Влияние обработки почвы на плодородие и агрофизические свойства
Рубрика: Сельское хозяйство
Дата публикации: 21.07.2017 2017-07-21
Статья просмотрена: 2776 раз
Библиографическое описание:
Колкова, И. А. Влияние обработки почвы на плодородие и агрофизические свойства / И. А. Колкова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 29 (163). — С. 39-42. — URL: https://moluch.ru/archive/163/45167/ (дата обращения: 11.12.2021).
Одной из главных проблем сельского хозяйства на сегодняшний день является истощение почвенного покрова. Вопрос поддержания плодородия почв особенно актуален в нынешних условиях интенсификации сельскохозяйственного производства. В среднем за последние десятилетия наблюдается снижение содержания гумуса и питательных веществ в почве, что вызывает необходимость наблюдений за состоянием орошаемых земель с целью выбора агротехнических мероприятий, направленных на сохранение и повышение плодородия почвы.
Основным свойством почвы, безусловно, является плодородие, которое характеризуется способностью обеспечивать растения необходимыми питательными веществами и минералами, а также обеспечивать оптимальный воздушный и водный режимы.
Плодородие почвы определяют множество показателей, таких как содержание гумуса, ферментативную активность, целлюлозоразлагающую способность, интенсивность дыхания почвы, состав микрофлоры и т. д.
При выращивании сельскохозяйственных культур должны создаваться благоприятные почвенные условия для проявления их биопродуктивности. Одним из способов антропогенного воздействия на биологическую активность почвы и плодородие, является способ её обработки.
Сохранение потенциального плодородия в значительной степени зависит от содержания гумуса, т. к. в нем сосредоточены основные запасы азота и фосфора почвы. Одним из факторов восстановления запасов гумуса является обработка почвы [5]. Наиболее перспективной системой основной обработки, с точки зрения сохранения и накопления гумуса является комбинированная обработка, основанная на чередовании вспашки и рыхления плугом, содержание гумуса при которой увеличивается в пахотном слое тёмно-серых лесных почв на 0,38 %. Данные технологии эффективны при обеспечении необходимых параметров качества крошения почвы [6]. Обработка почвы, основанная на сочетании отвальной 1 раз в 4 года и поверхностной в остальные 3 года, так же способствует увеличению содержания гумуса в почве, усилению микробиологической активности за счет создания благоприятных условий для ее развития [8].
Одной из главных характеристик почвы является ферментативная активность. Ферменты накапливаются в почве в результате жизнедеятельности микроорганизмов и выделения корневых систем растений. Для создания большей ферментативной активности следует отдавать предпочтение обработке почвы с оборотом пласта. Опыты показали, активности фермента системы поверхностной обработки была меньше, чем при ежегодной отвальной и поверхностно-отвальной обработках [9].
Целлюлозоразрушающая способность почвы является показателем биоклиматических и экологических условий почвообразования, интенсивности биохимических процессов, круговорота элементов питания и обеспечения ими растений, а, следовательно, и биологической активности почвы и уровня ее плодородия. В целом по пахотному горизонту усиление активности микрофлоры, разрушающей целлюлозу, при наибольших значениях обеспечивается с системой поверхностно-отвальной обработки почвы. Причиной усиления целлюлозоразрушающей способности почвы при данной технологии можно считать накопление и своевременное прерывание минерализации органических веществ, как в верхнем, так и в нижнем слоях пахотного горизонта путем проведения периодической вспашки, которая меняет условия для микроорганизмов: аэробных на анаэробные и наоборот [8;9]. Следует отметить, что повышение активности целлюлозоразлагающей микрофлоры не способствует минерализации гумуса, а разлагает первичные органические вещества, поступающие в почву. В результате такого разложения образуются соединения, входящие в состав гумусовых веществ, что в свою очередь увеличивает содержание гумуса [8].
Деятельность микроорганизмов является основным фактором разложения органического вещества в почве. Интенсивность этого процесса часто характеризуется быстротой выделения СО2 почвой. Максимальное количество СО2 из почвы выделяется на вариантах при обработанных чизелем, минимальное — вариантах с мелкой обработкой, причем вспашка обеспечивает высокий уровень биологической активности как на верхнем (0–10 см), так и на нижнем (10–20 см) слое почв, а при мелкой только на верхнем слое [10].
Из исследований известно при вспашке значительно увеличивается численность аэробной микрофлоры, интенсивность разложения свежего органического вещества при одновременном уменьшении коэффициента гумификации, возрастают темпы минерализации, что при недостаточном поступлении свежих органических остатков приводит к уменьшению содержания гумуса в почве. При безотвальной обработке биологическая активность несколько уменьшается, за счет увеличивается численность анаэробных бактерий, в результате чего микробиологическое разложение свежего органического вещества замедляется, а коэффициент гумификации увеличивается [2].
Для регулирования численность грибов в почве до оптимального уровня рекомендуется система обработки с оборотом пласта. В исследованиях на системе поверхностной обработки наблюдалось превышение грибов в сравнении с поверхностно-отвальной по пахотному горизонту, что приводит к ухудшению биологического состояния почвы [9].
От биологической активности в прямой зависимости находится токсичность почвы, которая является фактором, отрицательно влияющим на почвенное плодородие. Последствия токсичности заключаются в торможении роста корней, хлорозе растений, нарушении обмена веществ, задержке поступления питательных веществ, подавлении дыхательного процесса и т. д. Было установлено, что в нижнем слое наибольшая токсичность формировалась на почве с ежегодной поверхностной обработкой, а наименьшая — при поверхностно-отвальной. Это объясняется тем, что при длительной поверхностной обработке содержание гумусовых соединений, которые способствуют детоксикации, в нижнем слое уменьшается, а при системе поверхностно-отвальной обработки за счет оборачивания почвы на место нижнего слоя размещается верхний с накопленными гумусовыми соединениями [8;9].
Главным показателем физического состояния почв является их плотность сложения, от нее зависят водный, воздушный и тепловой режимы [3]. Главными причинами снижения плодородия на переуплотненной почве является недостаток кислорода и избыток углекислого газа, плохая водопроницаемость и ухудшение водного режима в целом, а на слишком рыхлой почве — малая концентрация влаги и питательных веществ в объеме, непродуктивный расход воды на испарение [4;7]. Анализ исследований позволяет сделать вывод, что плотность почвы при отвальной обработке меньше, чем при мелкой мульчирующей обработке, что наиболее оптимально для большинства культур [1].
С величиной плотности сложения связан показатель пористости почвы, который показывает общее количество пор и пустот между структурными единицами почвы. Доказано, что чем глубже обработка, тем больше пористость почвы. Так большую пористость обеспечивает вспашка, при которой почва приобретает рыхлое мелкокомковатое состояние, благоприятное для роста и развития растений [3;4].
Однако по сравнению со вспашкой безотвальная основная обработка улучшает водный режим почвы, обеспечивает большую устойчивость и защиту почвы от водной и ветровой эрозии [4].
Обработка почвы играет важную роль в регулировании водного режима почвы. Мелкая мульчирующая обработка способствует лучшей влагообеспеченности семян растений и в последующем на всем периоде вегетации культур, так как при ней происходит большее накопление продуктивной влаги, нежели на вспашке [1].
Таким образом, основная обработка почвы оказывает существенное влияние на показатели плодородия почвы, от которой зависит урожайность культур и качество сельскохозяйственной продукции.
- Белкин, А.А. Влияние обработки почвы на агрофизические, агрохимические свойства почвы и урожайность зерновых культур [Текст] / Белкин А. А., Беседин Н. В. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2010.- С. 54–57.
- Берестецкий, О. А. Биологические основы плодородия почвы [Текст] / Возняковская Ю. М., Доросинский Л. М. и др. // М.: Колос, 1984.- 287с.
3. Гулаев, В.М. Влияние основной обработки почвы на агрофизические показатели плодородия почвы на посевах сои [Текст] / Гулаев В. М., Зудилин С. Н., Гулаева Н. В. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2014.- С. 1090–1092.
- Казаков, Г. И. Обработка почвы в Среднем Поволжье: монография [Текст] / Казаков Г. И. // Издаительство Самарской государственной сельскохозяйственной академии, 2008. 251 с.
5. Мелихова, Н.П. Агроэкологические показатели плодородия и продуктивности орошаемых агроландшафтов светло-каштановых почв Нижнего Поволжья [Текст] / Мелихова Н. П., Зибаров А. А., Онистратенко Н. В. // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование, 2015.- С. 104–109.
6. Перфильев, Н. В. Влияние минимизации обработки на плодородие тёмно-серой лесной почвы в северном Зауралье [Текст] / Перфильев Н. В., Вьюшина О. А., Скипин Л. Н. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2015.- С. 43–47.
- Подсевалов, М. И. Влияние обработки почвы и удобрений на агрофизические показатели чернозема выщелоченного и урожайность зернобобовых культур при биологизации севооборотов [Текст] / Подсевалов М. И., Хайртдинова Н. А. // Нива Поволжья, 2012. № 3 (24). С. 1822.
- Смирнов, Б.А. Влияние разных по интенсивности систем обработки и удобрений на изменение биологических показателей плодородия почвы [Текст] / Смирнов Б. А., Котяк П. А., Чебыкина Е. В. // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2008.- С. 16–20.
9. Смирнов, Б.А. Влияние систем минимальной обработки, удобрений и защиты растений на биологические показатели плодородия дерново-подзолистой глееватой почвы [Текст] / Смирнов Б. А., Котяк П. А., Чебыкина Е. В., Труфанов А. М. // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии, 2013.- С. 85–96.
- Титовская, А.И. Влияние обработки почвы, удобрений и сорта ярового ячменя на биологические показатели плодородия [Текст] / Титовская А. И. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2015.- С. 149–151.
Источник
30 Роль обработки почвы в регулировании ее плодородия
Тема — Роль обработки почвы в регулировании ее плодородия
1. Создание мощного окультуренного пахотного слоя.
2. Устойчивость хода орудий по глубине.
3. Оценка качества обработки почвы.
4. Скорость обработки.
5. Водопроницаемость при различных способах основной обработки почвы.
Рекомендуемые файлы
Своевременная и качественная механическая обработка почвы имеет важное значение в системе мероприятий по повышению эффективности плодородия почв различных зон края. Она является важнейшей, наиболее дорогостоящей производственной операцией в земледелии. В результате обработки почвы происходит мобилизация ее плодородия, усиливается минерализация органического вещества, улучшаются физические свойства почвы. Только путем механического воздействия на почву рабочими органами орудий можно создать оптимальные условия для развития корневой системы культурных растений, проявления высокой эффективности различного рода мелиорантов, удобрений, гербицидов и др.
Вследствие механической обработки почвы изменяется строение пахотного слоя, создаются условия наиболее благоприятные для прохождения биологических, физических, физико-химических процессов в ней. Содержание кислорода и влаги в почве, реакция почвенного раствора в обработанном слое изменяются в сторону, благоприятную для почвенной микрофлоры, которая участвует в разложении органического вещества, обогащает почву перегноем и увеличивает содержание в ней доступных для растений форм азота, фосфора, калия, магния, серы, железа и др. жизненно важных элементов питания растений.
Большую роль играет обработка почвы в сохранении пахотного слоя от явлений эрозии и дефляции. Правильной обработкой почвы можно коренным образом повысить ее эффективное плодородие. За счет увеличения мощности пахотного слоя можно избавиться от переувлажнения, повысить влагоемкость и т.д.
Обработка склонов по контурам на различную глубину в сочетании с применением других противоэрозионных мероприятий усиливает поглощение почвой воды, снижает сток воды и смыв почвы.
Механическая обработка почвы играет решающую роль в уничтожении сорной растительности, вредителей и болезней культурных растений. В пахотном слое обычно накапливается огромное количество семян и вегетативных органов размножения сорняков, вредителей и болезней. Заделанные в почву семена сорняков в течение года теряют 50-70 % всхожести. Вот почему заделка верхнего слоя почвы, богатого семенами сорняков, на дно борозды при вспашке способствует уничтожению огромного количества семян сорняков.
Обработка почвы имеет большое значение в заделке растительных остатков и удобрений на определенную глубину, что позволяет создавать однородный по плодородию пахотный слой, благоприятный для развития корневой системы растений.
В зависимости от типа почв, рельефа местности, характера засоренности полей, наличия вредителей и болезней и т.д. изменяются и приемы обработки почвы. Поэтому рациональную систему обработки почвы для конкретных условий разрабатывают на основе многолетних экспериментальных данных полевых опытов, и она должна предусматривать сочетание различных способов и приемов с таким расчетом, чтобы культивируемым растениям создать оптимальные условия.
Сельскохозяйственные культуры предъявляют далеко не одинаковые требования к строению почвы. Так для пропашных культур, имеющих стержневую корневую систему, необходима более рыхлая почва, и поэтому обработка под эти культуры должна быть более глубокая, в то время как для зерновых колосовых культур, имеющих мочковатую корневую систему, требуется более уплотненный слой почвы.
Независимо от вида культивируемого растения на полях, имеющих так называемую плужную подушку, необходимо проводить глубокую обработку с целью разрушения этого уплотненного слоя.
Научно обоснованная система обработки почвы – одна из действенных основ получения высоких и качественных урожаев сельскохозяйственных культур. При строгом сочетании с системой удобрений в научно обоснованных севооборотах система обработки почвы обеспечивает наибольшую эффективность и наиболее рациональное использование плодородия почв.
Возделывание новых высокоурожайных сортов, применение удобрений, гербицидов, инсектицидов, фунгицидов не снижают значение научно обоснованных систем обработки почвы. В практике земледелия известно немало случаев, когда обработка почвы низкого качества сводила на нет все затраты по применению удобрений, средств защиты растений и других агротехнических приемов, резко снижая эффективность сортовых посевов и т.д.
Создание мощного окультуренного пахотного слоя
Создание глубокого пахотного слоя – непременное условие окультуривания полей. В первую очередь это касается почв, имеющих неглубокий гумусовый горизонт.
При глубокой вспашке увеличивается общая и некапиллярная пористость, в почву лучше проникает вода и воздух, усиливается деятельность аэробных микроорганизмов. Вследствие чего больше накапливается питательных веществ. Создаются лучшие условия для проникновения в почву и развития корневой системы культурных растений, а также для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений. В глубоко обработанной почве накапливается больше влаги за счет весенних и зимних осадков.
Существуют следующие способы углубления пахотного слоя почвы:
1. Постепенное припахивание подпахотного слоя (не более2-3 см) с выносом его на поверхность и перемешиванием с пахотным. Чтобы нейтрализовать отрицательные свойства припахиваемого горизонта, в почву вносят навоз, минеральные удобрения.
2. Полное оборачивание пахотного слоя с одновременным рыхлением части подпахотного слоя. С этой целью применяют плуги с почвоуглубителями или вырезными корпусами, оборачивающие верхний слой и рыхлящие без оборачивания нижнюю часть обрабатываемой почвы. Одновременно вносят навоз и минеральные удобрения. В рыхлый подпахотный слой проникает вода, а вместе с ней питательные элементы, корни растений, после отмирания, которых накапливается органическое вещество. Таким образом постепенно происходит углубление и окультуривание пахотного слоя.
3. Рыхление почвы на установленную глубину без оборачивания. Для этого используют плуги без предплужников и без отвалов.
4. Углубление – путем одновременной припашки части подпахотного слоя к пахотному с помощью так называемых почвоуглубителей. При углублении пахотного слоя с мощным гумусовым горизонтом можно проводить глубокую вспашку плугом с предплужником и почвоуглубителями, глубокую вспашку плугом без предплужников, глубокое рыхление и плоскорезную обработку плоскорезом-глубокорыхлителем.
Солонцы одним приемом пахать на большую глубину нельзя из-за повышенного количества в нижних горизонтах щелочных солей, которые при перемещении на поверхность могут резко снизить плодородие почвы. Пахотный слой на таких почвах углубляют постепенно, одновременно улучшая их внесением гипса и органических удобрений. Для активации микробиологической деятельности и физических свойств хорошие результаты дает также ярусная вспашка, при которой пахотный слой остается наверху, а уплотненный солонцеватый горизонт перемешивается с нижележащими карбонатными.
Самая глубокая обработка почвы после уборки предшествующей культуры называется основной обработкой.
Основная обработка почвы выполняется для существенного изменения сложения почвы, в зависимости от почвенных и климатических условий, от вида севооборота и засоренности полей основная обработка может проводиться с различной периодичностью: от одного-двух раз в год, до одного раза в одну-две ротации севооборота. Наиболее часто основная обработка проводится в условиях избыточного увлажнения, более редко – в засушливых районах на хорошо оструктуренных, плодородных почвах.
Самый распространенный прием основной обработки почвы – вспашка.
Оценка качества обработки почвы
При оценке качества обработки почвы определяется степень достижения цели проведения того или иного приема, поэтому основное внимание при этом уделяется именно показателям, которые характеризуют изменение состояния почвы в планируемом направлении.
При вспашке основное внимание должно быть уделено полноте оборота пласта и качеству заделки вглубь почвы растительных остатков, удобрений и т.д. Полная оценка качества вспашки включает следующие показатели: глубина пахоты и ее равномерность, гребнистость поверхности, крошение почвы и глыбистость, вспушенность, степень заделки минеральных и органических удобрений, растительных остатков культурных и сорных растений, степень оборачиваемости пласта, прямолинейность обработки, качество выполнения свального гребня и развальной борозды, качество запашки поворотных полос и краев поля.
Основные показатели качества лущения – это полнота подрезания вегетирующих сорняков, степень разделки остатков культурных растений, полнота заделки растительных остатков, семян сорняков, вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. При выполнении плоскорезной обработки оценивается степень сохранения стерни на поверхности почвы, качество подрезания сорняков, степень рыхления и крошения, выравненности поверхности.
При культивации почва должна хорошо крошиться, обработанная почва должна быть выровненной, вызывать максимальную гибель сорняков. При междурядной обработке оценивается степень уничтожения сорняков, рыхление почвы, отсутствие повреждения культурных растений и заваливания рядов почвой. При проведении этих операций, как и при вспашке, оценивают глубину и равномерность обработки, прямолинейность движения агрегатов (на склонах – отклонение от горизонталей), наличие огрехов.
Обработка должна проводиться в оптимальные сроки в соответствии с целями проведения того или иного приема, отклонение от этих сроков сказывается как на качестве обработки, так и на свойствах почвы и урожае выращиваемых культур.
Контроль качества осуществляется с помощью простых приспособлений: линеек, рамок, бороздомеров, профилемеров, измерительных лент и т.д. При проведении поверхностной и мелкой обработок отклонения по глубине обработки от заданной не должны превышать 1 см.
Качество отвальной и безотвальной обработок в значительной мере определяется устойчивостью хода орудия по глубине. О равномерности глубины обработки судят по величине отклонения средней глубины обработки от заданной, выраженной в абсолютных и относительных величинах. Существующие нормативы определяют отклонение средней глубины от заданной для плугов ± 2, плоскорезов ±2-3, чизеля ± 1,5-2 см.
Устойчивость хода орудий по глубине
Качество обработки почвы в значительной мере определяется устойчивостью хода орудия по глубине обрабатываемого слоя. О равномерности глубины обработки судят по величине отклонения средней глубины обработки от заданной. Существующие нормативы по ОСТ 70.4.1-80 определяют отклонения средней глубины от заданной для плугов ± 2 см, плоскорезов и чизелей ± 2. 3 см.
Устойчивость хода орудий по глубине зависит как от конструкции и типа рабочих органов, конструкции самого орудия, скорости движения агрегата, так и от типа почвы, а также агрофизических условий в пахотном слое в период обработки.
Одним из основных агрофизических условий, влияющих на устойчивость хода орудия, является влажность в пахотном слое (табл. 24).
Представление почвы в виде 3х-фазной системы, в которой поры между структурными частицами (твердым скелетом) заполнены водой и воздухом, дает основание рассматривать пахотный слой как среду или твердую (9,2 %), или упруго-вязкую (14 %) или вязкопластичную (19,5 %).
Источник