Влияние гранулометрического состава на свойства почв и пород. Современные проблемы науки и образования Нужна помощь по изучению какой-либы темы

1

В условиях Предкамья Республики Татарстан проведены полевые опыты по выявлению отзывчивости ячменя на удобрения, приемы основной обработки почвы и средства защиты растений. Вопросы развития растений и их продуктивность постоянно находятся в центре внимания научных работников, так как уровень агротехники и сортовой состав культур меняются. Авторами при проведении исследований выявлено, что изучаемые приемы по-разному влияют на водно-физические свойства и плотность почвы. Твердость при отвальной вспашке была значительно ниже, чем при безотвальном рыхлении и плоскорезной обработке. За три года проведенных опытов и лабораторных исследований установлено, что наибольшая урожайность (3,95 т/га) ячменя получена при плоскорезной обработке КСН-3 и внесении расчетных доз минеральных удобрений из расчета на получение 4 тонн зерна с 1 га, в варианте, где для предпосевной обработки семян использовался химический протравитель Стингер.

качество зерна

урожайность

стимуляторы роста

удобрение

инкрустация семян

основная обработка почвы

энергосбережение

1. Казаков Г.И. Почвозащитная обработка почвы в Среднем Поволжье / Г.И. Казаков, В.А. Корчагин // Земледелие. – 2009. - № 1. – С. 26-27.

2. Кирюшин В.И. Состояние и перспективы освоения агротехнологий / В.И. Кирюшин, А.Л. Иванов // Нива Татарстана. – 2006. - №5-6. – С.24-27.

3. Слесарев В.Н. Энегросберегающие приемы обработки сибирских черноземов / В.Н. Слесарев, Н.И. Буянкин, М.М. Шмидт // Земледелие. – 2007. - № 3. – С. 19-20.

4. Нафиков М.М. Урожайность ячменя в зависимости от предшественников и фона питания в Закамье / М.М. Нафиков, А.А. Замайдинов // Современные проблемы науки и образования. – 2012. - №6. – http//www..

5. Нафиков М.М. Урожайность и питательная ценность ячменя в зависимости от предшественников и удобрений / М.М. Нафиков, А.А. Замайдинов, В.Н. Фомин, С.И. Спичков // Кормопроизводство. – 2013. - №4.– С. 11-14.

6. Замайдинов А.А. Особенности формирования урожайности ячменя в зависимости от минерального питания и предшественников в лесостепи Поволжья / А.А. Замайдинов, В.А. Корольков, М.М. Нафиков // Современные проблемы науки и образования. – 2013. - №2. – http//www..

Ячмень является одной из важнейших зерновых культур, которая возделывается от Заполярья до пустынь на всех континентах мира.

В Российской Федерации в 2012 году он занимал 8,16 млн. га, с каждого гектара собрано 18,2 ц/га, при средней урожайности за последние 5 лет 21,0 ц/га. В республике Татарстан по валовым сборам зерна ячмень занимает второе место после пшеницы. Товаропроизводители возделывают его в основном на кормовые цели. Однако урожайность этой ценной зернофуражной культуры с большими потенциальными возможностями остается низкой.

В условиях вступления Российской Федерации в ВТО АПК требует изыскания новых резервов для повышения эффективности ведения сельского хозяйства. Решение этой задачи возможно только при оптимальном сочетании приемов полевой ресурсосберегающей агротехники и интегрированной защиты растений.

Из элементов технологии возделывания ячменя важная роль отводится удобрениям, обработке почвы и средствам защиты растений.

Поэтому разработка адаптированных элементов агротехники выращивания ячменя необходима для научного решения проблемы обеспечения животноводства кормами.

Взаимосвязь развития растений и их продуктивности с минеральным питанием постоянно находятся в центре внимания ученых, так как с изменением уровня агротехники и сортового состава изменяется потребность растений в почвенном питании.

По оценкам американских специалистов удельный вес (в %) в увеличении урожайности сельскохозяйственных культур принадлежит удобрениям (41%), гербицидам (19-20%), семенам (8%). Примерно 15% прироста падает на погодные условия и 5% на ирригацию. По оценкам специалистов европейских стран (Германия и Франция), минеральные удобрения дают более половины всего прироста урожая сельскохозяйственных культур.

Одним из основных звеньев в системе земледелия является обработка почвы, так как на нее приходится около половины энергетических затрат при возделывании зерновых культур. Однако они могут быть уменьшены путем правильного подбора агрегата, оптимизации глубины, количеством обработок и использованием менее энергоемких приемов обработки . В связи с появлением более совершенных почвообрабатывающих, энергосберегающих машин система обработки почвы должна совершенствоваться .

Поэтому в настоящее время целью выбора способа обработки почвы должна быть не максимальная урожайность любой ценой, а минимальные затраты на единицу произведенной продукции с наибольшим экономическим эффектом и сохранением плодородия почвы.

Хотя в последнее время в связи с переходом к рыночным отношениям дискуссионные вопросы по основной обработке почвы часто увязывают с возможностью снижения энергозатрат при возделывании сельскохозяйственных культур за счет минимализации . Однако минимализация обработки почвы возможна лишь при системном подходе, так как все ее положительные качества эффективно реализуются только в определенных условиях.

Поэтому вопрос удобрений, обработки почвы и применения средств защиты растений остается открытым, спорным и требует дальнейшего изучения.

Условия, материалы и методы. Для решения поставленных задач в 2010 году на опытном поле Татарского НИИСХ Лаишевского района заложен трехфакторный опыт.

Схема опыта.

Фактор А - основная обработка почвы.

1. Отвальная вспашка ПЛН-4-35 на глубину 18-20 см;

2. Безотвальная обработка ПЛН-4-35 на глубину 18-20 см.

3. Плоскорезная обработка КСН-3 на глубину 18-20 см.

Фактор Б - Удобрения: 1. Без удобрений (контроль), 2. Расчет на 4 т зерна на 1 га.

Фактор С - средства защиты растений (предпосевная обработка семян)

1. Контроль; 2. Альбит; 3. Бинорам; 4. Ризоагрин; 5. Стингер.

Почва опытного участка серая лесная, по гранулометрическому составу тяжелосуглинистая. Перед закладкой полевого опыта агрохимическая характеристика почвы была следующей: pH сол. - 5,3; гидролическая кислотность - 7,28 мг-экв/100 г почвы; содержание гумуса в пахотном слое - 3,2%; щелочногидролизуемого азота - 122,5 мг/кг; подвижного фосфора - 295 мг/кг и обменного калия - 100 мг/кг; сумма поглащенных оснований - 20,3 мг/экв/100 г почвы.

Объектом исследований послужил многорядный районированный сорт ячменя Вакула.

Предшественником в опыте была озимая пшеница. Повторность опыта трехкратная, расположение делянок систематическое. Общая площадь делянки - 80 м 2 , учетная - 54 м 2 .

Из приемов обработки почвы за контроль в опыте была принята отвальная вспашка. Агротехника в опыте общепринятая для лесостепи Поволжья и включала: предпосевную обработку, состоящую из ранневесеннего боронования и культивации КПС-4К с боронами на глубину 6-8 см. Посев по всем вариантам обработки проведен сеялкой ССФК-7М (малогабаритная селекционная восьми рядковая, двух дисковая). Глубина посева 4-5 см. Норма высева 4,5 млн. всхожих семян на 1 га. В вариантах химической защиты от сорняков использовали баковую смесь (Секатор Турбо - 100г/га + Пума Супер 75 - 0,5 л/га). Доза минеральных удобрений внесена на запланированную урожайность ячменя - 4 т зерна с 1 га с учетом местных коэффициентов выноса и использования питательных элементов из почвы и удобрений. Для предпосевной обработки семян использовали: биопрепарат Альбит из расчета 40 мл. на 1 т семян; микробиологический фунгицид с ростостимулирующим действием Бинорам. Норма расхода препарата 0,075 л/т семян; Ризоагрин из расчета 500 г на гектарную норму высева семян; Стингер из расчета (0,4 л/т) семян. Уборка урожая осуществлялась однофазно комбайном «Сампо» при полной спелости зерна.

Погодные условия в годы проведения исследований складывались по-разному. Метеорологические условия вегетационного периода 2010 г. были неблагоприятными для роста и развития ячменя. Данный год был засушливым, в мае месяце выпало осадков 65,9% от нормы, в июне - 1,6%, июле - 7,8%. Среднемесячные температуры во все месяцы вегетации были выше среднемноголетних значений. Оптимальным по температурному режиму и увлажнению для роста и развития ячменя был 2011 г. Несколько хуже метеорологические условия складывались в 2012 г.

Изучаемые приемы обработки почвы оказали влияние и на водно-физические свойства почвы.

В результате проведенных исследований установлено, что плотность почвы перед посевом и перед уборкой была выше в вариантах, где почва обрабатывалась КСН-3. Наименьшая плотность почвы в опыте была при отвальной вспашке. Варианты безотвального рыхления по уплотнению пахотного слоя занимали среднее положение между отвальной и плоскорезной обработкой (Таблица 1).

Таблица 1 - Плотность сложения почвы в зависимости от обработки почвы, г/см 3 (в среднем за 2010-2012 гг.)

		Перед посевом				Перед уборкой
А (Обработка почвы)	Б (Удобрения)
ПЛН-4-35 с отвалом	Контроль
	Расчет на 4 т
ПЛН-4-35 без отвала	Контроль
	Расчет на 4 т
	Контроль
	Расчет на 4 т

Если перед посевом плотность сложения почвы в слое 0-10 см при плоскорезной обработки почвы составила 1,08 г/см 3 , в слое 10-20 см - 1,18 и в слое 20-30 см - 1,22 г/см 3 .Превышение относительно вариантов вспашки по слоям почвы составило соответственно 0,03, 0,03 и 0,02 г/см 3 .Перед уборкой ячменя плотность пахотного слоя составила 1,19, 1,25 и 1,30 г/см 3 , что превышало контроль соответственно на 0,02, 0,03 и 0,02 г/см 3 . С увеличением глубины обработки почвы твердость почвы увеличивалась при всех приемах обработки почвы. Если при вспашке на контроле плотность почвы в слое 0-10 см была равна 1,05 г/см, то в слое 20-30 см она составляла 1,20 г/см. При безотвальном рыхлении эти показатели составляли соответственно 1,06 и 1,22 г/см, а при обработке почвы КСН-3 они доходили до 1,08 и 1,22 г/см. Варианты безотвального рыхления по уплотнению пахотного слоя почвы занимали средние положения между отвальной и плоскорезной обработкой.

Твердость почвы при отвальной вспашке была значительно ниже, чем при безотвальном рыхлении и плоскорезной обработке. С увеличением глубины пахотного слоя она возрастала, особенно при обработке почвы КСН-3. Выше онабыла в засушливом 2010 г., ниже - в увлажненном 2012 г.

Изучаемые приемы оказали влияние и на водный режим почвы. Внесение расчетных доз минеральных удобрений на получение 4 т зерна с 1 га способствовало общему снижению расхода влаги на формирование единицы урожая по всем вариантам обработки почвы. Если при вспашке в среднем за три года на не удобренном фоне коэффициент водопотребления в зависимости от использования средств защиты растений варьировала от 52,0 до 60,2 мм/т, то на аналогичных вариантах при внесении расчетных норм удобрений он снизился до 40,9 - 47,3 мм/т (или в 1,2-1,3 раза). Использование средств защиты растений для предпосевной обработки семян способствовало снижению коэффициента водопотребления. Если при обработке почвы КСН-3 на не удобренном фоне без применения средств защиты растений он составил 56,9 мм/т, то при обработке семян протравителем Стингер 49,5 мм/т, Бинорамом 50,3, Ризоагрином 54,3 и Альбитом 51,6 мм/т а на расчетном фоне эти показатели составили соответственно 45,0; 38,8; 39,6; 42,0; 40,6 мм/т.

Наименьший (38,8 мм/т) коэффициент водопотребления был при обработке почвы КСН-3 на расчетном фоне в варианте, где для предпосевной обработки использовался протравитель Стингер.

Суммарное водопотребление в большей степени зависело от фона питания и в меньшей степени от обработки почвы. Самое минимальное суммарное водопотребление было в засушливом 2010 году.

Изучаемые приемы основной обработки почвы, удобрений и средства защиты растений оказали значительное влияние на урожайность многорядного ячменя (Таблица 2).

В среднем за три года исследований, наибольшая (3,95 т/га) урожайность ячменя получена при плоскорезной обработке почвы КСН-3 и внесении расчетных доз минеральных удобрений из расчета на 4 т зерна с 1 га, в варианте, где для предпосевной обработки семян использовался протравитель Стингер.

Таблица 2 - Урожайность ярового ячменя т/га за 2010-2012 годы

			Урожайность т/га				Прибавка, кг
А (обработка почвы)	Б (Удобрения)	С (Средства защиты)				Средняя за 3 года	От обработки почвы	От удобрений	От обработки семян
ПЛН-4-35 с отвалом	Контроль	Контроль
		Ризоагрин
	Расчет на 4 т	Контроль
		Ризоагрин
ПЛН-4-35 без отвала	Контроль	Контроль
		Ризоагрин
	Расчет на 4 т	Контроль
		Ризоагрин
	Контроль	Контроль
		Ризоагрин
	Расчет на 4 т	Контроль
		Ризоагрин

Несколько ниже (3,88 т/га) урожайность получена при предпосевной обработке семян препаратом Бинорам, на третьем месте был Альбит (3,80 т/га), четвертым - Ризоагрин (3,65т/га) и пятым контроль (3,42 т/га). Ниже получена урожайность по вспашке и безотвальном рыхлении. Внесение расчетных доз удобрений способствовало повышению урожая во всех вариантах опыта.

Самая низкая (2,46 т/га) урожайность ячменя получена на неудобренном фоне при безотвальной обработке почвы без применения средств защиты растений. Использование для инкрустации семян химического протравителя Стингер повысило урожайность на 4,0 ц/га, по сравнению с контролем. При отвальной вспашке снижение составило на контроле 4,1 ц/га, а на удобренном фоне 4,9 ц/га а при обработке почвы КСН-3 - 4,0 и 5,3 ц/га.

Критерием целесообразности применения тех или иных агротехнических приемов является их экономическая эффективность. Результаты экономических расчетов показали, что наибольший чистый доход и уровень рентабельности получены на неудобренном фоне при плоскорезной обработке почвы КСН - 3, в варианте, где для предпосевной обработки семян применяли препарат Стингер, и составил 4801 руб./га или 60% рентабельности. Несколько ниже (4641руб./га и 59%) он был в варианте, где для предпосевной обработки семян использовался препарат Бинорам. На контроле на аналогичном варианте эти показатели составили 3303 руб./га или 42%.

Из-за высоких цен на минеральные удобрения и засушливых условий 2010 года на фоне, рассчитанном на 4 т зерна с 1 га эти показатели были несколько ниже, хотя закономерность та же. И в варианте, где для предпосевной обработки семян использовался протравитель Стингер, эти показатели составили 4055 руб./га или 33%, на втором месте по этим показателям были варианты вспашки и на третьем месте вариант безотвального рыхления.

Самый низкий чистый доход и уровень рентабельности получен на удобренном фоне при безотвальном рыхлении в варианте, где предпосевная обработка семян не проводилась и составила 701 руб./га или 6%.

Выводы. Для повышения эффективности отрасли земледелия необходимо внедрять современные энергосберегающие приемы обработки почвы, вносить расчетные дозы минеральных удобрений и использовать средства защиты растений с целью получения запланированной урожайности, экологически чистой продукции растениеводства с высоким качеством зерна, экономии ТСМ, повышения рентабельности и снижения себестоимости зерна.

Рецензенты:

Шарифуллин С.Н., д.т.н., профессор, директор ООО «Центр модернизации техники», г.Чистополь.

Алиев Ш.А., д.с.-х.н., профессор зам. директора по науке Татарского НИИ агрохимии и почвоведения Россельхозакадемии, г. Казань.

Библиографическая ссылка

Спичков С.И., Фомин В.Н., Нафиков М.М., Замайдинов А.А. ВЛИЯНИЕ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, УДОБРЕНИЙ И СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=12072 (дата обращения: 01.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Все технологические операции осуществляются путем проведе-ния соответствующих приемов механической обработки почвы . Прием - это однократное воздействие на почву рабочими орга-нами машин или орудий. Приемы механической обработки почвы делятся на две группы: основной и поверхностной обработки.

Под приемами основной обработки понимается механическое воздействие на почву рабочими органами почвообрабатывающих машин и орудий на всю глубину пахотного слоя или глубже при его углублении, но не менее чем на 18-20 см, чтобы придать поч-ве мелкокомковатое состояние с благоприятным строением.

Приемы основной обработки почвы являются наиболее энерго-емкими , но одновременно с их помощью решаются многие задачи. Посредством приемов основной обработки при углублении пахот-ного слоя создаются предпосылки для дальнейшего увеличения его мощности и окультуренности почвы.

По мнению основоположника земледельческой механики ака-демика В. П. Горячкина, вспашка как наиболее распространенный прием основной обработки почвы является самой важной, самой продолжительной, самой дорогой и самой тяжелой работой. На ее выполнение расходуется до 40 % энергетических и 25 % трудо-вых затрат.

В настоящее время распространены следующие приемы основ-ной обработки почвы :

а) культурная вспашка (плугами с предплужниками);

б) обработка орудиями специальных конструкций (ярусные плуги, плуг Мальцева, глубокорыхлители, куль-тиваторы);

в) обработка фрезерной машиной;

г) обработка дисковыми плугами, образование щелей щелерезами на 35-50 см и другие.

Под приемами поверхностной обработки почвы понимается од-нократное механическое воздействие на нее рабочими органами почвообрабатывающих машин и орудий на глубину до 12-14 см.

К приемам поверхностной обработки относятся : лущение от-вальными и дисковыми (орудиями) лущильниками; культивация с подрезающими и рыхлящими рабочими органами, в том числе штанговыми культиваторами и плоскорезами; окучивание окучни-ками; боронование различными типами борой с разными формами рабочих органов; шлейфование шлейф-волокушами, шлейф-боро-нами; прикатывание различными типами катков с разной формой рабочей поверхности; малование; поделка валиков, борозд, лу-нок, грядок и гребней.

Обработка почвы является важнейшим агротехническим мероприятием, способствующим повышению урожайности культурных растений. В результате обработки почвы происходит

Уничтожение сорняков, создаются водный, воздушный, питательный и тепловой режимы для корней растений, а также для микроорганизмов почвы.

Наиболее важными способами основной обработки почвы являются вспашка, безотвальная (в том числе плоскорезная) обработка и фрезерование.

Вспашка - это основной прием обработки почвы. При этом происходит оборачивание и рыхление пласта почвы на глубину 20-25 см. Обычно вспашку производят плугом с предплужником. Предплужник способен срезать лишь поверхностный слой почвы около 10-12 см толщиной.

Безотвальная обработка производится плугом без оборачивания пласта почвы. Глубина вспашки достигает 30-40 см.

Обычно этот способ применяют в засушливых районах, подверженных ветровой эрозии.

Плоскорезную обработку почвы осуществляют с помощью специальных плоскорезов, при этом остается нетронутой значительная часть стерни (стерня - срезанные стебли злаков, оставшиеся на корню после жатвы). Зимой стерня задерживает снег, снижает скорость ветра в приземном слое и тем самым предохраняет почву от выдувания и повышает в ней запасы продуктивной влаги.

Фрезерование - обработка почвы с применением вращающихся фрез на глубину до 20 см, что позволяет тщательно перемешивать и измельчать как верхний плодородный слой почвы, так и более глубинные бесполезные слои.

Обычно его применяют на подзолистых и серых лесных почвах для более интенсивного их окультуривания.

Существуют также способы поверхностной обработки почвы: лущение, культивация, боронование и прикатывание.

Лущение почвы проводят на глубину - 6-16 см, при этом подрезают стерню и сорняки, а также крошат и частично оборачивают почву. Иногда применяют лущение на уже вспаханных участках с целью сохранения влаги. Для лущения используют лемешные или дисковые лущильники.

Культивация - это рыхление почвы на глубину от 5 до 10 см без оборачивания верхнего слоя. С помощью культивации подрезают сорняки, обрабатывают пропашные культуры, а также готовят почву к посеву. Культивацию проводят с использованием культиваторов или окучников.

Боронование - рыхление почвы боронами конструкции на глубину от 2 до 8 см. Боронование применяют для обработки почвы после дождей или зимы с целью перемешивания и выравнивания поверхности почвы с частичным уничтожением сорняков.

Прикатывание - способ уплотнения почвы, например, после вспашки, осуществленной в сухую погоду. Прикатывание позволяет разбить глыбистые части почвы. Для этого используют различные катки.

Сочетание различных приемов и способов обработки почвы создает систему обработки почвы под яровые, озимые культуры.

Существуют основная (зяблевая), весенняя предпосевная и послепосевная обработки почвы. Зяблевую обработку проводят осенью после сбора урожая и осеннего лущения стерни.

Большое значение в системе обработки почвы под озимые культуры имеют пары.

Существуют чистые и занятые пары. Чистые пары находятся в разрыхленном виде и не заняты какими-либо растениями. Они играют важную роль в накоплении влаги и в создании устойчивого земледелия в засушливых районах. На занятых парах в течение некоторого времени выращивают культуры, которые быстро растут и рано освобождают поле. Парозанимающие культуры убирают в ранние сроки (например, ранний картофель, подсолнечник или кукурузу на зеленый корм), после чего готовят почву под посев озимой культуры.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вконтакте

Одноклассники

Под механической обработкой почвы, в отличие от обработки полей или посевов, понимается воздействие на нее рабочими орга-нами почвообрабатывающих машин и орудий на ту или иную глу-бину в целях оптимизации почвенных условий жизни растений.

Механическая обработка почвы наряду с севооборотами и удобрениями является важнейшим звеном интенсивных систем земледелия.

В настоящее время широко применяются почвозащит-ные методы обработки почвы и проводятся противоэрозионные мероприятия, осуществляются меры по увеличению плодородия почв и внедрению интенсивных технологий возделывания сельско-хозяйственных культур.

Под влиянием рациональной механиче-ской обработки изменяются агрономические свойства почвы, улуч-шаются водно-воздушный, тепловой и питательный режимы, уничтожаются сорные растения и повышается урожайность сель-скохозяйственных культур.

В отличие, например, от удобрения или орошения полей меха-ническая обработка сама по себе не добавляет к почве какого-либо вещества или энергии. Однако она изменяет соотношение объемов твердой, жидкой и газообразной фаз в почвенной систе-ме и влияет на физические, химические, физико-химические и биологические процессы, ускоряя или замедляя темп синтеза и раз-рушения органического вещества. Механическая обработка играет важную роль в создании благоприятных агрофизических условий плодородия почвы, являясь одним из важнейших способов борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур.

Для обеспечения оптимальных почвенных условий и получения устойчивых и высоких урожаев обработкой почвы решаются сле-дующие задачи :

1) придание почве на той или иной глубине мелкокомковатого состояния с благоприятным строением, чтобы обеспечить хорошие водно-воздушный, тепловой и питательный режимы;

2) усиление круговорота питательных веществ путем извлече-ния их из более глубоких горизонтов в зону пахотного слоя, а так-же активизации полезных микробиологических процессов в почве;

3) уничтожение сорных растений, возбудителей болезней и вре-дителей;

4) заделка на необходимую глубину удобрений и растительных остатков или оставление стерни на поверхности почвы;

5) предупреждение эрозионных процессов и связанных с этим потерь воды и питательных веществ;

6) лишение жизненности многолетней растительности при об-работке целинных и залежных земель, а также полей, занятых сеяными многолетними травами;

7) придание необходимых свойств и состояния верхнему слою почвы для заделки высеваемых семян на заданную глубину;

8) создание условий для понижения солевых горизонтов и предупреждение повышения уровня грунтовых вод.

В результате обработки создается необходимое соотношение объемов капиллярных и некапиллярных промежутков между твердыми элементами почвы . От этого зависят водно-воздушный, тепловой и питательный режимы почвы.

Обработка почвы требует больших энергетических затрат . По-этому ее совершенствование применительно к зональным особен-ностям и требованиям различных культур - первостепенная зада-ча земледелия.

Возможно, Вас так же заинтересует:

Культура Технологические процессы (операции) при обработке почвы

Задачи обработки почвы выполняются с помощью следующих технологических процессов или операций:

1. рыхление и крошение;

2. оборачивание;

3. перемешивание;

4. уплотнение;

5. выравнивание;

6. подрезание;

7. профилирование, то есть придание поверхности почвы крайне важной формы.

Рыхление почвы – технологическая операция, обеспечивающая изменение взаимного расположения почвенных отдельностей с увеличением объёма пор, то есть придания им такого положения, когда они прилегают друг к другу менее плотно. В результате увеличивается порозность почвы и снижается её плотность. При рыхлении почвы происходит и её крошение.

Рыхление бывает глубокое, обычное, мелкое и поверхностное. По существующей в стране классификации, обработка почвы до глубины 0,08 м считается поверхностной, от 0,08 до 0,16 м – мелкой, на 0,16…0,24 м — обычной и свыше 0,24 м – глубокой. В производственной практике под полевые культуры максимальная глубина обработки почвы 0,25…0,30 м, при мелиоративной обработке солонцовых почв и плантажной вспашке под сады и лесонасаждения – до 0,50…0,60 м.

Для чего крайне важно периодическое глубокое рыхление?

1. В результате него создаётся глубокий окультуренный, то есть улучшенный с помощью удобрений и обработки, слой почвы. Ряд учёных доказали, что чем больше объём почвы, который используется растениями, тем выше их урожай (табл. 1).

Таблица 1

Влияние объёма почвы на урожай овса (по К. К. Гедройцу)

Масса почвы в сосуде, кг	Урожай овса, г/сосуд
4,6	19,8
10,1	47,2
13,2	65,8

А как раз на глубоком окультуренном слое почвы растения развивают мощную корневую систему, которая охватывает большой объём почвы, извлекая оттуда больше влаги и питательных веществ (табл. 2).

Таблица 2

Масса и распределœение корневой системы ячменя по почвенному профилю, % (Учхоз ВГСХА «Горная Поляна», 1979…1983 гᴦ.)

2. При глубоком рыхлении почва приобретает благоприятное строение и сложение, за счёт чего улучшается водный, воздушно-тепловой и питательный режимы. Дело в том, что под влиянием силы тяжести, атмосферных осадков, разрушения структуры, проходов по полю сельскохозяйственной техники почва уплотняется, слёживается, приобретая гексагональное сложение. Почвенные отдельности плотно прилегают друг к другу, уменьшается порозность, в почву хуже проникают вода и воздух, замирают полезные аэробной микробиологические процессы. Рыхлящие орудия вспушивают почву, она приобретает рыхлое кубическое сложение, увеличивается пористость, усиливаются аэробные микробиологические процессы и накапливается больше питательных веществ, лучше развиваются корни растений. Разрыхлённая почва обладает большей водопроницаемостью и влагоёмкостью (рис. 1).

Так, тяжелосуглинистая светло-каштанова почва после рыхления имеет плотность около 0,9 т/м3, а к уборке может уплотняться до 1,4…1,5 т/м3.

Основные способы обработки почвы

Оптимальная же для растений плотность находится в пределах 1,1…1,3 т/м3. Рыхление почвы и позволяет поддерживать данный оптимум (рис. 2).

3. Глубокая обработка имеет большое фитосанитарное значение, так как способствует подавлению сорняков, вредителœей и болезней сельскохозяйственных культур, усиливает разложение токсических веществ.

4. Глубокая обработка имеет большое значение на склонах, так как уменьшает поверхностный сток осадков, которые лучше впитываются в рыхлую почву, и тем самым предохраняет почву от водной эрозии.

Возникает вопрос – сколько раз, то есть, как часто нужно рыхлить почву глубоко? Это далеко не праздный вопрос, так как каждый сантиметр глубины увеличивает энергозатратность обработки почвы на 5…7%.

От чего зависит глубина обработки почвы?

1. Глубина и частота рыхления зависят от почвенно-климатических условий, определяющих скорость осœедания почвы. Чем быстрее и сильнее уплотняется данная почва, тем глубже и чаще её нужно обрабатывать. Во влажных районах под влиянием осадков почва осœедает быстрее, в засушливых – медленнее. Структурные почвы уплотняются меньше, чем бесструктурные. По этой причине, по данным многих авторов (Д. И. Буров, П. К. Иванов, В. И. Румянцев и др.), в Поволжье благоприятное сложение и строение на чернозёмных структурных почвах после рыхления сохраняется 3…4 года, на плохо оструктуренных каштановых – 2…3 года.

2. От засорённости и увеличивается на сильно засорённых многолетними сорняками почвах.

3. От биологических особенностей возделываемых культур и их предшественников.

4. От применяемой системы удобрений.

Сегодня установлено, что с учётом положительного последействия глубокого рыхления, обработка почвы в севообороте должна быть разноглубинной и состоять из периодической глубокой и менее глубоких обработок (табл. 3, 4).

Таблица 3

Приемы механической обработки почвы

Приемом называют однократное воздействие на почву рабочими органами почвообрабатывающих машин и орудий с целью выполнения одной или нескольких операций (ГОСТ 16265 - 89).

Приемы основной обработки почвы

Под основной обработкой понимают первую наиболее глубокую обработку почвы при помощи вспашки.

Вспашку выполняют плугами с отвалами различной конструкции, что определяет несходство технологических операций по составу и качеству исполнения. Плуги с винтовыми отвалами хорошо оборачивают пласт почвы, но плохо его крошат, напротив, плуги с цилиндрической поверхностью отвала хорошо крошат пласт почвы, но плохо его оборачивают.

Если при работе плуга пласт почвы полностью оборачивается (на 180°), то это вспашка с оборотом пласта. При неполном опрокидывании пласта почвы и косой его постановке (на 135°) на ребро обработку называют вспашкой со взметом пласта.

Однако лучшее оборачивание и крошение пласта почвы, особенно полей, освобождающихся из-под многолетних трав, достигается при вспашке плугом с культурным отвалом и установленным перед ним предплужником. Предплужник снимает на 2/3 ширины захвата основного корпуса верхний слой почвы толщиной 8 — 10 см, содержащий стерню, растительные остатки, вредных насекомых и фитопатогенных микроорганизмов, семена и органы вегетативного возобновления сорняков, и сбрасывает его на дно борозды.
Для того чтобы хорошо прикрыть и заделать верхний слой почвы, основной корпус должен работать глубже предплужника минимум на 10 — 12 см. Он поднимает на отвал этот нижний слой, который хорошо оструктурен и сравнительно свободен от вредных организмов, оборачивает, крошит его и полностью присыпает им ранее сброшенный верхний слой.
Такую вспашку плугом с культурным отвалом и с предплужником на глубину не менее 20 — 22 см называют культурной, или классической, вспашкой (по В. Р. Вильямсу). Ее широко применяют в качестве осенней (зяблевой) вспашки в Нечерноземной и других зонах на полях, где отсутствует реальная опасность эрозионных процессов.

При вспашке отвальными плугами пласт почвы отваливается вправо. Поэтому если вспашку каждого загона, на которые разбивают поле, начинают с краев, то в середине загона образуется разъемная борозда, и такой способ называется вспашкой вразвал. Если вспашку начинают с середины загона, там образуется свальный гребень, и такой способ называется вспашкой в свал.

Для вспашки используют различные отвальные плуги (ПЛН-5-35, ПТК-9-35, ПВН-3-35 и др.). При пользовании оборотными плугами поле не разбивают на загоны и на нем не образуются ни развальные борозды, ни свальные гребни. Такую вспашку называют гладкой.

В районах, подверженных ветровой эрозии, для сохранения на поверхности стерни и других растительных остатков, которые предохраняют почву от выдувания и накапливают большое количество влаги в виде снега, так необходимой в засушливых степных районах, рыхление почвы проводят без оборачивания, которое называется безотвальной вспашкой.
Такую вспашку на глубину 27 — 30 см и более, разработанную в начале 50-х годов XX в. академиком Т. С. Мальцевым, широко применяют в Западной и Восточной Сибири и европейской части России с использованием ранее безотвальных плугов, а позднее плоскорезов и глубокорыхлителей различной конструкции (КПП-2,2; КПГ-2-150; КПГ-250; ГУН-4, Параплау и др.).

В некоторых случаях безотвальную вспашку проводят весной или даже осенью для рыхления уплотнившейся почвы с целью усиления аэрации и микробиологической деятельности, освобождения пахотного слоя от излишней влаги, разрушения плужной подошвы, а также на полях, ранее вспаханных отвальными плугами.

На полях с не выровненной поверхностью и содержащих большое количество слаборазложившихся растительных остатков (ежегодная вспашка в одном направлении, образование кочек, куртин сорняков), хорошие результаты в качестве основной обработки обеспечивает фрезерование.
При работе фрезерных орудий (ФНБ-0,9; ФН-1,25; КФГ-3,6 и др.) почва до глубины 10-20 см интенсивно крошится и тщательно перемешивается, при этом создается гомогенный пахотный или же сразу только посевной слой, куда одновременно высевают семена культур.

Нередко с основной обработкой почвы совмещают другие операции. Так, за каждым основным корпусом плуга устанавливают рыхлящие лапы, которые работают на 10 — 15 см ниже пахотного слоя, способствуя лучшей водонепроницаемости и аэрации подпахотных горизонтов. Для отвода излишней воды с переувлажненных полей используют обычные плуги с кротователем, который ниже основного корпуса на глубине 35 — 40 см формирует дрену диаметром 4 — 6 см, сохраняющуюся 2 — 3 года на тяжелосуглинистых почвах. На вспаханных полях для формирования дрен в подпахотном слое используют специальные кротователи (РК-1,2; МД-6 и др.).

Приемы поверхностной и мелкой обработки почвы

Обработка почвы на глубину до 8 см (посевной слой) называется поверхностной, а на глубину 8 — 16 см — мелкой. Целесообразность таких обработок обусловливается или необходимостью создать наиболее благоприятные условия для размещаемых в посевном слое семян культур, или невозможностью по ряду агротехнических и хозяйственных причин более глубоких обработок.

Лущение жнивья выполняют на полях, освободившихся из-под зерновых культур, оставляющих на поле стерню, или после уборки других однолетних культур (просо, гречиха, однолетние травы, кукуруза и т.п.).
В стерне и сохранившихся растительных остатках обитают и продолжают размножаться вредные насекомые и микроорганизмы, вегетируют и плодоносят пожнивные (щетинник сизый, куриное просо, марь белая, щирица запрокинутая и т. п.) и многолетние сорняки, а сильно распыленный и уплотненный при многочисленных проходах почвообрабатывающих и уборочных машин верхний слой очень интенсивно теряет влагу из пересохшей почвы.
С помощью лущения, проводимого сразу после уборки культуры обычно на глубину 6 — 8 см, а в засушливых районах нередко с прикатыванием в агрегате, одновременно решается ряд важнейших задач: подрезая сорняки, оно лишает вредителей свежего органического вещества как источника пищи; заделывая семена сорняков в более влажный слой почвы, провоцирует их прорастание; взрыхленный верхний слой почвы как естественная мульча резко сокращает физическое испарение влаги и позволяет без ухудшения качества провести последующую основную вспашку на две-три недели позднее (при этом избегается чрезмерная напряженность в полевых работах).

Лущение обычно проводят дисковыми лущильниками на глубину не выше 10 — 12 см (ЛДГ-5; ЛДГ-10 и др.), а также лемешными лущильниками (ППЛ-5-25; ППЛ-10-25), работающими на глубину 12 — 17 см, но иногда применяют и дисковые бороны. При запаздывании лущения на 7 — 10 дней все отмеченные выше его преимущества почти полностью утрачиваются.

Дискование как прием выполняет те же технологические операции (крошение, рыхление, перемешивание, частичное оборачивание, подрезание сорняков), что и лущение жнивья дисковыми орудиями. Однако его чаще применяют на вспаханных полях для разделки крупных глыб, заделки широких борозд, выравнивания гребней и микролиманов и предварительно перед вспашкой для разрезания и разделки плотной дернины многолетних сеяных и луговых трав (БДТ-3,3; БДНТ-3,5 и др.), для измельчения перекрестным дискованием (или лущением) корневищ пырея и органов вегетативного возобновления других многолетних сорняков (осот полевой, свинорой пальчатый и др.).

Культивация предназначена для сплошной (на глубину 5 — 12 см) или междурядной (до 16 см) обработки почвы, при которой происходит крошение, рыхление, частичное перемешивание почвы и подрезание сорняков и прежде всего корневых отпрысков не позднее фазы 3 — 4 листьев у розеток многолетних сорняков. Она особенно необходима для сплошной обработки непосредственно перед посевом культуры, чтобы создать выровненное под взрыхленным слоем "плотное ложе" для семян культуры.

Располагаясь на плотном ложе, семена быстро набухают, поглощая поступающую снизу по капиллярам почвенную влагу, и дружно прорастают. Сплошную культивацию систематически ведут и на паровых полях, но в засушливых районах ее совмещают с легким последующим прикатыванием (КПС-4, КПГ-4). Наиболее часто для этих работ используют культиваторы со стрельчатыми лапами.

Для междурядной обработки используют как обычные культиваторы (КРН-4,2; КРН-5,6), которые комплектуются набором сменных рабочих органов (стрельчатые лапы, односторонние полольные лапы, рыхлительные долотообразные окучники, прополочные боронки и т.п.), так и специальные культиваторы по уходу за посевами сахарной свеклы, овощных культур ГУСМК-5.4Б, КФ-5.4, КОР-4.2.

В степных эрозионноопасных районах для сплошной паровой обработки или предпосевной подготовки почвы используют штанговый культиватор (КШ-3,6), у которого рабочим органом служит четырехгранная горизонтально расположенная и вращающаяся в направлении, обратном направлению движения орудия штанга, выносящая таким образом на поверхность с глубины 5 — 10 см растительные остатки. Для этой же цели применяют и противоэрозионный культиватор КПЭ-3,8А с подобным штанговым приспособлением, а также различные плоскорезы (КПП-2,2; КПГ-2-150; КПШ-9 и др.), сохраняющие до 80 — 95% стерни на поверхности почвы.

Основы агрономии

Боронование почвы применяют во всех системах обработки и для этого используют различные конструкции борон.

С началом полевых работ на вспаханных полях применяют первоочередной прием - ранневесеннее боронование ("закрытие влаги", "покровное боронование"), а также поперечное боронование хорошо перезимовавших посевов озимых, обычно выполняемое в период физической спелости почвы зубовыми боронами с рамой жесткой конструкции (БЗТС-1; БЗСС-1; БП-0,6).
Тяжелые бороны рыхлят почву до 7 — 10 см, а легкие — до 5 — 8 см. Взрыхляя верхний слой (2 — 4 см) почвы начавшего подсыхать поля, создают как бы естественный мульчирующий слой. Он прикрывает нижерасположенный и насыщенный капиллярной влагой более плотный слой.
Вследствие этого физическое испарение почвенной влаги сокращается в 3 — 5 раз. Достаточное количество влаги и повышенная температура провоцируют массовое прорастание в верхнем слое семян сорняков, которые полностью уничтожаются последующими обработками.

Для ухода за посевами пропашных культур (картофель, кукуруза, подсолнечник и др.) в довсходовый период в фазу "белой ниточки" малолетних сорняков высокоэффективны навесные сетчатые бороны (БСО-4; БС-2; БСН-4), глубину работы которых можно регулировать в пределах 3 — 8 см и которые из-за независимой подвески каждого зуба великолепно копируют поверхность почвы (гладкая или гребнистая поверхность).

При образовании почвенной корки до появления и в момент появления всходов применение зубовых и сетчатых борон опасно ддя слабых проростков: при движении по полю бороны хотя и разрушают корку, но одновременно ее смещают, обрывая проросток или его корневую систему. В такой ситуации при уходе за посевами незаменима игольчатая борона БИГ-3. При вращении ее игольчатые диски вертикальными уколами разрушают почвенную корку и не смещают ее, совершенно не повреждая всходы культур. Борона БИГ-3 и ее модификации — идеальное орудие для ранневесеннего боронования и предпосевной подготовки полей по стерневому фону в районах, подверженных ветровой эрозии.

Прикатывание помимо уплотнения почвы частично рыхлит ее, дробя влажные крупные комки, выравнивает поверхность, улучшает контакт семян с почвой и ускоряет их прорастание, что объясняется еще и тем, что при уплотнении почва быстрее нагревается и ее температура повышается на 1,5 — 2 °С. Выполняют прикатывание различными катками, проводя его не позднее чем на 2 — 3-й день после сева культуры и при опасности сильного иссушения посевного слоя ввиду его чрезмерной рыхлости.

Шлейфование, или волочение , применяют для выравниваний поверхностного рыхления почвы (на 3 — 5 см). Весной его мод проводить на один-два дня раньше ранневесеннего боронована и особенно на почвах легких по механическому составу. На тяжелых почвах может образоваться почвенная корка вследствие "замазывания" еще переувлажненной почвы. Выполняют шлейфование волокушей, но чаще шлейф-бороной (ЩБ-2,5), имеющей переднем брусе ряд зубьев с регулируемым углом их наклона.

Агротехнические требования к обработке почвы

Обработка почвы.

Стойка корпуса ПНЯС 08.000 на плуг ПНЯ 4-42, ПНБ 4-40

Цена: 1752 грн.

Стойка корпуса ПНЯС 08.000 на плуг ПНЯ 4-42, ПНБ 4-40

Стойка ПНЯС 08.000 — применяется на плугах серии ПНБ 4-40, 5-40 и ПНЯ 4-42, 6-42. Применяется для крепления корпуса к раме. Крепится к раме плуга при помощи планки и скобы.
Изготавливается из круга диаметром = 75мм.
Высота стойки — 850 мм.
Вес — 26 кг.
Проходит процесс термообработки.

Большой ассортимент изготавливаемых запчастей на плуги 3-х, 4-х, 5-ти, 6-ти, 8-ми корпусные как по чертежам отечественного производителя, так и модернизированных плугов с полувинтовыми отвалами и на высоких круглых стойках.
Также производим запчасти на культиваторы КПС, КРН, КПЕ; на бороны БДВП (Краснянка), БДТ, ДМТ (Деметра), БДП, Солоха, БДН.
Все плуги сертифицированы, имеют гарантийный срок.
Отправляем через Новую Почту, Ин Тайм, Деливери.

Цена: 1752 грн.

Позвонить

тел.: 067-485-62-62

(Представитель: Татьяна)

другие товары и услуги компании

ПОЧВОВЕДЕНИЕ И АГРОХИМИЯ

ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ХЛОПЧАТНИКА В УСЛОВИЯХ УЗБЕКИСТАНА

П.М. Никифоров, А.В. Шуравилин

Кафедра почвоведения, агрохимии и агроэкологии Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8/2, 117198 Москва, Россия

В работе дана комплексная оценка влияния основных обработок на воднофизические и агрохимические свойства, водно-солевой режим сероземно-луговой почвы, а также на продуктивность хлопчатника в условиях андижанской области Узбекистана.

В настоящее время особое значение приобретает проблема расширенного воспроизводства плодородия орошаемых земель путем создания и поддержания в почве положительного баланса гумуса. Создание высокоплодородного фона почвы в хлопковых севооборотах, на базе новых, научно обоснованных агротехнических приемов позволяет значительно повысить эффективность удобрений, снизить заболеваемость вилтом и засоренность сорняками и в результате получать устойчиво высокие урожаи хлопка-сырца.

Одним из технологических приемов, оказывающих влияние на повышение плодородия этих почв и получение высоких урожаев хлопчатника и других сельскохозяйственных культур, является основная обработка.

Известно, что глубокая запашка люцерны с полным оборотом пласта способствует сдерживанию процессов минерализации органических веществ и создает благоприятные условия для рационального использования естественного плодородия почвы.

Таблица 1

Схема полевого опыта

№ варианта Распашка люцерны осень 1987 г. Основная обработка почвы 1988 и 1989 гг.

1 Обычная вспашка плугом П 5-35М с предплужником на глубину 28 - 30 см (контроль) Обычная вспашка плугом П5-35М с предплужником на глубину 28 -30 см (контроль)

2 Обычная вспашка плугом П 5-3 5М с предплужником на глубину 28 - 30 см Двухъярусная вспашка плугом П 5-35 на глубину 35 см (0 -15 см; 15 - 35 см)

3 Двухъярусная вспашка плугом П 5-35 на глубину 35 см (0 -15 см; 15 -35 см) Двухъярусная вспашка плугом П5-35 на глубину 35 см (0-15 см; 15 - 35 см)

4 Вспашка плантажным плугом ППН-4-40 на глубину 45 см Двухъярусная вспашка плугом П 5-35 на глубину 35 см (0 -15 см; 15 - 35 см)

5 Вспашка плантажным плугом ППН-4-40 на глубину 45 см Обычная вспашка плугом П5-35М с предплужником на глубину 28 -30 см + щелевание на 40-50 см

6 Вспашка плантажным плугом ППН-4-40 на глубину 45 см Вспашка с переменной глубиной (25 см в 1988 г.; 35 см в 1989 г.)

7 Обычная вспашка плутом П 5-35М с предплужником на глубину 28 - 30 см + рыхление на глубину 60 см плугом ПУ-2-35 Двухъярусная вспашка плугом П 5-35 на глубину 35 см (0 -15 см; 15 - 35 см)

8 Обычная вспашка плугом П5-35М с предплужником на глубину 28-30 см + щелевание на 40-50 см Двухъярусная вспашка плугом П5-35 на глубину 35 см (0 -15 см; 15 -35 см)

Возможность более глубокой заделки корневых и пожнивных остатков люцерны и снижение темпов их разложения усилит мелиорирующее влияние основной обработки почвы, что в свою очередь до некоторой степени предотвратит ее сезонное засоление на хлопковых полях. Однако до настоящего времени специальных исследований по влиянию дифференцированных способов глубокой основной обработки на изменение свойств сероземно-луговых почв, их водносолевой режим и продуктивность хлопчатника в условиях Андижанской области практически не проводилось. В связи с этим целью наших исследований являлось комплексное изучение влияния различных способов основной обработки сероземно-луговых почв на их водно-физические, агрохимические свойства, водносолевой режим почвы и урожайность хлопчатника.

Исследования по изучению влияния технологий основной обработки сероземнолуговых почв проводились в 1987-1990 гг. в совхозе «Гулистан» Пахтаабадского района Андижанской области Республики Узбекистан. Полевой опыт был заложен по схеме, приведенной в табл. 1.

Почва сероземно-луговая среднесуглинистая, с содержанием гумуса в слое 0-30 см 1,13 %, валовых форм азота, фосфора и калия соответственно: 0,091 %, 0,16 и 2,02 %, а подвижных - 4,9 мг/100 г. (гидролизуемый азот), 3,35 мг/100 г. (подвижный фосфор) и 15,25 мг/100 г (обменный калий). Емкость поглощения в этом слое составляла 12,5 мг. экв./100 г, реакция почвенной среды слабощелочная (pH 7,5). Водно-физические свойства в пахотном слое (0-30 см) благоприятные для возделывания хлопчатника. Плотность сложения равна 1,34 г/см3, пористость -48,2%, наименьшая влагоемкость 21,5%, влажность завядания - 5,2%, запасы продуктивной влаги - 65,7 мм, водопроницаемость - 2,52 мм/мин (в среднем за шесть часов). В опыте применялась общепринятая зональная агротехника. Возделывался среднеспелый сорт хлопчатника 175-ф после люцерны третьего года в хлопково-люцерновом севообороте.

Под влиянием основной обработки почвы после распашки люцерны третьего года перед посевом хлопчатника в пахотном слое 0-60 см плотность сложения по вариантам изменялась в пределах 1,29-1,34 г/см3 , а в подпахотном слое 30-60 см она варьировала от 1,32 до 1,42 г/см3.

Плантажная вспашка на 45 см и рыхление на 60 см, а также щелевание на 50 см существенно снижали плотность сложения почвы вследствие разрушения плужной подошвы и подпахотного уплотненного горизонта. В этих вариантах плотность сложения в слое 30-60 см была меньше, чем при основной вспашке на 28-35 см на 0,06-0,1 г/см3 . Даже в слое 0-60 см она была ниже на 0,02-0,05 г/см3. К концу вегетации хлопчатника плотность сложения выравнивается по всем вариантам, хотя глубокие обработки способствуют более длительному поддержанию рыхлого состояния почвы. Проведение щелевания на 40-50 см в последующие два года снижало плотность сложения в течение трех лет. В среднем в первых трех вариантах с неглубокой обработкой пористость почвы в слое 0-60 см составляла 48,5-48,8%, а в вариантах с более глубокой основной обработкой она увеличилась до 49,6-50,4%. Наибольшее влияние на повышение пористости слоя 0-60 оказала обычная вспашка в сочетании с глубоким (на 60 см) рыхлением. К концу вегетации хлопчатника третьего года (осень 1990 г.) в контроле пористость слоя почвы 0-60 см оставалась наименьшей (44,4%), а на фоне глубокой обработки в первый год и последующих неглубоких обработках пористость незначительно повышалась (45,0%). При ежегодной двухъярусной вспашке на глубину 35 см пористость в слое 0-60 см составляла 45,0% (вар. 3).

Влияние приемов основной обработки почвы на водоудерживающую способность было незначительным. Глубокая обработка и прежде всего разрыхление подпахотного слоя способствовали некоторому увеличению наименьшей влагоемкости (с 21,4 до 21,8%).

Водопроницаемость почвы повышалась при проведении глубокой обработки по сравнению с контролем на 30,8-41,3% на период посева и на 18,7-34,1% на период уборки. Наиболее высокие показатели отмечены при проведении обычной вспашки с рыхлением на 60 см.

На третий год исследований наибольшая водопроницаемость наблюдалась в варианте 5 с проведением плантажной вспашки на 45 см в первый год и обычной вспашки в сочетании с шелеванием в последующие два года.

Глубокая обработка люцерны третьего года с последующими вспашками почвы двухъярусным плугом в течение двух лет на глубину 35 см способствовали поддержанию более благоприятной ее агрегированности, чем при обычной вспашке на глубину 28-30 см. Проведение глубокой плантажной вспашки на 45 см повышало содержание агрономически ценных агрегатов (10-0,25 мм) на период посева хлопчатника на 4 % в слое 0-60 см, а коэффициент структурности при этом увеличился с 1,70 до 2,02. Из рассматриваемых вариантов наибольшее количество агрономически ценных агрегатов (68,7 %) отмечалось на фоне обычной вспашки в сочетании с рыхлением на 60 см.

В конце трехлетнего периода исследований в слое 0-60 см произошло некоторое ухудшение агрегатного состава почвы за счет снижения количества агрономически ценных агрегатов. Наибольшее содержание водопрочных агрегатов более 0,25 мм на период посева хлопчатника первого года (весна 1988 г.) отмечалось в варианте 7, где проводилось глубокое рыхление - 12,3%. В других вариантах с глубокими обработками содержание водопрочных агрегатов более 0,25 мм было меньше на 3-4%.

На конец исследований (осень 1990г.) по вариантам опыта сохранилась та же закономерность. Вместе с тем наибольшее количество водопрочных агрегатов более 0,25 мм (13,7%) при более высокой их водопрочности отмечалось при вспашке плантажным плугом на глубину 45 см в первый год и обычной вспашке в сочетании со щелеванием на 40-50 см в последующие два года (вар. 5). Здесь количество водопрочных почвенных агрегатов более 0,25 мм превышало контроль на 4,1 %.

Наряду с воднофизическими свойствами претерпевали и агрохимические показатели почв. Так, после проведения осенней глубокой вспашки люцерны третьего года на период посева хлопчатника (весной 1988 г.) содержание гумуса в пахотном слое уменьшилось по сравнению с контролем с 1,14% до 0,96%. Однако в целом в слое 0-60 см его количество оставалось без изменений (0,92%), что было обусловлено увеличением содержания гумуса в подпахотном слое. Глубокое рыхление и щелевание существенно не изменили профильное распределение гумуса в слое почвы 0-60 см.

К концу вегетации хлопчатника первого года (осень 1988 г.) содержание гумуса в слое почв 0-60 см в вариантах с глубокой обработкой увеличилось с 0,91% в контроле до 0,93-0,97%. Наибольшее его содержание гумуса отмечено в варианте 7, где обычная вспашка была проведена в сочетании с рыхлением на 60 см.

На период посева хлопчатника третьего года (весна 1990 г.) содержание гумуса было выше, чем на период уборки хлопчатника второго года возделывания (в среднем на 0,01-0,02%). Различия по вариантам опыта оставались аналогичными. В конце исследований (осень 1999г.) содержание гумуса в почве несколько

снизилось, но оставалось выше, чем в начале исследований (весна 1988 г.). При этом в контроле и при неглубоких обработках (вар. 2, 3) оно составляло 0,93-0,94% в слое 0-60 см, а при проведении глубоких обработок (вар. 4-8) - 0,96-0,99%. Наибольшее содержание гумуса (0,98-0,99%) отмечено в вариантах 5-7, где в первый год проводилась плантажная вспашка на 45 см, а во второй и третий годы щелевание на 40-50 см (вар. 5), или вспашка с переменной глубиной (вар. 6), а также глубокое рыхление в первый год и двухъярусная вспашка на 35 см в последующие два года. В целом баланс гумуса оставался положительным, и его воспроизводство в наибольшей степени происходило в вариантах 6 и 7.

Различные способы обработки сказались положительно на питательном режиме почвы. После распашки люцерны осенью 1987 года содержание питательных веществ на период посева хлопчатника (весна 1988 г) в слое 0-30 см составляло по валовому азоту 0,085-0,091%, фосфору 0,14-0,16% и калию - 1,94-2,02%. При этом подвижные формы варьировали по вариантам в пределах 4,2-5,2 мг/100 г по гидролизуемому азоту, 2,52-3,78 мг/100 г по подвижному фосфору и 14,8-15,5 мг/100 г по обменному калию. При проведении глубокой вспашки на 45 см наблюдалась тенденция к снижению содержания валового азота в слое 0-30 см до 0,085% и легкогидролизуемого - до 4,2 мг/100 г, валового фосфора - до 0,14% и подвижного - до 2,52 мг/100 г, валового калия - до 1,94% и обменного - до 14,8 мг/100 г.

В конце вегетации хлопчатника первого года возделывания (осень 1988 г) отмечалось повышение содержания питательных элементов в слое почвы 0-30 см после проведенных глубоких обработок (валового азота до 0,087%, легкогидролизуемого - до 4,8 мг/100 г, валового фесфора - до 0,15% и подвижного -до 3,69 мг/100 г, калия валового - до 1,98% и обменного - до 15,0 мг/100 г почвы).

К концу второго года вегетации хлопчатника (осень 1989 г) отмечалось наибольшее содержание элементов питания (валового азота; 0,093-0,098%, легкогидролизуемого азота - 5,9-7,1 мг/100 г, фосфор; валового 0,17-0,18% и подвижного - 4,18-4,45 мг/100 г, калия валового 1,94-2,04% и обменного - 5,0-5,4 мг/100 г). Наибольшее количество питательных элементов отмечалось в шестом и седьмом вариантах, где проводилась в первый год плантажная вспашка на 45 см и во второй год вспашка на глубину 25 см или обычная вспашка с рыхлением на 60 см в первый год и двухъярусная вспашка на 35 см во второй год, наименьшее содержание элементов питания отмечено в контроле.

Аналогичная картина в изменении содержания питательных элементов наблюдалась в конце вегетации хлопчатника третьего года. Здесь в вариантах 6 и 7 содержание валового азота увеличилось по сравнению с контролем с 0,092 до 0,095-0,096%, легкогидролизуемого азота с 5,6 до 6,2-6,3 мг/100 г, подвижного фосфора - с 4,16 до 4,18-4,19 мг/100 г, валового калия - с 1,96 до 2,0 % и обменного калия - с 14,8 до 15,0-15, мг/100 г.

Таким образом, трехлетние исследования питательного режима показали преимущество распашки люцерны на глубину 45 см и последующее проведение основной обработки почвы переменной глубиной на 25 и 35 см (вар. 6), а также проведение обычной вспашки на 28-30 см в сочетании с глубоким рыхлением в первый год и последующая двухъярусная вспашка на 35 см во второй и третий годы (вар. 7). Положительное влияние на питательный режим оказала также глубокая вспашка на 45 см в первый год и обычная вспашка в сочетании с шелеванием во второй и третий годы.

После распашки люцерны на период посева хлопчатника по пласту в 1988 г. в слое 0-60 см сумма поглощенных оснований составила 9,84-10,37 мг.экв./100 г.

почвы. При этом содержание поглощенного кальция составило 69,1-75.6%, магния -15,9-22,7%, калия - 3,6-4,6% и натрия - 3,9-4,6%.

Проведение глубокой вспашки на 45 см в первый год (пласт люцерны) и обычной вспашки в сочетании с щелеванием во второй и третий год или обычной вспашки в сочетании с глубоким рыхлением в первый год и двухъярусной вспашки на 35 см во второй и третий год оказало в наибольшей степени положительное влияние на поглотительную способность сероземно-луговой почвы. Сумма поглощенных оснований по сравнению с контролем возросла в среднем на 14-15%, содержание кальция увеличилось на 8,7-9,0% от суммы, магния и натрия уменьшилось соответственно на 7,9-8,0% и 1,2-1,5%. По-видимому, это обусловлено вымыванием хорошо растворимых солей магния в присутствии в почве большого количества солей кальция и замещением катионов магния катионами кальция. Одновременно отмечается уменьшение содержания поглощенного натрия, тем самым снижается степень возможного осолонцевания и дисперсии почвенных частиц. Наиболее благоприятный солевой режим отмечался в вариантах 5-7, где проводились глубокая вспашка или глубокое рыхление в первый год, а во второй и третий годы обычная вспашка в сочетании с щелеванием (вар, 5) и двухъярусная вспашка на 35 см (вар. 7) или вспашка переменной глубиной (вар. 6).

К концу вегетации произошло заметное соленакопление независимо от приемов основной обработки, однако почва по степени засоления оставалась слабозасоленной, как по хлор-иону, так и по сухому остатку и не переходила в разряд среднезасоленной. В контроле содержание солей было наибольшим и в слое 0-100 см составило 0,47% по сухому остатку и 0,026% по хлор-иону. Проведение обычной и двухъярусной вспашек в течение трех лет существенно не улучшило солевой режим по сравнению с контролем. Наиболее благоприятный солевой режим отмечался к осени, также как и весной в вариантах 5 и 7.

Таким образом, регулирование и поддержание оптимального солевого режима почвы при возделывании хлопчатника на фоне осенне-зимних эксплуатационных промывок возможно правильным выбором приемов основной обработки и их чередованием в период ротации севооборота.

Таблица 2

Урожайность хлопчатника, т/га__________________

№ варианта 1988 г. 1989 г. 1990 г. Среднее за три года Отклонения от контроля

1 3,24 3,39 3,15 3,26 - -

2 3,32 3,56 3,32 3,40 0,14 4,3

3 3,75 3,79 3,44 3,66 0,40 12,3

4 3,71 3,89 3,62 3,74 0,48 14,7

5 3.72 3,86 3,79 3,79 0,53 16,3

6 3,73 4,02 3,95 3,90 0,64 19,0

7 3,82 4,00 3,82 3,88 0,62 19,0

8 3,63 3,82 3,56 3,67 0,41 12,6

В зависимости от приемов основной обработки почвы изменялись рост, развитие и урожайность хлопчатника, а также технологические свойства хлопкового волокна. Наши данные (табл. 2) показали, что наибольшая урожайность хлопчатника в среднем за три года получена в варианте 6 (3,90 т/га), где в первый год проводилась вспашка плантажным плугом на глубину 45 см, а в последующие два года вспашка с переменной глубиной - на 25 см и 35 см. По сравнению с контролем увеличение урожайности хлопчатника составило 0,64 т/га или 19,6%. Близкой к этим показателям отмечена урожайность в вариантах 7 и 5 (3,88 и

3,79 т/га), где в первый год была проведена основная обработка на 28-30 см в сочетании с рыхлением на 60 см, а затем двухъярусная вспашка на 35 см, или плантажная вспашка на 45 см, а в последующие два года проводилась обычная вспашка на 28-30 см в сочетании с щелеванием на 40-50 см. Превышение над контролем здесь соответственно составило 0,62 т/га (19,0%) и 0,53 т/га (16,3%).

Технологические свойства волокна соответствовали сорту 175-ф и существенно не ухудшались на фоне проведения различных основных обработок. Глубокие основные обработки оказывали положительное влияние на главные технологические свойства хлопкового волокна (выход волокна, штапельная длина, разрывная нагрузка, разрывная длина и метрический номер).

Таким образом проблема обеспечения расширенного воспроизводства плодородия сероземно-луговых почв при возделывании хлопчатника в хлопковолюцерновом севообороте должна решаться на основе внедрения перспективных научно обоснованных основных обработок, способствующих улучшению свойств почвы и повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Ежегодное применение традиционной вспашки на 28-30 см не позволяет поддерживать плодородие почвы на высоком уровне и приводит к его ухудшению даже на фоне внесения минеральных и органических удобрений. Наибольший урожай хлопка-сырца в среднем за три года (3,90 т/га) был получен при вспашке на 45см в первый год и вспашке с переменной глубиной во второй и третий годы, который превышал контроль на 0,64 т/га, или 19,6%.

INFLUENCE OF RECEPTIONS OF THE BASIC PROCESSING ON PROPERTIES OF GROUND AND PRODUCTIVITY OF A COTTON IN CONDITIONS OF UZBEKISTAN

P.M. Nikiforov, A.V. Shuravilin

Department of pedology, agrochemistry and agroecology Russian People’s Friendship University st. Miklucho-Maklay, 8/2, 117198, Moscow, Russia

«The effect of the methods of the main processing on the characteristics of the serozem meadow soil and productivity of the cotton in the conditions of Andigan region of Uzbekistan.» There is a complete estimation of the effect of the main processing on the hydrophysical and agrochemical, hydro-salt regime of serozem meadow soil and on the productivity of cotton too. High fertility of serozem meadow soil is ensured with deep ploughing (45 sm) of the third year alfalfa and farther ploughing to different levels (25 sm and 35 sm). High efficiency of cotton cultivation is achieved with the deepcultivation to 60 sm during the first year and two-layers ploughing in to 35 sm during the second and third year. This steps promote considerable improvement of soil characteristics.

Орудия обработки воздействуют на почву чисто механически и поэтому изменяют преимущественно ее физические свойства: плотность; размеры и форму почвенных агрегатов; общий объем, размеры и соотношение различных пустот, пор и капилляров; размеры органических остатков; взаиморасположение и степень соприкосновения почвенных фаз и их компонентов.

Специфическое воздействие оказывает обработка на живую фазу почвы. Живые организмы при физическом воздействии на них часто погибают. При изменении сложения обрабатываемого слоя и перемещении в его пределах живых организмов значительно изменяются условия их существования, которые также могут привести к их гибели. Для некоторых групп организмов условия жизни улучшаются, это культурные растения, некоторые группы микроорганизмов, отдельные представители мезо - и макрофауны.

Значительное воздействие оказывает обработка на газовую фазу почвы. В результате рыхления, крошения, оборачивания усиливается доступ атмосферного воздуха в почву, особенно в глубокие слои, что может существенно изменять состав почвенного воздуха и окислительно-восстановительные условия. Обработка оказывает влияние на распределение и состав воздуха не только в различных слоях почвы, но и на поверхности и внутри почвенных агрегатов, изменяя их размеры, плотность и форму.

Очень незначительное влияние при однократном воздействии оказывает обработка на гранулометрический и химический состав почв, на содержание и состав органического вещества, разрушая частицы (реже вызывая их соединение), но при многократном физическом воздействии на некоторые почвы такое влияние может быть существенным.

При механическом воздействии на почву, особенно при ее перемешивании и оборачивании, существенно изменяется морфологическое строение почвы. Крошение и перемешивание, проводимые интенсивно (например, при фрезеровании) или многократно повторенные, приводят к гомогенизации почвенного материала, к созданию морфологически однородной почвенной массы.

Во многих случаях обработка приводит к дифференциации почвы по морфологическим признакам, чаще по плотности почвы. Например, при прикатывании верхний слой становится более плотным, при рыхлении - менее плотным. При обработке междурядий, при обработке почвы чизельными плугами, почвоуглубителями, глубокорыхлителями и т. п. почва становится неоднородной по этому показателю в горизонтальном направлении.

Вспашка часто приводит к морфологической неоднородности почвы прежде однородного пахотного горизонта. Например, припахивание подзолистого или иллювиального горизонта на подзолистых почвах, карбонатного на каштановых почвах приводит к ярко выраженной неоднородности по цвету, которая отражает неоднородность почвы по свойствам, определяющим условия жизни растений. Запахивание органических удобрений, остатков растений, химических мелиорантов также приводит к морфологически выраженной неоднородности пахотного горизонта. Особенно большой пестротой отличается пахотный горизонт осваиваемых почв, если при вспашке перемешиваются разнокачественные почвенные слои и горизонты, например при освоении подзолистых почв пахотный горизонт может состоять из черных пятен оторфованной подстилки, белесых - подзолистого горизонта, серых - гумусового, красновато-бурых - иллювиального или переходного горизонтов.

Изменение состояния почв в результате обработки существенно сказывается на режимах и процессах в обрабатываемом слое и в меньшей степени на остальной почвенной массе. Это приводит к изменению свойств почвы и ее плодородия. Обычно обработка в наибольшей степени изменяет водно-воздушный режим почв, причем такое действие может быть как положительным, так и отрицательным, несмотря на то что в задачи обработки входит изменение этого режима только в благоприятную сторону. Но, как известно, задачи обработки часто вступают в противоречие друг с другом, поэтому неблагоприятные последствия обработки необходимо компенсировать другими агроприемами.

Влияние обработки на свойства почвы часто происходит через почвенную биоту. На обрабатываемых почвах активность микроорганизмов, как правило, в несколько раз выше, чем на аналогичных целинных почвах, соответственно здесь выше скорость трансформации веществ и их биологического круговорота. На обрабатываемых почвах малый биологический круговорот уже трудно назвать кругооборотом, так как много веществ, особенно органических, из него исключается. Если не компенсировать эти потери с учетом своеобразия процессов в обрабатываемых почвах, происходит падение их плодородия.

Наиболее показателен в этом отношении пример с использованием черноземов в сельскохозяйственном производстве. При интенсивной распашке их на протяжении текущего столетия потери гумуса в этих почвах составили в зависимости от природных условий и применяемой системы хозяйствования от 20 до 50% и более. Интенсивная обработка и снижение содержания гумуса привели к снижению степени агрегированности почвы, уменьшению содержания наиболее ценной водопрочной зернистой фракции почвенной структуры. Такие изменения сопровождаются увеличением плотности почвы, ухудшением ее водопроницаемости и водоемкости, что заставляет интенсифицировать ее обработку, и, таким образом, образуется порочный замкнутый круг.

Процессы деградации почв, вызванные их распашкой, сходные с теми, что идут на черноземах, имеют место и на других почвах и не только в нашей стране. В почве прерий Северной Америки потери гумуса аналогичны его потерям на черноземах.

Второй мощный фактор деградации почв, вызванный их распашкой - эрозия почв. Водная эрозия и дефляция в той или иной степени затрагивают практически все почвы. Проявление этих процессов в своих крайних выражениях приводит к катастрофическим для почвы последствиям - она может целиком потерять свой плодородный гумусированный слой. Для предотвращения эрозии почв в районах ее интенсивного проявления приходится затрачивать много средств и усилий.

Изменения водно-воздушного и других режимов почв в результате обработки могут вызвать положительные изменения свойств почвы и повышение ее плодородия. Почвы, которые испытывают избыточное увлажнение, часто положительно реагируют на усиление их аэрированности. В. В. Докучаев еще в 1899 г. писал, что подзолистые почвы, безусловно, требуют для сельскохозяйственной культуры усиленного проветривания, что до сих пор не всегда учитывается при разработке систем обработки почв. И. Б. Макаровым (1981) было показано, что дифференциация пахотного горизонта дерново-подзолистых почв, которая приводит к ухудшению с глубиной свойств этого слоя, происходит постоянно и прерывается только механической обработкой почвы. Если почву оставить без обработки длительное время (десятки лет), то дифференциация в конечном счете приведет к приобретению бывшим пахотным горизонтом строения и свойств, сходных с таковыми в аналогичных целинных почвах. Нижняя часть этого слоя приобретает свойства подзолистого горизонта, большую роль в таких изменениях играет элювиально-глеевый процесс. При углублении пахотного горизонта путем глубокого рыхления почвы плугом Мальцева существенно сокращаются периоды переувлажнения нижней части пахотного горизонта, в нем изменяются окислительно-восстановительные условия, что значительно снижает интенсивность элювиально-глеевого процесса. В результате углубления пахотного горизонта увеличивается содержание гумуса, улучшается его качественный состав, уменьшается кислотность, повышается плодородие почвы.

При избыточном увлажнении и создании восстановительных условий в любых почвах затрудняется трансформация органических остатков, в образующемся гумусовом веществе преобладают агрономически наименее ценные фракции, интенсивно идут процессы денитрификации, образуются токсичные для растений соединения. Усиление аэрации почвы с помощью ее обработки позволяет уменьшить или полностью остановить развитие этих отрицательных явлений.

Рациональная обработка почвы может нейтрализовать отрицательные эффекты применения других агроприемов. В других случаях, наоборот, некоторые агроприемы могут компенсировать неблагоприятные последствия обработки. Часто максимальный положительный эффект можно получить, только сочетая определенные агроприемы с наиболее рациональной в данном случае обработкой почвы.

На каштановых почвах сочетание полива и оптимальной обработки приводит к увеличению содержания гумуса, улучшению агрегатного состава почв; в данном случае устанавливаются более благоприятные условия для образования гумусового вещества, что исследователи связывают преимущественно с изменением гидротермического режима почвы. С другой стороны, есть наблюдения, которые констатируют ухудшение свойств каштановых почв при поливе. Причины этого явления могут заключаться в следующем:

А) орошение не сопровождалось соответствующим изменением агротехники, б) недостаточно было изменить только систему обработки, чтобы воздействовать на почвенные процессы в положительную сторону, в) сам режим орошения мог быть далек от оптимального.

Возделывание пропашных культур, сопровождающееся интенсивной обработкой почв и их повышенной аэрируемостью, приводит к потере гумуса в почвах разного типа. Однако в сочетании с повышенными дозами вносимого навоза более интенсивная обработка на дерново-подзолистых почвах способствует более быстрому накоплению гумуса.

На засоленных почвах и солонцах поддержание пахотного горизонта в рыхлом состоянии и глубокое рыхление этих почв способствуют вымыванию солей из пахотного горизонта в более глубокие слои почвы как при орошении, так и при естественном увлажнении.

По данным В. В. Медведева (1982), агрегирующая способность механических элементов длительно распахиваемого чернозема велика, следовательно, потенциальная способность этой почвы к образованию микро - и макроструктуры сохраняется на достаточно высоком уровне. Минимализация обработки имеет большое значение как средство уменьшения отрицательного влияния длительной распашки на агрофизические свойства черноземов. Сочетание рациональной обработки почвы с внесением органических удобрений и другими агромероприятиями способствует восстановлению плодородия черноземов, что часто можно наблюдать на сортоучастках.

Отсюда видно, что влияние обработки на свойства почвы может быть самым различным в зависимости от ее интенсивности, почвенно-климатических условий, режимов увлажнения, возделываемой растительности, количества и качества удобрений. Однако в связи с ограниченностью имеющихся в настоящее время сведений о влиянии обработки на свойства почвы давать какие-либо прогнозы об этом влиянии в каждом конкретном случае затруднительно или даже невозможно. Необходимо расширять исследования в этом направлении и на их основе разрабатывать теорию обработки почвы, которая сейчас находится в неудовлетворительном состоянии.

Система наблюдений должна включать многие показатели физического, химического и биологического состояния почв. Если возможности наблюдателей ограничены, то необходимо прежде всего оценивать наиболее важные для исследуемых почв показатели, существенно влияющие на их плодородие. Например, на почвах засоленных или имеющих опасность засоления необходимо прежде всего следить за солевым режимом, на кислых почвах - за кислотностью и содержанием гумуса, на черноземах и луговых почвах, на орошаемых землях - за их структурным состоянием и т. д. При проведении широких исследований необходимо обязательно наблюдать за гумусным состоянием почв, так как, во-первых, оно является одним из основных факторов, определяющих плодородие почв, во-вторых, многие показатели гумусного состояния сравнительно быстро изменяются при изменении условий почвообразования и являются хорошими индикаторами этих изменений.

На начальном этапе освоения целины механическая обработка играет исключительно важную и по существу мелиоративную роль в почвообразовании.
При вспашке с оборотом пласта резко различные по свойствам генетические горизонты и подгоризонты срезаются на глубину вспашки и перемешиваются, в результате чего создается качественно новый горизонт - пахотный слой. Свойства его резко отличаются от свойств тех горизонтов, какие вошли при вспашке в его состав. Содержание гумуса и прочной структуры в новом пахотном слое почвы снижается до уровня средней величины в результате перемешивания с нижними менее гумусными и менее структурными горизонтами. Усредняется и плотность почвы. Обычно вновь созданный пахотный слой имеет более рыхлое сложение, чем основная масса подгоризонтов, захваченных плугом. Увеличивается численность почвенной микрофлоры и уменьшается почвенная фауна и ее роль в образовании прочной структуры и сложении почвы. Групповой состав почвенных микроорганизмов изменяется. Вследствие улучшенной аэрации в почве усиливаются процессы нитрификации, а процессы денитрификации при этом резко снижаются. Например, по данным А.С. Шаровой, численность денитрификаторов в результате распашки целины елового леса снизилась с 600 тыс. на 1 г почвы до нуля.
В процессе возделывания сельскохозяйственных культур система механической обработки почв регулирует плотность пахотного слоя - одного из главных факторов почвенного плодородия, так как с изменением плотности почвы меняются водный, воздушный и тепловой режимы и, как следствие, биологическая активность и питательный режим почвы (табл. 120).

Почва, оставленная без обработки даже в течение одного вегетационного периода, неизбежно уплотняется, при этом резко снижается ее свободная пористость и водопроницаемость. Увеличивается количество очень мелких пор и в связи с этим возрастает количество недоступной растениям влаги, ухудшается газовый режим почвы и резко снижается урожай растений. Так, повышение плотности почв от 1,0 до 1,6 г/см3 снижало скорость фильтрации воды в суглинистых и тяжелосуглинистых почвах в 1000 и 5000 раз, причем наибольшее падение фильтрации наблюдалось уже при первом уплотнении почвы от 1,0 до 1,2 г/см3. При увеличении плотности от 1,0 до 1,4 г/см3 влажность устойчивого завядания растений дерново-слабоподзолистой почвы увеличилась с 8,2 до 12,7 об.%, а южного чернозема - с 16,4 до 25,8%. В вегетационных опытах уплотнение почвы с 1,1 до 1,5 г/см3 вызывало снижение урожая овса на дерново-подзолистой почве с 12,7 до 7,5 г, на каштановой почве - с 10,5 до 7,5 г и на мощном черноземе - с 14,0 до 3,7 г зерна на сосуд (табл. 121).
Экспериментально установлена оптимальная плотность, при которой в пахотном слое создается благоприятное для получения наиболее высоких урожаев соотношение свободной и капиллярной порозности и благоприятный водно-воздушный и термический режимы. Для разных почв величина оптимальной плотности пахотного слоя почвы различна и колеблется в пределах от 1,0 до 1,25 г/см3. Система обработки почв направлена на создание оптимальной плотности сложения пахотного слоя для каждой культуры севооборота.
Исключительно важную роль играет обработка в регулировании водно-воздушного режима подзолистых и гидроморфных почв, которые испытывают длительное сезонное переувлажнение.
Регулируя водно-воздушный режим, механическая обработка повышает биологическую активность почвы, а вместе с этим улучшает ее пищевой режим. По Е.Н. Мишустину, обработка может увеличить численность почвенных микроорганизмов в 3 раза. Под влиянием обработки в почве увеличивается численность различных групп микроорганизмов и вместе с этим количество подвижных, доступных растениям соединений азота, фосфора и калия. Так, на делянках без растений в дерново-подзолистой почве, которая постоянно обрабатывалась по типу пропашных культур, численность бактерий на МПА, крахмало-аммиачной среде, среде Аристовской и Эшби была в 1,5-2 раза больше, чем на делянках с уплотненным пахотным слоем, который со времени посева озимых не обрабатывался. Соответственно в ней было выше и содержание элементов питания - гидролизуемого азота и подвижных соединений фосфора и калия.
Обработка почвы оказывает большое влияние на содержание гумуса в почве. С одной стороны, она усиливает аэробные процессы минерализации органического вещества в почве и тем самым играет важную роль в обеспечении растений элементами питания, в первую очередь азотом. С другой стороны, обработка, улучшая условия аэрации, способствует развитию микроорганизмов, участвующих в образовании гумуса, и усилению окислительных процессов. Напомним, что, по Тюрину, новообразование высокомолекулярных гумусовых веществ происходит в результате реакций окисления. Соотношение этих двух противоположных процессов - процессов минерализации и образования гумуса под влиянием обработки почвы - зависит от поступления в почву органического материала в виде растительных остатков, корневых выделений, органических удобрений. При наличии их в рыхлой обрабатываемой почве создаются условия для преобладания процессов образования гумуса над его минерализацией. Как видно из данных табл. 122, при внесении одинакового количества навоза в рыхлой почве под пропашной культурой гумуса образовалось значительное больше, чем в уплотненной почве под озимой рожью.

В лабораторных опытах при компостировании корней клевера в подзолистой и черноземной почвах в аэробных условиях (в токе газовой смеси - 20% O2 и 80% N) гумуса образовывалось также больше, чем в условиях анаэробных (0,5% O2 и 95,5% N).
Обработка почв частично разрушает структуру, но в то же время в еще большей степени образует структурные агрегаты в результате крошения глыб орудиями и за счет агрегации пылеватых частиц физически «спелой» почвы при сдавливании. Сближенные пылеватые и глинистые частицы скрепляются в агрегаты под действием сил Ван-дер-Ваальса, за счет добавочных валентностей, пленок ориентированной воды, полимеризации дипольных органических соединений и др.
Для каждой почвы существует своя оптимальная влажность структурообразования, соответствующая понятию «спелой» почвы, при которой перемешивание и механическое воздействие орудий обработки приводят к образованию структурных агрегатов. Опытами установлено, что обработка почвы при оптимальной влажности улучшает структурное состояние почвы и повышает урожай растений. На старопахотных распыленных почвах механическая обработка при оптимальной влажности осенью и весной, предпосевная обработка (рыхление и боронование) после выпадения осадков являются основным фактором улучшения структуры и водно-воздушного режима пахотного слоя на весь период вегетации. Механическая обработка сухой почвы, что бывает при лущении стерни, при подготовке почвы под посев озимых, наоборот, сильно разрушает структуру почвы.
Механическая обработка оказывает и косвенное влияние на структуру почвы. С одной стороны, она снижает прочность структуры, поскольку способствует минерализации гумусовых веществ, скрепляющих агрегаты. С другой стороны, в результате рыхления в почве лучше развивается корневая система растений, интенсивней образуются перегнойные вещества, мицелий и слизистые продукты жизнедеятельности микроорганизмов, повышающие прочность структуры. В конечном счете благодаря правильной обработке в почве образуется структурных агрегатов больше, чем разрушается. Однако структура, возникшая в результате обработки, обладает малой водопрочностью, большая часть ее разрушается в период осенне-весеннего переувлаженения почвы и только немногие из агрегатов, образованных обработкой, под влиянием гумусовых веществ эволюционируют в стабильно прочную структуру.
Под влиянием обработки изменяются, и агрохимические свойства почвы. Усиливаются процессы выветривания первичных минералов и процессы перевода минеральной части почвы в активные формы соединений, увеличивается содержание обменных оснований. В почвах с кислой реакцией при этом снижаются кислотность, содержание подвижного алюминия, увеличивается степень насыщенности почвы основаниями.
В результате уничтожения естественной растительности и механической обработки почв на площадях, вводимых в культуру, создаются условия для усиления водной и ветровой эрозии почв. Резко усиливается смыв и выдувание наиболее плодородного богатого гумусом верхнего слоя почвы, растут рытвины, промоины и овраги; как следствие этого снижается плодородие почв, гибнут посевы и увеличиваются площади бросовых земель. Поэтому защита пахотных почв от эрозии является одной из важнейших задач земледелия. Для предотвращения эрозии почв необходимы правильная организация территории с учетом рельефа и осуществление комплекса мер, направленных на устранение поверхностного стока и сохранение почв: специальные гидротехнические сооружения, террасирование склонов, постройка лотков-водотоков, водозадерживающих валов и водопоглощающих канав, лесные почвозащитные насаждения, противоэрозионная агротехника - глубокая безотвальная вспашка, прерывистое бороздование, вспашка и рядовой сев поперек склонов, противоэрозионные севообороты, внесение органических удобрений и др.