Оптимизация основных показателей плодородия почвы

Оптимизация мощности пахотного слоя и плотности сложения почвы

Плотность сложения почвы — масса сухого вещества почвы в единице ее объема, ненарушенного естественного сложения (объема почвы включает поры). Плотность почвы зависит от минералогического и механического состава, структуры почвы и содержания органического вещества.

Большое влияние имеет обработка почвы и воздействие движущейся по поверхности почвы техники.

Наиболее рыхлой почва бывает сразу после обработки, затем он постепенно уплотняется и через некоторое время ее плотность приходит в состояние равновесной, то есть мало изменяющейся. Плотность почвы сильно влияет на поглощение влаги, газообмен в почве, развитие корневой систем растений, интенсивность микробиологических процессов. Оптимальная плотность пахотного горизонта для большинства культурных растений — 1,0 — 1,2 г/см3.

Чрезмерно рыхлое состояние почвы также неблагоприятно, так как почва при этом быстро иссушается, нарушается контакт семян, корней растений с почвой. Отрицательное влияние повышенной плотности на легких почвах (пески и супеси) сказывается слабее или вовсе не сказывается для ряда культур.

Мощный пахотный слой необходим для ведения устойчивого интенсивного высокопродуктивного растениеводства. Наличие мощного корнеобитаемого слоя, образуемого путем постепенного и интенсивного окультуривания почвы, позволяет получать высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур, более полно использовать ресурсы влаги и питательных веществ почвы, эффективнее использовать высокие дозы удобрений. При небольшом корнеобитаемом слое вносить высокие дозы удобрений малоэффективно, так как часть питательных веществ может оказаться за его пределами и станет недоступной для корней растений. Кроме того, могут происходить большие потери питательных веществ от вымывания.

1) d факт- 1,38 г/см³

d_v факт- 1,26 г/см³

h пах- 20 см.

Рис. 1.Схема строения пахотного слоя Где: h₁ — фактическая мощность пахотного слоя почвы (h пах), см, h₂ — величина припашки, см, h₄ — величина вспушивания, см, h₅ — оптимальная мощность пахотного слоя почвы, см.

• 2) Мощность пахотного слоя и плотность сложения почвы можно регулировать несколькими способами: а) механической обработкой; б) вспушиванием почвы за счет увеличения в ней содержания органических веществ (прежде всего гумуса) и её оструктуриванием; в) припашкой нижележащего подпахотного горизонта.
• 3) Так как подпахотный горизонт А2В1, величина припашки h2- 2 см.
• 4) Величина пахотного слоя вместе с припашкой:

h₃= h₁+ h₂,.

h₃= 20+2=22см.

Масса почвенного слоя с припашкой М_{пах. факт.} = d_vфакт. х h₃ х 100,(т/га) М_{пах факт}=1,38×22×100=3036 т/га.

• 6) Из литературных данных известно, что 1% гумуса снижает плотность сложения почвы на 0,12 г/см³ .В заданном случае разница по плотности составляет:
  • ? d_v= d_v факт— d_v опт ,
  • ? d_v=1,38−1,26=0,12 г/см³

Следовательно, чтобы устранить эту разницу по плотности необходимо увеличить содержание гумуса на? Г в почве. Для расчета составим пропорцию:

1% гумуса — 0,12 г/см³ .

Х%(? Г) гумуса — 0,12 г/см³ .

отсюда Х%(? Г) =1 х? d_v: 0,12,.

Х%(? Г)=1×0,12/0,12=1%.

Рассчитываем длительность достижения оптимального показателя исходя из пропорции.

1год — 0,2%.

X лет — 1%,.

отсюда х=1/0,2=5 лет.

Для достижения оптимального уровня плотности почвы d_v опт -1,26 г/см³ необходимо повысить содержание гумуса на 1%. Процесс повышения гумуса в почве носит длительный временной характер, поэтому для повышения содержания гумуса на 1% потребуется 5 лет при условии систематического внесения в почву органических веществ в расчётных нормах.

7) Масса расчётного гумуса в почве, т/га, М_гумуса= h₃ x d_v опт x Г%, где Г% - величина расчётного содержания гумуса в почве, в %.

М_гумуса=22×1,26×1 =27,72 т/га.

Масса пахотного слоя после оптимизации гумуса, М_{пах опт}= М_{пах факт}+ М_гумуса, т/га.

М_{пах опт}=3036+27,72=3063, 72 т/га.

8) Мощность пахотного слоя h₅ из соотношения М_{пах опт}= d_v опт x h₅ x100, отсюда.

h₅= М_{пах опт:} (d_v опт x 100), см,.

h₅= 3063,72/(1,26×100)=24,32 см.

9) Величина вспушивания.

h₄= h₅ — h₃, cм;

h₄=24,32−22=2,3 см При оптимизации плотности почвы произойдёт её снижение до 1,26 г/см³, это будет достигнуто за 5 лет, из-за повышения содержания гумуса в почве на 1%. Вследствие оптимизации пахотный слой в результате припашки 2 см и вспушивания 2,3 см увеличится с 22 см до 24,32 см.