Глубокий пахотный слой почвы

Mse-Online.Ru

Создание глубокого пахотного слоя почвы

В ходе естественных процессов под совокупным влиянием фак­торов почвообразования на той или иной материнской породе сформировались различные типы почв. По своим генетическим осо­бенностям, физическим, химическим свойствам они значительно различаются.

Так, характер профиля некоторых типов почв, на­пример дерново-подзолистых, имеет отчетливо выраженную дифференциацию — наличие трех генетических горизонтов: пере­гнойного, подзолистого, иллювиального. Гумус рас­пределяется, как правило, так, что с глубиной его содержание уменьшается, состав поглощенных оснований изменяется, отношение окислов железа, алюминия и марганца к окиси кремния с глуби­ной также изменяется. В связи с этим и сами способы углубления и окультуривания пахотного слоя на различных типах почвы раз­личны.

Создание глубокого культурного пахотного слоя на дерново-подзолистых и серых лесных почвах. Главной задачей земледелия на ближайшее время является доведение мощности пахотного слоя почвы до 25—30 см. Основой образования культурного слоя почвы служит существующий перегнойный горизонт.

К настоящему времени наметилось несколько способов углуб­ления и окультуривания пахотного слоя этих почв. Их можно объ­единить в две большие группы: 1) постепенное углубление и 2) ко­ренная переделка профиля почвы.

Для постепенного углубления пахотного слоя используются три варианта:

1. С увеличением глубины вспашки в пахотный слой вовлекает­ся часть перегнойного, обычно подзолистого горизонта, которая последующими обработками перемешивается с основной массой почвы пахотного слоя. 2. Используется почвоуглубитель для пред­варительной подготовки подпахотной прослойки почвы с целью последующего вовлечения ее в пахотный слой. 3. Одновременно вовлекается небольшая прослойка подпахотного горизонта путем увеличения глубины вспашки и применения почвоуглубителя.

Предлагалось также много способов коренной переделки про­филя дерново-подзолистой почвы. Назовем некоторые из них:

1) однократное увеличение глубины обработки почвы фрезой на 40—50 см с целью полной ликвидации подзолистого горизонта благодаря перемешиванию его с перегнойным горизонтом;

2) трехъярусная вспашка с перемещением генетических гори­зонтов на глубине 40—60 см с оставлением перегнойного на преж­нем месте и взаимным перемещением подзолистого с иллюви­альным;

3) вспашка плантажным плугом на 40—50—60 см с целью замены верхнего перегнойного, распыленного, засоренного и обед­ненного питательными веществами горизонта нижним иллюви­альным.

Рекомендовались и такие способы, как равномерное перемеши­вание всех горизонтов на глубине до 60 см, равномерное переме­шивание только подзолистого с иллювиальным (перегнойный оставлять на прежнем месте), а также систематическая безот­вальная обработка почвы (на 50—60 см) плугом Мальцева, в ре­зультате которой постепенно ликвидируются обособленные генети­ческие горизонты.

Более длительную историю и лучшее теоретическое обоснование имеют способы постепенного углубления пахотного слоя. Однако само по себе простое механическое увеличение глубины обработ­ки почвы не дает желаемых результатов, если не придерживаться соответствующих правил и не применять одновременно окультури­вающие мероприятия.

На основании результатов исследований рекомендуется за ро­тацию севооборота в одном поле (в пару или в зяби под пропаш­ные) проводить углубление в объеме одной пятой мощности исход­ного пахотного слоя. Лучше всего это делать под озимую рожь, идущую по занятому пару, или в зяби под картофель. Не следует углубление проводить под лен, озимую и яровую пшеницу.

Одновременно с углублением осуществляются коренные меро­приятия по окультуриванию пахотного слоя почвы известкованием кислых почв, внесением органических и повышенных норм мине­ральных удобрений, посевом бобовых многолетних и однолетних растений, особенно люпина для запашки в почву, соблюдением се­вооборотов, проведением мероприятий по защите почв от эрозии, уничтожением сорняков и т. д.

Можно сделать следующие выводы по углублению и окульту­риванию пахотного слоя дерново-подзолистых почв:

1) углубление в системах паровой и зяблевой обработки почвы должно быть постепенным;

2) толщина вовлекаемой в пахотный слой подпахотной про­слойки должна равняться не более Vs—1/6 мощности пахотного слоя на сильнооподзоленных почвах и 1/3— на части — на слабо- оподзолениых;

3) на легких, песчаных почвах следует возделывать люпин на сидеральные цели (зеленое удобрение);

4) при углублении необходимо вносить известь на сильноопод­золенных почвах по 3—5 т/га, на среднеоподзоленных — 2—3 т/га, на слабооподзоленных— 1—2 т/га, нельзя вносить известь под кар­тофель;

5) фосфоритную муку надо вносить по 8—10 ц/га;

6) при углублении, как правило, вносится по 20 т/га навоза; сверх этого количества на каждый сантиметр углубления допол­нительно вносится: на сильнооподзоленных почвах по 3—4 т/га, на среднеоподзоленных почвах —2—3 т/га, на слабооподзоленных, где мощность перегнойного горизонта не менее 15—18 см, можно ограничиться фоновой нормой — 20 т/га навоза.

На серых лесных почвах при углублении пахотного слоя в основном сохраняются те же принципы, что и на дерново-подзо­листых почвах. Разница заключается лишь в том, что на большей части площади этих почв подпахотные горизонты содержат больше перегноя, меньше обеднены элементами пищи и характеризуются более благоприятными водно-физическими свойствами, чем дерно­во-подзолистые.

Толщина прослойки, вовлекаемой в пахотный слой, может до­ходить до 5 см. На участках временного избыточного увлажнения необходимо применять почвоуглубитель.

Почвы черноземной зоны (различные подтипы черноземных почв) имеют разную мощность генетических горизонтов и различ­ные агрофизические и агрохимические свойства. В зависимости от особенностей подпахотных слоев меняется и характер вовлече­ния их в пахотный.

Пахотный слой черноземных почв в результате длительной и часто нерациональной обработки и неправильного использования оказывается сильно распыленным и обедненным минеральными элементами питания растений, кроме того, более засоренным орга­нами размножения сорняков. Однако перемещение его вниз и вы­нос наверх биологически малоактивного слоя на некоторое время может отрицательно сказаться на плодородии почвы. Тем не менее при хорошем его увлажнении и аэрации в нем быстро развивается полезная микробиологическая деятельность, что ведет к значитель­ному накоплению доступных растениям минеральных элементов питания.

Большое значение для процесса накопления доступных соеди­нений фосфора на таких почвах имеет внесение при углублении фосфоробактерина. В зависимости от характера пахотных и под­пахотных слоев почвы углубление может осуществляться путем выноса на поверхность прослойки подпахотного слоя определенной толщины или рыхления этого слоя почвоуглубительными лапа­ми либо орудиями безотвальной обработки с оставлением его на прежнем месте.

Наиболее отзывчивыми культурами на углубление черноземов являются сахарная свекла, картофель, кукуруза, клещевина, под­солнечник и другие.

На черноземах с распыленным, обесструктуренным пахотным слоем лучшим способом углубления является припашка, т. е. во­влечение части подпахотного слоя с выносом ее на дневную по­верхность. При такой вспашке уменьшается засоренность поля. Иногда положительный эффект дает применение почвоуглубителя, но в большинстве случаев преимущество остается за припашкой.

На мощных предкавказских черноземах углубление пахотного слоя до 30 см оказывает положительное влияние на клещевину.

На черноземах так же, как и для дерново-подзолистых почв, предлагались способы углубления путем ярусной обработки почвы на глубину 40—60 см.

Производственная оценка не подтвердила преимущество спосо­бов углубления пахотного слоя перед вспашкой на 30 см.

На каштановых почвах толщина вовлекаемой в пахотный слой подпахотной прослойки значительно меньше в сравнении с черно­земами. Для этих почв большое положительное значение имеет рыхление подпахотного слоя без выноса его на поверхность, осо­бенно на солонцеватых разностях. Рыхление подпахотного слоя та­ких почв резко улучшает воздухопроницаемость, а это ведет к улучшению их водно-физических свойств.

При окультуривании столбчатых солонцов приходится вовле­кать в пахотный слой часть подпахотного солонцового горизонта, содержащего много карбоната кальция, прослойка тщатель­но перемешивается со всей толщей пахотного слоя.

Применение ярусных плугов позволяет использовать карбонаты кальция подпахотного горизонта, оставляя верхний перегнойный горизонт на своем месте. Такая обработка, при которой вовлека­ется в пахотный материал подпахотная часть пахотного слоя с карбонатами кальция для улучшения солонцов, получила название самомелиорации солонцовых почв.

На сероземах среднеазиатских стран в условиях орошения углубление и окультуривание пахотного слоя неразрывно связаны с применением органических и минеральных удобрений, а также возделыванием в севооборотах люцерны и сидеральных культур.

В зависимости от особенностей почвы углубление может про­водиться путем припашки (т. е. вовлечения части подпахотного слоя с последующим его перемешиванием) или подпахотного рых­ления.

На сероземных почвах при орошении огромное значение имеет глубокое рыхление почвы весной безотвальными орудиями. Глубо­кое периодическое рыхление, а также изменение глубины вспашки на сероземах необходимы для разрыхления, уничтожения плотных прослоек почвы, так называемой плужной подошвы.

Значительное распространение на сероземах получили очень плотные прослойки почвы, образующиеся под влиянием ороситель­ной воды в пониженных элементах рельефа. Они состоят из кар­бонатов кальция и магния и получили название карбонатного ортштейна. Глубина его залегания иногда достигает 30—40 см от поверхности почвы. Это приводит к резкому ограничению объема благоприятной почвы. Поэтому так важно разрушить этот гори­зонт глубоким рыхлением. Для этой цели используются безот­вальные орудия специальных конструкций — глубокорыхлители.

Источник

Агротехнологии

Глубина пахотного слоя

Значение глубины и окультуренности пахотного слоя почвы для растений.

Мощность пахотного слоя почвы — один из показателей плодородия и ее окультуренности. Чем она больше, тем выше ее плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур.

Получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур возможно только при условии бесперебойного и полного удовлетворения потребностей растений в воде и пище. Вся пища (кроме углекислоты воздуха) и вода поступают в растение через корни из почвы. Понятно поэтому то исключительное влияние, которое уделяется в земледелии созданию наиболее благоприятных почвенных условий для роста и развития сельскохозяйственных растений. Все агротехнические приемы, из которых слагаются системы обработки почвы и применения удобрений в севообороте, направлены в конечном счете на это. Под влиянием агротехнических мероприятий, осуществляемых при сельскохозяйственном использовании почвы, ее свойства существенным образом меняются. Непосредственное воздействие приемов обработки и применение удобрений на состояние и свойства почвы ограничиваются верхним ее слоем определенной мощности. Он постоянно подвергается воздействию почвообрабатывающих орудий. Рыхление и оборачивание этого слоя орудиями почвообработки обеспечивает более сильное влияние на его свойства. Вносимые в почву органические и минеральные удобрения распределяются, в этом слое почвы отмечается интенсивная деятельность почвенных микроорганизмов, которым принадлежит ведущая роль в жизни почвы, создании условий ее плодородия.

На старопахотных дерново-подзолистых почвах особенно отчетливо видно, насколько резко верхний (пахотный) слой отличается от нижележащих слоев почвы как по внешнему виду, так и по свойствам. Он характеризуется более рыхлым сложением, повышенным содержанием гумуса и доступных растениям питательных веществ, пониженной кислотностью, высокой биологической активностью.

Возрастание мощности пахотного слоя положительно влияет на водный режим почвы. При его увеличении почва полнее может использовать выпадающие осадки. На почве с глубоким высокоокультуренным пахотным слоем, даже при выпадении дождей ливневого характера большая часть выпадающих осадков, как правило, успевает проникнуть в толщу этого слоя и задерживается в нем, в дальнейшем избыток влаги сверх полевой влагоемкости постепенно уходит в нижележащие слои. Наоборот, на почве с мелким пахотным слоем при тех же условиях рельефа при одинаковом состоянии поверхности и одинаковом сельскохозяйственном использовании почвы дожди ливневого характера обычно бывают мало полезными, так как большая часть выпавших осадков стекает по поверхности почвы. При повышенном количестве осадков почва с мелким пахотным слоем быстро переувлажняется, растения на ней страдают от избытка влаги и недостатка кислорода в почве. В то же время на расположенной рядом почве с глубоким пахотным слоем, хотя эта почва содержит больше влаги, чем первая, растения развиваются нормально, никаких признаков страдания их от избытка влаги не обнаруживается. На такой почве культурные растения лучше противостоят засухе и меньше страдают от избыточных дождей.

С увеличением мощности пахотного слоя улучшаются условия питания культурных растений. Даже в очень бедной почве содержание питательных веществ обычно в сотни раз превышает те их количества, какие используются сельскохозяйственными растениями ежегодно при самых высоких урожаях. Несмотря на такие большие запасы питательных веществ в почве, растения далеко не всегда имеют возможность своевременно и полностью удовлетворять свои потребности в пище. Преобладающая часть необходимых для растений питательных веществ находится в почве в недоступных формах — в органических остатках, в перегное, в составе почвенных микроорганизмов, а также в труднорастворимых минеральных соединениях. Лишь в результате переработки этих составных частей почвы микроорганизмами, а также распада тел отмерших микроорганизмов питательные вещества получаются в форме легкорастворимых соединений, доступных растениям. Эта полезная деятельность почвенных микроорганизмов может протекать нормально лишь при благоприятных для них почвенных условиях —при наличии в почве нужной им пищи, тепла, влаги, воздуха (кислорода), и при отсутствии повышенной кислотности почвы. В сильно уплотненной или переувлажненной почве вследствие недостатка кислорода жизнедеятельность полезных для растений микроорганизмов подавляется. В таких условиях в почве развивается другая группа микроорганизмов, продукты жизнедеятельности которых не только не используются сельскохозяйственными растениями для питания, но могут даже отрицательно сказаться на росте и развитии.

Количество микроорганизмов в почве исключительно велико. Но в таких громадных количествах почвенные микроорганизмы развиваются при благоприятных условиях температуры и влажности только в пахотном слое. В нижележащих слоях почвы деятельность микроорганизмов резко ослабляется. Преобладающая часть почвенных микроорганизмов нуждается в органическом веществе как источнике, необходимом для их жизнедеятельности энергии и как основном источнике веществ, нужных им для построения тела.

Подпахотный слой дерново-подзолистых почв, представленный п большинстве случаев подзолистым горизонтом, содержит очень мало органических веществ и микроорганизмы не могут интенсивно развиваться в нем прежде всего вследствие недостатка пищи. Другой причиной сильно подавленной деятельности микроорганизмов в подпахотном слое следует считать недостаток кислорода. Наконец, деятельность микроорганизмов в подпахотном слое часто тормозится вследствие повышенной кислотности почвы этого слоя. По указанным причинам деятельность микроорганизмов в дерново-подзолистых почвах наиболее выражена только в пределах пахотного слоя.

Следовательно, чем больше мощность пахотного слоя, тем больше биологически активный слой, в котором благодаря жизнедеятельности полезных почвенных микроорганизмов бесперебойно от весны до осени готовится необходимая культурным растениям пища.

Повышение мощности пахотного слоя почвы означает увеличение биологически активного слоя и создание больших возможностей для обеспечения сельскохозяйственных растений питательными веществами. Однако было бы грубой ошибкой на этом основании противопоставлять увеличение мощности пахотного слоя применению удобрений. Ранней весной при низкой температуре микроорганизмы не работают. На помощь земледелию приходит промышленность. Она предоставляет сельскому хозяйству минеральные удобрения, которые содержат питательные для растений вещества в доступных для них формах. На окультуренных почвах с глубоким пахотным слоем положительное влияние удобрений на урожай усиливается.

Для нормального почвенного питания сельскохозяйственных растений большое значение имеют мощность развития их корневых систем и распределение корней в почве по глубине. Мощность развития корневых систем зависит от уровня плодородия почвы, от степени ее окультуренное™. На дерново-подзолистых почвах у всех сельскохозяйственных растений основная масса корней (до 80-90 % общей их массы) располагается в пределах пахотного слоя. В этом же слое в течение всех жизни растений находится преобладающая часть тонких корешков, покрытых корневыми волосками, т. е. деятельная, поглощающая часть корневых систем, через которую поступает в растение пища из почвы. Объясняется это тем, что питательные вещества в доступных для растений формах содержатся в основном в пахотном слое. Чем больше мощность пахотного слоя, тем больший объем культурной почвы охватывается густой сетью корней и полнее обеспечивается почвенное питание растений. На почвах с мелким пахотным слоем растения свои потребности в почвенном питании вынуждены покрывать в основном за счет очень ограниченного, явно недостаточного слоя.

На окультуренных почвах с благоприятными физическими и агрохимическими свойствами подпахотных слоев зерновые культуры могут потреблять более 50 % влаги, 20-40 % питательных веществ из подпахотных горизонтов.

При наличии глубокого пахотного слоя случаи гибели озимых культур при неблагоприятных условиях перезимовки бывают исключением. На таких почвах озимые культуры, как правило, благополучно переносят даже самые тяжелые условия перезимовки. Объясняется это лучшими физическими свойствами почвы с глубоким пахотным слоем, отсутствием на них длительного осеннего переувлажнения и хорошим развитием озимых культур в осенний период.

На почвах с глубоким пахотным слоем гораздо реже наблюдается такое явление, как выпадение клеверов при неблагоприятных условиях перезимовки.

С увеличением мощности пахотного слоя повышается эффективность других агротехнических приемов возделывания сельскохозяйственных культур. Следовательно, можно сделать заключение, что только при наличии глубокого пахотного слоя и высокой окультуренности почвы могут быть обеспечены вполне благоприятные условия для роста и развития сельскохозяйственных растений. Они по-разному реагируют на мощность пахотного слоя и глубину обработки. К первой группе культур, хороню отзывающихся на глубокую обработку почвы относятся: свекла, кукуруза, картофель, люцерна, клевер, вика, кормовые бобы, подсолнечник, ,овощные культуры. Ко второй группе культур, средне отзывающихся на глубокую обработку почвы, относятся: озимая рожь, озимая пшеница, горох, ячмень, овес, кострец безостый. К третьей группе культур, слабо отзывающихся или совсем не отзывающихся на глубокую обработку почвы, относятся лен и яровая пшеница. На почвах с мощным пахотным слоем выше урожайность сельскохозяйственных культур.

Приемы увеличения мощности пахотного слоя. В начале прошлого века па преобладающей части пахотных земель дерново-подзолистых почв глубина пахотного слоя не превышала 14-15 см, а на значительной площади была не более 12 см. За истекший период благодаря росту культуры земледелия, увеличению внесения органических и минеральных удобрении мощность пахотного слоя доведена до 20-22 см. Экономически выгодным считается иметь мощность пахотного слоя 30-35 см. Однако следует иметь в виду, что увеличение мощности пахотного слоя не сводится только к увеличению глубины обработки, обязательным является внесение органических, минеральных и известковых удобрений, посев сидеральных культур.

Технология создания и окультуривания глубокого пахотного слоя дерново-подзолистых почв предусматривает оставление пахотного слоя на прежнем месте, рыхление и окультуривание нижележащих слоев. Особенно важно это соблюдать при неглубоком пахотном слое.

В настоящее время известно несколько способов углубления пахотного слоя почвы.

• Пропахивание нижележащего слоя почвы с выносом его на поверхность.
• Полное оборачивание пахотного слоя с одновременным рыхлением части подпахотного.
• Рыхление на установленную глубину без оборачивания плугом без предплужников и без отвалов или чизельными плугами.
• Углубление путем одновременной припашки части подпахотного слоя к пахотному и применение рыхления подпахотного.
• Обработка почвы ярусными плугами с взаимным перемещением горизонтов.

При выборе способа углубления и окультуривания пахотного слоя дерново-подзолистых почв необходимо учитывать следующие показатели: 1) характеристика пахотного слоя (мощность, плодородие, гранулометрический состав); 2) характеристика подпахотных слоев: состав (подзолистый, иллювиальный, материнская порода), глубина, гранулометрический состав, агрофизические и агрохимические свойства (содержание гумуса, элементов питания, реакция среды, содержание подвижного алюминия и закисного железа).

Наиболее доступным способом увеличения мощности пахотного слоя является пропахивание нижележащего слоя почвы с выносом его на поверхность. Он осуществляется обычными плугами. За один прием следует припахивать не более 2-3 см подзолистого слоя. На почвах с пахотным слоем более 20 см его углубляют на 1/5 его толщины. Чтобы не допустить снижения урожайности сельскохозяйственных культур от пропахивания подзолистого горизонта к пахотному, необходимо разово внести 80-100 т/га органических удобрений, известковые удобрения для нейтрализации избыточной кислотности и минеральные удобрения в соответствии с планируемой урожайностью. Такое внесение позволит улучшить физические свойства и биологическую активность почвы и нейтрализацию кислотности. Лучшим местом углубления пахотного слоя путем припашки подзолистого является паровое поле, предназначенное под посев озимой ржи и поля под посадку картофеля. Нельзя углублять пахотный слой с вовлечением в него подзолистого горизонта под такие культуры, как сахарная свекла, кукуруза, пшеница и лен, даже с внесением удобрений, поскольку это приводит к снижению их урожая.

На почвах с неглубоким залеганием подзолистого горизонта при углублении пахотного слоя нужно проявлять некоторую осторожность, учитывая, что подзолистый слой отличается неблагоприятными физическими и биологическими свойствами, почти не содержит в усвояемой форме питательных веществ для растений и имеет повышенную кислотность. В этом случае подзолистый горизонт не выворачивают и не перемешивают с пахотным, а только рыхлят. При таком углублении пласт оборачивается на глубину гумусового слоя, а лежащий под ним горизонт рыхлится почвоуглубителями примерно на 10-15 см. В дальнейшем по мере окультуривания подзолистого горизонта можно частично припахивать его к пахотному обычным плугом. Не следует припахивать глеевый горизонт к гумусовому, так как он содержит закисные соли, вредные для сельскохозяйственных растений. На таких почвах хорошие результаты получают от углубления пахотного слоя плугами с почвоуглубителями, плугами без отвалов, плугами с вырезными отвалами и чизельными. Углубление путем рыхления на месте нижнего слоя (без выворачивания) в значительной степени повышает аэрацию, усиливает жизнедеятельность микроорганизмов и накапливает в почве усвояемые для растений продукты питания как за счет разложения органических веществ, так и за счет окисления минеральных соединений. Одним из эффективных способов постепенного увеличения мощности пахотного слоя является углубление путем одновременной припашки части пахотного слоя к пахотному и применение рыхления подпахотного.

Коренным образом можно изменить пахотный слой при вспашке ярусными плугами с взаимным перемещением почвенных горизонтов. Этот способ может быть эффективным при наличии в хозяйстве достаточного количества органических, минеральных и известковых удобрений, в противном случае может быть значительное снижение урожайности сельскохозяйственных культур. Увеличение мощности пахотного слоя требует больших материальных и денежных затрат, что не всегда под силу хозяйствам.

Результаты многолетних стационарных и краткосрочных полевых опытов свидетельствуют о том, что нет достаточно веских оснований для рекомендации постепенно углублять пахотный слой до 25-30 см и более. Углубление целесообразно лишь на хорошо окультуренных пахотных землях в условиях интенсивного применения удобрений, периодического известкования и возделывания культур, хорошо отзывающихся на глубокие обработки.

В среднем за ротацию семипольного севооборота без углубления получено 59,1 ц/га к.ед., по углублению на 5 см — 59,8 ц/га, т. е. продуктивность практически одинаковая. Однако углубление пахотного слоя за счет припашки подзолистого приводит к большим затратам ГСМ на его проведение, а на почвах, засоренных камнями, и к поломке плугов.

В большинстве хозяйств республики гумусовый слой пахотных почв составляет 20 см и более, углублять его за счет припашки подзолистого неэффективно, а следует его окультуривать и только на переуплотненных участках разуплотнять подпахотные слои безотвальными орудиями, лучше с наклонными стойками. На дерновоподзолистых легкосуглинистых почвах с мощностью гумусового слоя 20-22 см можно получать зерновых 4,5-6,0 т/га, картофеля — 35-40, корнеплодов — 60-80, сена многолетних трав — 10-12 т/га.

Источник