Почва

      2.2.3 Роль обработки в создании и окультуривании пахотного слоя дерново-подзолистых почв. 

      На  двучленных почвах, когда верхний  слой 30-40 см легкого механического  состава подстилается подпахотным  слоем тяжелого механического состава, в периоды большого поступления  влаги весной, при таянии снега  и во время ливневых дождей образуется верховодка – перенасыщение верхнего слоя почвы водой в результате плохого просачивания ее в глубокие слои. В результате рыхления плотного подпахотного слоя влага проходит в более глубокие слои почвы. Тем самым образуются запасы влаги в нижних слоях почвы, которые растения могут использовать в периоды с недостаточным количеством осадков. Углубление пахотного слоя оказывает существенное влияние на запасы доступной влаги в почве. При углублении пахотного слоя тяжелосуглинистой почвы влажность значительно выше, чем при обычной вспашке. На среднесуглинистой почве при углублении пахотного слоя также увеличивается влажность почвы. Количество микроорганизмов меняется в зависимости от сроков определения в вегетационный период, глубины и способа обработки. Наибольшее количество микроорганизмов наблюдается в периоды оптимального увлажнения почвы и оптимальной температуры [6].

      Углубление  пахотного слоя является экономически эффективным приемом.

      Преимущество  глубокой обработки по сравнению  с обычной вспашкой – изменение  водно-физических, физико-химических и биологических свойств дерново-подзолистых почв. Глубокие обработки, изменяя строение пахотного слоя, увеличивают общую скважность на 3-5%, а некапиллярную – на 10-12%. Также глубокие обработки, изменяя скважность не только пахотного, но и подпахотного слоев, увеличивают запасы почвенной влаги по сравнению с обычной вспашкой. Изменяя в благоприятную сторону аэрацию и влажность почвы, они способствуют активизации микробиологической деятельности, при этом увеличивается выделение углекислого газа из почвы. Под действием глубокой обработки улучшается пищевой режим в основном на менее кислых почвах. При этом происходит более активное накопление азота и фосфора за вегетационный период. Глубокие отвальные обработки, создавая более высокую аэрацию в сравнении с приемами подпахотного рыхления, ухудшают за счет припашки подпахотных слоев микробиологическую деятельность и в итоге пищевой режим на почвах с большим количеством алюминия в подзолистом горизонте. При глубокой обработке увеличивается поглотительная способность почвы и содержание органического вещества. Создаются также более благоприятные условия для лучшего развития корневой системы растений и более глубокого ее распространения по профилю почвы. Глубокие обработки, кроме безотвального рыхления, более эффективны в борьбе с многолетними сорняками [6].

      Анализируя  причины падения урожаев, можно  предложить несколько способов избавления от почвоутомления:

• севооборот культур с возвращением на прежнее место через два-три года;
• смена сортов одной и той же культуры: позднеспелых и раннеспелых, с разной устойчивостью к болезням;
• возделывание культур на зеленое удобрение, которое по содержанию элементов питания не имеет преимущества перед навозом, однако оздоравливает почву от болезней, снижает засоренность. Наилучшие зеленые удобрения - редька масличная, люпин, фацелия, горчица, рапс озимый и яровой. Однако и они имеют недостаток: для их развития требуется больше времени, чем, например, для озимой ржи, которая, будучи посеянной довольно поздно, то есть после уборки урожая на даче, рано освобождает поле под весенний сев;
• использовать растения-санитары. При заражении картофельной нематодой для оздоровления почвы высевают клеверо-злаковые травосмеси, донник, овес. Почвенные грибы, перерабатывающие растительные остатки и одновременно уничтожающие нематод, усиливают свою деятельность при запашке зеленых и органических удобрений. Компост из зеленых удобрений снижает зараженность почвы килой капусты;
• для оздоровления почвы можно применять зеленые удобрения.

        Однако следует иметь в виду, что ежегодное применение сидератов  при бессменном посеве основной  культуры полностью не снимает  почвоутомления. Севооборот все  же необходим, культуры должны сменять друг друга, пусть не так часто, как хотелось бы.

        Перечисленные способы использования  зеленых удобрений имеют свои  достоинства и недостатки. Следует  учесть, что культуры на зеленое  удобрение также нужно чередовать, ведь и они, особенно люпин, могут накапливать специфические заболевания [13]. 

      2.2.4 Севооборот культур 

      В современных системах земледелия регулирование  плодородия почвы характеризуется комплексным характером, обеспечивающим, прежде всего, сохранение и стабилизацию ее гумусового состояния.

      Установлено, что из числа факторов, влияющих на плодородие, в первую очередь следует отметить севооборот.

      Различные культуры агроценоза имеют разный уровень отчуждения органического вещества. В агроценозах особая роль в пополнении почвы свежим негумифицированным веществом принадлежит севообороту. В севооборотах с насыщенными пропашными культурами ежегодные потери гумуса из пахотного слоя составляют более 20% (>1,2 т/га). На содержание гумуса влияют и виды севооборотов.

      Чередование культур в севооборотах влияет на качественный состав гумуса. Более широкое соотношение гуминовых и фульвокислот обнаружено в почве плодосменного севооборота — 1,57. В бессменных посевах самое широкое соотношение гуминовых и фульвокислот отмечено в почве из-под гороха (1,75). Таким образом, в агроценозах бобовым культурам следует отводить роль улучшителей гумусового состояния почвы [2].

      Высокий урожай культур агроценоза в выпаханных черноземах невозможно получить без оптимизации содержания доступных питательных веществ. Большая роль при формировании плодородия принадлежит нетоварной части урожая. Это прежде всего относится к соломе. Ее использование в качестве удобрения прежде всего влияет на содержание в почве органического вещества.

      За  две ротации севооборота содержание гумуса в пахотном слое почвы снижается на 0,14%, а несение соломы снижает дегумификацию. Внесение соломы влияет на содержание водопрочных агрегатов. При внесении соломы уменьшается плотность почвы на 0,03 г/см³, улучшается питательный режим почвы. Эти показатели положительно коррелировали с продуктивностью культур севооборота.

      Таким образом, для повышения плодородия почвы в полевых севооборотах и создания бездефицитного баланса гумуса необходимо использовать на удобрение некормовую солому озимых культур в измельченном виде. Соломистые остатки, заделанные в почву после уборки озимой пшеницы дисковыми орудиями, создают мульчирующий слой, снижающий потери влаги [2].

      В формировании эффективного плодородия почвы большую роль играют органические удобрения, основным из которых традиционно считается навоз. Однако сейчас это ценнейшее удобрение утратило доминирующую роль. В современных сельскохозяйственных предприятиях, а также в фермерских хозяйствах основным органическим удобрением следует считать нетоварную часть урожая и зеленые удобрения — сидераты.

      Исследования  показывают, что в условиях Центрального Черноземья замена чистого пара на сидеральный способствует улучшению системы обработки почвы, эффективнее защищает поле от ливневых летних осадков, обеспечивает накопление в почве свежего легкодоступного органического вещества. Установлено, что больше всего накапливают органического вещества бобовые культуры .

      В условиях Центрального Черноземья культура на зеленое удобрение должна иметь  низкий коэффициент транспирации (засухоустойчивость) при большом накоплении органического вещества и высоком коэффициенте размножения.

      При следовании пара после культур с подсевом многолетних трав лучшим сидератом является донник белый, имеющий стержневую корневую систему. Главная задача при возделывании донника — получение хороших всходов и обеспечение благоприятных условий роста и развития под покровной культурой. Для предотвращения изреживания травостоя следует снижать норму высева покровной культуры [2].

      Использование озимых культур в сидеральном  пару определяется получением всходов в оптимальные сроки летне-осеннего периода. Заслуживает особого внимания озимая вика, как поставщик биологического азота. Ценность рапса определяется санитарной ролью в севообороте и интенсивным ростом в весенний период. Недостаток озимого рапса — его низкая зимостойкость. Из мятликовых культур представляет интерес райграс, биологической особенностью которого является формирование мощной мочковатой корневой системы, обеспечивающей хорошую оструктуренность почвы. Сидеральные пары благоприятно влияют на питательный режим почвы. Сидеральные пары повышают биологическую активность почвы, снижают ее токсичность, ускоряют разложение свежих негумифицированных питательных веществ.

      Введение  сидеральных паров в полевых  севооборотах Центрального Черноземья — один из приемов биологизации земледелия, обеспечивающий пополнение почвы свежим органическим веществом и оказывающий комплексное влияние на почвенные процессы и формирование эффективного плодородия.

      Особую  роль в сохранении плодородия почвы выполняют многолетние травы. В занятых парах они способны накапливать 6—8 т/га негумифицированных растительных остатков в пахотном слое почвы. Важная роль многолетних трав проявляется в их способности улучшать структуру почвы и повышать ее дренированность (водопроницаемость).

      Итак, основой воспроизводства плодородия черноземных почв ЦЧР является система  севооборотов, обеспечивающая уменьшение токсичности почвы, создание условий  для разложения органического вещества. Оптимальные условия для сохранения органического вещества складываются в плодосменных севооборотах с многолетними травами, комплексным использованием органических и минеральных удобрений. Сидераты в системе удобрений являются важнейшим приемом повышения плодородия почвы [2].   

      2.2.5 Применение торфа для улучшения почв. 

      Применение  торфа сопровождается улучшением водно-воздушного режима и повышением сорбционной  способности почв, что в сочетании  с обогащением органическим веществом  активизировало жизнедеятельность  ризосферной микрофлоры. Значительно  возрастает численность микронаселения ризосферы, но и улучшается ее качественный состав. Повышается и содержание ауксоавтотрофов в составе микробиоценозов [10].

      Применение  торфа на дерново-подзолистых почвах неэффективно без внесения минеральных  удобрений и малоэффективно на фоне высоких доз азота, фосфора и калия. Торф не является существенным источником элементов корневого питания. Внесение большого количества торфа улучшает физические, физико-химические и биологические свойства почвы, но, однако, из-за дефицита элементов минерального питания не повышает эффективного плодородия дерново-подзолистых почв. И только в условиях дополнительного обеспечения питательными веществами минеральных удобрений применение торфа на дерново-подзолистых почвах становится эффективным [10]. 

      2.2.6 Влияние вносимых мелиоративных добавок  

      Дерновые  оподзоленные оглеенные среднесуглинистые  почвы и дерново-слабоподзолистые оглеенные супесчаные почвы –  почвы с невысоким уровнем  плодородия из-за кислотности, низкого  содержания гумуса и плохой структуры. В процессе осушения структура еще больше ухудшается, однако применение органики несколько тормозит этот процесс. Известкование кислых почв на короткое время снижает кислотность, но кальций в почвенном поглощающем комплексе не закрепляется. Применение гидроокиси магния приводит к улучшению почвенной структуры. При внесении мелиоранта прослеживается увеличение содержания гумуса. Наибольший эффект достигается при внесении мелиоранта нормой 3% в слой 0 – 30 см. В супесчаных почвах отмечено и изменение состава гумуса: увеличивается содержание гуминовых и снижается содержание фульвокислот. Таким образом, возможно снизить качество гумуса и его растворимость. При внесении мелиоранта прослеживается и снижение содержания подвижного алюминия, что отражается и на снижении кислотности [3].

      Таким образом, гумат гидроокиси магния всесторонне  влияет на свойства почв. С физической стороны улучшается структурное  состояние и водопрочность агрегатов, с химической – повышается содержание гумуса и улучшается его качество, снижается гидролитическая кислотность и подвижность алюминия, реакция почвенного раствора приближается к нейтральной. Поэтому внесение мелиоранта может заменить известкование почв и в дальнейшем стать тем универсальным способом, который устранит нежелательные антропогенные изменения свойств почвы, такие, как декальцинация, потери гумуса, ухудшение структуры, увеличение кислотности [3].