Фітомеліорація

ЗМІСТ

ВСТУП

ГЛАВА I. МЕЛІОРАЦІЯ ГРУНТІВ

1.1. Сутність меліорації

1.2. Фітомеліорація грунтів

РОЗДІЛ II. Фітомеліоративні ЕФЕКТ РОСЛИН

2.1. Фітомеліоративні поліпшення грунтів

2.2. Роль рослин у формуванні структури грунту

ВИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Національні та міжнародні експерти констатують: за останні п'ять років екологічна ситуація помітно погіршилася. Це пов'язано з тим, що нераціонально використовуються природні ресурси. Вирубка лісу, водна та вітрова ерозія, засолення, заболочування грунту, деградація орних земель досягла більш 40%. Всі ці фактори вкрай негативно позначаються на економіці, зокрема в аграрному секторі. Загрозливі масштаби набувають практично повсюдне засолення грунтів, спустошення природних пасовищ, ерозія природних територій у всіх регіонах. За даними Міжнародного інституту навколишнього середовища і розвитку і Інституту світових ресурсів, близько 10% поверхні континентів покрито засоленими грунтами, які більшою мірою поширені в аридних районах. Серйозно проблема засолення проявляється в 75 країнах світу. Із загальної площі зрошуваних земель у світі (понад 220 млн га) засолення піддається не менше 25%, а можливо близько 50%. Зрошуване землеробство є причиною засолення і заболочування земель.

Незадовільний стан екосистем, і зокрема деградація земель висуває завдання розробки методів їх прискореної екологічної реставрації. При екологічної реставрації деградованих земель можна конструювати різні типи екосистем, оптимізованих за продуктивністю, структурно-функціональної організації і стійкості. Російськими вченими розроблено ефективні методи екологічної реставрації порушених пасовищних екосистем і доведено їх економічна, екологічна ефективність і господарська доцільність [Головін В.І., 1995; Гасанов Г.Н., 2003; Гасанов Г.Н., Мусаєв М.Р., Абдурахманов Г.М. та ін, 2004]. Ролі багаторічних трав у формуванні фізичного статусу родючості грунтів присвячена велика література [Вільямс, 1939; Докучаєв, 1949; Костичев, 1951; Вершинін, 1958; Лисак, 1970, 1981; Мукатанов, Харісов, 1996; Середа, 1996; Суюндуков, 2001 та ін .].

Одним з методів екологічної реставрації деградованих земель є фітомеліорація. Меліорація - одна з найдавніших сфер діяльності людини, що зародилися в неоліті одночасно із землеробством. Меліорація за змістом самого слова має на меті поліпшення землі, навколишнього середовища. Її можна домогтися за допомогою рослин, тобто фітомеліорації. Біологічна меліорація деградованих земель з використанням екологічно спеціалізованих видів ксерофітів, галофітів, псаммофітов і гігрофіти є надійним способом збереження, збагачення та охорони біорізноманіття природних і сільськогосподарських екосистем.

ГЛАВА I. МЕЛІОРАЦІЯ ГРУНТІВ

1.1 Сутність меліорації

Меліорація - це комплекс організаційно-господарських і технічних заходів, спрямованих на тривале поліпшення природних умов сільськогосподарського виробництва з метою докорінного підвищення врожайності різних культур і продуктивності праці. За допомогою освоєння меліоративних прийомів у певній системі та послідовності можуть бути змінені водний, повітряний, харчової і навіть певною мірою температурний режими грунту і посівів.

Меліорація в комплексі з іншими ланками землеробства дозволяє переробити грунт, ліквідувати багато несприятливих її властивості (перезволоження, посушливість, кислотність, лужність, засоленість, надмірну твердість тощо) і збільшити потужність кореневмісного шару. Велике значення меліоративних прийомів у попередженні та ліквідації післядії ерозії грунту, в рекультивації - відновлення продуктивності прийшли в непридатність земель після їх промислового використання.

Меліорація підвищує продуктивність всіх галузей сільського господарства і в першу чергу рослинництва. В даний час 35% продукції рослинництва виробляється на меліорованих землях, хоча площа під ними не перевищує 13,5%. У той же час вона має великий вплив і на продуктивність тваринництва (обводнення пасовищ у поєднанні з оазисний зрошенням, створення захисних лісових смуг та ін.) Меліорація робить землеробство більш стійким, незалежним або менш залежним від коливань погодних умов.

Засухи, суховії, зливи та інші стихійні прояви природи значною мірою, а іноді й повністю втрачають свою руйнівну силу, якщо своєчасно і правильно в ув'язці з прийомами агротехніки-проводяться меліоративні заходи. Чим більше удосконалюється агрономічна наука і техніка, тим більшу значимість мають прийоми меліорації.

У сучасному інтенсивному землеробстві по суті не може бути системи, в яку не входили б одні найважливіші, ті чи інші меліоративні прийоми. А такі заходи, як осушення і зрошення, нерідко стають визначальними всю систему землеробства. Осушення, зрошення, рекультивація та деякі інші меліоративні заходи потребують, як правило досить великих разових капіталовкладень, але їх дія продовжується тривалий термін, часом десятки років, а витрати повністю окупаються в перші ж роки.

У результаті широкого проведення меліоративних робіт у поєднанні з різко зрослим застосуванням добрив на меліорованих землях поступово змінилася вся система землеробства. Вона стала більш інтенсивною і продуктивною. У значному масштабі почали обробляти такі культури, як рис, цукровий буряк, кукурудзу на силос, розширилися посіви озимої пшениці і овочевих культур. На добре освоєних меліорованих землях з'явилася можливість сміливо переходити на отримання запрограмованих врожаїв. По напряму і вирішення головних завдань меліоративні роботи можна розділити на кілька груп.

1. Меліорація земель з різко несприятливим водним режимом (заболочених, перезволожених), а також з недоліком грунтової вологи (пустелі, напівпустелі, різко посушливі степові масиви).

2. Меліорація земель з несприятливими фізичними і хімічними властивостями (солонці, солончаки, з різко кислої реакцією, важкі оглеєні, піщані грунти).

3. Меліорація сільськогосподарських угідь, схильних до негативного впливу вітру і води.

Види меліоративних робіт, що забезпечують вирішення цих завдань, різноманітні і іноді прямо протилежні, наприклад, осушення і зрошення, хоча вони вирішують одну задачу - регулювання водного режиму, але в різних умовах і напрямках. У деяких же випадках виявляється необхідним і високоефективним поєднання навіть на одному нулі протилежних прийомів (двостороння меліорація).

Безпосередньо з меліорацією грунтів пов'язано також проведення так званих культуртехнічних робіт: видалення каменів; розкорчування та прибирання мелколесья, чагарників, пнів: зрізування купин, планування ділянок. Ше ці роботи забезпечують якнайшвидше і найбільш продуктивне освоєння меліорованих земель у системі землеробства на досить тривалий термін.

1.2 Фітомеліорація грунтів

Фітомеліорація - комплекс заходів щодо поліпшення умов природного середовища за допомогою культивування або підтримання природних рослинних угруповань. Розрізняють гуманітарну, інтерьерную, природоохоронну, біопродукційних та інженерну фітомеліорації. У результаті широкомасштабної видовий і внутрішньовидової селекції знайдено 15 перспективних видів і екотипів, придатних як у якості рослин-біомеліорантов, так і для виробництва енергонасичених кормів і лікарської сировини на вдруге засолених грунтах і в умовах зрошення солоною водою. Рассоляющій ефект галофітів складається з наступних елементів. За даними в метровому шарі грунту на Сильнозасолені середньосуглинистих грунтах напівпустель вміст солей становить 48 т / га. При фітома надземної частини 18 - 20 т / га галофіти виносять з грунту 8 - 10 т солей з 1 га на рік. Затінюючи грунт, галофіти перешкоджають випаровуванню і пов'язаного з ним підтягування солей у верхній шар грунту. Ефект зеленої мульчі складає 2,5 т / га солей. У підсумку, на ділянці, зайнятому насадженнями галофітів, процес виносу солей з грунту досягає 10 - 12,5 тонн на рік. У процесі досліджень ними показано, що період розсолення грунтів в меліоративному сівозміні, що включає різні екологічні групи галофітів, для умов середнього ступеня засолення становить 4 - 5 років, сильної ступеня засолення - 6 - 7 років. Особливо перспективним біомеліорантом для ефективного освоєння засолених зрошуваних земель опинилася солодка гола, що є одночасно цінним лікарської і кормової культурою. В умовах Нижнього Поволжя на засолених зрошуваних землях з близьким заляганням грунтових вод солодка дає з 1 гектара 6 - 8 т сіна та 8 - 10 т солодкового кореня - цінної сировини для фармацевтичної і харчової промисловості. [3]

Фітомеліоративні заходи дозволяють управляти і інтенсивністю процесу ерозії, який досягає максимуму при обробітку просапних і мінімізований під посівами багаторічних трав. Фітомеліорантамі є рослини (ріпак, гірчиця, буркун, кормове просо, вико-вівсяна суміш) сидеральних і так званих комбінованих парів, які дозволяють, зберігши цінні якості парів як для накопичення вологи і очищувачів від бур'янів, збагатити грунт органічними речовинами і різко знизити небезпеку ерозії, вітрової і водної.

Рослини відрізняються за своїм вкладом в родючість грунту. Фітомеліоративні ефект залежить від тривалості життя і продуктивності рослин, співвідношення підземної і надземної частин біомаси, будови і характеру профільного розподілу кореневої системи і т.д.

Внесок культурних рослин визначається, крім того, технологією вирощування рослин. Так, при обробітку просапних культур багаторазова обробка сприяють розпорошення структури верхніх шарів грунту, створення аеробних умов, що сприяють розкладанню гумусових речовин. Через низький проективного покриття грунту під посівами просапних культур слабо захищені від розвитку ерозійних процесів. Тому їх слід відносити до розряду почворазрушающіх.

У той же час багаторічні трави (і почасти - однорічні бобові, що збагачують грунт азотом) через добре розвиненої кореневої системи, а також завдяки її більш тривалої діяльності, що сприяє утворенню гумусу, мають потужний фітомеліоративні ефектом. Крім того, високий проективне покриття багаторічних трав і потужна коренева система з сильно розгалуженою мережею дрібних корінців утримують частинки грунту від вимивання і видування. Тому їх розглядають як почвовосстанавлівающіе культури.

Однорічні зернові культури займають проміжне положення, причому в озимих, які тривалий час зберігають грунт до стабільному стані, здатні заглушати бур'яни і залишають багато пожнивних і кореневих залишків, більше схожості з почвовосстанавлівающімі багаторічними травами, у ярових - з просапними.

Фітомеліорантамі є рослини комбінованих парів (ріпак, гірчиця, буркун, кормове просо, які дозволяють, зберігши цінні якості парів як для накопичення вологи і очищувачів від бур'янів, збагатити грунт органічними речовинами і різко знизити небезпеку ерозії, вітрової та водної. Негативні зміни грунту можна усунути при використанні сидератів, які сприяють вступу у грунт органічної речовини, а також поліпшення фізичних властивостей грунтів та підвищення врожайності наступних культур.

Родючість грунту значною мірою залежить від системи землеробства. Монокультура, незмінні посіви, наприклад, сприяють одностороннього виснаження грунту. В умовах сівозмін, якщо в них чергуються тільки однорічні рослини, відбувається погіршення фізичних властивостей грунту і збіднення її гумусом. В даний час в Зауралля РБ поширені переважно польові зерпопаровие і зернопаропросапної сівозміни з переважанням зернових культур.

Встановлено, що розмір накопичення рослинами органічної речовини визначається терміном і інтенсивністю їхнього життя. Діяльний перегній і міцна структура максимально утворюються в період життя і росту рослин, тобто в той період, коли основна маса коренів не піддається розкладанню. Тому цілком очевидно, що в агроекосистемах це залежить як від біологічних особливостей оброблюваної культури, так і від технології вирощування та використання тієї чи іншої частини врожаю в якості господарсько-цінною. Особливе місце займають однорічні трави, що дають отаву, у яких коренева система залишається живий і діяльної після скошування надземної маси (вика, суданська трава та ін.) Під ними відбувається значне підвищення водопрочности агрегатів і підвищення вмісту органічної речовини. Відомо, що коренева система рослин виступає в ролі потужного агента структуроутворення, пронизуючи грунт у всіх напрямках густою мережею дрібних корінців.

РОЗДІЛ II. Фітомеліоративні ЕФЕКТ РОСЛИН

2.1 Фітомеліоративні прийоми відновлення грунтів

Використання фітомеліоративного ефекту є перспективним напрямком покращення фізичного стану грунтів як найважливішої складової їх родючості. Ефективність поліпшення стану грунтів змінюється за низкою однорічні бобові трави - багаторічні злакові трави - багаторічні бобові трави - травосуміші в сівозмінах - травосуміші тривалого використання на внесевооборотних ділянках - агростепі.

Найбільш швидко відновлюються такі фізичні властивості грунтів, як щільність, пористість, структурний склад. Більш тривалий фітомеліоративні вплив потрібно для відновлення водопрочности агрегатів. Ефективність фітомеліоративного поліпшення грунтів пов'язана з біологічною продукцією рослин, яка в свою чергу відображає клімат. З цієї причини найбільш ефективні фітомеліоративні заходи в умовах чорноземів вилужених і найменш - на чорноземах південних.

«Експрес» методом поліпшення фізичного комплексу грунтів є включення до складу сівозмін посівів багаторічних трав на 2-3 роки, причому травосуміші більш ефективні, ніж чисті посіви злакових або бобових трав. Для поліпшення деградованих грунтів найбільш прийнятні прийоми відновлення родючості при тривалому використанні багаторічних трав з виведенням їх посівів з сівозмін, коли під пологом трав починається відновлювальна сукцесія за рахунок появи видів природних степових угруповань. Ще більш ефективним є метод «агростепей», при якому за короткий час різко збільшується маса коренів і забезпечується рівномірність їх розподілу по грунтовому профілю.

Традиційне відновлення родючості грунтів під залежний сукцесій також є ефективним і дешевим, хоча і тривалим фітомеліоративні прийомом відновлення грунтів.

Відомо, що родючість грунту значною мірою визначається оброблюваної культури. Монокультура, наприклад, сприяє виснаження грунту. Навіть в умовах сівозмін, якщо в ньому чергуються тільки однорічні рослини, відбувається погіршення фізичних властивостей грунту і збіднення її гумусом.

Багаторічними дослідженнями встановлено, що застосування сівозмін з переважанням зернових культур навіть при щорічному внесенні гною дозою у 5 т / га і мінеральних добрив призводить до значного зниження вмісту гумусу в грунті. У той же час введення в сівозміну тільки одного поля трав вже призводить до стабілізації його змісту. Сівозміни з багаторічними травами 2-3-х і більше років використання сприяють значному відновленню багатьох параметрів грунтового родючості.

Найбільш почворазрушающімі є просапні культури, тому що при сучасній технології їх обробітку основна, передпосівна підготовка і обробка міжрядь сприяють розпорошення структури верхніх шарів грунту, створення аеробних умов, що сприяють розкладанню гумусових речовин. Збагачення органічною речовиною і поліпшення структурно-агрегатного складу під просапними культурами відбувається тільки в грунті, яка безпосередньо прилягає до коренів рослин. Однак цього далеко недостатньо для компенсації втрат, пов'язаних з технологією обробітку.

Зернові культури дещо краще впливають на названі параметри родючості грунту внаслідок рівномірного розподілу кореневої системи і більш щільного складання. Однак відносний розподіл травостою за площею і підвищення проективного покритті сприяє підвищенню грунтозахисне ролі змішаних посівів, а також зниження засміченості посівів. До того ж бобові компоненти накопичують значну кількість азоту, який благотворно позначається навіть у врожаї та якість врожаю небобового компонента суміші. Слід зазначити, що питання технології обробітку полікультур, взаємовідносини рослин у посівах, впливу їх на родючість грунту до цих пір залишається недостатньо вивченим.

Завдяки потужному розвитку кореневої системи, у багато разів перевищує по довжині і масі, кореневу систему однорічних сільськогосподарських культур, в сівозмінах з багаторічними травами вони накопичують багато органічної речовини - матеріальну основу гумусообразованія. Крім того, ризосферних бактерії, використовуючи кореневі виділення рослин у період їхнього життя, утворюють велику кількість діяльного перегною. Відомо, що кількість ризосферних бактерій в 1 г грунту під багаторічними травами в сотні разів більше, ніж під зернових колосових культур.

У сівозмінах з багаторічними травами відбувається не тільки просте відтворення родючості грунту. Часто відзначається значне накопичення органічної речовини та поліпшення властивостей грунту в порівнянні з вихідними, що дозволяє в подальшому використовувати її знову як ріллю. Так, під багаторічними травами відмічено значне підвищення вмісту гумусу, поліпшення структурно-агрегатного складу, що призводить до підвищення протиерозійної стійкості грунту.

2.2 Роль рослин у формуванні структури грунту

Зобов'язана своїм формуванням клімату, рельєфу, геологічної породі грунт несе на собі сліди впливу всіх цих екологічних факторів, які об'єднані в биогеоценотический комплекс, екосистему, де грунт є сполучною між її компонентами ланкою.

Організатором такої екосистеми є рослини. Саме вони виробляють ту первинну продукцію, яка служить початком трофічних ланцюгів, безпосереднім джерелом енергії для грунтоутворення. Рослини засвоюють частина сонячної енергії, яка потім визначає все життя біосфери. Інші живі організми лише трансформують запасену рослиною сонячну енергію [13].

У природних екосистемах рослинність забезпечує регулярний приплив і сталість прибуткової частини балансу органічної речовини. Грунти, що знаходяться під лісом, луговий і степовою рослинністю, відрізняються від орних значно кращим структурним станом і порівняно гарній водопрочной структурних отдельностей. При орному використанні грунту з обробітком культурних рослин цей баланс порушується. Сільськогосподарські культури роблять неоднаковий вплив на властивості і родючість грунтів і тому не будь-яке з них може бути фітомеліорантом.

Просапні культури, наприклад, за рахунок системи обробітку грунту з постійним розпушуванням і посиленням процесів руйнування органічної речовини і погіршення фізичного стану грунту завдають більше шкоди, ніж приносять користі. З цієї причини вони відносяться до почворазрушающім. У той же час багаторічні трави мають потужний фітомеліоративні ефектом і тому розглядаються як почвовосстанавлівающіе. Однорічні зернові культури займають проміжне положення і внаслідок рівномірного розподілу кореневої системи і більш щільного складання благотворно впливають на властивості грунтів. Проте відносна нетривалість життя знижує їх позитивний вплив на грунт. Крім того, коренева система злаків починає відмирати вже з моменту їх цвітіння [12]. Тому озимі, які тривалий час зберігають грунт у стабільному стані, заглушають бур'яни і залишають багато пожнивних і кореневих залишків, більше схожості мають з почвовосстанавлівающімі багаторічними травами, а ярі - з просапними.

Аналізуючи фітомеліоративні потенціал різних рослин, культурні рослини можна розташувати по почвовосстанавлівающеі ефективності в ряд: багаторічні трави - дворічні бобові трави - однорічні трави - озимі - зернобобові - ярі зернові - просапні.

Оброблювані культури справляють істотний вплив на оструктуренность орного шару грунтів. Наприклад, при постійному парування та під кукурудзою зміст агрегатів крупніше 0,25 мм було близько 20%, після 6-річного обробітку пшениці -18%, під люцерною - 25%. Це ще раз підтверджує відоме положення про структуроутворюючої ролі багаторічних трав. Часте дію грунтообробних знарядь також сприяє зниженню вмісту мікроагрегатів в орному шарі грунту [12].

На думку П. В. Вершиніна, чим більше трави залишають у грунті рослинних кореневих залишків, тим вище їх структуроутворюючих роль, а кореневих залишків у грунті після трав буде більше там, де був вищий врожай трав. Робота А. О. Плотнікова також показує, що збільшення водопрочной агрегатів йде відповідно до збільшення врожаю трав. При цьому, за даними І.Б. Ревуть відбувається різке (в 2,5 рази) підвищення оструктуренності грунту. П. В. Вершинін зазначав зниження ефекту дії багаторічних трав на відновлення структури грунту на південний схід, тобто до посушливих районах. [15]

Відомо, що коренева система рослин виступає в ролі потужного агента структуроутворення, пронизуючи грунт у всіх напрямках густою мережею дрібних корінців. Коріння можуть проникати в грунт по тріщинах, слідами гнилих коренів і кореневищ рослин, ходами тварин. Коріння заселяють також ті глибокі шари грунту, де грунт мало висушуються, а промерзання порівняно слабкий або мало проявляється. Важливу роль відіграють дрібні коріння і кореневі волоски, які можуть поселятися і в нерозчленованої частини грунту або підгрунтя. Навіть щільна грунт у вологому стані не надає значного опору проходженню кореневого волоска, нерідко має кілька мікрон в діаметрі. Расчленяющая діяльність дрібних корінців поширюється на кілька міліметрів і навіть частки міліметрів. Відповідно до цього і розміри структурних грудок, що утворюються в результаті діяльності коренів рослин, можуть бути незначними [13].

За П. В. Вершиніну, процес розпушування грунту під травами протікає в такий спосіб: перший рік після однорічної зернової культури, в яку підсівають трави, поле починає ущільнюватися; через припинення обробки, рихлящей грунт, і під дією кореневих систем розвиваються травосумішей щільність грунту під травами продовжує підвищуватися. У залежності від складу травосуміші, угноювального фону і загальних грунтових умов основна маса коренів трав створюється або в перший рік, або в другій. Простору після відмирання коренів і корінців в осінньо-зимовий час заповнюються водою, яка замерзає, розширює ці ходи, реалізуючи тим самим агрегатний будова грунту, створюване кореневими системами травосуміші. На третій рік життя трав в орному горизонті щільність грунту починає зменшуватися, ущільнюючої ефект трав переходить в рихлящій. І. Б. Ревуть, посилаючись на досліди, проведені в сільськогосподарській академії ім. К.А. Тімірязєва, також підкреслює значення однорічних і багаторічних рослин у розчленування грунту і поліпшення її структури.

За В. Р. Вільямсу, основна схема освіти водопрочной агрегатів зводиться до того, що в ході розкладання кореневих залишків деяких рослин (за участю відповідної мікрофлори) утворюється діяльний перегній, який просочує грунтові грудочки і склеює їх, а в подальшому це органічна речовина, яка перетворює перегній в цемент, зазнає незворотні зміни (денатурацію).

Дослідження Г. М. Лисака доводять, що структурні окремо, утворені під багаторічними травами, не руйнуються досить тривалий час. Ним встановлено, що на п'ятий рік після оранки багаторічних трав зміст водопрочной агрегатів розміром більше 3 мм було більше майже в три рази в порівнянні з полями зернопропашного сівозміни, що призвело до підвищення водоудерживающей здібності, водопроникності грунту та оптимізації складання.

Це пов'язано з тим, що багаторічні трави залишають після себе в грунті пожнивних і кореневих залишків у 3-4 рази більше, ніж зернові культури. Багаторічні трави є джерелом утворення свіжого перегною, що сприяє підвищенню вмісту гумусу, який бере активну участь в утворенні грунтової структури грунту. Крім того, багаторічні трави безпосередньо впливають на грунт своєї потужної кореневою системою і надають механічний вплив на утворення грунтової структури. У результаті підвищується протиерозійна стійкість грунту.

Одним з найдавніших способів поліпшення структурного стану грунту є залишення староорних грунту під поклад на 15-20 років. Протягом цього періоду відбувається на полі поступова зміна бур'янів пирієм, а потім рослинністю, властивою цілині (злаки, ковила, типчак, різнотрав'я). Рясна коренева система, дернина трав, активна діяльність мікроорганізмів призводять згодом до збільшення водопрочной структурних агрегатів і відновлення грунтової родючості.

Про вплив окремих видів злакових багаторічних трав на структуру грунту в літературі відносно мало інформації. Є дані загального характеру про вплив на грунт деяких степових угруповань з домінуванням злакових видів (ковилово-різно-травні, ковилово-типчакові і т.д.). Причому структурний стан грунту під цими спільнотами залежить від ступеня випробовується преса: ерозійні процеси, випас і вигін худоби і т. д.

Деякі дослідження були спрямовані на вивчення оструктурівающей здібності сіяних видів багаторічних злакових трав. В якості ефективного компонента сівозмін для почвооструктуріванія Х. Г. Терегуловим був запропонований стоколос безостий. На сьогоднішній день ця культура обробляється повсюдно.

На відміну від злакових, багаторічні бобові трави є джерелом грунтового органічної речовини, багатого азотом. Вони підтримують родючість грунту на високому рівні. Багаторічні бобові трави, на відміну від однорічних, мають високу конкурентною здатністю по відношенню до бур'янів. На другий - третій рік зростання вони пригнічують бур'янисту рослинність. Корисну дію бобових триває протягом декількох років. Дослідження академіка М. І. Саввинова свідчать про те, що коренева система однорічної культури відіграє велику роль у розчленування грунту на макроструктурні окремо. У зонах достатнього зволоження грунт під дією кореневих систем трав'янистої рослинності набуває здатності кришитися на агрегати. Деякі однорічні культури відрізняються дуже розвиненою кореневою системою. Так, відзначаючи перевагу багаторічних трав з накопичення кореневої маси, Н. А. Качинський наголошував, що й однорічні трави формують значну кількість підземної фітомаси. [13]

Серед однорічних культур особливо слід відзначити озимі, які мають велике значення в захисті грунтів від ерозії. У найбільш критичні періоди розвитку водної ерозії навесні під час сніготанення і стоку поверхневих вод озимі культури, як і багаторічні трави, розбивають водні потоки на більш дрібні струмочки, не дають їм концентруватися в більш великі водні потоки, сповільнюють швидкість течії, що сприяє захисту грунту від змиву. Вітрова ерозія проявляється восени, взимку і весною до появи рослинного покриву. У цей період озимі культури захищають грунт від видування.

На відміну від озимих, ярові зернові рядового посіву відносяться до культур, що сприяють розвитку ерозії грунту. Захистити грунт від видування вони в змозі лише в пізні фази вегетації, а під час зливової та вітрової ерозії просапні культури не в змозі захистити грунти від змиву і видування, так як велика площа залишається незахищеною рослинним покривом. Ці культури вимагають щорічної основної обробки грунту. При тривалому їх обробітку без застосування добрив відбувається погіршення фізичних властивостей грунту, а головне - розпорошення грунтової структури.

Г. М. Лисак показав зменшення вмісту водопрочной структурних грудочок в полях зернопропашного сівозміни, хоча при сухому просіюванні зміст макроагрегатов було досить високим. Кількість фракцій розміром більше 0,25 мм і 1 мм знижується у декілька разів, що пов'язано зі зменшенням вмісту гумусу і органічної речовини. Це дозволяє зробити висновок, що при обробітку однорічних культур в грунті містяться у великій кількості помилково-структурні агрегати, які утворилися при механічному здавленні грунту і склеюючому впливі грунтової вологи. Ці неміцні агрегати легко руйнуються при механічному впливі.

Дещо більше значення мають однорічні трави, що дають отаву, у яких коренева система залишається живий і діяльної після скошування надземної маси (вика, суданська трава та ін.) Під ними відбувається значне підвищення водопрочности агрегатів і підвищення вмісту органічної речовини [12].

Хоча більшість авторів до найкращих «структуростворюючим» культурам відносять багаторічні трави, в умовах Зауралля, на думку Т. С. Мальцева, вони дають низький урожай і тому їх слід замінити однорічними травами, висіяним по діскованной стерні. У такому випадку однорічні трави зберігають ущільнення грунту в нижній частині орного шару, придбане в кінці року в результаті посіву зернових культур. У результаті за ефективністю крошения грунту однорічні трави майже прирівнюються до багаторічних травах.

Проте більшість авторів вважає, що освоєння в ріллю природних кормових угідь і заміна природних трав'яних формацій посівами, в основному однорічних культур, призводять до зниження інтенсивності гумусонакопленія, а також викликають збільшення поверхневого стоку талих, зливових, іригаційних вод та змив грунту. У цьому плані особливо виділяються просапні культури, на посівах яких спостерігається найбільший змив грунту зважаючи на наявність вільних від рослин міжрядь і розпорошеності грунту під впливом багаторазових обробок. На посівах кукурудзи твердий стік у 60 - 300 разів більше, ніж під багаторічними травами або зімкнутої природною рослинністю і в 10 разів більше в порівнянні з озимою пшеницею [13].

За даними Г. М. Лисака більшість просапних культур, за винятком цукрових буряків, висіваються в більш пізні терміни, до їх посіву проводять 2-3 поверхневі обробки. У період їхнього росту проводиться декілька обробок міжрядь. Така велика кількість механічних обробок призводить до погіршення фізичних властивостей грунту. Обробка міжрядь сприяє розпорошення структури верхніх шарів грунту, створення аеробних умов, що сприяють розкладанню гумусових речовин.

Поряд з деградацією грунту, протікає і зворотний процес відновлення структури. Проте його темпи значно відстають від темпів руйнування структури, так як збагачення органічною речовиною і поліпшення структурно-агрегатного складу під просапними культурами відбувається тільки в грунті, яка безпосередньо прилягає до коренів рослин. Цього далеко недостатньо для компенсації втрат, пов'язаних з технологією обробітку [12]. Під час вітрової та водної ерозій просапні культури не в змозі захистити грунт від видування і змиву. У зразках грунту, узятих на паровому полі і під кукурудзою, міститься найменша кількість ерозійно-стійких грудочок.

З метою підвищення продуктивності агроекосистем і для поліпшення якості корму, стійкості травостоїв часто застосовуються не чисті посіви трав, а змішані: дво-, трикомпонентні суміші і ще більш складного складу. Є думка, що під травосмесями оптимізація структурного стану та відновлення родючості грунту відбуваються дещо краще.

Ефект дії сумішей багаторічних трав (конюшина в суміші зі злаками на півночі і люцерна, одна або в суміші зі злаками, в зрошуваному господарстві на півдні) полягає в тому, що вони збагачують грунт великою кількістю органічної речовини, сприяють інтенсивної діяльності хробаків і комах, викликають бурхливу активність грибів, бактерій, актиноміцетів, сприяють появі свіжих продуктів їх життєдіяльності і автолизу. Все це в сукупності за короткий період (2-4 роки) призводить до значного поліпшення структурного стану грунтів і появі водостійких структурних агрегатів. Бобово-злакові травосуміші, при нормальному розвитку їх, містять більш потужну кореневу систему, яка рівномірно розподіляється в кореневмісному шарі і особливо в її верхній частині. Такий розподіл кореневої системи забезпечує рівномірний розподіл і гумусу.

Бобово-злакові суміші однорічних культур (особливо чини посівної і гороху посівного з суданською травою) не тільки підвищують урожай і його якість, але і є почвощадящімі культурами. При їх вирощуванні поліпшується структурно-агрегатний склад чорнозему звичайного. Зміст агрономічно цінних агрегатів становить 69,8 - 88,5%, що вище на 14,7-26,4% в порівнянні з грунтом під ярою пшеницею. Внаслідок цього, а також більш рівномірного розподілу кореневих систем рослин у змішаних посівах створюються оптимальна щільність і пористість грунту. Крім того, більш рівномірний розподіл травостою за площею і підвищення проективного покриття сприяє підвищенню грунтозахисне ролі змішаних посівів, а також придушення бур'янів. До того ж бобові компоненти суміші накопичують значну кількість азоту, що благотворно позначається також у врожаї та якість врожаю небобового компонента суміші [12].

Накопичення гумусу в грунтах залежить від співвідношення трьох основних процесів - розкладання органічних залишків, синтезу гумусових речовин і закріплення їх у грунті. Біосинтез гумусу залежить від таких кліматичних агентів, як температура і зволоженість грунтів; також необхідною умовою гуміфікації є висока біохімічна активність грунтів. Однак вихідне кількість рослинних залишків не повністю перетворюється в гумусові сполуки.

Як відомо, відмерла частина кореневої системи рослин, а також їхні кореневі виділення призводять до збагачення грунту органічними залишками. У процесі розкладання цих залишків мікроорганізмами в грунті накопичуються в першу чергу гумусові речовини і азот. Численні дослідження показали, що освіта гумусу відбувається за рахунок розкладання кореневих залишків рослин і відмерлих мікроорганізмів. При цьому основним джерелом утворення гумусу під багаторічними травами є їх відмерлі коріння, кількість яких може становити до 50% від продуцируемой щорічно загальної кореневої маси.

ВИСНОВОК

Рослини і грунту - головні компоненти будь наземної екосистеми. Рослини є продуцентами, що фіксують сонячну енергію і що роблять первинну біологічну продукцію, грунту - хранителі детриту і середовище, в якій відбувається руйнування органічної речовини до мінеральних сполук і здійснюється кругообіг вуглецю.

У природних екосистемах ставлення блоків «рослини-грунту» носять характер екологічної рівноваги, що підтримує і продуктивність рослин і родючість грунтів. Ситуація різко змінюється при заміні природної рослинності на агроценози. У цьому випадку при відлученні органічної речовини з урожаєм і постійної обробці грунту відбувається порушення природного стану грунту. «Видаток» елементів живлення і органічної речовини починає перевищувати «прихід» нової фітомаси. У результаті йде процес зниження родючості грунтів, руйнування органічної речовини, деградація природної структури грунтів, формуються дефіцитні цикли елементів мінерального живлення.

Ці порушення екологічної рівноваги можуть бути пом'якшені за рахунок системи органічних і мінеральних добрив, однак і те й інше - дорогі заходи, енергоємні і забруднюють навколишнє середовище. З цієї причини надзавданням агроекології є відновлення (зрозуміло, не повне, але максимально можливе) рівноваги відносин «рослини-грунту». Це досягається використанням фітомеліоративного ефекту рослин. При фітомеліоративної підході задіюється природний потенціал рослин, які історично були головним фактором грунтоутворення. Даний підхід дозволяє поліпшувати родючість грунтів при мінімальних витратах, використовуючи, в першу чергу, безкоштовну, екологічно чисту і невичерпну енергію сонця, яка засвоюється в процесі фотосинтезу. Ослаблення цього процесу і відтворення родючості грунтів пов'язано з оптимізацією гумусного стану і агрофізичних властивостей.

Тривале інтенсивне використання сільськогосподарських угідь призводить до деградації природних кормових угідь і особливо орних грунтів. В останні роки порушені грунту повсюдно виводяться з господарського обороту, однак процес відновлення їх оптимальних властивостей відбувається досить повільно, місцями деградація грунтів триває. Необхідні заходи з відновлення деградованих грунтів і перш за все - відновлення їх втраченої структури. Великим потенціалом для вирішення цих питань мають рослини-фітомеліоранти і в першу чергу багаторічні трави.

Список використаних джерел:

Александрова Л.М., Найдьонова О.А. Лабораторно-практичні заняття з грунтознавства. - Л.: Агропромиздат, 1986.
Землеробство з основами грунтознавства і агрохімії. Під ред. Воробйова С.А. - М.: Колос, 1981.
Грунтознавство / Под ред І.С. Каурічева. - М.: Колос, 1982.
Ішемьяров A. Ш. Якісна оцінка земель. Навчальний посібник. - Ульяновськ, 1985. 57 с.
Ликов A.М., Коротков A.А., Громакова Т.Г. Землеробство з почвоведением. - М.: Агропромиздат, 1985.
Меліорація земель в Башкирії. Уфа, 1975.
Нарцисів В. Т. Наукові основи систем землеробства. - 2-е вид., Перераб. і доп. - М.: Колос, 1982.-328 с.
Орлов Д.С. Хімія грунтів. М.: Наука, 1980.
Основи землеробства і рослинництва. Під ред. Косинського В.С. - М.: Колос, 1080.
Пацков А.А., Максюта Ф.А. Меліорація і раціональне використання земель у Башкирії. Уфа, 1973;
Суюндуков Я.Т., Суюндукова М.Б. Методичні вказівки з основ сільського господарства (розділ: грунтознавство і землеробство). - Сібай, 1997.
Суюндуков Я.Т. Екологія орних грунтів Зауралля РБ / під. Ред. Ф.Х. Хазіев. - Уфа: Гільом, 2001. - 256 с.
Суюндуков Я.Т., Хасанова Р.Ф., Суюндукова М.Б. Фітомеліоративна ефективність багаторічних трав на чорноземах Зауралля / Под ред. чл.-кор. АН РБ, проф. Ф. Х. Хазіев. - Уфа: Гільом, 2007. - 132 с.
Синантропна рослинність Зауралля і гірничо-лісової зони Республіки Башкортостан / відп. ред. Б.М. Міркін, Я.Т. Суюндуков. - Уфа: Гільом, 2008. - 512 с.
Тайчінов С.М., Бульчук П.Я. Природне і агрогрунтових районування Башкирської АРСР. - Уфа, 1975.
Хазіев Ф.Х., Мукатанов A. Х. та ін Грунти Республіки Башкортостан. - Уфа: Гільом, 1995. Т.1. 384 с.
Хазіев Ф.Х., Мукатанов A. Х. та ін Грунти Республіки Башкортостан. - Уфа: Гільом, 1995. Т.2. 328 с.
Хазіев Ф.Х., Мукатанов А.Х. Раціонально використовувати осушені землі. Уфа, 1985.
Ерозія грунтів в Башкирії і заходи боротьби з нею. Під ред. Гаріфулліна Ф.Ш. навчальний посібник. - Уфа, 1983.