Водопроницаемость и влажность почвы
Водопроницаемость связана с твердостью почвы и ее сложением. Известно, что водопроницаемость зависит от водопрочности структурных агрегатов, объемной массы и скважности. Как и следовало ожидать, водопроницаемость почвы возрастала по мере увеличения глубины вспашки: при вспашке на 25-27 см на 0,25 мм/мин., на 30-32 см - на 0,59 мм/мин. и вспашке на 35-37 см - на 1,04 мм/мин. по сравнению с контролем, где ее величина в среднем за семилетний период наблюдений равнялась 2,65 мм/мин.
Однако это не всегда отражалось на величине урожая, так как водопроницаемость почвы при всех обработках черноземов высокая, позволяющая пропускать влагу осадков практически в неограниченном количестве, исключая периоды зимних оттепелей, когда образуется ледяная корка.
В отдельные годы, когда длительное время сохраняются щели, образуемые стойкой плуга или плоскорезной лапой, наблюдается повышенная водопроницаемость при безотвальных способах обработки почвы. В разное время вегетационного периода это по-разному влияло на элементы почвенного плодородия: весной и осенью, как правило, положительно (лучше протекал воздухообмен между почвой и припочвенным воздухом), а в летнее время - отрицательно (усиливалась потеря влаги почвой, в связи с чем угнеталась жизнедеятельность почвенных микроорганизмов и растений).
Влажность почвы и обеспечение растений влагой весь период вегетации зависят от многих причин: количества осадков, выпадающих за год, по периодам вегетации растений, их интенсивности, времени суток, температуры, скорости фильтрации, водоудерживающей способности почвы, ее механического состава, уровня грунтовых вод, объемной массы почвы, наличия доступных элементов минерального питания и многое другое. Это создает определенные трудности при разработке систем накопления и экономного расходования почвенной влаги.
Судя по многолетним наблюдениям за влажностью различных типов почв, следует признать, что при помощи основной обработки нельзя существенно повысить количество доступной влаги. Увеличение глубины вспашки до 35-37 см в некоторые годы приводило к повышению влаги в почве, однако при этом ее больше терялось на физическое испарение, или же она меньше использовалась растениями в связи с ухудшением условий почвенного питания. Меньше содержится влаги при мелкой обработке почвы, что объясняется худшей фильтрационной способностью, обусловленной повышенной плотностью. Безотвальные рыхления почвы на различную глубину не способствуют большему накоплению или лучшему сохранению влаги, чем отвальные обработки на одинаковую глубину.
Некоторое превышение влаги в почве, иногда наблюдаемое по какому-либо из приемов обработки, как правило, непостоянное и не может в достаточной мере влиять на повышение урожая.
Второй причиной слабого влияния различных способов и глубины основной обработки почвы на накопление влаги являются климатические условия зоны и неравномерное распределение осадков по периодам года. При сравнительно небольшом количестве осадков в осенне-зимний период (около 150 мм) и среднегодовой величине (450 мм) влага поглощается почвой практически одинаково при любых обработках. Отрицательным фактором в поглощении почвой зимних осадков является некоторое запаздывание размерзания ее от начала снеготаяния. В этом случае вода при таянии снега слабо просачивается в более глубокие слои почвы. В летний период, как правило, вся вода дождей полностью поглощается почвой вне зависимости от обработки. В зимний период по безотвальным рыхлениям влаги больше, чем по вспашке, что объясняется лучшим проникновением воды по имеющимся крупным щелям в почве, образованным стойками плуга или плоскореза.
В летний и осенний периоды, наоборот, больше по вспашке. По рыхлению больше теряется влаги путем конвекционно-диффузных токов.
Мелкая обработка почвы приводит к некоторому ухудшению фильтрационной способности, но она же уменьшает потери конвекционнодиффузными токами (в связи с более плотным сложением), что в конечном итоге сравнивает баланс по содержанию влаги с другими приемами.
Поверхностная и мелкая обработка почвы (путем применения дисковых или отвальных лущильников) оказываются положительными в годы засушливые, когда при отсутствии осадков вопросы сохранения ранее накопленной почвой влаги становятся определяющими величину урожая. Но, так как в природе на протяжении сельскохозяйственного года бывают периоды резко засушливые и с обилием осадков, с низкими температурами и высокими, одни условия сменяются другими, то эффективность приемов обработки почвы зависит от длительности воздействия на среду отрицательного или положительного фактора в наиболее ответственный период роста и развития культивируемых растений. Оказывается, что сложение пахотного слоя почвы при вспашке на глубину 20-22-25 см в большинстве случаев является наиболее благоприятным для растений и микрофлоры почвы. При таком способе обработки почвы создаются хорошие условия для проникновения влаги, осадков в почву, значительно лучше, чем при поверхностной обработке или мелком лущении и мало уступающие условиям при глубокой вспашке, меньше теряется влаги путем диффузии и, что самое главное, значительно лучше активизируются химические и биологические процессы в почве. Все это приводит к тому, что почти во все годы и по всем
культурам вспашка на глубину 20-22 см является наиболее эффективным приемом основной обработки почвы на черноземах (о чем свидетельствует более низкий коэффициент водопотребления).
Решающую роль в определении урожайности сельскохозяйственных культур занимают вопросы питания растений и сложение пахотного слоя, через посредство которого происходит воздушный и тепловой обмен, активизация или подавление микробиологической жизни в почве.
В большинстве случаев накопление и расход влаги идет одинаково или почти одинаково при всех способах обработки черноземов, и изменить, значительно увеличить запас влаги в почве при помощи только зяблевой обработки не представляется возможным (рис. 2).
В этом случае целесообразнее искать и совершенствовать пути лучшего сохранения влаги и более рационального ее использования.
Наблюдениями за влажностью почвы в зимний период установлено, что не всегда происходит полное насыщение верхних слоев почвы влагой под действием конвекционных токов. И что накопление влаги в почве происходит главным образом за счет осадков, а не конденсации паров в верхних слоях почвы.
Данные по влажности, наблюдаемые за период парования почвы, показывают слабую эффективность пара в накоплении влаги. Из почвы черного пара в среднем за год теряется 2400 м3 воды. Полезно использовать эту влагу пока еще не научились, кроме как посевом культуры, действие которой на биохимические процессы почвы противоположны пару.
Рис. 2. Влияние различных способов и глубины основной обработки почвы на содержание доступной влаги в слое 0-150 см, мм (среднее за две ротации десятипольного севооборота)
