Корнеобитаемого слоя

8.3.1. Дерново-подзолистые и серые лесные почвы

Наиболее сильное агрофизическое воздействие на пахотный и подпахотные слой дерново-подзолистой почвы оказывает трехъярусная обработка, в результате кото­рой перемешиваются подзолистый и иллювиальный горизонты между со­бой и отчасти с пахотным слоем, что и позволяет сразу уничтожить подзо­листый горизонт и в наиболее короткое время создать глубокий корнеобитаемый слой. Внесение извести на всю глубину обработки способствует окульту­риванию дерново-подзолистых почв, так как нейтрализуется избыточная ки­слотность (рН в солевой вытяжке на глубине 0-20см достигала 5,9, на глу­бине 20-40 см − 6).

Для накопления органического вещества в почве и улучшения его состава необходимо вносить органические удобрения более активно использовать сами растения, как главный биотехнологический фактор их окультуривания (табл. 36).

Таблица36

Роль приемов обработки, удобрений, извести и многолетних трав в создании мощного корнеобитаемого слоя дерново-подзолистых почв

Уничтожение подзолистого слоя трехслойной обработкой способствует более мощному развитию и равномерному распределению по слоям почвы корневой системы многолетних и однолетних растений. Все это позволяет усиливать темпы накопления органического вещества в почве на глубине до 60 см.

Применение комплекса мероприятий (мелиоративная обработка, внесение органических удобрений и извести) позволило почти в 2 раза увеличить урожайность многолетних трав, а также, повысить урожайность других видов растений, одновременно создать необходимые условия для дальнейшего повышения плодородия почвы. Применение только мелиоративной обработки увеличило накопление органического вещества многолетними травами в почве на 25%, а применение комплекса мероприятий - на 65,1%. При этом улучшился и его хи­мический состав, особенно по азоту. В результате накопление во вновь созданном глубоком пахотном слое содержание органического вещества увеличилось с 18,1 до 25,1 т/га, а азота − с 215 до 355 кг/га. Это имеет исключительно большое значение для окультуривания вновь созданного глубокого пахотно­го слоя и создания благоприятных условий для растений и почвенных мик­роорганизмов.

Трехъярусная обработка и внесение удобрений значительно усилива­ют микробиологическую активность дерново-подзолистой почвы. Причем удобрения относительно сильнее увеличивают численность микроорганиз­мов в пахотном слое (в 2-5 раз), а мелиоративная обработка в подпахот­ном (в 2,8-3,9 раза) по сравнению со вспашкой без удобрений.

На дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны при промывном водном режиме трудно решить задачу систематического накопления органического вещества и закрепления гумуса в почве.

Ежегодная вспашка почвы на глубину 22-25 см без внесения удобрений приводит к снижению содер­жания гумуса в пахотном слое по сравнению с исходным его содержанием (2,46%) за две ротации семипольного севооборота на 0,18%. Внесение на­воза (4,5 т/га в год) в севообороте с многолетними травами несколько замедляет этот процесс, не изменяя его характера (содержание гумуса про­должает снижаться, хотя и более медленными темпами).

Внесение удобрений и разложение микроорганизмами органического вещества почвы до минерального состояния − необходимые условия для дальнейшего окультуривания дерново-подзолистой почвы − создания в ней наиболее благоприятного пищевого режима.

При окультуривании дерново-подзолистых почв очень большое значение имеет улучшение фосфатного режима. В естественных усло­виях в этих почвах ясно выражена аккумуляция фосфатов в пахотном слое. Под влиянием трехъярусной обработки подвижность фосфатов значительно увеличивается, особенно в подпахотных слоях.

При совокупном влиянии основных приемов углубления и окультури­вания происходит обогащение подвижными фосфатами всего профиля почвы до 20 мг, а в слое на глубине до 20-40 см − до 18,8 мг против 12 и 6,4 мг на 100 г почвы при вспашке. Удобрения сильнее повышали со­держание фосфатов в пахотном слое, а обработки − в подпахотном. Это происходит за счет перераспределения части фосфатов пахотного слоя в более глубокие слои корнеобитаемого горизонта. Во вновь разрыхленный слой вместе с гумусом и элементами питания в виде «действующего начала» проникала микрофлора и фауна. Чем больше полезной биоты будет попадать в припаханные горизонты, и чем больше этот слой будет обеспечен энергетическим материалом (навоз, растительные остатки, сидераты), тем быстрее в нем станут протекать биохимические процессы и повышаться степень его окультуренности.

Систематическое применение комплекса приемов по углублению и окультуриванию пахотного слоя дерново-подзолистых почв позволило успешно решить главную задачу системы земледелия - обеспечение расширенного воспроизводства плодородия почвы и повышение урожайности растений (табл.37).

Таблица 37

Влияние комплекса приемов по углублению корнеобитаемого слоя дерново-подзолистых почв на урожайность полевых культур, т/га

Более интенсивно микробиологические процессы протекали при вспашке на глубину от 20-22 до 25-27 см. Дальнейшее увеличение глу­бины вспашки не вызывало усиления микробиологической деятельности в почве. Если при вспашке на 20-22 см в среднем за 12 лет количество бак­терий, выращенных на мясо-пептонном агаре (МПА), было 7,42 млн на 1 г абсолютно сухой почвы, то при увеличении глубины до 25-27 см их коли­чество уменьшилось на 1,15 млн, до 30-32 см − на 1,95 и до 35-37 см − на 1,81 млн. Меньше бактерий, чем на контроле (вспашка), было и по безот­вальным рыхлениям: по плоскорезной обработке − на 1,34 млн и рыхле­нию плугом без отвалов − на 1,32 млн.

В тесной связи с изменением количества микроорганизмов в почве в зависимости от глубины и способов ее обработки изменяется интенсивность дыхания (выделение СО₂ из почвы) и количество свободных гуминовых ки­слот. По вспашке на глубину 20-22 и 25-27 см выделялось из почвы за су­тки практически одинаковое количество углекислоты − 5,9 и 5,8 г с 1 мг. Увеличение глубины обработки снижало интенсивность дыхания почвы: при вспашке на 30-32 см − на 0,5 г и вспашке на 35-37 см − на 9,6 г.

Наибольшее количество нитратного азота накапливается по вспашке на 20-22 см (11,42 мг), а увеличение ее глубины не приво­дит к повышению его содержания. Также снижается количество нитратов по без­отвальным обработкам почвы: по плоскорезной − на 1,92 и рыхлению плугом без отвалов − на 1,96 мг по сравнению со вспашкой на 20-22 см.

Данные по динамике гуминовых кислот не подтверждают высказываний некоторых ученых о возможности быстрого окультуривания почв и повышения их плодородия при применении безотвального рыхления. Гуминовых кислот больше образуется при вспашке на глубину от 20-22 до 25-27 см (0,13 и 0,15% абсолютно сухой почвы). Наименьшее количество свободных гуминовых кислот отмечается при вспашке на глубину 35-37 см (0,09%), что связано с выносом на поверхность слоев почвы с малой биогенностью. По мере уменьшения глубины вспашки увеличивается биогенность обрабатываемого слоя и повышается содержание новообразованных гуми­новых кислот.

8.3.2. Различные типы черноземов

В углублении и окультуривании пахотного слоя (30-35см) в большей степени нуждаются оподзоленные и выщелоченные черноземы с равновесной плотностью 1,25-1,30 г/см³. Значительное уплотнение этих почв сопровожда­ется ухудшением аэрации, снижением активности микробиологических про­цессов, что ограничивает доступность растениям воды и питательных веществ.

Оценка разных по способу и интенсивности приемов углубления пахотного слоя: вспашки на глубину 20-22 см с увеличением её через каждые 5 см до 35-37 см и раз­личное их сочетание в севообороте; обработки почвы плоскорезом на глу­бину 10-12 см под зерновые, на 25-27 см под кукурузу и на 28-30 см под сахарную свеклу, подсолнечник и ежегодное рыхление плугом без отвалов на глубину 25-27 см, показывает их различное влияние на развитие растений и урожайность полевых культур.

Различия в эффективном плодородии черноземов при отвальных и безотвальных обработках приводят к тому, что в почве образуется и оста­ется неодинаковое количество корневой массы растений. Так, по вспаш­ке на 20-22 см, где условия почвенного питания растений лучше, на 1 га остается 10,05 т корневой массы растений. По мере увеличения глубины обработки почвы и ухудшения показателей плодородия уменьшилось коли­чество корневой массы растений: по вспашке на 25-27 см − на 0,12 т/га, вспашке на 30-32 см − на 0,2, вспашке на 35-37 см − на 0,7 т/га.

Сочетание разноглубинных вспашек в десятипольном севообороте не повысило урожайность свеклы. На неудобренном фоне самой эффектив­ной была ежегодная вспашка на 25-27 см. Более глубокая вспашка давала отрицательный эффект. Применение удобрений позволило получить прак­тически одинаковую урожайность при вспашке: на глубину 20-22 см – 38,4 т/га, 25-27 см − 38,0 и 30-32 см – 38,7 т/га. При вспашке на глубину 35-37 см урожайность снизилась почти на 2,0 т/га.

Урожайность подсолнечника на удобренном и неудобренном фонах при вспашке на глубину 20-22 см была практически одинаковой. При увеличении глубины вспашки до 35-37 см она снизилась на 1,0 т/га. В вариантах рыхления урожайность снижается при внесении удобрений и без них. Сочетание разноглубинных обработок почвы в десятипольном севообороте также снижают урожайность семян подсолнечника.

Озимая пшеница при внесении удобрений повышала урожайность зерна в зависимости от обработки почвы на 0,17-0,53 т/га, при чем эф­фект от удобрений не снижался по вариантам обработки (табл. 38).

Таблица 38

Влияние приемов углубления пахотного слоя черноземов на урожайность пропашных культур, т/га

Без удобрений более высокая продуктивность зеленой массы кукурузы получена по вспашке на 20-22 см. Однако по более глу­бокой вспашке, рыхлению и плоскорезной обработке урожайность зеленой массы значительно снизилась. В вариантах с удобрениями и без удобре­ний увеличение глубины вспашки несколько снижало урожайность кукуру­зы. При внесении удобрений урожайность повысилась на 4,98-5,73 т/га. Следовательно, для оподзоленных и выщелоченных черноземов оптимальным является мощность пахотного слоя 27-32 см.

Контрольные вопросы:

1. Назовите основные способы углубления пахотного слоя дерново-подзолистых и серых лесных почв.

2. Особенности создания мощного пахотного слоя на черноземах.

3. Назовите культуры, хорошо отзывающиеся на углубление пахотного слоя.

4. Биологические особенности и морфологические признаки, по которым классифицируются культуры по отзывчивости на углубление пахотного слоя

5. Обозначьте комплекс мероприятий по углублению и окультурива­нию дерново-подзолистых почв.

6. Особенности создания мощного гомогенного корнеобитаемого слоя на легких почвах.

7. Приемы коренного улучшения плодородия выщелоченных и оподзоленных черноземов.

8. Реакция пропашных культур на разные способы углубления пахот­ного слоя черноземов.

9. Преимущества и недостатки углубления пахотного слоя почв прие­мами безотвальной обработки.

10. Обоснуйте периодичность глубоких отвальных и безотвальных об­работок в зернопропашных севооборотах.