Подпахотном слоях почвы

Современные технологии возделывания полевых культур предусматривают многократные проходы по полю тракторов, почвообрабатывающих и посевных агрегатов, комплексов техники для уборки и вывоза продукции. Только ходовые системы тракторов в период предпосевных обработок и сева покрывают следами от 30 до 80% площади поля. Отдельные участки подвергаются 3-9-кратному воз­действию движителей (табл.30).

Широкое применение полевой техники нового поколения, масса которой возросла в несколько раз, привело к росту уплотняющих нагрузок на движители, что обусловило ухудшение свойств и режи­мов почв и снижение урожайности на уплотненной части поля как в год приложения динамической нагрузки (снижение эффективного плодородия), так и в последействии (снижение потенциального плодородия) за счет аккумуляции остаточной деформации в пахот­ном и подпахотном слое.

Процесс деформации почвы под действием ходовых систем отличается от естественного уплотнения, вызванного гравитационными силами, выпадающими осадками и другими природными факторами. При движении техники по полю почва подвергается не только сжатию (уплотнению), но и сдвигу в разных направлениях. Степень уплотнения почвы изменяется по глубине и зависит от ее физичес­кого состояния (твердая или рыхлая, сухая или влажная), механи­ческого и структурного состава, рыхлости, степени задернения, содержания органического вещества, а также от динамической нагрузки и характера опорной поверхности, скорости передвижения и числа последовательных проходов машинно-тракторных агрегатов.

Таблица 30

Изменение плотности дерново-подзолистой почвы (г/см³) в па­хотном слое при выполнении технологических операций

При одинаковом уровне уплотняющего воздействия рыхлая и влажная почва деформируется сильнее, чем плотная и сухая.

По данным Омского ГАУ однократный проход тракторов ДТ-75, МТЗ-80 и Т-150 по почве, вспаханной на глубину 20-22 см, увеличивал плотность пахотного слоя на 0,06-0,23 г/см³, обработанной плоско­резами на 16-18 см − на 0,08-0,09 г/см³, не подверженной обработке − на 0,02-0,07 г/см³ и подготовленной под посев − на 0,07-0,15 г/см³.

Для каждого типа почв существует критический порог уплотне­ния, при превышении которого способность почв к самовосстановлению свойств до оптимальных значений сильно ослабевает или утрачивается. Исследованиями Почвенного института им. В.В. Докучаева установлено, что в качестве норматива предельно допустимой по агротехническим требованиям плотности почв можно принять следующие величины в зависимости от гранулометрического состава: тяжелосуглинистые − 1,25 г/см³, среднесуглинистые − 1,30 г/см³, легкосуглинистые − 1,40, супесчаные − 1,50 г/см³.

Скорость движения и коэффициент буксования, как показатели тягово-сцепных свойств тракторов, оказывают заметное влияние на уплотнение различных слоев почвы. Наибольшее увеличение плотно­сти отмечено при низких скоростях − 0,46-4,50 км/час. При ее увеличении до 12-16 км/час плотность почвы заметно снижается в пахотном слое и на глубине 35-40 см степень уплотнения не зависит от скорости передвижения.

Колесными движителями почва наиболее сильно уплотняется при первом проходе, последующие проходы незначительно увеличивают ее плотность.

При равном числе воздействий степень ухудшения агрофизических свойств при уплотнении определяется эксплуатационной массой тракторов и типом их движителей: плотность дерново-подзолистой среднесутлинистой почвы возрастает с 1,27 до 1,38 г/см³ в колее трактора Т-74; до 1,42 − трактора МТЗ-50; до 1,50 − трактора Т-150К и 1,68 г/см³ по следу колес трактора К-700. В подпахотном слое она увеличивается на 0,02-0,09 г/см³.

Почва сильнее уплотняется при движении трактора и прицепных сельскохозяйственных машин по одному следу. Так, при внесении органических удобрений и обработке посевов гербицидами плот­ность возрастает на 0,14-0,24 г/см³ до глубины 35-55 см, что приводит к изменению соотношения твердой, жидкой и газообраз­ной фаз и параметров водно-воздушного и теплового режимов. С изменением плотности почвы меняются ее общая пористость, соот­ношение капиллярной и некапиллярной скважности, скорость впи­тывания и передвижения влаги, интенсивность газообмена между почвой и атмосферой, запасы доступной и недоступной воды, а также сопротивление корням растений и почвообрабатывающим орудиям.

В деформированной движителями тракторов почве изменяется деятельность анаэробных бактерий, замедляются процессы нитри­фикации, возрастают потери азота и меньше вырабатывается угле­кислоты. В этих условиях преобладают анаэробные микроорганизмы, уменьшается количество нитрификаторов и целлюлозоразлагающих микроорганизмов, снижается активность инвертазы, глюкозы и уреазы.

С уплотнением в 2-3 раза снижается содержание и интенсивность выделения СО₂, на 20-50% меньше накапливается аммиачного и на 2-4 мг на 100 г почвы нитратного азота, замедляется поступление питательных веществ в растения.

Действие и последействие повышенного уплотнения почвы мо­бильной сельскохозяйственной техникой проявляется длительное время в ухудшении качества полевых работ, возрастании уровня засоренности посевов, снижении темпов роста, развития и накоп­ления органической массы полевыми культурами, что приводит к существенному снижению урожайности (табл. 31).

По уровню отрицательного воздействия на почву трактора распределяются в следующем порядке: ДТ-75 − Т-150 − МТЗ-82 − Т-150К − К-701.

Таблица 31

Влияние ходовых систем тракторов на урожайность полевых культур (т/га), среднее за 15 лет