ОБРАБОТКА ПОЧВЫ

Предпосадочная и предпосевная обработка почв.

Специфика обработки почв в хозяйственных отделениях.

Лекция 6

Контрольные вопросы

1. Основные отделения питомника и посадочный материал выращиваемый в них.

2. Расчет площади, необходимой для выращивания сеянцев и саженцев в простой, комбинированной и уплотненной школах.

3. Пути оптимизации почвенной экологии в питомнике.

4. Состав организационно-хозяйственного плана питомника и принципы организации его территории.

 

Теоретические основы механической обработки почвы.Обработка почвы в лесных питомниках- важное звено в тех­нологии выращивания посадочного материала древесных и кустар­никовых пород. Она представляет собой механическое воздействие на почву рабочими органами орудий с целью создания благоприят­ных условий для роста и развития сеянцев и саженцев. Под ростом и развитием (по Чайлохяну М.Х., 1963) понимается следующее со­держание. Рост - это необратимое увеличение размеров и массы тела, связанное с новообразованием элементов структуры организ­ма. Развитие- это качественные изменения структуры и функций растений, и его отдельных частей, органов, тканей и клеток, возни­кающие в процессе жизненного цикла.

Почва обладает различным плодородием, которое тесно связа­но с ее происхождением, воздействием климата, растений и микро­организмов, земледельческой культуры. От последней во многом за­висит эффективность использования почвы. Эффективное использо­вание заключается в том, чтобы выращиваемые на ней деревья и кустарники накапливали наибольшее количество органического ве­щества и обладали определенными биологическими свойствами.

Условия жизни сеянцев и саженцев, особенно почвенные, в питомнике регулируются применением комплекса агротехнических мероприятий и прежде всего обработкой почвы. На протяжении вы­ращивания посадочного материала растения меняют требования к условиям. Поэтому система агротехнических мероприятий стано­вится действенным средством управления ростом и развитием по­садочного материала. Наибольшего эффекта от агротехнических мероприятий можно добиться только в том случае, если учитывать требования выращиваемого посадочного материала и конкретные условия внешней среды.

Основные задачи обработки почвы следующие: 1) изменение строения пахотного слоя почвы и ее структурного состояния, обес­печивающих оптимальный водный, воздушный, тепловой, питатель­ный режимы; 2) усиление круговорота питательных веществ путем извлечения их из более глубоких горизонтов почвы и воздействия в необходимом направлении на микробиологические процессы; 3) уничтожение сорных растений, возбудителей болезней и вреди­телей; 4) защита почвы от ветровой и водной эрозии; 5) создание благоприятных условий для заделки семян и улучшения формиро­вания корневых системы деревьев и кустарников; 6) заделка в почву растительных остатков и удобрений.

Потребность в воде у сеянцев и саженцев деревьев и кустар­ников от весны до середины второй половины вегетационного пе­риода увеличивается, а запасы почвенной влаги, особенно в зоне недостаточного увлажнения, уменьшаются. Регулирование водного режима почвы в питомнике проводят агротехническими приемами. В зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения применяют об­работку почвы по системе черного пара и глубокую вспашку. Это создает условия для возможно большего поступления в почву атмо­сферных осадков, особенно весенних во время снеготаяния. Сохра­нение накопленной влаги в почве достигается системой ее поверх­ностной обработки, мульчированием и систематическим уничтоже­нием сорняков по мере их появления.

Сорняки являются мощным конкурентом лесных растений не только за влагу, но и за элементы питания и свет. При наличии тра­вянистой растительности активность корней выращиваемого поса­дочного материале в поглощении влаги и элементов питания сни­жаются, а также их рабочая поверхность и интенсивность дыхания, Таким образом травянистые растения оказывают отрицательное влияние на рост и развитие древесных пород не только как актив­ные конкуренты за влагу и питательные вещества, но и значительно снижают интенсивность физиологических процессов культивируе­мых растений. Меры рационального использования влаги направ­лены на то, чтобы выращиваемый посадочный материал более продуктивно ее расходовал. Сюда относят своевременное и тща­тельное рыхление почвы, оптимальные сроки и способы посева се­мян, чередование пород в севообороте, внесение удобрений.

С водным режимом тесно связан воздушный. Изменения коли­чества воды в почве вызывают увеличение или уменьшение объема пор, занимаемых воздухом. Задача регулирования воздушного ре­жима сводится к поддержанию в почве газообмена между атмосфе­рой и почвой. Воздух в почве необходим растениям и микроорганиз­мам. В пахотном горизонте количество воздуха колеблется от 8 до 36% общего объема почвы и зависит от объема некапиллярных пор.

При обработке почвы, а также в естественных условиях в поч­ву поступает атмосферный воздух. В большинстве случаев все ком­поненты воздуха (кислород, азот, углекислый газ, водяные пары) используются в почве. Кислород обеспечивает окисление органиче­ских веществ и перевод их в форму, доступную для питания расте­ний, способствует активной деятельности микроорганизмов, а также распространению и усилению деятельности микоризы. Азот воздуха в присутствии кислорода используется нитрифицирующими бакте­риями (клубеньковыми и свободноживущими), которые образуют нитраты, пополняя запасы азота в почве. Кислород в почве быстро расходуется и при отсутствии газообмена через 2-е сут. полностью потребляется, а концентрация углекислоты резко возрастает. Газо­обмен между почвой и атмосферой в основном происходит через диффузию газов и зависит от объема свободных пор, которых должно быть не менее 13...15% общего объема почвы. В зоне не­достаточного и неустойчивого увлажнения значительный недостаток воздуха наблюдается редко. В зоне избыточного увлажнения расте­ния больше страдают от недостатка воздуха, чем от переувлажне­ния. Регулирование воздушного режима достигается углублением пахотного слоя, размерами посевного и посадочного места, уничто­жением корки на поверхности почвы с помощью борон, катков и дру­гих орудий, а также гидромелиоративными мероприятиями.

Большое значение при выращивании посадочного материала имеет тепловой режим почвы. Для каждой породы необходимы оп­ределенные температурные условия, меняющиеся по фазам роста сеянцев и саженцев. Температура почвы при этом играет важную роль. Сроки посева, послевсходовое формирование корневой сис­темы и надземной части сеянцев тесно связаны с температурным режимом почвы. Минимальные и максимальные температуры в пе­риод прорастания семян и появления всходов у разных видов де­ревьев и кустарников неодинаковы. Большое значение имеют тем­пературные условия в жизнедеятельности микроорганизмов почвы. При оптимальных температурах наиболее активно проходят про­цессы образования доступных форм питательных веществ, связы­вания атмосферного азота клубеньковыми и свободноживущими бактериями.

Поступление тепловой энергии солнца в почву может быть увеличено ее обработкой и регулированием водно-воздушного ре­жима. Вспаханная почва больше аккумулирует тепла, она менее те­плопроводна и более теплоемка, чем необработанная. Внесение ор­ганических удобрений/-в северных районах улучшает тепловой ре­жим почвы,

Питательный режим сеянцев и саженцев при выращивании их в питомнике имеет важное значение. Потребность в элементах пи­тания зависит от вида посадочного материала, породы, срока вы­ращивания. Удовлетворение сеянцев и саженцев питательными веществами в известной степени достигается за счет обработки почвы. Регулирование режима питания может идти следующими пу­тями: 1) искусственным пополнением почвы питательными вещест­вами; 2) превращением элементов пищи, находящихся в почве, из недоступной в усвояемую растениями форму; 3) созданием условий для лучшего использования растениями питательных веществ; 4) борьбой с потерями питательных веществ из почвы.

Пополнение почвы питательными веществами происходит пу­тем внесения удобрений и фиксации атмосферного азота бактерия­ми. Например, при благоприятных условиях азотобактер может связывать до 50 кг азота на 1 га, а клубеньковые бактерии - до 300 кг на 1 га. К благоприятным условиям относятся слабокислая нейтральная реакция почвы, хорошая аэрация, оптимальная температура (25...30 °С), высокое содержание фосфора и калия.

Большая часть запасов пищи в почве находится в недоступном для растений состоянии. Обработка почвы улучшает почвенный микроклимат (усиливает аэрацию почвы, улучшает ее температур­ные режимы и т.п.) и активизирует работу полезной почвенной мик­рофлоры. Это способствует переводу питательных веществ из не­усвояемой для растений формы в усвояемую. При этом органиче­ское вещество почвы, остатки растений проходят сложный процесс гумификации. Белковые вещества подвергаются гидролизу и микро­биологическому разложению. Особая роль в переводе недоступных форм органических веществ почвы в форму, доступную для сеянцев и саженцев ели, лиственницы, сосны, дуба и других пород, обла­дающих микотрофным типом питания, принадлежат микоризе.

С целью оптимизации почвенной экологии путем накопления и сохранения влаги в почве, ее разрыхления, обеспечения воздухо­обмена можно применять полимерные структурообразователи (ад­сорбенты), которые при их высокой гигроскопичности одновременно являются и регуляторами влажности. Например, 1 грамм водорас­творимого эфироцеллюлозного полимера (натриевая соль карбоксиметил целлюлозы Л/э- КМЦ) способен впитать 80... 100 г воды. Эти вещества при увлажнении почвы поглощают влагу, многократно увеличиваясь в объеме и тем самым создают запас влаги, но затем постепенно ее высвобождают. В результате этого устраняется опасность гибели растений от недостатка воды. При этом освобож­дается часть занимаемого полимером места, способствуя разрых­лению почвы и лучшему проникновению в нее воздуха. Полимерные адсорбенты сокращают вымывание удобрений, поглощают излиш­нюю воду во влажных условиях и обеспечивают сохранение ее в за­сушливых. Последнее позволяет сократить количество поливов.

Обобщая вышесказанное, можно сделать вывод о том, что водный, воздушный, тепловой и питательный режимы почвы взаи­мосвязаны и оказывают решающее влияние на выращивание поса­дочного материала. Поэтому задачу получения большего выхода посадочного материала с высокими качественными показателями можно в значительной мере решить за счет правильного выбора системы обработки почвы.

Системы и приемы обработки почвы.Под приемом обработки почвы понимают однократное воздей­ствие почвообрабатывающими орудиями на почву. Различают приемы общие и специальные. К общим приемам обработки почвы относят вспашку, лущение, шлейфование, боронование, культива­цию, прикатывание, щелевание, кротование, безотвальное рыхле­ние, грядование; к специальным - двух- и трехслойную вспашку, плантажную вспашку с предплужником, фрезерование и т. п. От­дельно взятый прием не может обеспечить решения задач, возла­гаемых на обработку. Поэтому применяют несколько приемов или целую систему обработки почвы. Под последней понимают совокуп­ность приемов обработки почвы, выполняемых в определенной по­следовательности и подчиненных решению главных ее задач, при­менительно к конкретным почвенно- климатическим условиям. При выращивании посадочного материала в питомниках применяют сле­дующие системы обработки почвы: зяблевую, черного, раннего, занятого, сидерального паров.

Система зяблевой обработки почвы включает лущение, осеннюю вспашку и весеннее боронование. Лущение-рыхление поверхностного слоя почвы - проводят одновременно с уборкой урожая или следом за ней на глубину 4...7 см. В этом случае прерываются выходящие на поверхность капилляры, что обеспечи­вает пополнение влагой пахотного горизонта из нижележащих. Запа­ханные на небольшую глубину семена сорняков прорастают, а по­павший в верхний слой почвы воздух при лущении способствует уси­лению окислительных процессов и накоплению доступных для пита­ния растений веществ. При засорении почвы корневищными и корне-отпрысковыми сорняками лущение проводят дисковыми орудиями на глубину 10. ..12 см в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Через 12...15 дней после лущения проводят вспашку плугом с предплужником (культурную вспашку) на глубину пахотного слоя. Если пахотный слой небольшой мощности, то на плуг устанавлива­ют почвоуглубители так, чтобы общая глубина обработки почвы со­ответствовала размерам корневой системы посадочного материала данного вида и возраста. При вспашке верхний, обогащенный, слой почвы (10...12 см) вместе с проросшими семенами сорняков, остат­ками растений, куколками и яйцами вредителей сбрасывается на дно борозды, а нижний структурный слой почвы с большим запасом питательных веществ выносится на поверхность и обогащается ки­слородом (рис. 6.1). Вынос подзола на поверхность не допускается. Обработанная таким образом почва на зиму остается незаборонованной для лучшего задержания влаги. За осенне-зимний период почва восстанавливает капилляры. Одновременно в нижнем слое почвы при недостатке кислорода погибают проростки семян сорня­ков, живые корневища растений, вредители, а также проходят слож­ные анаэробные про­цессы, способствующие восстановлению струк­туры почвы. В верхнем, вывернутом, слое поч­вы хорошая структура сохраняется. Обилие влаги и воздуха в порах почвы, весеннее тепло усиливают жизнедея­тельность микроорга­низмов и окислительные процессы. В результате этого верхний кор-необитаемый слой почвы имеет достаточное количество доступной для сеянцев и саженцев пищи. Система зяблевой обработки почвы завершается ранневесенним боронованием, которое прерывает вы­ходящие к поверхности почвы капилляры и тем самым сохраняет влагу; поверхностный слой почвы хорошо сохраняет тепловую энер­гию, поступающую от солнца.

Система черного пара включает зяблевую обработку, после которой в летний период проводят неоднократную (3...4 раза) культивацию почвы, а осенью- глубокую вспашку плугом без отва­лов, затем весеннее боронование. Лущение, культурная вспашка, весеннее боронование, включенные в систему черного пара, пре­следуют те же цели, что и при зяблевой обработке почвы. Первую культивацию пара проводят в третьей декаде мая паровыми культи­ваторами на глубину 8...10 см, вторую культивацию - во второй де­каде июня на глубину 10...12см, третью- в конце июля на глубину 12...15 см. Конкретные сроки культивации черного пара устанавли­вают в зависимости от образования корки на поверхности почвы и отрастания сорняков. При каждой культивации происходит обога­щение почвы атмосферным воздухом, прерываются капилляры и уничтожаются сорняки. В результате этого почва сохраняет влагу, больше аккумулирует тепла, и в ней усиливаются аэробные и мик­робиологические процессы. В поверхностном слое почвы наряду с сохранением влаги накапливаются вещества, пригодные для пита­ния сеянцев и саженцев древесных пород. Перепашку почвы прово­дят в конце лета или в начале осени без оборота пласта на глубину 30...35см. Такой прием обработки почвы не допускает перемеши­вания ее слоев, но обеспечивает проникновение воздуха по всему пахотному слою. При этом в нижнем слое почвы наряду с анаэробными процессами усиливаются аэробные и образуются вещества, пригодные для питания древесных растений, развивающих глубокую корневую систему.

После перепашки почва остается на зиму незаборонованной. В малоснежных районах с сильными морозами в конце осени про­водят боронование с целью сохранения влаги в почве.

Система раннего пара включает весеннюю культур­ную вспашку, трех- четырехкратную культивацию пара в вегетацион­ный период, осеннюю перепашку без оборота пласта, весеннее боронование. Каждый из этих приемов преследует те же цели, что и при обработке по системе черного пара.

Система занятого пара включает лущение, культур­ную вспашку, боронование, посев сельскохозяйственных культур, имеющих короткий вегетационный период, или многолетних трав, способных связывать атмосферный азот посредством бактерий; уборку сельскохозяйственных культур; перепашку пара без оборота пласта; весеннее боронование.

Приемы обработки почвы по систе­ме занятого пара преследуют те же цели, что и при системе черного пара. Посев же сельскохозяйственных культур проводится для того, чтобы пополнить запасы почвы азотом, а также для образования прочной комковатой структуры в верхнем слое почвы.

В занятых парах высевают культуры, которые рано убирают (вико-овсяную смесь, зернобобовые, кукурузу на зеленый корм) или многолетние (клевер, тимофеевку, люцерну и др.). Парозанимаю­щие культуры высевают с таким расчетом, чтобы поле раньше ос­вобождалось под посевы или закладку школ. При занятии полей многолетними травами применяют следующий порядок обработки травяного поля. На второй год пользования, после второго укоса трав (3-я декада июля), травяное поле лущат на глубину 8 см с це­лью подрезки узлов кущения многолетних трав. Ко времени осенней вспашки подрезанные узлы кущения подсыхают и теряют жизнеспо­собность, в то время как основная толща травяного пласта сохраня­ется. В середине сентября травяной пласт пашут плугом с пред­плужником на глубину до 30 см в посевном отделении и до 40 см в школьном. При этом органическая масса травяного пласта заделы­вается на глубину вспашки и будет разлагаться анаэробным путем, комки почвы пропитываются перегноем, и создается прочная струк­тура.

Система сидерального пара включает лущение, вспашку, весеннее боронование, посев сидератов (люпина однолетнего, вико-овсяной смеси, донника, чины и др.), запашку сидератов, культивацию, перепашку без оборота пласта, весеннее боронова­ние. Сидеральный пар применяют с целью повышения плодородия почвы. Цели отдельных приемов обработки почвы в системе те же, что и при системе занятого пара. Запашку сидератов проводят на глубину 12,..15 см в период образования завязей или цветения, т. е. в период, когда в зеленой массе этих растений содержится наи­большее количество азота. В конце июля или в первой декаде авгу­ста проводят культивацию на глубину 8...10 см для уничтожения сорняков, сохранения влаги в почве и проникновения воздуха для ускорения разложения зеленой массы сидератов. Перепашку прово­дят без оборота пласта так, чтобы сидераты оставались на глубине 15 см и интенсивно разлагались, превращаясь в форму, пригодную для питания сеянцев и саженцев.

Первичное освоение территории питомника.Технология подготовки и обработки почвы при первичном ос­воении земель под питомник зависит от типа почв, лесорастительной зоны, характера участка (вырубка, гарь, пашня и т. д.) и расти­тельности, произрастающей на нем. В практике лесного хозяйства чаще всего используют под питомник залежные земли, и земли, вышедшие из-под леса и кустарника, а также сельскохозяйственного пользования.

Подготовка площадей, вышедших из-под леса. В этом случае первичное освоение начинается с расчистки площади от пней, ва­лунов, порубочных остатков и отдельно стоящих деревьев и кустарников. Затем вычесывают корни, проводят планировку поверхности и зяблевую вспашку. После этого в зависимости от состояния участок может оставаться на 1...2 года под черным паром или засеваться зерновыми.

При использовании для питомников лесных почв, особенно в таежной зоне, необходимо проводить окультуривание пахотного слоя. Для этого делают вспашку с оборотом пласта на глубину гуму­сового горизонта с одновременным рыхлением нижележащих слоев без оборота пласта. В процессе первичного освоения площади пи­томника, а затем в полях севооборота проводят постепенное углуб­ление пахотного горизонта до необходимых размеров и одновре­менно вносят органические и минеральные удобрения, а при необ­ходимости проводят известкование. Углубление выполняют осенью при зяблевой вспашке и подъеме паров. При каждом углублении толщина подпахиваемой части подзолистого слоя на средне- и сла­боподзолистых почвах должна быть не более 1/4…1/3 первоначаль­ного пахотного горизонта, а на сильноподзолистых почвах не более 1/6...1/5. За один период севооборота углубление должно быть не более 6...8 см. На неокультуренных и слабо окультуренных подзоли­стых почвах через каждые 3...4 года вносят органоминеральные удобрения (торфяные компосты) из расчета 100 т/га, а на окульту­ренных почвах- 50т/га. Компосты вносят весной после вспашки почвы перед ее поверхностной обработкой.

Подготовка заросших кустарником и занятых мелколесьем участков. Для очистки заросших кустарником земель применяют химические средства и механическое удаление кусторезом. Кусто­резом срезают мелкие деревья и кустарники вровень с поверхно­стью почвы, а оставшиеся пни корчуют. Затем почву дискуют и па­шут на глубину до 25 см. Кустарники высотой 1,5...2 м запахивают, что способствует лучшей аэрации почвы и, постепенно разлагаясь, они обогащают почву питательными веществами. В последующие годы, до окончательного разложения запаханных кустарников, почву обрабатывают дисковыми орудиями, а затем плугами с предплужни­ками. Одновременно с основной обработкой почвы для ее окульту­ривания вносят удобрения и известь. Освоение участков, занятых кустарниками, начинают со второй половины лета.

Подготовка залежных земель в лесостепной и степной зо­нах. При первичном освоении территории питомника подготовка площади должна проводиться так, чтобы наиболее полно использо­валось плодородие этих земель. Огромный запас питательных ве­ществ, сосредоточенный в целинных и залежных землях, в значи­тельной степени находится в недоступном для растений состоянии. Поэтому первоочередная задача- хорошая заделка дернины и ли­шение ее жизнедеятельности, а также придание пахотному слою рыхлого строения, предотвращение эрозии и распространения сор­няков. Наиболее эффективным приемом обработки этих земель бу­дет вспашка плугом с предплужником весной или в начале лета. Ранняя вспашка обеспечивает активную деятельность микроорга­низмов, интенсивное накопление питательных веществ, доступных для сеянцев и саженцев, а также сохранение влаги. При поздней осенней вспашке активность микроорганизмов резко снижается вследствие низких температур. В результате этого выращиваемые растения весной испытывают голодание из-за недостатка доступной пищи. В этих условиях целесообразно обработать почву активато­ром почвенной микрофлоры. Этот биопрепарат способствует раз­множению полезной почвенной микрофлоры. При этом подавляется развитие фитопатогенных микроорганизмов, повышается фермен­тативная активность и метаболизм почвы. На 1 га требуется 400 л раствора с концентрацией 2,5 мл на 1 л воды.

При достаточной мощности перегнойного горизонта глубина вспашки должна быть не менее 25 см, после нее поверхность вы­равнивается боронованием или дискованием. В течение лета про­водят культивации, количество которых устанавливают в зависимо­сти от появления сорняков. При высококачественной вспашке и от­сутствии многолетних сорняков на второй год ограничиваются по­верхностной обработкой или глубоким рыхлением.

Подготовка залежных земель Нечерноземной зоны. На луго­вых участках растительность уничтожают плугом с предплужником. Если перегнойный горизонт небольшой мощности, на плуг монтиру­ют почвоуглубитель. Участки, бывшие под сельскохозяйственным пользованием, при значительном истощении почв обрабатывают по системе занятого или черного пара с внесением минеральных, ор­ганических и бактериальных удобрений.

Обработка почвы в хозяйственных отделениях питомника.В лесных питомниках применяют системы зяблевой обработки, черного, раннего, занятого и сидерального паров. Применение той или иной системы обработки почвы связано с конкретными лесорастительными условиями.

Система зяблевой обработки почвы применяется прежде все­го в районах, обеспеченных влагой, и на незадернелых почвах. Черный пар- эффективное средство накопления влаги в почве и борьбы с сорной травянистой растительностью. Применяют его на плодородных почвах в зонах недостаточного и неустойчивого ув­лажнения. Ранний пар применяют в зонах с избыточным и неустой­чивым увлажнением в случае выкопки посадочного материала вес­ной. Занятый пар применяют главным образом в районах доста­точного увлажнения, а также в орошаемых питомниках. Система сидерального пара применяется в зонах неустойчивого и избыточ­ного увлажнения. Запашка зеленой массы сидератов в значитель­ной степени пополняет почву азотом. Недостаток в почве калия, фосфора и микроэлементов восполняется внесением минеральных удобрений.

При обработке почвы в питомнике необходимо правильно ус­тановить глубину вспашки, которая определяется, прежде всего, размером выращиваемого посадочного материала и почвенно-климатическими условиями. В посевном отделении почву пашут на глубину 20...35 см, в школе - на 30...50 см. В лесной зоне глубина вспашки минимальная, в лесостепи и степи она увеличивается, а в условиях сухой степи доходит до максимума. Вспашку почвы в пи­томнике проводят навесными плугами общего назначения.

Дерново-подзолистые почвы следует вспахивать с оборотом пласта только гумусового горизонта и рыхлением подзолистого го­ризонта (без выноса его на поверхность). Такая комбинированная вспашка обеспечивает сохранение питательных веществ в верхнем слое почвы, что положительно сказывается на грунтовой всхожести семян и росте сеянцев. Выход сеянцев в этом случае увеличивается на 15...20 % по сравнению с участками, где вспашка была обычной, и на поверхность выносился подзолистый горизонт.