Агрохимические основы обработки почв

Способы основной обработки оказывают существенное влияние на распределение в почве органического вещества, вносимых удобрений, доступность растениям элементов минерального питания, процессы гумификации растительных остатков и синтеза биологического азота. Вспашка, фрезерная основная обработка создают сравнительно однородный по гумусированности пахотный слой за счет лучшего перемешивания слоев почвы. Безотвальная и минимальная обработки (поверхностная, мелкая, дисковая, плоскорезная) приводят к резкой дифференциации почвы пахотного слоя по плодородию, особенно на фоне вносимых удобрений (табл.3).

В верхнем (0-10 см) слое больше накапливается фосфора и калия, он более оструктурен и имеет лучшие поглотительные свойства. Это обусловлено большим количеством корневых остатков и локализацией фосфора и калия в верхнем слое за счет вносимых органических и минеральных удобрений. Внесение высоких доз фосфорных и калийных удобрений может превысить допустимую оптимальную нагрузку на почву и корневую систему растений, что повлечет снижение плодородия и урожайности культур

Таблица 3

Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистой почвы при

разных системах обработки

Накопление питательных веществ в верхней части пахотного слоя почвы происходит, прежде всего, за счет увеличения их малоподвижных форм. Содержание доступных форм азота, фосфора и калия, а также их вынос растениями снижается вследствие повышения кислотности почвы. Содержание нитратов в слое 0-15 см при прямом посеве может составлять половину их уровня при вспашке. До 80 % азота в этом случае поступают в растения из верхнего 8- сантиметрового слоя, где сосредотачивается основная масса растительных остатков и микроорганизмов. При поверхностном внесении минеральных удобрений этот слой иммобилизует от 13 до 24 % азота, что в 1,5-2 раза больше, чем на вспаханных почвах.

Длительное применение в стационарных опытах кафедры земледелия и методики опытного дела РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева разных по способу, интенсивности и глубине системы обработки в сочетании с разными формами и дозами минеральных и органических удобрений привело к дифференциации слоя почвы 0-30 см на разные по накоплению и распределению подвижных фосфатов и обменного калия (рис. 10).

Внесение и заделка минеральных, а также минеральных удобрений в сочетании с соломой или навозом в слой 0-12 см дисковыми орудиями с последующим предпосевным фрезерованием на глубину 6-8 см привело к увеличению содержания подвижного фосфора в слое 0-10 см в среднем в 1,8 раза по сравнению с аналогичным слоем контроля. В подпахотном слое 20-30 см в вариантах минимальной обработки различия были еще заметнее и составили 164 мг/кг почвы. При ежегодной вспашке на глубину 20-22 см, его распределение было более выровнено.

Преобладание вытянутых капиллярных пор при поверхностной обработке усиливает вымывание растворимых питательных веществ из верхней части пахотного слоя в нижележащие горизонты, о чем свидетельствует, более гомогенное распределение в них обменного калия (рис. 11).

Возделывание полевых культур по экстенсивным технологиям и поддержания исходного плодородия за счет массы растительных остатков возделываемых культур не приводит к резкой дифференциации частей корнеобитаемого слоя по содержанию подвижных фосфора (Р₂О₅) и обменного калия (К₂О).

В то же время, при концентрации питательных веществ в верхнем (0-10см) слое при поверхностной и мелкой обработках происходит обеднение ими более глубоких слоев корнеобитаемой зоны. При отсутствии осадков поверхностный слой быстро пересыхает и находящиеся в нем питательные вещества становятся недоступными (рис 12).

- распределение удобрений по слоям почвы

Рис. 12 Распределение корневой системы (% от слоя 0-25см) и урожайность

зерновых при разной глубине размещения удобрений

В опытах С.С. Сдобникова при размещении удобрений в слое 0-8 или 15-24 см растения с весны спровоцированы на поверхностное развитие корневой системы и в фазу всходов зерновых они потребляли элементы питания из верхнего слоя в 10 раз интенсивнее, чем из нижнего. В фазу кущения яровых зерновых, когда ее корневая система проникала в нижнюю часть пахотного слоя, а вверху еще сохранилось некоторое количество доступной влаги, растения потребляли элементы питанияравномерно из всего пахотного слоя, преимущество варианта с верхним внесением фосфора к этому времени утрачивалось. Начиная с фазы кущения обеспеченность элементами питания при глубоком его внесении, была почти вдвое выше.

Применение ежегодной безотвальной обработки приводит к поверхностному размещению корневой системы. С точки зрения питания растений, эти изменения нежелательны, предпочтительнее иметь обратное строение с повышенным плодородием нижней части пахотного слоя. В этих целях в системе безотвальной обработки целесообразно проводить периодическое оборачивание пахотного слоя.

В зонах недостаточного увлажнения нужно не выровненное (гомогенное), а послойное (гетерогенное) строение пахотного слоя с наличием более плодородной прослойки в нижней части, а в зонах достаточного увлажнения − в верхней части пахотного слоя.

В современном земледелии снижение интенсивности механической обработки способствует закреплению питательных веществ в верхней части корнеобитаемого слоя в составе как органических, так и минеральных соединений, за счет накопления органического вещества, из-за низкой скорости его минерализации, сокращения горизонтальной и вертикальной миграции водорастворимых солей и биологической иммобилизации элементов питания.

Этих отрицательных явлений можно избежать при применении пе­риодической вспашки в севообороте, которая обеспечивает оборачивание и лучшее перемешивание слоев почвы. Кроме того, она устраняет и концентрацию пожнивных остатков (за исключением эрозионно-опасных земель), приводящую к токсикозу почвы продуктами разложения, снижению полевой всхожести семян при минимализации обработки почвы.