Влияние разных раскислителей почвы на урожайность капусты белокочанной

Региональная научно-исследовательская  конференция

школьников «Открытие»

Секция Экологии

Влияние разных раскислителей почвы на

урожайность капусты белокочанной

Исследовательская работа

Выполнена

Ученицей 10 класса

 МОУ «Краснооктябрьская средняя

 общеобразовательная школа  им. А.Ф.Пономарева

 Белгородского района  Белгородской области»

Пискаревой Викторией Сергеевной

Руководитель

Учитель биологии

МОУ «Краснооктябрьская средняя

общеобразовательная школа  им. А.Ф.Пономарева

Белгородского района  Белгородской области»

Богданова Светлана Владимировна

Белгород, 2011

I.Введение……………………………………………………………………………………………..2

II. Основная часть…………..………………………………………………………...………………3

 Глава 1

1.1. Литературный обзор ………………………………………………………………………….….3

1.2. Характеристика участка………………………………………………………………………….6

1.3. Биологические особенности капусты белокочанной.………………………………………….7

Глава 2.

2.1 Методы исследования………….……………… ………………………………………………....8

2.2  Результаты исследования……………………………………………………………………........9

III.Выводы…………………………………………………………… . ………………………..….....10

IV. Заключение…………………………………………………………………………………..……10

V. Список  литературы и интернет-ресурсов…………………………………………………….…11

Приложение………………………………………………………………………………………..….12

I.Введение

Актуальность проблемы.

     В  Белгородском регионе утверждена долгосрочная целевая программа «Известкование кислых почв на территории Белгородской области на 2010–2015 годы».    Основными целями программы является сохранение и воспроизводство плодородия земель сельскохозяйственного назначения и обеспечение устойчивого развития сельскохозяйственного производства. Она включает в себя предотвращение деградации черноземов, улучшение микробиологической активность почвы, повышение эффективности использования удобрений, урожайности сельхозяйственных культур и  уровня экологической безопасности.[8]

Возникает противоречие: между снижением плодородия почвы и необходимостью повышения урожайности сельскохозяйственных  культур.

        Наиболее благоприятной для культурных растений является реакция почвенного раствора, близкая к нейтральной (рН около 7). В условиях кислой реакции почвы подавляется деятельность полезных для растений микроорганизмов. В то же время создаются условия для развития организмов, отрицательно действующих на садовые и огородные культуры. Продукты, выращенные на кислых почвах, способны вызвать у людей болезнь Альцгеймера - разновидность преждевременного старения. В кислых почвах (рН ниже 5,5) ощущается недостаток фосфора, кальция, серы, калия и магния. Без известкования этих почв даже высокие дозы удобрений оказывают на растения слабое воздействие, а иногда даже дают отрицательный результат. В таких почвах постоянно идет процесс ухудшения их структуры, от качества которой зависит воздушный, водный, тепловой и солевой режимы. Структурность почв обычно тем выше, чем больше гумуса они содержат, а из кислых почв гумус и продукты разложения органики безжалостно вымываются кислыми водами, загрязняя их еще и органическими кислотами. Овощи и фрукты с таких участков не будут качественными и лежкими.[6]

      Проводя определение качества почвы на учебно-опытном участке с помощью растений - индикаторов в 2009 году мы определили, что почва на нашем участке является кислой. 

 Этот факт и губернаторская программа по известкованию почв подтолкнули нас на изучение проблемы раскисления почв. И в 2010 году путем внесения негашеной извести нам удалось повысить урожайность томатов.

 Урожайность томата на опытном и контрольном участках (кг).        

В своей опытной работе для раскисления почв мы применили негашеную известь, т.к. она является побочным продуктом  производства ЗАО «Дмитротарановский сахарный завод» и складирование извести производится недалеко от села Красный Октябрь. В  нашей области известкование можно проводить мелом, которым богат наш регион. Мы решили провести раскисление почвы разными известковыми удобрениями и сравнить урожайность сельскохозяйственной культуры в зависимости от вида раскислителя.

 Гипотеза: после известкования почвы урожайность капусты повысится и будет различной от вида раскислителя.

 Предмет исследования: почва учебно-опытного участка школы.

 Объект исследования: капуста белокочанная, сорт Амагер.

Цель исследования: 

Изучить влияние разных раскислителей почвы на урожайность капусты белокочанной.

Задачи исследования:

1.Изучить литературу по проблемам кислотности почв и методов её раскисления.

2. Определить кислотность почвы на учебно-опытном участке.

3. Провести фенологические наблюдения за ростом и развитием растений.

 4. Провести учет урожайность капусты на разных делянках опытного отдела УОУ.

II. |Основная часть.

Глава 1.

Литературный обзор.

        Проблема рационального использования, охраны и улучшения почвенных ресурсов, особенно благоприятных для развития сельского хозяйства районах, к каким относится и Белгородская область, является проблемой первостепенной важности для нынешнего поколения людей.

       Белгородская область исчерпала возможности расширения площади сельскохозяйственных угодий за счет усвоения новых земель. В перспективе в связи с ростом численности населения области, развитием горнодобывающей промышленности, отчуждением земель для несельскохозяйственных целей и т.п. будет сокращаться площадь обрабатываемых земель. Главный путь дальнейшего увеличения производства сельскохозяйственной продукции в Белгородской области заключается в сохранении каждого гектара сельскохозяйственных угодий, повышения плодородия почв и урожайности возделываемых культур с применением удобрений, приемов мелиорации, предупреждением эрозии, внедрением научнообоснованных севооборотов. [3, 178] 

   Многовековое земледельческое использование почвенных ресурсов Белгородской области сопровождалось рядом отрицательных явлений, из которых наибольшую тревогу вызывают развитие крупномасштабных эрозийных процессов, сокращение гумусового фонда, разрушение структуры, ухудшение физических свойств, кислотность и т.д., т.е. снижение плодородия почв и  как следствие этих явлений - медленный рост урожайности сельскохозяйственных культур, несмотря на возросшие капиталовложения в сельское хозяйство. [3,179] 

        Наибольшее значение для плодородия почв имеет кислотность почвенного раствора. В результате декальцинирования, применения физиологически кислых форм  минеральных удобрений, выпадений кислотных дождей происходит подкисление почвы. Об этом свидетельствуют и результаты агрохимических обследований, проведенных по циклам с 1976 по 1999 годы ( приложение 1). Площади кислых почв пашни в области за этот период возросли на 10,7 % и составляют в настоящее время 33,5% или 550 тыс.га, т.е. каждый третий гектар пашни имеет кислую реакцию почвенной среды и требующие проведения химической мелиорации-известкования.[1.23] 

Прием известкования известен человечеству давно, однако сознательное применение извести в целях повышения урожаев различных культур стало приводиться с прошлого столетия. Большой вклад в исследовании роли известкования в повышении плодородия почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур внесли российские ученые Д.И.Менделеев, Д.Н.Прянишников, К.К.Гедройц и другие.

    Научной основой теории и практики известкования почв явилось учение К.К.Гедройца  о почвенном поглощающем комплексе. На основании этого учения установлено, что многие важные агрономические свойство почвы находятся в тесной зависимости от степени насыщенности почвенного поглощающего комплекса кальцием.

Известкование - это внесение в почву кальция (и магния) в виде карбоната, окиси или гидроокиси для нейтрализации кислотности. Это прием химической мелиорации,  направленный не только  на нейтрализацию избыточной кислотности почвы, но и на улучшение её агрохимических, агрофизических и биологических свойств, обеспечение растений кальцием и магнием, создание оптимальных условий жизни культурных растений.[2.442]

     Большинство растений развивается, как правило, при нейтральной или близкой к нейтральной реакции среды в почве.

    Научное обоснование известкования почв состоит в следующем.

1. Неблагоприятная для культурных растений реакция среды отрицательно отражается на их росте и развитии.

2. Почвы с повышенной кислотностью имеют плохие физико-химические и физические свойства.

3. При кислой реакции алюминий, содержащийся во многих почвах, образует растворимые соединения, оказывающие вредное действие на многие растения.

4. На почвах с повышенной кислотностью подавляется жизнедеятельность полезных микроорганизмов. В то же время создаются условия для развития организмов, отрицательно действующих на сельскохозяйственные культуры.

5. Известкование выполняет важную экологическую функцию в агроценозе, так как этот прием приводит к иммобилизации тяжелых металлов, радионуклидов и других токсических элементов. Это позволяет получать экологически безопасную продукцию растениеводства.

6. Из кислых почв гумус и продукты разложения органики безжалостно вымываются кислыми водами, загрязняя их еще и органическими кислотами. Овощи и фрукты с таких участков не будут качественными и лежкими. [2;443]

Известкование - один из наиболее экономически выгодных приемов повышения урожая сельскохозяйственных культур на кислых почвах. Из зерновых культур на кислых почвах особенно хорошо отзываются на известкование озимая пшеница и ячмень, а из зернобобовых - горох и кормовые бобы.  Клевер, сахарная свекла также хорошо отзывается на внесение извести.

Для повышения эффективности известкования  необходимо выполнить следующие условия:

1) определить степень кислотности почвы; 2) учесть соотношение культур севооборота к известкованию; 3) правильно установить дозу извести; 4) умело сочетать известкование почв с применением органических и минеральных удобрений; 5) равномерно внести известковые удобрения. [2.452] Дозы извести можно определить согласно рН  почвы и гранулометрическому составу почвы ( приложение 2.)

 2. Характеристика учебно-опытного участка.

Участок расположен на  территории  школы в направлении с севера на северо-запад от школьного здания. Границами участка являются асфальтированные дороги, ведущие ответвления от дороги в селе Красный Октябрь по улице Гагарина. Участок с трёх сторон огорожен живой изгородью, с тех же трёх сторон расположены жилые дома. Промышленные предприятия и предприятия бытового обслуживания отстоят от границ школы на расстоянии более 1 км. Жилые дома не менее чем на 10 м.

            Средняя годовая температура +5,4 С. Продолжительность  вегетативного периода длится около 190 дней. Количество осадков сильно изменяется по годам и сезонам года. За апрель- октябрь выпадает 65 % годового количества. Летние осадки часто выпадают в виде ливней, сопровождающихся грозами. Ливневые дожди часто вызывают смыв легких и мелких частиц почвы и способствуют разрушению почвенного покрова. Твердые осадки  составляют  около 30% годового значения и выпадают преимущественно в виде снега.

         Устойчивый снежный покров удерживается около 120 дней. Высота  снежного покрова достигает около 20 см. В отдельные годы снежный покров почти полностью разрушается в середине зимы. При оттепелях наблюдаются опасные для растений явления - вымокание, выпучивание, образование ледяной корки. Иногда наблюдается промерзание почвы, в среднем на глубину 50-80 см., в мёрзлом состоянии почва находится около 4-х месяцев. Для растениеводства на учебно-опытном участке наблюдаются такие неблагоприятные явления как засуха, суховеи, сильные ветра, ливни ,град, заморозки. Суховеи вызывают сильное иссушение почвы и увядание растений. Важнейшими мероприятиями по борьбе с засухами и суховеями является сохранение почвенной влаги и полив. Полив культур производится с помощью шлангов от водопровода школьного здания.

Учебно-опытный участок, площадью 1 га, расположен в 5 метрах от здания  Краснооктябрьской средней школы, что даёт возможность не нарушая расписания занятий затрачивать минимум времени на переход к участку для выполнения практических работ на нём. Участок хорошо освещен.

         Поверхность почвы учебно-опытного участка выровнена. Почва - чернозём обыкновенный, легкоглинистый.

Преобладающие сорняки:  вьюнок полевой, пырей ползучий, щирица, пастушья сумка, портулак огородный.

Сроки проведения исследования:

Осень 2010 - осень 2011год

Площадь участка - 30 м2

Потребуется семян—5 гр.

Норма высева—3-4 кг/га

3. Биологические особенности капусты белокачанной.

Белокочанная капуста — двулетнее растение: в первый год образуется кочан, во второй — цветоносный стебель и семена.

Кочаны различной формы (плоские, округлые, конические), неодинаковые по плотности. Листья простые, очень крупные, сидячие или с черешками, цельные, лировидные, часто покрыты восковым налетом. Окраска обычно от светло- до интенсивно-зеленой с фиолетовым оттенкомЦветки диаметром 1,8—2,8 см, желтые и белые, обоеполые. Собраны в соцветие-кисть. Плод — двугнездный стручок. Семена круглые, коричнево-черные.

Семена начинают прорастать при температуре 2 °С. Рассада выдерживает заморозки до —5 °С, а взрослые кочаны и до —8 °С. Однако при длительном воздействии холода растения промерзают и погибают. Оптимальная температура для ее роста и развития — в пределах 13...18 °С.

Капуста влаго - и светолюбивое растение. Повышенная влажность особенно необходима при прорастании семян. Перед высадкой рассады растения поливают умеренно, а с началом формирования кочана потребность в воде вновь значительно увеличивается. Одно растение ежедневно испаряет до 10 л воды. Однако при избыточном увлажнении у капусты начинают отмирать корни, листья приобретают синюшный цвет.

Белокочанная капуста. Сорт Амагер  Урожайность - до 5-6 кг/кв.м. Для открытого грунта. Сроки созревания: позднеспелый, техническая спелость наступает через 132 дня с момента появления всходов. Плод: кочаны средние, массой 3-4 кг, округло-плоские и круглые. Наружная кочерыга средняя или длинная. Кочаны отличной плотности, транспортабельные, вкус после лежки хороший. Сорт морозостойкий. Кочаны устойчивы к растрескиванию. Использование: для длительного хранения: кочаны хранятся до 5-6 месяцев. Для квашения кочаны не используются. Повышенная холодостойкость сорта Амагер 611 позволяет высаживать его в ранние сроки. Популярный сорт Амагер 611 позволит продлить потребление свежей капусты до весны. Кочаны транспортабельные, плотные, пригодны для перевозки на длительные расстояния.

Глава 2.

2.1.Методика постановки исследования.

1. Изучив литературу по проблеме известкования почв, биологические особенности исследуемой культуры и характеристику учебно-опытного участка мы составили план работы. 

Таблица 1.Календарный план работ.

Опытным путем определили кислотность почвы

Оборудование: универсальная индикаторная бумага, емкость с водой,  совок,  плотная ткань, шпагат.                

1. Взяли  образцы почвы в разных местах своего участка.

2. Каждый завернули в плотную ткань, перевязали шпагатом  и опустили в стеклянный сосуд с водой (лучше дистиллированной или дождевой). Почвы должно быть столько же, сколько воды.                    

3. Через 5 минут (вода при этом не должна помутнеть!) на 2 секунды опустили туда же полоску индикаторной бумаги.

4. Сравнили полученный цвет со стандартной шкалой, определили рН и соответственно кислотность почвы.   

3. Наблюдения за наступлением фенологических фаз капусты  отражали в таблице 2.

Таблица 2. Наступление фенологических фаз капусты белокочанной..

4. Учет урожайности производили путем взвешивания собранных кочанов капусты обычными домашними весами и статистической математической обработки данных .(табл.3)

 Таблица 3. Урожайность капусты.

2. 2  Результаты исследования.

1.Полученные результаты   анализа почвы указали нам на то, что до раскисления почва на пришкольном участке  была средне-кислой (pH~ 4,5-5,0). После раскисления почвы путем внесения негашеной извести и мела (приложение 3), из расчете 2 кг на 1 м2, анализ показал уровень кислотности близкий к нейтральной (pH~5,6-6,0).

3.Учет собранной продукции нам позволил установить, что раскисление положительно влияет на урожайность капусты (рис 1.) 

III. Выводы

      1. Мы изучили литературу   и интернет-ресурсы по проблемам кислотности почв и методов её раскисления. Выяснили, что известкование - один из наиболее экономически выгодных приемов повышения урожая сельскохозяйственных культур на кислых почвах.

      2. Опытным путём определили, что на учебно-опытном участке  МОУ «Краснооктябрьская средняя общеобразовательная школа им. А.Ф.Пономарёва»  почва среднекислая. Путем раскисления почвы негашеной известью и мелом кислотность почвы снизилась.

      3.  Фенологические фазы на контрольных и опытных делянках проходили в одинаковые сроки. На опытных делянках размеры кочанов больше, чем на контрольных.

      4.  Урожайность капусты на опытных делянках выше (98 т/га), чем на контрольных (75 т/га). При этом, урожайность на делянках с почвой, раскисленной известью,  превосходит урожайность с делянки, раскисленной мелом на 23%, а контрольной-41%. Следовательно, подтвердилась наша гипотеза о том, что раскисление почвы повышает урожайность капусты. При этом, раскисление путем известкования   является наиболее эффективным по  сравнению с раскислением почвы  мелом.  (Приложение 3 )

 IV.Заключение

              Объектом исследования в нашей работе была овощная культура капуста.  Изучение этого растения предполагает составление рекомендаций для огородников  по увеличению урожайности на своих приусадебных участках. В наших сельских хозяйствах основной возделываемой культурой является сахарная свёкла, которая очень хорошо отзывается на известкование, наиболее чувствительна к кислотности почвы.

             В результате реализации стратегии развития сельского хозяйства Белгородской области  увеличивается количество отходов промышленного животноводства и особенно птицеводства, сильно загрязняющие окружающую среду. Поэтому, как никогда, актуален поиск альтернативных методов утилизации отходов, одним из которых является вывоз на поля  помета, навоза или стоков. В сентябре этого  года ЗАО АППК «БелСельхозИнвест» в лице директора Богданова В.Н. подало  заявку в администрацию нашей школы  на проведение исследования по возможности повышения плодородия почв путем создания  удобрения комплексного действия, в состав которого будет входить мел или известь и отходы животноводства, птицеводства.( приложение 4) Есть повод  задуматься  над этой проблемой…А у нас есть новый этап в исследовании.

                                       V. Используемая литература и интернет-ресурсы.

1. Авраменко П.М., Лукин С.В. Агрохимическое и агроэкологическое состояние почв Белгородской области.- Белгород-2001-40 с

2. Минеев В.Г.  Агрохимия. -Издательство Московского университета «Колос» -2004- 718стр

3. Соловидченко В.Д. Плодородие и рациональное использование почв Белгородской области- Изд.  Отчий край Белгород,-2005- 290 с

4. Ващенко И.М. Основы сельского хозяйства: учебное пособие для студентов биол. спец. пед. Институтов-М: Просвещение,1987-576с

5. http://subscribe.ru- «Первая грядка без проблем»

6.  www.greeninfo-портал -Для садоводов

7. www.belregion.ru- Официальный сайт губернатора и правительства Белгородской области

VI. ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1.

Распределение почв пашни Белгородской области по степени кислотности,

(Авраменко, Лукин, 2001)

Приложение 2.

Дозы внесения извести (т/га) в зависимости от рН и гранулометрического состава почвы.

Приложение 3.

Внесение извести и мела.

Посадка рассады                                                                                                     

Уход за растениями

Наблюдение за растениями

Образование используемых органов                        Учет урожая

Приложение 4.

ИЗВЕСТКОВЫЕ УДОБРЕНИЯ

(по В.Г.Минееву)

Мягкие известковые породы, не требующие размола

(Известь, доломитовая мука,  дефекат)

Твердые известковые породы, требующие размола и обжига

 (мел, мергель)

Отходы промышленности, богатые известью (пыль и зола печей заводов)