Эффективное плодородие частей пахотного слоя почвы

Как известно, основная масса корней культурных растений размещается в верхнем слое почвы, и послеуборочные остатки растений остаются на поверхности, что способствует гетерогенному строению пахотного слоя почвы и является причиной более мелкого размещения корней последующих культур. В районах с недостатком влаги верхний 0-10 см слой в условиях жаркой погоды за короткий срок пересыхает до мертвого запаса влаги, а в нижних слоях влага сохраняется в почве до середины июня. Складывается такая ситуация: доступных форм питательных веществ больше в верхнем слое, а более благоприятный водный режим создается в нижнем. Такое состояние приводит к рез- кой дифференциации слоев почвы по плодородию [2, 3, 4].

Важное теоретическое положение о дифференциации пахотного слоя по плодородию было открыто русскими учеными в начале XX века [5]. Ими установлено, что если пахотный слой не оборачивать, то плодородие за счет воздействия атмосферных осадков, образно говоря, подтягивается в верхний слой. Практическое значение этого открытия впервые показал Л.Н. Барсуков [1].

Чтобы изучить это явление, нами в 2008 году в лесостепной зоне Челябинской области на выщелоченном черноземе с содержанием гумуса 5% был заложен лабораторно-полевой опыт с ячменем сорта Одесский. На опытном участке в трехкратной повторности вкопали лизиметрические ящики размером 50x50x30 см и заполнили их почвой согласно схеме: 1) почва из слоя 0-10 см; 2) почва из слоя 10-20 см; 3) почва из слоя 2030 см; 4) почва, представляющая тщательно перемешанную смесь из слоев 0-10, 10-20 и 20-30 см.

В каждый ящик с помощью трафарета высеяли по 100 штук семян ячменя. Закладку опыта 2008 г. использовали для посева ячменя в 2009 году. В 2009 г. сделали новую закладку по той же схеме, что и в 2008 году.

По материалам исследований минимальная биомасса снопа по вариантам опыта за два года наблюдений была отмечена в четвертом варианте (слой 20-30 см): в 2008 г. – 1382,8±17,21 г, в 2009 г. (закладка 2008 г.) – 1012,0 ±17,1 г; в 2009 г. (новая закладка) – 2005,2 ±16,44 г с 1 м². В варианте (0-10 см) биомасса снопа составила соответственно в 2008 г. – 1498,8±16,44 г, в 2009 г. (закладка 2008 г.) – 2018,8±11,0 г. и в 2009 г. (новая закладка) – 2113,2±25,15 г с 1 м². Число зерен в колосе в 2008 г. колебалось по вариантам от 18,27 до 18,97 шт. на один колос; в вариантах в 2009 г. (закладка 2008 г.) – от 18,3 до 21,0 шт. на один колос, а в 2009 г. (новая закладка) – от 19,23 до 20,60 шт. на один колос. В 2009 г., когда климатические условия для роста и развития культур были лучше, чем в 2008 г., все показатели структуры урожая были более высокими.

Максимальная масса зерна с единицы площади в годы наблюдений была в вариантах с почвой из слоя 010 см: в 2008 г. (закладка 2008 г.) – 106,8±10,24 г с 1 м2, в 2009 г (закладка 2008 г.) – 132,4±3,78 г, в 2009 г. (закладка 2009 г.) – 118,0±5,51 г с 1 м2, по сравнению с вариантами из почвы, взятой из нижерасположенных слоев, а также по сравнению с вариантами из слоя 030 см – «перемешано». Если за 100% принять массу зерна со снопа варианта из слоя 0-10 см в 2008 г. (106, 8 г/м2, закладка 2008 г.), то в 2009 г. (закладка 2008 г.) она составит 124% (132,4 г/м2), а в 2009 г. (закладка 2009 г.) – 110,5% (118,0 г/м2). То есть, чем благоприятнее условия для культуры, тем выше ее урожайность. Нереализованные возможности плодородия слоя 0-10 см в 2008 г. (из-за недостатка влаги), смогли проявить себя в 2009 г. (закладка 2008 г.), когда урожайность достигала 132,4 г/м2.

Итак, за годы наблюдений, если максимальная урожайность зерна ячменя была отмечена во втором варианте (слой 0-10 см), то наименьшая – в четвертом варианте (слой 20-30 см). Следовательно, плодородие частей почвы в пахотном слое по мере углубления уменьшается. Перемешивание частей почвы способствует выравниванию и повышению плодородия пахотного слоя, о чем свидетельствуют вышеприведенные результаты.

Эффективное плодородие, как известно, в большей степени реализуется через деятельность почвенных микроорганизмов. Большинство же полезных микроорганизмов, участвующих в важнейших превращениях органического вещества в почве, являются аэробами. Периодическое оборачивание почвы ведет к перемешиванию ее слоев, что способствует увеличению эффективного плодородия. То есть, периодическим оборачиванием почвы можно регулировать микробиологическую активность в почве и накопление усвояемых питательных веществ. Следовательно, в условиях лесостепной зоны Челябинской области периодическое оборачивание и перемешивание частей пахотного слоя почвы необходимо с целью повышения урожайности культур.