Поиск

Влияние механический обработки на почву
30.10.2015

На начальном этапе освоения целины механическая обработка играет исключительно важную и по существу мелиоративную роль в почвообразовании.
При вспашке с оборотом пласта резко различные по свойствам генетические горизонты и подгоризонты срезаются на глубину вспашки и перемешиваются, в результате чего создается качественно новый горизонт — пахотный слой. Свойства его резко отличаются от свойств тех горизонтов, какие вошли при вспашке в его состав. Содержание гумуса и прочной структуры в новом пахотном слое почвы снижается до уровня средней величины в результате перемешивания с нижними менее гумусными и менее структурными горизонтами. Усредняется и плотность почвы. Обычно вновь созданный пахотный слой имеет более рыхлое сложение, чем основная масса подгоризонтов, захваченных плугом. Увеличивается численность почвенной микрофлоры и уменьшается почвенная фауна и ее роль в образовании прочной структуры и сложении почвы. Групповой состав почвенных микроорганизмов изменяется. Вследствие улучшенной аэрации в почве усиливаются процессы нитрификации, а процессы денитрификации при этом резко снижаются. Например, по данным А.С. Шаровой, численность денитрификаторов в результате распашки целины елового леса снизилась с 600 тыс. на 1 г почвы до нуля.
В процессе возделывания сельскохозяйственных культур система механической обработки почв регулирует плотность пахотного слоя — одного из главных факторов почвенного плодородия, так как с изменением плотности почвы меняются водный, воздушный и тепловой режимы и, как следствие, биологическая активность и питательный режим почвы (табл. 120).

Влияние механический обработки на почву

Почва, оставленная без обработки даже в течение одного вегетационного периода, неизбежно уплотняется, при этом резко снижается ее свободная пористость и водопроницаемость. Увеличивается количество очень мелких пор и в связи с этим возрастает количество недоступной растениям влаги, ухудшается газовый режим почвы и резко снижается урожай растений. Так, повышение плотности почв от 1,0 до 1,6 г/см3 снижало скорость фильтрации воды в суглинистых и тяжелосуглинистых почвах в 1000 и 5000 раз, причем наибольшее падение фильтрации наблюдалось уже при первом уплотнении почвы от 1,0 до 1,2 г/см3. При увеличении плотности от 1,0 до 1,4 г/см3 влажность устойчивого завядания растений дерново-слабоподзолистой почвы увеличилась с 8,2 до 12,7 об.%, а южного чернозема — с 16,4 до 25,8%. В вегетационных опытах уплотнение почвы с 1,1 до 1,5 г/см3 вызывало снижение урожая овса на дерново-подзолистой почве с 12,7 до 7,5 г, на каштановой почве — с 10,5 до 7,5 г и на мощном черноземе — с 14,0 до 3,7 г зерна на сосуд (табл. 121).
Экспериментально установлена оптимальная плотность, при которой в пахотном слое создается благоприятное для получения наиболее высоких урожаев соотношение свободной и капиллярной порозности и благоприятный водно-воздушный и термический режимы. Для разных почв величина оптимальной плотности пахотного слоя почвы различна и колеблется в пределах от 1,0 до 1,25 г/см3. Система обработки почв направлена на создание оптимальной плотности сложения пахотного слоя для каждой культуры севооборота.
Исключительно важную роль играет обработка в регулировании водно-воздушного режима подзолистых и гидроморфных почв, которые испытывают длительное сезонное переувлажнение.
Регулируя водно-воздушный режим, механическая обработка повышает биологическую активность почвы, а вместе с этим улучшает ее пищевой режим. По Е.Н. Мишустину, обработка может увеличить численность почвенных микроорганизмов в 3 раза. Под влиянием обработки в почве увеличивается численность различных групп микроорганизмов и вместе с этим количество подвижных, доступных растениям соединений азота, фосфора и калия. Так, на делянках без растений в дерново-подзолистой почве, которая постоянно обрабатывалась по типу пропашных культур, численность бактерий на МПА, крахмало-аммиачной среде, среде Аристовской и Эшби была в 1,5—2 раза больше, чем на делянках с уплотненным пахотным слоем, который со времени посева озимых не обрабатывался. Соответственно в ней было выше и содержание элементов питания — гидролизуемого азота и подвижных соединений фосфора и калия.
Обработка почвы оказывает большое влияние на содержание гумуса в почве. С одной стороны, она усиливает аэробные процессы минерализации органического вещества в почве и тем самым играет важную роль в обеспечении растений элементами питания, в первую очередь азотом. С другой стороны, обработка, улучшая условия аэрации, способствует развитию микроорганизмов, участвующих в образовании гумуса, и усилению окислительных процессов. Напомним, что, по Тюрину, новообразование высокомолекулярных гумусовых веществ происходит в результате реакций окисления. Соотношение этих двух противоположных процессов — процессов минерализации и образования гумуса под влиянием обработки почвы — зависит от поступления в почву органического материала в виде растительных остатков, корневых выделений, органических удобрений. При наличии их в рыхлой обрабатываемой почве создаются условия для преобладания процессов образования гумуса над его минерализацией. Как видно из данных табл. 122, при внесении одинакового количества навоза в рыхлой почве под пропашной культурой гумуса образовалось значительное больше, чем в уплотненной почве под озимой рожью.
Влияние механический обработки на почву

В лабораторных опытах при компостировании корней клевера в подзолистой и черноземной почвах в аэробных условиях (в токе газовой смеси — 20% O2 и 80% N) гумуса образовывалось также больше, чем в условиях анаэробных (0,5% O2 и 95,5% N).
Обработка почв частично разрушает структуру, но в то же время в еще большей степени образует структурные агрегаты в результате крошения глыб орудиями и за счет агрегации пылеватых частиц физически «спелой» почвы при сдавливании. Сближенные пылеватые и глинистые частицы скрепляются в агрегаты под действием сил Ван-дер-Ваальса, за счет добавочных валентностей, пленок ориентированной воды, полимеризации дипольных органических соединений и др.
Для каждой почвы существует своя оптимальная влажность структурообразования, соответствующая понятию «спелой» почвы, при которой перемешивание и механическое воздействие орудий обработки приводят к образованию структурных агрегатов. Опытами установлено, что обработка почвы при оптимальной влажности улучшает структурное состояние почвы и повышает урожай растений. На старопахотных распыленных почвах механическая обработка при оптимальной влажности осенью и весной, предпосевная обработка (рыхление и боронование) после выпадения осадков являются основным фактором улучшения структуры и водно-воздушного режима пахотного слоя на весь период вегетации. Механическая обработка сухой почвы, что бывает при лущении стерни, при подготовке почвы под посев озимых, наоборот, сильно разрушает структуру почвы.
Механическая обработка оказывает и косвенное влияние на структуру почвы. С одной стороны, она снижает прочность структуры, поскольку способствует минерализации гумусовых веществ, скрепляющих агрегаты. С другой стороны, в результате рыхления в почве лучше развивается корневая система растений, интенсивней образуются перегнойные вещества, мицелий и слизистые продукты жизнедеятельности микроорганизмов, повышающие прочность структуры. В конечном счете благодаря правильной обработке в почве образуется структурных агрегатов больше, чем разрушается. Однако структура, возникшая в результате обработки, обладает малой водопрочностью, большая часть ее разрушается в период осенне-весеннего переувлаженения почвы и только немногие из агрегатов, образованных обработкой, под влиянием гумусовых веществ эволюционируют в стабильно прочную структуру.
Под влиянием обработки изменяются, и агрохимические свойства почвы. Усиливаются процессы выветривания первичных минералов и процессы перевода минеральной части почвы в активные формы соединений, увеличивается содержание обменных оснований. В почвах с кислой реакцией при этом снижаются кислотность, содержание подвижного алюминия, увеличивается степень насыщенности почвы основаниями.
В результате уничтожения естественной растительности и механической обработки почв на площадях, вводимых в культуру, создаются условия для усиления водной и ветровой эрозии почв. Резко усиливается смыв и выдувание наиболее плодородного богатого гумусом верхнего слоя почвы, растут рытвины, промоины и овраги; как следствие этого снижается плодородие почв, гибнут посевы и увеличиваются площади бросовых земель. Поэтому защита пахотных почв от эрозии является одной из важнейших задач земледелия. Для предотвращения эрозии почв необходимы правильная организация территории с учетом рельефа и осуществление комплекса мер, направленных на устранение поверхностного стока и сохранение почв: специальные гидротехнические сооружения, террасирование склонов, постройка лотков-водотоков, водозадерживающих валов и водопоглощающих канав, лесные почвозащитные насаждения, противоэрозионная агротехника — глубокая безотвальная вспашка, прерывистое бороздование, вспашка и рядовой сев поперек склонов, противоэрозионные севообороты, внесение органических удобрений и др.