Влияние физико-механических свойств почвы на качество ее обработки

Физико-механические свойства почвы — один из важнейших факторов, определяющих качество ее обработки и условия роста и развития культурных растений, уровень их урожайности. Наи­большее значение при этом имеют структура, плотность, твер­дость и липкость почвы. Эти свойства в сочетании с влажностью определяют готовность почвы к обработке, ее качество и условия жизни растений.

Агрономически ценная комковато-зернистая структура, при­давая почве рыхлое сложение, облегчает прорастание и распро­странение корней растений, а также уменьшает энергетические затраты на механическую обработку почвы. Бесструктурные по­чвы по сравнению со структурными, обладая большей связнос­тью, оказывают и более сильное удельное сопротивление при обработке.

Плотность и структурность пахотного слоя в значительной сте­пени зависят от гранулометрического состава почвы и ее генезиса. В процессе механической обработки почвы эти характеристики изменяются. Их трансформация направлена на оптимизацию ус­ловий аэрации корнеобитаемого слоя почвы.

Наиболее благоприятные условия воздухообмена для роста и развития сельскохозяйственных культур, возделываемых на под­золистых почвах, достигаются при механической обработке поч­вы, когда общая пористость составляет 45—55 %, некапилляр­ная 20—25, а капиллярная 25—30 % объема почвы. Оптимиза­ция воздухообмена в корнеобитаемом слое черноземов предпо­лагает повышение общей пористости до 60—65 %, а пористости аэрации до 25 %.

Понижение значений пористости аэрации до 12—15 % объе­ма почвы приводит к снижению урожайности возделываемых культур.

Стабилизация оптимальных значений воздухообмена обраба­тываемого слоя почвы во многом определяется структурностью почвы и и водоустойчивостью ее агрегатов.

Оптимальное содержание водопрочных агрегатов (0,25—10 мм) для оподзоленных почв составляет 30—45 %, черноземов 45—60 %. При этом в пахотном слое доля агрегатов диаметром 0,25—30 мм должна достигать 80 %, а глыбистость поверхностного слоя не превышать 20 %. Данный качественный состав почвенных агрега­тов позволяет пахотному горизонту длительное время поддержи­вать задаваемые параметры.

Утрата обрабатываемой почвой агрономически ценной струк­туры способствует ухудшению ее водно-воздушных свойств.

Пересыхание верхнего слоя приводит к повышению твердости почвы, которая оказывает значительное влияние на обработку по­чвы, рост корневой системы растений. Достижение критических значений твердости (при уплотнении почвы тяжелой сельскохо­зяйственной техникой) — 10 кг/см² обусловливает приостановку роста корневой системы растений. Это особенно важно для фор­мирования корнеплодов у сахарной свеклы, моркови, клубней у картофеля.

Повышение влажности почвы до определенного предела, когда сила сцепления между частицами почвы становится меньше, чем между почвой и рабочей поверхностью орудия, приводит к появ­лению липкости почвы. При этом происходит пластичное дефор­мирование почвы. Это приводит к нарушению пористости, зама­зыванию, образованию корки, глыб и плужной подошвы. Состоя­ние почвы при этом практически необратимо, т.е. не может быть устранено или изменено в короткий срок агротехническими при­емами.

Проблема улучшения физико-механических свойств почвы — одна из главных в земледелии, так как от этого зависят увеличе­ние урожайности сельскохозяйственных культур и повышение производства продукции растениеводства.

Множество приемов регулирования физико-механических свойств и восстановления почвенной структуры можно объеди­нить в три большие группы: механические, химические, биологи­ческие.

Приемы первой группы включают интенсивную механичес­кую обработку почвы, почвоуглубление, щелевание и т.д. Эти приемы позволяют существенно улучшить физико-механические свойства почвы. Однако действие их кратковременное, и поэто­му для достижения продолжительного эффекта необходимо сис­тематическое многократное применение их. Следует отметить, что систематические интенсивные механические обработки способ­ствуют увеличению доли микроструктуры (илистых фракций) в структуре почвы и снижают водопрочность. Следовательно, меха­нические приемы регулирования физико-механических свойств, улучшая почвенные условия роста и развития растений в момент их применения, обусловливают значительное ухудшение их в перспективе.

Приемы второй группы — химические, включают использование для улучшения структуры и физико-механических свойств почвы различных химических веществ, называемых структуроулучшателями. Применение их повышает коэффициент структурности почв. Использование этих веществ перспективно, но ограничено эконо­мической целесообразностью. К приемам этой группы можно от­нести известкование кислых почв и гипсование солонцов. В ре­зультате известкования почва становится структурной, увеличи­вается ее водопроницаемость и уменьшается плотность. Извест-106 кованные почвы имеют более благоприятные физико-механичес­кие свойства.

Гипсованием устраняют щелочную реакцию солонцовых почв, улучшают их физические свойства и структурное состояние. Твердость и сопротивление при обработке, липкость и другие физико-механические свойства в результате замещения погло­щенного натрия кальцием становятся более благоприятными в агрономическом отношении. Однако применением известко­вания и гипсования нельзя полностью решить проблему улуч­шения физико-механических свойств и структуры почвы, так как решение ее выходит далеко за пределы кислых и щелоч­ных почв.

Приемы третьей группы — биологические, они направлены на
повышение содержания органического вещества (гумуса) в поч­
ве. Эти приемы универсальны и долговечны. С увеличением со­
держания гумуса в почве улучшаются не только ее физико-ме­
ханические и химические свойства, но и все почвенные режи­мы: пищевой, водный, воздушный. Результаты наших исследова­ний свидетельствуют о том, что с повышением содержания гумуса в почве уменьшается ее плотность и повышается устойчивость к различным деформациям. При содержании гумуса в почве 3,7 % и более равновесная плотность почвы устанавливается на опти­мальной для культурных растений величине. Такие почвы да­же после принудительного уплотнения способны под действием естественных факторов (увлажнение, замораживание, высушива­ние) к разуплотнению и не требуют рыхления с целью регули­рования физических свойств. Почвы с содержанием гумуса ме­нее 3,7 % после принудительного уплотнения не восстанавлива­ют исходной плотности. На таких почвах необходима механи­ческая обработка как средство регулирования физико-механи­ческих свойств.

К биологическим приемам регулирования физико-механи­ческих свойств почвы относят: совершенствование севооборо­тов, включающее увеличение доли многолетних трав в струк­туре посевных площадей; применение сидеральных культур; увеличение объема вносимых органических удобрений; опти­мизацию обработки почвы, направленную на уменьшение ин­тенсивности и глубины рыхлений с целью снижения темпов минерализации органического вещества почвы и распыления структуры.

Контрольные вопросы и задания

1. Перечислите физико-механические свойства почвы. 2. Дайте характерис­тику агрономическиценной структуры. 3. Что такое спелость почвы? 4. Как обра­зуется плужная подошва? Каковы ее вред и пути преодоления? 5. Назовите при­емы регулирования физико-механических свойств почвы.

 

 

Лекция № 7

 

Тема: Географическое распространение и классификация почв

План

7.1. Закономерности территориального распределения почв

7.2. Систематика и номенклатура почв

7.3. Классификация почв

7.4. Классификация антропогенно-преобразованных почв