторые из них лучше развиваются в кислой среде, другие - в нейтральной или слабощелочной. Для большинства плесневых грибов и дрожжей наиболее благоприятна слабокислая среда. Бактерии нуждаются в нейтральной или слабощелочной среде. Изменение реакции среды на микроорганизмы действует угнетающе. Повышение кислотности среды может вызвать гибель бактерий, особенно губительна повышенная кислотность для гнилостных бактерий.

Споры бактерий более  устойчивы к изменениям реакции  среды, чем вегетативные клетки.

Некоторые бактерии в  процессе жизнедеятельности сами вырабатывают органические кислоты. Такие бактерии (например, молочнокислые) выносливее других, однако и они после накопления в среде определенного количества кислоты постепенно погибают.

Встречаются микроорганизмы, способные регулировать реакцию среды, доводя ее до нужного уровня путем выделения веществ, которые подкисляют или подщелачивают среду. К подобным микроорганизмам относятся, например, дрожжи. Для них нормальной является кислая среда, в которой и протекает спиртовое брожение. Однако, если дрожжи попадают в слабощелочную или нейтральную среду, то вместо спирта они образуют уксусную кислоту. После того как среда приобретет благоприятную для дрожжей кислую реакцию, они начинают вырабатывать этиловый спирт.

На подавляющем действии реакции среды на гнилостные бактерии основаны такие методы консервирования  пищевых продуктов, как квашение и маринование. При квашении (молочных продуктов, овощей) в продукте развиваются молочнокислые бактерии, образующие молочную кислоту, которая подавляет жизнедеятельность гнилостных бактерий.

Для маринования в  продукты (овощи, рыбу) добавляют уксусную кислоту, также препятствующую развитию гнилостных бактерий.

Однако в теплом помещении  квашеные и маринованные продукты в негерметической упаковке продолжительное время храниться не могут, так как в них начнут развиваться плесневые грибки и дрожжи, для которых кислая среда является благоприятной.

Кислотность почвы влияет на растворимость, а  также усвояемость растением различных питательных веществ. Такие питательные элементы, как фосфор (в определенных условиях), железо, цинк, марганец, бор и др., более усвояемы на кислых почвах.

Вместе с  тем большое увеличение кислотности  почвы (низкое рН) может сильно тормозить рост и даже оказывать повреждающее влияние на растения.

Для каждого вида растений существуют свои границы рН, при которых возможен их рост. Оптимальные значения рН для некоторых растений следующие: люпин — 4—5, картофель — 5, овес — 5—6, рожь — 5—б, лен — 5—6, клевер — 6—6,5, горох — 6—7, свекла — 7.

Как видно из приведенных  данных, для большинства растений наиболее благоприятной является слабокислая реакция (рН 5—6) или нейтральная (рН 7). Резкий сдвиг рН в ту или иную сторону оказывает вредное, а иногда и губительное влияние на растение.

Менее вреден сдвиг рН почвы в щелочную сторону. Это объясняется тем, что клетки корня растения выделяют СО₂, а иногда 
и органические кислоты, которые нейтрализуют избыточную щелочность.

Резкий сдвиг  реакции почвы в кислую сторону выказывает 
нежелательные последствия в силу нескольких обстоятельств: прямого повреждающего влияния на поверхностные слои протоплазмы; торможения поступления в клетки корня питательных катионов; перехода в раствор солей алюминия и железа. Последнее переводит фосфорную кислоту в неусвояемую для растений форму, а также оказывает непосредственное ядовитое влияние на растительный организм. Для устранения избыточной кислотности в агрономической практике широко применяется известкование.

 

2.2. Известкование  и гипсование почв.

 

Известкование кислых почв является одним из очень важных мероприятий, направленных на повышение плодородия дерново-подзолистых почв и подъема  урожайности сельскохозяйственных культур.

На очень кислых почвах многие растения не могут нормально расти и развиваться. От повышенной кислотности почвы страдают озимая и яровая пшеница, ячмень, кукуруза, лен, сахарная свекла, горох, фасоль, клевер, люцерна, эспарцет, донник. Лучше других культур переносят повышенную кислотность картофель и люпин. Довольно стойки к почвенной кислотности рожь и овес.

Основная цель известкования  почвы — устранение избыточной ее кислотности. При известковании  улучшаются физические и химические свойства почвы, повышается жизнедеятельность  полезных микроорганизмов, усиливается действие удобрений.

В качестве известковых удобрений  применяются молотый известняк, молотый доломитизированный известняк, известковый туф, негашеная и  гашеная известь, природная доломитовая  мука и др. Большое значение имеют  местные источники извести. Залежи их встречаются очень часто.

Для определения потребности в  известковании почвы необходимо учитывать ее кислотность. Кислотность  почвы обозначается знаком рН. Почва  имеет нейтральную реакцию, если величина рН равна 7. Все почвы с рН меньше 7 обладают кислой реакцией, а при рН выше 7 реакция почвы щелочная. 
Потребность почвы в известковании: при рН меньше 4,5 сильная, при рН 4,6—5,0 средняя, при рН 5,1—5,5 — слабая и при рН больше 5,5 в известковании почти не нуждается. Очень важно установить правильную дозу извести.

Потребность в известковании иногда определяют по внешнему виду почв и  растениям. Сильнокислые почвы имеют  белесый оттенок под цвет золы. Подзолистый горизонт ярко выражен, его мощность достигает 10 см и более. Если же подзолистый горизонт выделяется не резко, имеет желтоватый, а не белесый цвет, то такую почву часто не надо известковать.

На кислых почвах часто растут щавелек, хвощ полевой, пикульник, торица полевая, щучка, лютик ползучий и другие сорняки, которые являются признаком нуждаемости почвы в известковании. Но точнее всего потребность почвы в известковании определяется химическим анализом.

Нормы и дозы внесения извести в  значительной мере зависят от способов ее внесения в почву. 
Различают следующие главнейшие способы известкования: а) под вспашку (полные дозы), б) под предпосевную обработку, в том числе: перед боронованием - полной дозы, перед предпосевной культивацией — 1/з полной дозы. 
Известь лучше всего вносить при подъеме паров или под зяблевую вспашку для посева пропашных культур.

Очень важно также проводить  известкование в сочетании с  внесением навоза и минеральных  удобрений при углублении пахотного  слоя дерново-подзолистых почв, что  дает возможность увеличить мощность пахотного слоя и повысить его  плодородие. 
Рассевают известь по полю специальными туковыми сеялками. 
По данным Долгопрудной опытной станции, при внесении извести значительно повышаются урожаи всех культур и улучшается качество зерна и сена, повышается содержание белка, а в корнях клевера и люцерны увеличивается содержание клубеньков и азота.