Одной из главных проблем сельского хозяйства на сегодняшний день является истощение почвенного покрова. Вопрос поддержания плодородия почв особенно актуален в нынешних условиях интенсификации сельскохозяйственного производства. В среднем за последние десятилетия наблюдается снижение содержания гумуса и питательных веществ в почве, что вызывает необходимость наблюдений за состоянием орошаемых земель с целью выбора агротехнических мероприятий, направленных на сохранение и повышение плодородия почвы.
Основным свойством почвы, безусловно, является плодородие, которое характеризуется способностью обеспечивать растения необходимыми питательными веществами и минералами, а также обеспечивать оптимальный воздушный и водный режимы.
Плодородие почвы определяют множество показателей, таких как содержание гумуса, ферментативную активность, целлюлозоразлагающую способность, интенсивность дыхания почвы, состав микрофлоры и т. д.
При выращивании сельскохозяйственных культур должны создаваться благоприятные почвенные условия для проявления их биопродуктивности. Одним из способов антропогенного воздействия на биологическую активность почвы и плодородие, является способ её обработки.
Сохранение потенциального плодородия в значительной степени зависит от содержания гумуса, т. к. в нем сосредоточены основные запасы азота и фосфора почвы. Одним из факторов восстановления запасов гумуса является обработка почвы [5]. Наиболее перспективной системой основной обработки, с точки зрения сохранения и накопления гумуса является комбинированная обработка, основанная на чередовании вспашки и рыхления плугом, содержание гумуса при которой увеличивается в пахотном слое тёмно-серых лесных почв на 0,38 %. Данные технологии эффективны при обеспечении необходимых параметров качества крошения почвы [6]. Обработка почвы, основанная на сочетании отвальной 1 раз в 4 года и поверхностной в остальные 3 года, так же способствует увеличению содержания гумуса в почве, усилению микробиологической активности за счет создания благоприятных условий для ее развития [8].
Одной из главных характеристик почвы является ферментативная активность. Ферменты накапливаются в почве в результате жизнедеятельности микроорганизмов и выделения корневых систем растений. Для создания большей ферментативной активности следует отдавать предпочтение обработке почвы с оборотом пласта. Опыты показали, активности фермента системы поверхностной обработки была меньше, чем при ежегодной отвальной и поверхностно-отвальной обработках [9].
Целлюлозоразрушающая способность почвы является показателем биоклиматических и экологических условий почвообразования, интенсивности биохимических процессов, круговорота элементов питания и обеспечения ими растений, а, следовательно, и биологической активности почвы и уровня ее плодородия. В целом по пахотному горизонту усиление активности микрофлоры, разрушающей целлюлозу, при наибольших значениях обеспечивается с системой поверхностно-отвальной обработки почвы. Причиной усиления целлюлозоразрушающей способности почвы при данной технологии можно считать накопление и своевременное прерывание минерализации органических веществ, как в верхнем, так и в нижнем слоях пахотного горизонта путем проведения периодической вспашки, которая меняет условия для микроорганизмов: аэробных на анаэробные и наоборот [8;9]. Следует отметить, что повышение активности целлюлозоразлагающей микрофлоры не способствует минерализации гумуса, а разлагает первичные органические вещества, поступающие в почву. В результате такого разложения образуются соединения, входящие в состав гумусовых веществ, что в свою очередь увеличивает содержание гумуса [8].
Деятельность микроорганизмов является основным фактором разложения органического вещества в почве. Интенсивность этого процесса часто характеризуется быстротой выделения СО2 почвой. Максимальное количество СО2 из почвы выделяется на вариантах при обработанных чизелем, минимальное — вариантах с мелкой обработкой, причем вспашка обеспечивает высокий уровень биологической активности как на верхнем (0–10 см), так и на нижнем (10–20 см) слое почв, а при мелкой только на верхнем слое [10].
Из исследований известно при вспашке значительно увеличивается численность аэробной микрофлоры, интенсивность разложения свежего органического вещества при одновременном уменьшении коэффициента гумификации, возрастают темпы минерализации, что при недостаточном поступлении свежих органических остатков приводит к уменьшению содержания гумуса в почве. При безотвальной обработке биологическая активность несколько уменьшается, за счет увеличивается численность анаэробных бактерий, в результате чего микробиологическое разложение свежего органического вещества замедляется, а коэффициент гумификации увеличивается [2].
Для регулирования численность грибов в почве до оптимального уровня рекомендуется система обработки с оборотом пласта. В исследованиях на системе поверхностной обработки наблюдалось превышение грибов в сравнении с поверхностно-отвальной по пахотному горизонту, что приводит к ухудшению биологического состояния почвы [9].
От биологической активности в прямой зависимости находится токсичность почвы, которая является фактором, отрицательно влияющим на почвенное плодородие. Последствия токсичности заключаются в торможении роста корней, хлорозе растений, нарушении обмена веществ, задержке поступления питательных веществ, подавлении дыхательного процесса и т. д. Было установлено, что в нижнем слое наибольшая токсичность формировалась на почве с ежегодной поверхностной обработкой, а наименьшая — при поверхностно-отвальной. Это объясняется тем, что при длительной поверхностной обработке содержание гумусовых соединений, которые способствуют детоксикации, в нижнем слое уменьшается, а при системе поверхностно-отвальной обработки за счет оборачивания почвы на место нижнего слоя размещается верхний с накопленными гумусовыми соединениями [8;9].
Главным показателем физического состояния почв является их плотность сложения, от нее зависят водный, воздушный и тепловой режимы [3]. Главными причинами снижения плодородия на переуплотненной почве является недостаток кислорода и избыток углекислого газа, плохая водопроницаемость и ухудшение водного режима в целом, а на слишком рыхлой почве — малая концентрация влаги и питательных веществ в объеме, непродуктивный расход воды на испарение [4;7]. Анализ исследований позволяет сделать вывод, что плотность почвы при отвальной обработке меньше, чем при мелкой мульчирующей обработке, что наиболее оптимально для большинства культур [1].
С величиной плотности сложения связан показатель пористости почвы, который показывает общее количество пор и пустот между структурными единицами почвы. Доказано, что чем глубже обработка, тем больше пористость почвы. Так большую пористость обеспечивает вспашка, при которой почва приобретает рыхлое мелкокомковатое состояние, благоприятное для роста и развития растений [3;4].
Однако по сравнению со вспашкой безотвальная основная обработка улучшает водный режим почвы, обеспечивает большую устойчивость и защиту почвы от водной и ветровой эрозии [4].
Обработка почвы играет важную роль в регулировании водного режима почвы. Мелкая мульчирующая обработка способствует лучшей влагообеспеченности семян растений и в последующем на всем периоде вегетации культур, так как при ней происходит большее накопление продуктивной влаги, нежели на вспашке [1].
Таким образом, основная обработка почвы оказывает существенное влияние на показатели плодородия почвы, от которой зависит урожайность культур и качество сельскохозяйственной продукции.
Литература:
- Белкин, А.А. Влияние обработки почвы на агрофизические, агрохимические свойства почвы и урожайность зерновых культур [Текст] / Белкин А. А., Беседин Н. В. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2010.- С. 54–57.
- Берестецкий, О. А. Биологические основы плодородия почвы [Текст] / Возняковская Ю. М., Доросинский Л. М. и др. // М.: Колос, 1984.- 287с.
3. Гулаев, В.М. Влияние основной обработки почвы на агрофизические показатели плодородия почвы на посевах сои [Текст] / Гулаев В. М., Зудилин С. Н., Гулаева Н. В. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2014.- С. 1090–1092.
- Казаков, Г. И. Обработка почвы в Среднем Поволжье: монография [Текст] / Казаков Г. И. // Издаительство Самарской государственной сельскохозяйственной академии, 2008. 251 с.
5. Мелихова, Н.П. Агроэкологические показатели плодородия и продуктивности орошаемых агроландшафтов светло-каштановых почв Нижнего Поволжья [Текст] / Мелихова Н. П., Зибаров А. А., Онистратенко Н. В. // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование, 2015.- С. 104–109.
6. Перфильев, Н. В. Влияние минимизации обработки на плодородие тёмно-серой лесной почвы в северном Зауралье [Текст] / Перфильев Н. В., Вьюшина О. А., Скипин Л. Н. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2015.- С. 43–47.
- Подсевалов, М. И. Влияние обработки почвы и удобрений на агрофизические показатели чернозема выщелоченного и урожайность зернобобовых культур при биологизации севооборотов [Текст] / Подсевалов М. И., Хайртдинова Н. А. // Нива Поволжья, 2012. № 3 (24). С. 1822.
- Смирнов, Б.А. Влияние разных по интенсивности систем обработки и удобрений на изменение биологических показателей плодородия почвы [Текст] / Смирнов Б. А., Котяк П. А., Чебыкина Е. В. // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2008.- С. 16–20.
9. Смирнов, Б.А. Влияние систем минимальной обработки, удобрений и защиты растений на биологические показатели плодородия дерново-подзолистой глееватой почвы [Текст] / Смирнов Б. А., Котяк П. А., Чебыкина Е. В., Труфанов А. М. // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии, 2013.- С. 85–96.
- Титовская, А.И. Влияние обработки почвы, удобрений и сорта ярового ячменя на биологические показатели плодородия [Текст] / Титовская А. И. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2015.- С. 149–151.
