Машинная деградация почв

В последнее время в технической литературе появился термин «машинная деградация почвы» (МДП). Так назван комплекс вредных последствий массированного воздействия на почву ходовых систем машин и рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Сюда входят переуплотнение почвы и истребление почвенных микроорганизмов, нарушение структуры, снос перемолотой земли водой и ветром. Только из-за переуплотнения урожай зерновых снижается на 20%, бесполезно расходуется до 40% минеральных удобрений и 18% горючего.

Сейчас в России из 132 млн га пашни на 87 млн полностью разрушена структура пахотного горизонта. На каждом гектаре пашни ежегодно вырабатывается 23 эталонных гектара пахоты — в течение сезона землю пашут, боронят, лущат, культивируют и т. д. Враг поля — резиновое колесо. За сезон трактор «Беларусь» образует на гектаре 12—14 т пыли. Плодородный слой перетирается колесами, уносится ветрами. Оставшаяся часть под давлением техники настолько уплотняется, что порой не поддается обработке плугом. Тяжелые колесные тракторы создают в 3—4 раза больше пыли, чем гусеничные.

Исследованием целинных и залежных земель установлено, что в них содержится водопрочных агрегатов 70—80%, т. е. структурное состояние отличное (табл. 4.4). На старопахотных участках количество водопрочных агрегатов уменьшается до 5—10%, поэтому здесь структурное состояние почв крайне неудовлетворительное.

Таблица 4.4

Влияние распашки на содержание в составе почвы водопрочных агрегатов чернозема.

Особенно большой и часто непоправимый вред почве приносит применение на пашне тяжелых сельскохозяйственных орудий. Трактор К-744 весит 14,3 т (трактор МТЗ-82 весил всего 3,4 т), современные комбайны весят 12—15 т и более (комбайн «Дон-1500» — 13,4 т). Они давят на почву с силой 2,6 кг/см², тогда как предельно допустимая норма давления не должна превышать 1,5 кг/см².

Интенсивное применение тяжелой техники приводит не только к разрушению структуры пахотного слоя, но и к уплотнению глубоких горизонтов почвы, а возникшая на глубине 50—70 см повышенная плотность не восстанавливается до оптимальных величин. Таким образом, наиболее опасным эффектом МДП является повышенное уплотнение корнеобитаемого слоя. Это явление тем более пагубно, что оно проявляется незаметно для земледельца и имеет тенденцию прогрессирующего нарастания.

Роль плотности в становлении свойств почвы и жизни растений многогранна. Она оказывает значительное влияние на накопление воды и пищи, а также на соотношение воды и воздуха в почве. На плотных почвах резко ухудшаются водный режим и газообмен, снижается биологическая активность.

На основе изучения почв Западного Предкавказья установлено, что максимальные урожаи сельскохозяйственных культур получают на черноземах с плотностью в горизонте АВ порядка 1,30—1,35 г/см³. Поэтому граница оптимальных значений плотности нижней толщи почвы определяется величиной 1,35. Последовательное увеличение плотности почвы ведет к постепенному снижению урожайности (табл. 4.5). Обычно увеличение плотности почвы в ее корнеобитаемом слое на 0,1 снижает урожай зерновых культур на 10—15%.

Таблица 4.5

Снижение продуктивности черноземов по мере возрастания плотности горизонта АВ.

Различные растения неодинаково реагируют на степень уплотнения почвенного профиля. До некоторой степени переносят уплотнение корнеобитаемого слоя подсолнечник, люцерна, хлопчатник, рис, слива, вишня. Наоборот, очень рыхлых почв требуют овощные культуры, кукуруза, черешня, виноград. Особенно неблагоприятна высокая плотность для клубнеплодов. У картофеля, например, увядает ботва, клубни деформируются, удлиняются, падает урожайность.

Плотность почвы оказывает влияние на численность микроорганизмов, на биологическую активность почвы. Нормальный газообмен нарушается при плотности более 1,45 г/см³. Начинает проявляться анаэробиозис. Это вызывается сокращением количества макропор и крупных капилляров, подавляются диффузия воздуха и газообмен между почвой и атмосферой. В почвах резко снижается содержание кислорода. Меняется направление биологического превращения веществ, подавляется разложение органического вещества.

Важное значение имеет оценка плотности почвы для плодовых насаждений. Критическая величина зависит от механического состава почвы. Для тяжелых почв она меньше, для легких несколько больше (табл. 4.6). При выборе участков под различные группы плодовых насаждений учитывается неодинаковое уплотнение почв. По отрицательной реакции на уплотнение плодовые деревья располагаются в следующем порядке: черешня, абрикос, груша, яблоня, слива, вишня. Наиболее чувствительна к уплотнению черешня и менее всего — слива и вишня.

Изучение зависимости продуктивности винограда от физических свойств показало тесную прямую корреляционную зависимость урожайности с общей порозностью и обратную — с плотностью почв. При уплотнении активной корнеобитаемой толщи до 1,35 г/см³ и по;

Таблица 4.6

Нормальные и предельно допустимые величины плотности для роста корней плодовых культур на легких почвах.

розности свыше 50% уровень плодородия почв для культур винограда остается высоким. Но уже при средней плотности 1,6 г/см³ и порозности 45—50% урожайность снижается в два раза, а при плотности более 1,7 г/см³ виноград гибнет. Уплотнение почвы отрицательно сказывается на накоплении сахара в ягодах и способствует росту кислотности. По коэффициентам детерминации 81% в изменении урожайности и до 45—50% изменений в сахаристости и кислотности могут определяться варьированием плотности и общей порозности. Следовательно, физические свойства почв оказывают значительное влияние на урожайность винограда и его качества. Поэтому один из путей повышения продуктивности виноградных агроценозов — улучшение физических свойств почвы за счет уменьшения и в будущем даже полного исключения уплотнений почв сельскохозяйственными машинами и внедрения мостовой технологии виноградарства.

Максимальная продуктивность всех плодовых пород на тяжелых по механическому составу почвах наблюдается при величине плотности, равной или меньше 1,35, на легких — 1,40 г/см³. Изучение многолетней урожайности плодовых деревьев на почвах с разным уплотнением позволило определить уровень плодородия почв в зависимости от этого показателя (табл. 4.7).

Для предотвращения уплотненности почв необходимо проводить обработку при низкой влажности, на разную глубину, ограничивать количество проходов почвообрабатывающих орудий. Необходим повсеместный переход на легкую почвооберегающую технику и отказ от плужной обработки почв. Природа «никогда не пахала, она только сеяла». И этот.

Таблица 4.7

Уровень плодородия почв для многолетних насаждений при различной степени уплотнения основного корнеобитаемого слоя (25—150 см).

самосев на протяжении тысячелетий давал стабильный урожай биологической массы. Бесплужное рыхление, стерня и пожнивные остатки уменьшают плотность почвы. При этом почвы не образуют корки, а значит, улучшается водопроницаемость, повышаются влагоемкость и воздухообмен, что способствует наращиванию в них органического вещества.

Необходимо отметить, что все сельскохозяйственные культуры как биологические объекты способствуют разрыхлению почвенной массы. Особенно эффективны многолетние травы и подсолнечник.

Машинная деградация приводит к переуплотнению почв, разрушению их структуры, снижению биологической активности. Различные растения неодинаково реагируют на степень уплотнения почвенного профиля. Устойчивее к уплотненности почв подсолнечник, люцерна, рис, слива, вишня. Очень рыхлых почв требуют овощные культуры, черешня, кукуруза, виноград. Экологическая граница между оптимальной и негативной плотностями условно находится в пределах 1,35—1,45 г/см³ — при плотности выше 1,45 г/см³ качество земли ухудшается, а при плотности ниже 1,35 г/см³ условия для развития корневых систем оптимальны.