АГРОФИЗИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ И ИХ ВОСПРОИЗВОДСТВО

Гранулометрический состав почвы определяется содержанием в ней частиц различного размера (глины и песка) и оказывает большое влияние на ее качество и сельскохозяйственное использование (табл. 1.1).

От гранулометрического состава зависят водно-физические, физико-механические, воздушные, тепловые и агрохимические свойства почв, условия их механической обработки, сроки и качество полевых работ, устойчивость к эрозии и т.д. Он практически не поддается регулированию земледельческими средствами, и его необходимо просто учитывать при оценке и практическом использовании почвы.

На менее плодородных легких почвах целесообразно высевать озимую рожь, бахчевые, эспарцет песчаный, люцерну или оставлять их под естественной растительностью во избежание дефляции. На более плодородных тяжелых почвах целесообразно высевать более требовательные культуры. Но наилучшими свойствами для большинства сельскохозяйственных культур в увлажненных районах

Влияние гранулометрического состава на свойства почвы

Таблица 1.1

Почвы

Положительные

свойства

Отрицательные

свойства

Легкого гранулометрического состава (песчаные, супесчаные)

Незначительные связность и удельное сопротивление, хорошая водопроницаемость, благоприятный воздушный режим, легко обрабатываются, быстро прогреваются

Низкая влагоемкость и поглотительная способность, плохая ост- руктуренность, подверженность дефляции, бедны гумусом и питательными веществами

Среднего гранулометрического состава (легко- и среднесуглинистые)

Оптимальное сочетание агрофизических свойств и показателей почвенного плодородия, обеспечивающее благоприятные агрохимические и биологические параметры

Тяжелого гранулометрического состава (тяжелосуглинистые и глинистые)

Высокая влагоемкость и поглотительная способность, более высокая оструктурен- ность, высокое содержание гумуса и питательных веществ, устойчивость к дефляции

Повышенная связность и удельное сопротивление, липкость и пластичность, низкая водопроницаемость, тяжело обрабатываются, склонны к уплотнению, образованию корки, заплы- ванию и образованию трещин

обладают легкосуглинистые, в засушливых степных — среднесуглинистые почвы.

Сложение и строение. Одними из главных агрономических показателей почвы являются сложение (плотность) и строение (пороз- ностъ). Плотность масса единицы объема абсолютно сухой почвы в естественном состоянии. Выражается в г/см3. Плотность зависит от взаимного расположения частиц и агрегатов почвы, т.е. ее сложения. Чем теснее, ближе друг к другу расположены частицы, тем выше плотность почвы. Сложение почвы очень динамично и может изменяться между двумя крайними позициями: максимально рыхлым и максимально плотным. Минимальная плотность имеет место при кубическом сложении, которое имеет свежевзрыхленная почва, максимальная — при ромбоэдрическом, которое имеет слежавшаяся почва. Оптимальная для большинства сельскохозяйственных культур плотность находится между ними и составляет 1,0—1,3 г/см3

(рис. 1.2). Плотность необрабатываемой почвы называется равновесной и зависит от типа и состояния почвы.

Изменение плотности (сложения) тяжелосуглинистой почвы в слое 0-30 см, г/см

Рис. 1.2. Изменение плотности (сложения) тяжелосуглинистой почвы в слое 0-30 см, г/см3

Изменение плотности почвы происходит под влиянием естественных (нерегулируемых) и антропогенных (регулируемых) факторов (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Факторы уплотнения и разуплотнения почвы

Факторы уплотнения

Факторы разуплотнения

Естественные (нерегулируемые):

  • • сила тяжести, давление верхних слоев почвы на нижние;
  • • осадки.

Антропогенные (регулируемые):

  • • давление колес, гусениц и рабочих органов сельскохозяйственной техники;
  • • разрушение структуры;
  • • механическая обработка почвы (уплотнение)

Естественные (нерегулируемые):

  • • набухание почвы при увлажнении;
  • • промерзание влажной почвы;
  • • роющие почвообитающие животные.

Антропогенные (регулируемые):

  • • механическая обработка почвы (рыхление);
  • • корни растений

Для растений неблагоприятна как излишне уплотненная, так и слишком рыхлая почва. Излишне рыхлая почва сильнее иссушается из-за испарения парообразной влаги, при посеве снижается полевая всхожесть из-за плохого контакта семян с почвой, происходит обнажение узла кущения и разрыв корневой системы при ее оседании. Сильно уплотненная почва имеет плохую водопроницаемость и аэрацию, медленно прогревается весной, препятствует развитию корневой системы растений и оказывает повышенное удельное сопротивление при обработке, ее влагоотдача уменьшается из-за увеличения доли непродуктивной влаги в общих влагозапасах, ухудшается питательный режим. Для оценки степени уплотнения почвы в стране используются классификации Н.А. Качинского [22] и С.И. Долгова [14] (табл. 1.3), при этом вторая больше подходит для агрономической оценки пахотных почв.

Таблица 1.3

Оценка плотности (сложения) почвы (слой 0-30 см) [14; 22]

По Н.А. Качинскому (В естественном состоянии)

По С.И. Долгову (Пашня)

Плотность, г/см3

Оценка

Плотность, г/см3

Оценка

< 1,15

рыхлая

0,90-0,95

рыхлая

1,15-1,35

плотная

0,95-1,15

нормальная

> 1,35

очень плотная

1,15-1,25

уплотненная

> 1,25

сильно уплотненная

От скорости оседания и естественной равновесной плотности почвы зависят периодичность и глубина обработки почвы, т.е. ее интенсивность. Чем быстрее уплотняется почва после рыхления, чем выше ее равновесная плотность, тем чаще и глубже ее надо обрабатывать, чтобы удержать в пределах оптимальной для растений плотности, и наоборот, если равновесная плотность находится в пределах оптимальной, можно применять менее частую и глубокую обработку.

От сложения (плотности) почвы зависит ее строение (пороз- ность). Строение почвы — соотношение объемов, занятых твердой фазой и различными видами пор, т.е. промежутков между частицами почвы, в которых находятся вода и воздух. Объем всех пор, выраженный в процентах ко всему объему почвы, называется общей пористостью (порозпостыо). Она должна быть такой, чтобы в почве помещалось достаточное количество воды и воздуха. При этом, как и плотность почвы, слишком низкая и слишком высокая порозность неблагоприятны для растений (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Шкала оценки общей порозности почвы (по Н.А. Качинскому, 1975) [22]

Общая порозность, %

Оценка

> 70

избыточная

70-65

повышенная

65-55

отличная

55-50

удовлетворительная

< 50

неудовлетворительная

Оба показателя связаны друг с другом обратной функциональной зависимостью, т.е. чем выше плотность, тем ниже пористость, и наоборот.

Общая порозность подразделяется на капиллярную и некапиллярную и равна их сумме. Капиллярная состоит из узких пор диаметром менее 1 мм, некапиллярная — из более широких. При оптимальном увлажнении почвы — наименьшей влагоемкости (НВ) в капиллярных порах находится вода, в некапиллярных — воздух. Поэтому от соотношения этих пор, т.е. интегральной пористости, зависит соотношение в почве воды и воздуха. В увлажненных районах, где вода в избытке, оптимальное соотношение капиллярных и некапиллярных пор равно 1, в засушливых районах, где влаги не хватает, объем капиллярных пор должен в 2—3 раза превышать объем некапиллярных.

Общая и интегральная порозность регулируются, во-первых, механической обработкой почвы, так как при рыхлении увеличивается общая и некапиллярная порозность, при уплотнении она уменьшается, во-вторых, порозность зависит от структуры почвы, и чем она лучше, тем выше ее пористость.

Таким образом, оптимальные плотность и строение почвы в засушливых условиях характеризуются такими показателями: плотность — 1,1—1,3 г/см , общая порозность — 55—60%, капиллярная — 40—45% и некапиллярная — 15—20%. В условиях достаточного и избыточного увлажнения оптимальная плотность — 1,1—1,3 г/см3, общая порозность — 46—56% при величине капиллярной — 18—25% и некапиллярной — 28—31%.

Структура почвы — совокупность ее агрегатов различной величины, формы и качественного состояния. Качество структуры оценивается прежде всего ее размерами, водопрочностью, а также механической прочностью и пористостью.

Агрономически ценной считается фракция размером от 0,25 мм до 10,00 мм, особенно 1,00-3,00 мм (табл. 1.5).

Таблица 1.5

Фракции структуры почвы

Фракции

Размер, мм

Мегаструктура (глыбы)

> 10,00

Макроструктура (макроагрегаты)

0,25-10,00

Микроструктура (пыль)

<0,25

Отношение массы агрегатов этой фракции к суммарной массе глыбистой (более 10 мм) и пылеватой фракции (менее 0,25 мм) называется коэффициентом структурности, он колеблется от 1,0—1,5 у малоструктурных до 3,0—3,5 у хорошо оструктуренных почв. Данные о влиянии размера структуры на отдельные свойства почвы представлены в табл. 1.6.

Водопрочность структуры — способность агрегатов противостоять размывающему действию воды. При ее отсутствии агрегаты разрушаются, почва превращается после увлажнения в сплошную массу и становится бесструктурной. Водопрочность структуры наВлияние размера структуры на свойства почвы

Показатель

Мегаструктура

М икроструктура

Водный режим

Увеличение конвекционно-диффузионного испарения.

Излишняя (провальная) водопроницаемость

Увеличение капиллярного испарения.

Низкая водопроницаемость.

Снижение доступности почвенной влаги

Питательный

режим

Ухудшается, так как корни растений плохо проникают внутрь глыб

Ухудшается из-за снижения аэрации

Эрозионная

устойчивость

Повышается

Снижается

Поверхностный

сток

Уменьшается

Увеличивается

Полевая всхожесть высеянных семян

Снижается из-за плохого контакта семян с почвой

Снижается из-за уменьшения аэрации и почвенной корки

Удельное

сопротивление

Снижается

Возрастает из-за увеличения связности

прямую зависит от содержания в почве гумуса, так как он склеивает почвенные частицы в структурные агрегаты и придает им водопроч- ность.

В табл. 1.7 представлена оценка почв по их структурному состоянию.

Шкала оценки почвы по ее структурному состоянию (СИ. Долгов, П.У. Бахтин, 1969) [8;14]

Таблица 1.7

Содержание агрегатов 0,25—10 мм, %

Оценка

воздушно-сухих

водопрочных

80

70

отличное

80-60

70-55

хорошее

60-40

55-40

удовлетворительное

40-20

40-20

неудовлетворительное

<20

< 20

плохое

Механическая прочность структуры — это способность почвенных агрегатов противостоять раздавливанию. Чем она выше, тем меньше почва распыляется при обработке и лучше сопротивляется эрозии. Наиболее высокой механической прочностью обладают гумусированные почвы тяжелого гранулометрического состава, наименьшей — легкие песчано-супесчаные.

Чем выше внутриагрегатная пористость, тем полнее корни растений используют питательные вещества и воду, находящиеся внутри почвенных агрегатов. Она увеличивается на богатых гумусом и снижается на бедных почвах, где агрегаты склеиваются не гумусом, а глинистыми частицами под влиянием механических причин. Главное достоинство структурной почвы состоит в том, что она без каких-либо дополнительных усилий со стороны человека сама по себе является плодородной и находится в благоприятном технологическом состоянии. В ней благоприятно складываются водновоздушный, тепловой и питательный режимы, она обрабатывается качественно и с наименьшим удельным сопротивлением, снижается «затратность».

Структура почвы динамична и находится под влиянием как разрушающих, так и создающих факторов. Задача состоит в том, чтобы ограничить действие первых и создать условия для преобладания вторых.

Основные пути сохранения и улучшения структуры почвы

  • 1. «Щадящая» обработка почвы:
    • а) научно обоснованная минимализация, т.е. сокращение числа, глубины и площади обработки почвы — замена отвальной обработки безотвальной, глубокой — мелкой, частых обработок — редкими или полное исключение обработки почвы как отдельного приема и совмещение ее с посевом;
    • б) уменьшение числа проходов по полю сельскохозяйственной техники путем сокращения и совмещения операций, увеличения ширины захвата машинно-тракторного агрегата (МТА);
    • в) соблюдение оптимальных агротехнических сроков обработки в состоянии физической спелости почвы;
    • г) использование менее травмирующих почву ходовых систем МТА (шин с пониженным давлением и увеличенной площадью протектора и др.).
  • 2. Мульчирование поля послеуборочными растительными остатками.
  • 3. Внесение органических удобрений.
  • 4. Посев культур-структурообразователей (многолетних трав, сидератов).
  • 5. Борьба с эрозией почвы.
  • 6. Искусственное структурообразование путем внесения в почву водостойких клеящих веществ.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >