Способы углубления пахотного слоя

В настоящее время все способы углубления пахотного слоя можно разделить на четыре группы. Каждая из них имеет свои положительные и отрицательные стороны:

1. Припахивание подзола на глубину 2-3 см за ротацию севообо­рота, перемешивание его с пахотным слоем, минеральными и органиче­скими удобрениями, известью.

Постепенное припахивание подзола к пахотному слою целесообразно на почвах с мелким пахотным слоем при возможности систематического внесения больших норм органических и минеральных удобрений, известко­вания и посева многолетних трав. Этот способ эффективен на темно-серых суглинках и серых лесных почвах.

2. Углубление пахотного слоя вспашкой на глубину гумусового горизонта с рыхлением подпахотного слоя на глубину 10-15 см плугами с почвоуглубителями и плугами с вырезными отвалами (ПЛП-6-35 и др.).

Однако при использовании приемов, относящихся к этой группе, подзолистый слой уничтожается постепенно и необходимо продолжитель­ное время, чтобы его полностью окультурить. Кроме того, при недостатке органических удобрений припахивание подзола малоэффективно и мо­жет даже снизить урожай. Простое же рыхление подпахотного слоя не дает положительного эффекта, особенно на легких почвах, а на тяжелых разрыхленный слой вскоре вновь уплотняется.

Углубление пахотного слоя плугами с вырезными отвалами (ПЛП-6-35, ПЛН-4-35) рекомендуется сочетать с двухслойным внесением ор­ганических и минеральных удобрений и извести. При таком способе поло­вина нормы удобрений заделывается при основной обработке, вторая по­ловина − при весенней обработке отвальными лущильниками на глубину 12-14 см.

Вспашка с одновременным рыхлением подпахотного слоя почвоуглубителями повышает урожайность ячменя на 0,18 т/га (9,1%) картофеля − на 8,1 (31,7%) и кормовых корнеплодов − на 11,4 т/га (34%).

3. Глубокая безотвальная, плоскорезная и чизельная обработки почвы предполагают создание мульчирующего слоя из растительных остатков, ор­ганических удобрений почвы слоем не менее 3 см.

Под влиянием растительных остатков и вносимых удобрений идет постепенное нарастание почвенного плодородия. Таким путем можно не только сохранить плодородие почвы, но и значительно его по­высить, как отмечал Т.С. Мальцев, превратить подзолы в черноземы. Эта концепция вполне пригодна для защиты уже имеющегося плодородия почвы от всех видов эрозии. Однако превратить бедные почвы в плодо­родные, а тем более уничтожить подзолистый слой таким путем, как это происходило в природных условиях, вряд ли удастся - нужны века.

4. Мелиоративная обработка почвы (ярусная, плантажная) наибо­лее быстро уничтожает подзолистый горизонт и создает основу для создания мощного пахотного слоя в достаточно короткое время. Наиболее целесообразна здесь трехслойная обработка дерново-подзолистой почвы.

При обработке почвы трехъярусным плугом Мосолова-Болотова пахотный слой остается на месте, подзолистый горизонт сбрасывается вниз, а ил­лювиальный помещается на его место. На границе этих горизонтов идет перемешивание почвы и на глубине 40 см создается более однородный пахотный слой, который в дальнейшем необходимо интенсивно окультуривать, внося большие нормы органических удобрений, извести и высевая многолетние травы. Этот способ позволяет в течение двух-трех ротаций семи­польного севооборота полностью уничтожить подзол и создать пахотный слой глубиной 40-45 см.

Все основные способы углубления пахотного слоя значительно улучшали физические свойства почвы (плотность, твердость и др.), особенно в подпахотных слоях, воздушный и водный режимы. Стали преобладать бактериальные, а не грибные процессы разложения пожнивных остатков растений, усилилась активность свободноживущих азотфиксаторов. Процес­сы минерализации органического вещества сильнее выражены в па­хотном слое, а процессы гумификации − в подпахотном. При трехъярус­ной обработке почвы происходило наиболее сильное накопление гумуса. Его содержание в пахотном слое через 10 лет повысилось с 2,46 до 2,52%, а в подпахотном − с 0,86 до 1,65%. По другим способам обработки почвы содержание гумуса в пахотном слое несколько снизилось по сравне­нию с исходным (на 0,1-0,13%), а в подпахотных слоях − повысилось на 0,19-0,4%.

Углублять пахотный слой можно любым способом, однако эффективность каждого из них в значительной степени зависит от конкретных почвенных, климатических и хозяйственных условии. Так, трехъярусная обработка почвы предпочтительнее на почвах с хорошо выраженным под­золистым горизонтом, но достаточно окультуренных (с глубиной пахотного слоя 20-22 см).

На почвах более тяжелого гранулометрического состава, временно избы­точно увлажненных, глеевых и глееватых, хорошие результаты дает углубление пахотного слоя плугами с вырезанными отвалами и плугами с почвоуглубителями, а также безотвальными орудиями (чизеля, глубокорыхлители), которые:

- ускоряют и увеличивают отвод воды с осушаемого участка в периоды переувлажнения;

- ускоряют поспевание почвы и наступление сроков весеннего сева и улучшают условия уборки урожая осенью;

- обеспечивают более равномерное распределение влаги в почвенном профиле осушаемого участка в течение вегетационного периода и способствуют накоплению продуктивных запасов влаги в подпахотном слое почвы;

- усиливают аэрацию почвенного профиля на глубину их выполнения;

- улучшают физические свойства почвы;

- активизируют развитие и деятельность полезной почвенной микрофлоры и фауны;

- способствуют усилению процессов минерализации органических соединений почвы и увеличению содержания питательных веществ;

- создают условия для более мощного развития и проникновения вглубь корней растений;

- обеспечивают значительные прибавки урожайности сельскохозяйственных культур, в том числе и за счетболее равномерного прогревание почвенного профиля, снижения амплитуды колебания температуры верхних слоев и уменьшения испарения влаги.

Большое разнообразие почвенных и климатических особенностей и теоретических концепций в вопросе создания окультуренного или мощного корнеобитаемого слоя до настоящего времени не позволило достичь более или менее единого взгляда на повы­шение плодородия почв с помощью существующих и предлагаемых способов глубокой механической обработки. Обобщенные наши данные 100 полевых опытов по углублению пахотного слоя с 20-22 см до 40-45 см свидетельствуют об отсутствии положительного эффекта этого приема на почвах среднего и легкого гранулометрического состава. Положительная реакция яровых и озимых зерновых, картофеля, сахарной свеклы и кукурузы установлена главным образом на тяжелосуглинистых и глинистых почвах (табл. 34)

Таблица 34

Эффекты углубления пахотного слоя до40-45 см по сравнению со вспашкой на 20-22 см в зависимости от гранулометрического состава почвы, %

При выборе способов создания мощного корнеобитаемого слоя необходимо учитывать следующие положения:

- при использовании глубокой вспашки происходит вынос на поверхность подпахотных горизонтов, перемешивание различных по генезису и плодородию почвенных слоев, которое часто сопровождается снижением урожайности культур или отсутствием ожидаемого эффекта. Поэтому для окультуривания вновь соз­данного мощного пахотного слоя требуются значительные затраты в течение продолжительного времени;

- при использовании плугов с вырезными и пластинчатыми отвалами и плугов с почвоуглубителями гумусовый горизонт остается на месте, а разрыхление подпахотных слоев создает предпосылки для их постепенного окультуривания без значительных затрат и улучшения свойств и режимов в гумусовом горизонте;

- все виды глубоких безотвальных обработок значительно экономичнее глубокой вспашки. При рыхлении вгумусовый слой почти не попадают почвенные частицы из других горизонтов, а поскольку естественное плодородие почвы заметно не ухудшается, здесь нет необходимости во внесении повышенных доз органических и минеральных удобрений, как при глубоких отвальных обработках;

Глубокое рыхление безотвальными орудиями, создавая предпосылки, для вовлечение в биологический круговорот глубоких слоев почвы и улучшая агрономические свойства гумусового и подпахотного горизонтов, способствует постепенному окультуриванию подпахотного горизонта. Поэтому дальнейшей задачей после рыхления является устранение наиболее неблагоприятных свойств подпахотного слоя и, в первую очередь оптимизации кислотности за счет известкования дерново-подзолистых почв.

8.2. Реакция полевых культур на углубле­ния пахотного слоя

По отзывчивости на мелиоративные обработки и углубление пахотно­го слоя почвы полевые культуры можно разделить на три группы (табл. 35).

1. Культуры (люцерна, клевер, вика, кормовые бобы), хорошо отзы­вающиеся на глубокие обработки. Имеют мощную, глубоко идущую стержневую корневую систему и, как правило, быстрые темпы формиро­вания листовой поверхности и надземной массы в весенний период. У этих культур период максимальной потребности к условиям жизни сов­падает с периодом наиболее благоприятных почвенных условий на глу­боких обработках, в результате увеличивается площадь листьев, чистая продуктивность фотосинтеза и урожай.

Таблица 35

Отзывчивость полевых культур на различные способы углубления пахотного слоя почвы

2. Культуры (кукуруза, озимая пшеница, картофель, тимофеевка, кострец), средне отзывающиеся на глубокие обработки. Имеют развитую и глубоко идущую корневую систему, но медленно формируют листовую поверхность. Кукуруза хорошо использует подпахотные слои почвы при формировании урожая, но период максимальной потребности в основных факторах жизни часто не совпадает с периодом наиболее благоприятных условий на глубоких обработках. Другие культуры этой группы (злаки многолетние и озимые) рано формируют листовую поверхность и основ­ные элементы структуры урожая, но имеют мочковатую корневую систе­му, поэтому недостаточно хорошо используют подпахотные слои почвы. К этой группе относятся культуры со слабой и поверхностной корневой системой (картофель), но хорошо отзывающиеся на улучшение физиче­ских свойств почвы. Эффективность мелиоративных обработок по второй группе культур несколько ниже, чем по первой.

3. Культуры (озимая рожь, яровая пшеница, овес, лен), слабо отзывающиеся или совсем не отзывающиеся на мелиоративные обработки. Имеют слабую поверхностную, корневую систему и поздно формируют надзем­ную массу (лен, яровые колосовые) или же быстро формируют надземную массу, но имеют поверхностную корневую систему и не предъявляют осо­бых требований к физическим свойствам почвы (рожь). Все эти культуры плохо используют питательные вещества глубоких слоев почвы для фор­мирования урожая, поэтому слабо реагируют на мелиоративные обработ­ки почвы.