Регулирование плодородия черноземов различными обработками почвы в сочетании с удобрениями
Различные приемы обработки почвы создают обрабатываемый слой с различными агрофизическими параметрами, которые определяют условия физико-химических процессов, эффективность используемых органических и минеральных удобрений. Приемы обработки почвы и применения удобрений составляют наиболее существенную часть системы земледелия. Если обработка почвы нарушает ее строение, позволяет больше накопить и сохранить почвенной влаги, создает необходимые условия для физико-химических процессов, то внесение органических и минеральных удобрений не только увеличивает количество легкодоступных элементов питания растениями, но и создает более благоприятные условия для развития почвенных микроорганизмов, положительно влияющих на питание растений.
Бурное развитие техники и в целом научные достижения человечества позволили достигнуть значительных результатов в производстве растительной продукции и животноводства. Развитие механизации и химизации полеводства дало возможность резко повысить продуктивность гектара земельных угодий, но наряду с положительными сторонами все четче начинают проявляться действия их отрицательных факторов на почву, ее плодородие и урожай. Наблюдается сокращение гумуса в старопахотных землях за счет наиболее ценной фракции, увеличение коэффициента завядания растений. Распыление почв увеличило их податливость водной эрозии, что еще больше ускоряет потерю гумуса.
Первостепенное значение приобретает внедрение в практику земледелия интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, более экономичных технологий обработки почвы, обеспечивающих значительное снижение энергетических и трудовых ресурсов.
Важнейшим направлением в развитии современного земледелия является разработка приемов и систем минимальной, энерго- и влагосберегающей обработки почвы.
Далеко не осознаны два принципиальных аспекта необходимости минимализации на современном этапе. Первый - устранение излишнего уплотняющего и распыляющего действия тяжелых машин на почву, и второй, значительная экономия энергии и времени, которая будет способствовать устранению затягивания сроков выполнения ряда важных полевых работ.
Длительными опытами института им. В.В. Докучаева установлено, что для повышения плодородия черноземов особенно большое значение имеет активизация микробиологических процессов в пахотном слое.
При современных знаниях почву и микроорганизмы в ней следует рассматривать как звено цепи малого биологического круговорота в природе. С помощью микроорганизмов происходит минерализация органического вещества в почве до простых химических элементов, синтез гуминовых кислот и накопление гумуса.
Процесс образования гумуса или его минерализация имеет перманентный характер и может частично регулироваться деятельностью человека.
Важным в понимании интенсивности и направленности процессов изменения содержания гумуса в почве и ее плодородия является ферментативная активность и, особенно, активность окислительновосстановительных ферментов - пероксидазы и полифенолксидазы.
Известно, что синтез гумуса катализирует полифенолоксидаза, а разложение гумуса пероксидаза. Это дало возможность А.И. Чундеровой (1976) ввести понятие «коэффициент гумусонакопления», величина которого представляет собой отношение полифенолоксидазной активности к пероксидазной. По нашим данным, увеличение глубины вспашки с 20-22 см до 35-37 см, а так же обработка почвы плоскорезом или другими безотвальными орудиями повышали активность пероксидазы (на 4-6 %, каталазы на 6-12 %), принимающих участие в разложении гумуса, и снижали на 4-5 % активность полифенолоксидазы, участвующей в превращении свежего органического вещества в компоненты гумуса.
Активность полифенолоксидазы изменялась в обратной зависимости с активностью пероксидазы.
Наибольшая ее активность отмечена по вспашке на 20-22 см. Вспашка на 35-57 см и обработка плоскорезом уменьшали полифено-локсидазную активность. Коэффициент накопления гумуса снижался на 8-10 %. Длительное применение глубоких отвальных и безотвальных приемов обработки вызывало статистически достоверное снижение численности ценных в агрономическом отношении групп микроорганизмов - азотобактера, нитрификаторов, участвующих в мобилизации азотных соединений. Установлено, что углубление пахотного слоя до 35-37 см и безотвальное рыхление не способствуют активизации биохимических процессов, улучшающих питательный режим растений.
Наиболее благоприятно условия для синтеза гумуса складываются по вспашке на глубину 20-22 см, где самый высокий коэффициент гумусонакопления Кг = 2,63 и обнаруживается наибольшее количество подвижных гуминовых кислот и гумуса. Минимальная величина этого показателя отмечена по вспашке от 30-33 до 35-37 см, где коэффициент гумификации снизился до 2,07 и по обработке почвы плоскорезом Кг= 2,2.
Судя по нашим наблюдениям за изменением биогенности почвы в связи с применением различных обработок и удобрений, коэффициент гумусонакопления следует использовать как показатель почвенного плодородия и направленности процессов почвообразования в черноземах при их использовании.
При использовании черноземов следует исходить из наличия у них ряда особенностей:
- 1. Они имеют высокое потенциальное плодородие за счет содержания биогенного вещества - гумуса, изменяющегося во времени. Плодородие черноземов уменьшается сверху вниз по профилю почвы. Отсюда, чем глубже вспашка, тем больше выносится на поверхность малоплодородной почвы, что может Рыть причиной снижения урожая возделываемых культур;
- 2. Обработка почвы усиливает аэробиозис и минерализацию органического вещества, ведущих к постепенному уменьшению его содержания в почве. В первую очередь, снижается содержание более подвижных форм органического вещества, со временем гумус становится все более консервативным, трудно мобилизуемым. В настоящее время, после 200-300 лет пользования, черноземы центральной зоны потеряли часть гумуса и являются более скупыми. Все более важной становится задача разработки эффективных способов мобилизации плодородия черноземов;
- 3. Наиболее важным направлением мобилизации плодородия черноземов является биологическое. Отсюда первостепенное значение в повышении плодородия имеет повышение биогенности черноземов, умелое использование приемов способствующих ее повышению. С другой стороны, обеднение черноземов перегноем, необходимость повышения продуктивности возделываемых культур делают особенно актуальной задачу применения удобрений, особенно навоза. В связи с этим регулирование взаимосвязи и взаимозависимости обработки почвы и применения удобрений выдвигается как важнейшая задача;
- 4. При обработке почвы крайне важно учитывать твердо установленный факт снижения эффективного плодородия в нижней части пахотного слоя, если он остается без обработки и имеет слабую биогенность. На черноземах процесс дифференциации плодородия пахотного слоя проявляется особенно ярко.
Черноземы, содержащие огромную энергию, являются достоянием всенародным, а потому правильное их использование приобретает особую актуальность
Общей теоретической основой обработки почвы являются законы земледелия: закон минимума, оптимума и максимума, закон равнозначимое™ и незаменимости факторов жизни растений, закон одновременного наличия всех факторов жизни растений.
Согласно закону минимума - обработка почвы должна быть направлена в первую очередь на улучшение тех жизнеобеспечивающих факторов растений, которые находятся в минимуме. В зависимости от местных условий факторы, лимитирующие получение высоких урожаев, различны. Поэтому универсальной обработки почвы нет и не может быть. Она должна носить местный характер.
При разработке системы обработки почвы в севооборотах сельхозтоваропроизводителей всех форм собственности следует учитывать особенности зоны:
- 1. Она должна быть энерго- и влагосберегающей, противостоять засухе, обеспечивать лучшее усвоение и максимальное сохранение влаги в почве, особенно в посевном слое;
- 2. Она должна быть почвозащитной;
- 3. Обеспечивать возможность своевременного выполнения в предельно сжатые сроки всех технологических операций, связанных с ростом и развитием культур;
- 4. В системе обработки почвы должны широко использоваться приемы, повышающие микробиологическую активность, уменьшающие конвекционно-диффузное испарение влаги из почвы.
Многими опытами доказана возможность минимализации обработки почвы в севообороте, уменьшения глубины обработки в среднем на 5 см: под озимые с 20-22 см до 8-10-12 см, подсолнечник и кукурузу с 25-27 см до 20-22 см, сахарную свеклу с 30-32 см до 25-27 см, за исключением сильно засоренных полей.
Институтом и другими опытными станциями зоны установлено, что на всех типах черноземов (типичных, обыкновенных, выщелоченных, южных) наиболее эффективной обработкой под озимую пшеницу (особенно при опоздании сроков подготовки почвы) является поверхностная обработка дисковыми или плоскорезными орудиями на глубину 8-10-12 см.
Поверхностная обработка почвы, особенно в условиях засушливой второй половины лета, обеспечивает благоприятное строение посевного слоя, сохранение почвенной влаги, лучшее качество посева и развитие растений в осенний период, а вследствие этого повышение урожайности по сравнению со вспашкой на глубину 20-22 см. Однако в зимний период, при резком колебании температуры, посевы озимых при поверхностной обработке сильнее страдают от вымокания и ледяной корки. Для борьбы с этими явлениями необходимо применять щелевание на посевах озимых культур, посев кулис и др.
Способы и глубина основной обработки оказывают существенное влияние на содержание углекислоты и кислорода в газовой фазе почвы. При увеличении глубины вспашки с 20-22 см до 35-37 см снижается запас углекислоты в слое почвы 0-40 см на 11,3 %, интенсивность ее выделения на 20 %, концентрация С02 в приземном слое воздуха на 7,5 %. Время полного газообмена при этом увеличивается на 0,5 часа. Безотвальные приемы обработки почвы не способствовали активизации процессов газообмена.
Количественное содержание СО? в газовой фазе в значительной степени определяет активность микробного ценоза почвы и, как следствие, направленность и скорость процессов трансформации органических веществ. Депрессионное действие С02 на окислительные микробиологические процессы в обыкновенном черноземе Центрально-Черноземной зоны начинается при концентрации углекислого газа в почвенном воздухе 1,2 %. Дальнейшее обогащение газовой фазы почвы углекислотой приводит к существенному замедлению микробиологических процессов. При концентрации углекислоты в почвенном воздухе 1,2 % численность нитрификаторов снижалась в 2,4 раза по сравнению с исходной величиной - 0,3 %. В большинстве случаев концентрация СО? в почвенном воздухе при различных способах и глубине обработки черноземов не превышала этого значения.
Системы обработки почвы и применения удобрений взаимосвязаны между собой. Эффективность минеральных удобрений повышается на фоне вспашки, что мы связываем с уровнем биологической активности почвы, в то же время удобрения способствуют биогенности почвы.
Применение удобрений обеспечивает поддержание валовых запасов гумуса в почве на более высоком уровне.
Максимальный эффект взаимодействия удобрений и основной обработки почвы проявляется по вспашке на глубину от 20-22 до 25-27 см. Внесение удобрений под вспашку глубже 25-27 см, а также при безотвальных приемах обработки почвы снижает явление синергизма обработки и удобрений.
Важным фактором, оказывающим влияние на урожайность сельскохозяйственных культур, является воздействие техники на плодородие почвы, в частности, отрицательное влияние ходовых систем машин на почву.
Однократные проходы тракторов ДТ-75, К-701, МТЗ-80, Т-150К по влажному полю весной увеличивают твердость и плотность сложения пахотного слоя и частично подпахотного слоя до глубины более 30 см. При многократных проходах трактора типа Т-150К деформация почвы распространяется до глубины более 50 см.
Уплотнение почвы ходовыми системами тракторов снижает скорость фильтрации воды более чем в 3-7 раз, ухудшает газообмен, снижает интенсивность протекания биологических процессов в почве. При уплотнении почвы свыше 1,17-1,2 г/см3 численность основных физиологических групп микроорганизмов снижается более чем в два раза.
Уплотнение почвы снижает процессы нитрификации и аммонификации и поступление азота в растение, снижает полевую всхожесть семян, затрудняет рост корневой системы, ухудшает потребление влаги и питательных веществ.
Отрицательное влияние на урожай культур чрезмерного уплотнения почвы зависит и от погодных условий в период вегетации растений. В засушливые годы снижение урожайности от однократных проходов может достигать 25-30 %, от многократных проходов 50-60 %. Во влажные годы отрицательное действие уплотнения незначительное и достигает 5-10 %.
В связи со значительным уплотнением почвы ходовыми системами тяжелых тракторов типа К-701 и Т-150К применение их на весенних полевых работах необходимо ограничить или идти по пути создания постоянной колеи. Весной обработку почвы целесообразно проводить тракторами с гусеничными движителями при достижении физической ее спелости.
Для снижения уплотнения почвы ходовыми системами тракторов необходимо шире применять совмещение операций путем комплектования агрегатов из различных орудий, сокращение отдельных операций технологического комплекса возделывания культур (минимализация), строго соблюдать нормы агрегатирования тракторов, учитывать допустимые максимальные нагрузки на почву при основных видах полевых работ.
Наименьшее травмирование почв и снижение плодородия достигается при использовании тяжелых тракторов на лущении жнивья, дисковании и вспашке.
Судя по итоговым данным, наибольшая урожайность сельскохозяйственных культур в десятипольном севообороте получена при сочетании удобрений с ежегодной вспашкой на 20-22 см - 49,5 ц/га кормовых единиц основной продукции. Ежегодная прибавка по сравнению со вспашкой без удобрений - 7,9 ц/га. При увеличении глубины вспашки до 35-37 см прибавки урожаев от удобрений не повышаются, а абсолютная продуктивность гектара пашни снижается. Так, при увеличении глубины обработки почвы в сочетании с удобрениями до 25-27 см сбор кормовых единиц снизился на 0,25 ц/га, до 30-32 см - на 1,04, до 35-37 см - на 1,38 ц/га по сравнению со вспашкой на 20-22 см.
Применение двух или трех глубоких на 30-32 см или двух очень глубоких на 35-37 см обработок почвы (сочетание разноглубинных обработок) в десятипольном севообороте не повышало продуктивность пашни.
Возделывание яровых зерновых и пропашных культур по безотвальным обработкам, как с применением удобрений, так и без удобрений снижает урожайность.
К настоящему времени проведено большое количество опытов, позволяющих с большой достоверностью отметить:
- 1. Количество доступной для растений влаги в 150-сантиметровом слое почвы к началу весенних полевых работ по безотвальному рыхлению и плоскорезной обработке меньше, чем по вспашке;
- 2. При плоскорезной обработке почвы в связи с меньшей степенью крошения обрабатываемого слоя наблюдается повышенная объемная масса (по вспашке 1,00 г/см3, плоскорезу - 1,02 г/см3), особенно твердость почвы (по вспашке на 20-22 см - 20,8 кг/см2, плоскорезу - 25,1 кг/см2), что вызывает повышенное сопротивление почвы корням растущих растений, пониженная водопроницаемость почвы (по вспашке - 2,65 мм/мин., плоскорезу - 1,92 мм/мин.);
- 3. Интенсивность структурообразования почвы при безотвальной обработке незначительно уступает вспашке (по вспашке водопрочных агрегатов было 71,8 %, плоскорезу - 69,7 %);
- 4. Дыхание почвы при безотвальных обработках замедлялось, что вызывало ухудшение азотного питания растений. По плоскорезной обработке количество нитратов на гектарной площади посевов было меньше, чем по вспашке на 16 кг (на 1,92 мг азота на 1 кг почвы);
- 5. По безотвальным приемам обработки снижается микробиологическая деятельность в почве, несколько видоизменяется групповой состав микроорганизмов, снижается количество нитрификаторов, что приводит к ухудшению условий минерального питания растений;
- 6. Применение плоскорезной обработки почвы и безотвального рыхления усиливает развитие групп микроорганизмов, минерализующих органические вещества до воды и углекислоты, тормозящих стадию образования новообразованных кислот и гумуса, что приводит к деградации черноземов;
- 7. Можно регулировать плодородие почвы и предотвратить деградацию черноземов вспашкой на глубину от 20-22 до 25-27см. При такой глубине создаются оптимальные условия для повышения полифенолк-сидазной активности (фермента полифенолксидазы), способствующей созданию большего количества новообразованных гуминовых кислот, которые включаясь в процесс гумусообразования могут поддерживать гумус и плодородие почвы на исходном уровне, либо вызывать расширенное его воспроизводство;
- 8. По плоскорезной обработке почвы увеличивается засоренность посевов (по вспашке на 20-22 см количество сорняков было 14,8 шт./м2, плоскорезу 26,3) и уменьшается количество корневых остатков возделываемых растений (по вспашке на 20-22 см их было 10,05 ц/га, плоскорезу - 9,47 ц/га).
По данным стационарного опыта института им. В.В.Докучаева, применение плоскорезной обработки почвы снизило урожай по сравнению со вспашкой: ячменя - на 3,6 ц/га, гороха - на 2,8 ц/га, сахарной свеклы- на 27,1 ц/га, подсолнечника - на 2,8 ц/га, кукурузы зеленой массы - на 26,5 ц/га и увеличило урожай озимой пшеницы на 1,0 ц/га.
Общая продуктивность гектара пашни при сочетании различных обработок почвы и удобрений в 10-польном севообороте (кукуруза на силос, озимые, сахарная свекла, однолетние травы, озимая пшеница, кукуруза на зерно, горох, озимая пшеница, подсолнечник, ячмень) составила по вспашке на глубину 20-22 см без удобрений 41,59 ц/га и с удобрениями - 49,49 ц/га кормовых единиц основной продукции, при плоскорезной обработке, соответственно, 38,51 и 47,29 ц/га. В восьмипольном севообороте на склоновых землях по вспашке урожайность составила 28,1 ц/га, по плоскорезной обработке - 24,5 ц/га к. ед.
При определении эффективности изучаемых факторов широкое применение нашла их биоэнергетическая оценка.
Расчет показателей биоэнергетической оценки применения минеральных удобрений при различных способах основной обработки почвы под сельскохозяйственные культуры на черноземе обыкновенном показывает, что при внесении удобрений под глубокие вспашки затраты совокупной энергии повышаются с 29,6 ГДж/га до 31,2 ГДж/га, при этом энергоемкость продукции возрастает с 6,09 ГДж/т до 6,71 ГДж/т (табл. 27).
Биоэнергетическая оценка приемов основной обработки почвы показала, что снижение урожайности в случае обработки без оборота пласта не оправдывается экономией энергии на приемы обработки. Мелкое рыхление почвы в системе зяблевой обработки дисковой бороной уменьшает затраты на единицу площади, но снижение урожайности в этом случае приводит к снижению окупаемости затрат. Энергетический коэффициент при возделывании ячменя по мелкому рыхлению ниже на 36,9 % и на 35,8 % - по рыхлению плоскорезом, чем по вспашке, но при этом потери зерна составляют от 1,6 до 3,7 ц/га соответственно. По результатам исследований Липецкой сельскохозяйственной опытной станции за 1975-1982 гг. продуктивность восьмипольного севооборота при вспашке на глубину 20-22 см составила 962,3 ц/га к. е., вспашке на 25-32 см - 706,3 ц/га и безотвальным обработкам - 610,9 ц/га корм. ед.
27. Биоэнергетическая оценка применения минеральных удобрений при различных приемах основной обработки почвы
Вариант опыта |
Выход кормовых единиц, т/га |
Затраты энергии на 1 га севооборотной площади, ГД ж/га |
Выход энергии с урожаем, ГД ж/га |
Коэффи циент энергети ческой эффек тивности |
Энер гоем кость продукции, ГДж/т к. е. |
|
Ежегодная вспашка: на 20-22см |
удоб рено |
4,86 |
29,6 |
72,7 |
2,46 |
6,09 |
то же на 25-27 см |
удоб рено |
4,80 |
30,3 |
71,7 |
2,36 |
6,31 |
-//-на 30-32см |
удоб рено |
4,72 |
30,6 |
70,4 |
2,30 |
6,50 |
-//-на 35-37см |
удоб рено |
4,65 |
31,2 |
69,7 |
2,23 |
6,71 |
Ежегодная обработка плоскорезом |
удоб рено |
4,62 |
29,0 |
68,9 |
2,38 |
6,28 |
Ежегодное рыхление плугом без отвалов на 25-27см |
удоб рено |
4,65 |
30,3 |
69,5 |
2,29 |
6,52 |
К настоящему времени в зоне и в институте им. В.В. Докучаева проведено большое количество опытов по изучению влияния плоскорезной обработки как в системе, предлагаемой институтом, так и в различном сочетании со вспашкой на урожай, плодородие черноземов, засоренность, накопление влаги, сток и смыв почвы и т. д.
Полученные результаты исследований по изучению питательного режима свидетельствуют, что безотвальные способы основной обработки (с применением чизельных орудий, орудия типа «параплау», стоек СибИМЭ и др.) независимо от глубины проведения, равно как и обработка почвы по типу «No-til» не способствуют повышению биологической активности и процессов мобилизации минерального азота (табл.
28). Как правило, в начале вегетационного периода при хорошей влажности почвы способы и глубина основной обработки оказывали незначительное влияние на содержание нитратного азота в корнеобитаемом слое. Со второй половины вегетационного периода безотвальные способы обработки почвы приводили к снижению содержания нитратного азота по сравнению с отвальной обработкой на глубину 20-22 см независимо от фона удобренности.
В период созревания подсолнечника по безотвальной обработке орудием типа «параплау», плоскорезом, стойками СибИМЭ и на варианте без основной обработки почвы отмечается существенное снижение содержания нитратного азота по сравнению со вспашкой на глубину 20-22 см.
Увеличение глубины безотвальной обработки - чизелевание на глубину 45 см не способствует увеличению содержания нитратного азота в слое 0-40 см ни по сравнению с отвальной обработкой на глубину 20-22 см, ни по сравнению с чизелеванием на глубину 20-22 см.
Наложение глубокого чизелевания на фон вспашки также не оказывало положительного влияния на азотный режим почвы. Наибольшее количество нитратного азота в слое почвы 0-40 см содержалось при вспашке на глубину 20-22 см как в среднем за вегетацию, так и в большинстве сроков определения как под культурой сплошного сева - ячменем, так и пропашной - подсолнечником.
- 28. Содержание N-N03 в слое 0-40 см под подсолнечником при различных способах и глубине основной обработки почвы в сочетании с удобрениями, мг на 1 кг абс. сухой почвы
- (1989-1991 гг.)
Способы обработки почвы |
Фаза развития подсолнечника |
Среднее за вегета цию |
|||
2-4 пары листьев |
цветение |
созре вание |
|||
Вспашка на 20-22 см |
удобрено |
29,91 |
10,93 |
18,19 |
19,68 |
без удобр. |
28,96 |
9,47 |
16,31 |
18,25 |
|
Вспашка + чизелева-ние на 45 см |
удобрено |
31,98 |
10,62 |
18,16 |
20,25 |
без удобр. |
30,56 |
8,72 |
16,91 |
18,73 |
|
Чизелевание на 20-22 СМ |
удобрено |
32,50 |
12,99 |
16,66 |
20,72 |
без удобр. |
29,87 |
9,54 |
16,21 |
18,54 |
|
Чизелевание на 45 см |
удобрено |
30,94 |
9,04 |
15,54 |
18,51 |
без удобр. |
28,26 |
8,29 |
15,00 |
17,18 |
|
Обработка параплау на 20-22 см |
удобрено |
28,37 |
9,69 |
13,27 |
17,11 |
без удобр. |
27,21 |
9,07 |
12,02 |
16,10 |
|
Обработка плоскоре-зом на 20-22 см |
удобрено |
29,41 |
10,42 |
13,46 |
17,76 |
без удобрен. |
27,85 |
8,37 |
13,61 |
16,61 |
|
Обработка СибИМЭ на 20-22 см |
удобрено |
29, 04 |
10,91 |
14,22 |
18,06 |
без удобрен. |
28,39 |
8,27 |
13,24 |
16,63 |
|
Без основной обработки |
удобрено |
24,45 |
10,17 |
14,01 |
16,21 |
без удобрен. |
23,54 |
9,14 |
12,31 |
15,01 |
Анализ экспериментальных данных по содержанию подвижного фосфора и обменного калия свидетельствует, что изучаемые способы основной обработки почвы оказывали незначительное влияние на изменение содержания этих элементов питания в черноземе обыкновенном. Увеличение глубины безотвальной обработки почвы - чизелевание на глубину 45 см также не приводило к улучшению фосфорного питания растений. При исключении основной обработки содержание подвижного фосфора в черноземе было на таком же уровне, как и при обработке почвы без оборота пласта. Способы обработки почвы без оборачивания и перемешивания обрабатываемого слоя почвы приводят к сосредоточению подвижных фосфатов преимущественно в верхней (0-10 см) части пахотного слоя. Безотвальная обработка почвы орудием типа «па-раплау» (аналогично плоскорезом и стойками СибИМЭ) при применении удобрений приводит к увеличению содержания подвижного фосфора в слое почвы 0-10 см по отношению к слою 0-40 см - до 30,7 %, а исключение основной обработки - до 32,4 % и снижению содержания в слоях 20-30 и 30-40 см. Тогда как обработка почвы с оборотом пласта -вспашка на глубину 20-22 см - способствовала созданию более однородного обрабатываемого слоя 0-20 см по содержанию фосфора. При такой обработке наблюдается и менее резкое снижение содержания элементов минерального питания в слоях 20-30 и 30-40 см. При увеличении глубины безотвальной обработки распределение элементов минерального питания в профиле почвы было аналогично безотвальным обработкам на глубину 20-22 см.
При исключении основной обработки почвы и по обработке без оборота пласта значительная часть элементов минерального питания, находящихся в почве и вносимых с удобрениями, концентрируется в основном в поверхностном слое почвы.
Сосредоточение доступных элементов минерального питания с преимущественным увеличением его содержания в верхнем 0-10 см слое имеет негативные последствия в обеспечении растений элементами минерального питания в течение вегетационного периода, так как в зоне неустойчивого увлажнения летом очень часто бывают засушливые периоды, в которые высокообеспеченные элементами минерального питания поверхностные слои почвы сильно иссушаются и питательные вещества из этих слоев становятся недоступными для растений, а в нижних слоях их количество не всегда оказывается достаточным для формирования высокого урожая сельскохозяйственных культур. Внесение минеральных удобрений повышает содержание элементов минерального питания в почве. При безотвальной обработке чизелем, орудием типа «параплау», плоскорезом, стойками СибИМЭ и при исключении основной обработки почвы эффективность удобрений одинакова, но она ниже, чем при обработке почвы с оборотом пласта, когда происходит заделка и равномерное распределение их в обрабатываемом слое.
Даже краткосрочное исключение основной обработки почвы (1-2 года) приводит к резкой дифференциации корнеобитаемого слоя, когда в слое 0-10 см скапливается до 39,1-37,1 % содержания обменного калия, а в слое 20-30 см содержится всего 18,5 % от его количества в слое 0-40 см. Вспашкой на глубину 20-22 см создается более гомогенный обрабатываемый и корнеобитаемый слой по содержанию элементов минерального питания, и наблюдается некоторое повышение их содержания в нижележащих слоях 20-30 см по сравнению с безотвальной обработкой почвы, что имеет большое значение для получения высокой продуктивности в условиях влагообеспеченности зоны.
Данные по питательному режиму почвы в зависимости от способов, глубины основной обработки и удобрений показывают, что безотвальная обработка с применением чизельных орудий, орудия типа «парап-лау», стоек СибИМЭ, а тем более нулевой обработки черноземов обыкновенных в засушливых условиях юго-востока ЦЧЗ в большинстве случаев приводят к снижению содержания элементов минерального питания в почве по сравнению с отвальной обработкой. К тому же локализация доступных элементов питания растений в поверхностном слое 0-10 см по этим приемам обработки и при исключении основной обработки почвы приводит к снижению уровня обеспеченности питательными веществами культурных растений в засушливые периоды. Многочисленные исследования и практический опыт свидетельствуют, что в почвенно-климатических условиях юго-востока ЦЧЗ наиболее благоприятные условия для продукционных процессов в системе «почва-растение» и повышения их стабильности создаются при гомогенном обрабатываемом слое 20-22 см.
Институтом обобщено более шестидесяти опытов по изучению плоскорезной обработки почвы в зоне: в 3-х из них получены положительные результаты, в 9-ти различий не было, по остальным отрицательные данные. В среднем по этим опытам применение плоскорезной обработки почвы снизило продуктивность гектара пашни на 2,3 ц/га.
В опытах Всероссийского института свеклы и сахара все культуры, кроме озимых, на невспаханных вариантах снизили урожай. Лучшие результаты при возделывании сахарной свеклы получены по улучшенной зяби (двойное лущение осенью после уборки предшественника и вспашка). Главным бичом были сорняки, и особенно осот, которого на невспаханных делянках было в 10 раз больше, чем на вспаханных.
Сейчас же исключение осенней вспашки должно получить самое отрицательное отношение.
Такая же закономерность в изменении плодородия различных типов черноземных почв в зависимости от способов и глубины обработки была получена в опытах кафедры Воронежского СХИ, Тамбовской и Курской областных сельскохозяйственных станций. При разработке систем обработки почвы под отдельные культуры или в севообороте необходимо придерживаться следующих положений:
- 1. Неверно противопоставлять одно орудие обработки почвы другому, в частности плоскорез плугу, их возможно сочетать при построении систем обработки почвы в севообороте. Например, применение плоскореза при подготовке под озимые или осеннем лущении;
- 2. Плуг пока еще является важным средством регулирования почвенного питания растений, плодородия черноземов и на ближайшие 10-15 лет должен входить в технологический комплекс возделывания большинства сельскохозяйственных культур в зоне, за исключением озимых;
- 3. Для повышения качества работы плуга целесообразно отвалы основных корпусов и предплужников содержать или изготавливать с зеркальной поверхностью, при которой будет достигаться лучшее крошение пласта и оборот его;
- 4. Повысить качество работы при вспашке полей плугами;
- 5. Четче придерживаться рекомендаций научных учреждений областей и зоны по вопросам технологии возделывания сельскохозяйственных культур и системам машин, особенно способам и глубине обработки почвы с учетом биологических особенностей возделываемых растений.