Поиск

Мероприятия по охране и улучшению агрономически ценной структуры почв
28.10.2015

Теоретические основы оструктуривания почв разработаны П.A. Koстычевым, В.Р. Вильямсом, К.К. Гедройцем и их учениками. Важнейшие мероприятия по охране, улучшению и созданию структуры в пахотных почвах сводятся к увеличению запасов органического вещества в почве, воздействию на состав и состояние почвенных коллоидов, рациональной механической обработке.
Увеличение запасов органического вещества в почве. Простейшим приемом, известным с древних времен, является внесение в почву навоза и компостов. Содержащееся в навозе и компостах органическое вещество и особенно вспышка жизнедеятельности почвенных микроорганизмов после внесения навозного удобрения приводят к образованию в почве структурных и микроструктурных агрегатов (табл. 66).

Мероприятия по охране и улучшению агрономически ценной структуры почв

Другим древнейшим способом обогащения почвы органическим веществом и улучшения ее структурного состояния является оставление старопахотной почвы в залежь на 15—20 лет. В течение этого периода на поле происходит постепенная смена сорняков пыреем и наконец растительностью, свойственной целине (злаки, ковыль, типчак, разнотравье). Обильная, корневая система, активная деятельность микроорганизмов, повышение запасов органического вещества приводят со временем к увеличению водопрочных структурных агрегатов и к восстановлению почвенного плодородия (табл. 67). Однако этот способ улучшения структуры почвы, как крайне экстенсивный, не может быть использован в условиях социалистического земледелия. Наиболее рациональным современным способом обогащения почвы органическим веществом и улучшения ее структурного состояния является культура многолетних трав в правильном севообороте.
Мероприятия по охране и улучшению агрономически ценной структуры почв

Многолетние травы (клевер в смеси со злаками на севере и люцерна, одна или в смеси со злаками, в орошаемом хозяйстве на юге) обогащают почву большим количеством свежего органического вещества, способствуют интенсивной деятельности червей и насекомых, вызывают бурную активность грибов, бактерий и актиномицетов, способствуют появлению свежих продуктов их жизнедеятельности и автолиза. Все это в совокупности за короткий период (2—4 лет) приводит к значительному улучшению структурного состояния почв и появлению водоустойчивых структурных агрегатов (табл. 68). Рисунки 64, 65 убедительно демонстрируют, как после возделывания трав значительно улучшается структура различных почв, в частности структура, сложение и водопроницаемость хлопковых сероземных почв.
Мероприятия по охране и улучшению агрономически ценной структуры почв

На современном этапе развития земледелия в России внедрение правильных севооборотов с многолетними травами является действенным способом улучшения структурного состояния и одним из дополнительных средств борьбы с заболачиванием и засолением почв.
Наряду с культурой многолетних трав в севообороте увеличение запасов органического вещества в почвах и улучшение структурного состояния их могут достигаться периодическим применением так называемых зеленых удобрений — сидерации. В пахотный слой почвы запахивается большая масса зеленой растительности (вика в смеси с овсом, озимый горох, сераделла, маш и др.). Зеленые удобрения в теплых районах России можно выращивать в качестве пожнивных (повторных) культур.
Обогащая почву свежим органическим веществом и вызывая усиление микробиологической деятельности, зеленые удобрения во многих случаях не уступают навозу по эффективности структурообразования. Зеленые удобрения в орошаемых районах имеют особенно большое значение благодаря возможности осенне-зимней вегетации.
Наконец, внесение в почву таких органических удобрений, как солома, сахарная барда, жом, торф при условии предварительного их компостирования и заправки почв специфическими бактериями и грибками (Aspergillus niger, Trichoderma lignorum, Mucor intermedius и др.) также способствуют обогащению почв органическим веществом, улучшению их структурного состояния и появлению водоустойчивых структурных агрегатов (данные Ф.Ю. Гельцер, Н.А. Дороховой, Н.П. Корнеевой).
Изменение состояния почвенных коллоидов. Органические и минеральные почвенные коллоиды могут дать устойчивый структурообразующий эффект в случае их необратимой коагуляции. В кислых лесных подзолистых почвах северных областей России органические вещества находятся в неподвижной форме (фульвокислоты). Они переводят в раствор или в подвижное состояние соединения полуторных окислов и пептизируют глины, что сопровождается общим ухудшением структуры почв.
Известкование в сочетании с применением навозных удобрений и многолетних трав переводит кислые органические и минеральные коллоиды в более устойчивое коагулированное состояние и способствует улучшению структурности кислых почв. Сильнощелочные почвы (солонцы, содовые солончаки) также отличаются бесструктурностью вследствие подвижности и некоагулированности коллоидов. Внесение гипса в сочетании с применением навозного удобрения и действием многолетних трав в севообороте приводит к нейтрализации щелочной реакции в подобных почвах, необратимой коагуляции органических и минеральных почвенных коллоидов и соответственно к улучшению структурного состояния почв.
Уменьшение подвижности почвенных коллоидов может быть достигнуто в щелочных почвах и на тяжелых кислых глинистых почвах с помощью термической обработки, ведущей к обезвоживанию почвенных гелей и их оструктуриванию. Так, с этими целями на бесструктурных орошаемых щелочных почвах применяется так называемый перегар — термический пар. Сущность «перегара» заключается в оставлении после вспашки глыбистой бесструктурной поверхности поля на лето под черный пар для нагрева ее солнечными лучами до 50—70°. Длительное высушивание и прогревание почвы сопровождается обезвоживанием почвенных коллоидов и приводит к тому, что к осени бесструктурные глыбы распадаются на комковато-зернистые и ореховатые агрегаты.
Искусственный обжиг тяжелых кислых глинистых почв на севере, применяемый с давних времен, также воздействует на состояние почвенных гелей и, вызывая их необратимую дегидратацию и оструктуривание, способствует улучшению агрегатности почв. Аналогичный эффект вызывает обжиг тяжелых бесструктурных содовых солонцов (табл. 69).
Мероприятия по охране и улучшению агрономически ценной структуры почв

Обработка почв в состоянии физической спелости. Механическая обработка почв является необходимым приемом регулярного воздействия на физическое состояние пахотного слоя почвы и на его структуру. Одну из главных задач рациональной обработки почв В.Р. Вильямс видел в том, чтобы придать пахотному слою комковато-зернистую структуру при наименьшем распылении и наименьших затратах. Механическое воздействие на почву должно быть, по В. Р. Вильямсу, по возможности редким, с целью уменьшения неизбежного при частой механической обработке почв распыления.
Вспашка и остальные приемы механической обработки почв должны производиться в тот момент, когда пахотный слой почвы находится в состоянии физической спелости. Под спелостью почвы, по Вильямсу, понимают такое состояние влажности ее, при котором она требует меньше всего усилия для обработки и в котором она при воздействии обрабатывающих орудий свободно крошится и распадается на структурные отдельности.
Рациональная своевременная механическая обработка почвы может поддерживать в течение вегетационного периода удовлетворительную структуру пахотного слоя, благоприятное соотношение в нем между некапиллярной и капиллярной скважностью, а также охранять почвенную влагу от испарения.
Рациональная механическая обработка почв имеет особенно большое значение в условиях орошаемого земледелия. Сероземные орошаемые почвы вследствие природной малой гумусности имеют плохую структуру. Поливы, кроме того, способствуют более или менее сильному обесструктуриванию пахотного слоя почвы.
Многолетние травы в севообороте, зеленые и органические удобрения способствуют улучшению структуры орошаемых почв. Однако рациональная механическая обработка почв, занятых орошаемыми культурами, особенно пропашными (хлопчатник, свекла, кукуруза, подсолнечник), также является весьма важным средством поддержания структурности пахотного слоя в вегетационный период после распашки многолетних трав.
Глубокая зяблевая вспашка, перепашка и боронование почвы весной, тщательная культивация почв после поливов, производимые обязательно в момент физической спелости пахотного слоя почвы, оказывают весьма существенное воздействие на поддержание благоприятных структурности и водно-воздушного режима орошаемых почв. Если же эти работы выполняются на переувлажненной или пересохшей почве, происходит распыление почвы, со всеми отрицательными последствиями.
Значение рациональной обработки почв в целях ежегодного восстановления и поддержания структурности пахотного слоя высоко оценивается зарубежными учеными и наряду с травосеянием признается важнейшим средством поддержания плодородия почв (Д. Рессел, М. Краузе и др.).
Д.Г. Виленский и за ним ряд других советских и зарубежных исследователей установили весьма интересное явление устойчивой агрегированности почв в результате механического воздействия на них при влажности, соответствующей состоянию «затворення». Агрегаты, возникающие при этом, сохраняются после высыхания почв и приобретают довольно высокую водоустойчивость. По лабораторным исследованиям, агрегатность почв при этом значительно возрастает, если разрыхление почвы производится с добавкой торфа или навозной жижи. Однако в практику земледелия этот прием не вошел.
С.Н. Рыжов и А.И. Ефимов, исследуя роль рациональной механической обработки почвы на орошаемых сероземах Приташкентского оазиса, установили огромное значение физической спелости почв в структурообразовании с помощью обработки. Поливные сероземы, регулярно обрабатывавшиеся в момент физической спелости, приобретали благоприятную структурность и давали более высокие урожаи. Даже такой прием, как боронование, если оно производится в момент физической спелости почв, дает высокий структурообразующий эффект.
Так, М. Цыганов установил, что боронование сибирских почв при влажности, близкой к полевой влагоемкости, уменьшает содержание распыленных бесструктурных частиц и увеличивает количество структурных отдельностей (с диаметром более 1 мм) и водоустойчивых микроагрегатов (с диаметром более 0,25 мм) на 40—50—60%.
Однако положительный структурообразующий эффект рациональной механической обработки в период физической спелости пахотного слоя почв возможен только в том случае, если почвы регулярно обогащаются свежим органическим веществом и имеют высокую общую биологическую активность, т. е. в почвах, которые обрабатываются в условиях правильного севооборота с многолетними травами.
В последние 15—20 лет значительные успехи в искусственном структурообразовании почв получены при внесении в пахотный слой некоторых высокомолекулярных соединений и поверхностно-активных веществ. Очевидно, земледелие будущего для улучшения структуры будет широко использовать препараты этого типа.
При решении проблемы управления структурностью почв следует иметь в виду, что не всякая структура почв агрономически полезна. Агрегаты должны сами обладать определенной внутренней порозностью (порядка 45—56%) и быть упакованными в почве так, чтобы межагрегатная порозность составляла около 7з общей.