Структурно-агрегатный состав и водопрочность почвы в зависимости от интенсивности обработки

Под структурой почвы понимают совокупность агрегатов или структурных отдельностей различной величины, формы, пористости механической прочности и водопрочности. Агрегаты диаметром больше 0,25 мм называются макроагрегатами, мельче 0,25 мм – микроагрегатами.

Агрономически ценными являются комковато-зернистая структура с размером агрегатов от 0,25 до 10 мм, обладающих пористостью и водопрочностью. такая структура обусловливает наиболее благоприятный водно-воздушный режим почвы.

Для агрономической характеристик почвы большое значение имеет водопрочность ее структуры, т.е. образование прочных, не размываемых в воде отдельностей. Почвы, обладающие водопрочной структурой, имеют благоприятный для развития растений водно-воздушный режим, механические свойства и т.д. Почвы, не имеющие такой структуры, быстро заплывают, становятся непроницаемыми для воды и воздуха, а при высыхании растрескиваются на крупные глыбы.

Исследования проводились в 2015 году на опытном поле кафедры земледелия ФГБОУ ВО Орловского ГАУ в условиях полевого стационарного опыта.

Схема опыта:

• 1 .Нулевая обработка почвы. Прямой посев посевным комплексом John Deere 730.

• 2 .Обработка почвы плоскорезом КПШ 5 + игольчатые катки на глубину 14-16 см.

• 3 .Обработка почвы комбинированным агрегатом KOS 3,7 фирмы UNIA на глубину 14-16 см.

• 4 .Вспашка отечественным плугом ПЛН 5-35 (20-22 см) без предплужников.

• 5 .Вспашка оборотным плугом Евро Диамант 10 фирмы LEMKEN с предплужниками на глубину 20-22 см.

Структурно агрегатный состав и водопрочность почвы в опыте изучалась под озимой пшеницей сорта Московская 39 (сорт районирован, наиболее распространен в Орловской области).

Почва опытного поля представляла собой типичную для области темно-серую лесную среднесуглинистую глееватую почву.

Полевые и лабораторные исследования осуществлялись в соответствии с методиками, изданными в специализированной литературе.

Образование структурных агрегатов – сложный естественный процесс, а механические воздействия на почву орудиями обработки, как правило, разрушают ее структуру. В связи с этим одна из главных задач обработки почвы – минимальное разрушение структуры и создание наилучших условий для ускоренного ее восстановления. Механические элементы в почве находятся в разнообразном состоянии. Они бывают разобщены и склеены в структурные отдельности различной величины и формы.

В задачу агрегатного анализа входит: 1) определение содержания агрегатов того или иного размера в пределах 0,25-10 мм; 2) выявление количества водопрочных агрегатов из выделенных структурных отдельностей.

Количество агрегатов определенного размера определяются методом «сухого» агрегатного анализа.

Агрегатный состав структуры почвы определяют при помощи коэффициента структурности (Кстр.).

Этот коэффициент основан на количестве агрономически ценных агрегатов, диапазоны Кстр., используемые для качественной оценки структуры составляют: больше 1,5 – отличное агрегатное состояние, 1,5-0,67 – хорошее агрегатное состояние, меньше 0,67 – неудовлетворительное агрегатное состояние [1, 2].

Сухой рассев показал, что в обрабатываемом слое было выявлено значительное содержание (свыше 54 %) агрегатов агрономически ценной фракции (рис. 1).

Колебания процентного содержания макроагрегатов и микроагрегатов составляло от 39,7 до 45,5 % общего количества в пахотном горизонте.

Коэффициент структурности почвы, на глубине 0-30 см, по вариантам опыта находился в приделах от 1,20 до 1,52, это свидетельствует о том, что на всех вариантах хорошее агрегатное состояние, за исключением варианта со вспашкой оборотным плугом, у которого отличное агрегатное состояние.

*Примечание:  1  – нулевая обработка; 2  – плоскорезная обработка; 3  – комбинированная обработка; 4 – вспашка ПЛН 5-35, 5 – вспашка оборотным плугом.

Рисунок 1 – Структурно-агрегатный состав почвы в зависимости от способа основной обработки

Коэффициент структурности почвы, на глубине 30-50 см, находился в пределах от 0,73 до 1,04, это говорит о том, что почва имеет хорошее агрегатное состояние по всем вариантам опыта.

Водоустойчивость почвенных агрегатов определяли путем мокрого просеивания на приборе Бакшеева.

Оценку структуры почвы в отношении ее водоустойчивости проводили по количеству агрегатов определенного размера, получающихся после «мокрого» просеивания. В данном случае по количеству агрегатов более 0,25 мм. Чем больше крупных агрегатов (крупнее 0,25 мм), тем лучше водоустойчивость структуры.

Классификационные диапазоны для качественной характеристики водоустойчивости структуры по сумме агрегатов размерами более 0,25 мм, следующее: менее 30% - неудовлетворительная, 30-40% - удовлетворительная, 4075% - хорошая, более 75% - избыточно высокая [1,2].

На рисунках 2 и 3 приведены данные по содержанию водопрочных агрегатов в структуре почвы под озимой пшеницей.

При посеве озимой пшеницы на глубине 0-30 см на вариантах с плоскорезной и нулевой обработкой водоустойчивость структуры почвы характеризуется как «хорошая», а на вариантах со вспашкой и комбинированной обработкой - «избыточно хорошая».

Содержание водопрочных агрегатов, %

■ Нулевая обработка

■ Плоскорезная обработка

■ Комбинированная обработка

■ Вспашка ПЛН 5-35

■ Вспашка оборотным плугом

Содержание водопрочных агрегатов, %

■ Нулевая обработка

■ Плоскорезная обработка

■ Комбинированная обработка

■ Вспашка ПЛН 5-35

■ Вспашка оборотным плугом

Рисунок 2 - Содержание водопрочных агрегатов в слое 0-30 см в зависимости от способа основной обработки почвы

Рисунок 3 - Содержание водопрочных агрегатов в слое 30-50 см в зависимости от способа основной обработки почвы

Водоустойчивость структуры почвы на глубине 30-50 см на варианте со вспашкой ПЛН 5-35 характеризуется как «неудовлетворительная», а на остальных вариантах - «хорошая».

Агрономически важными являются показатели водоустойчивости структуры почвы пахотного слоя, а именно водоустойчивость почвенных агрегатов в слое 0-30 см.

Наибольший агрономический интерес с точки зрения размывания эрозионной пашни представляет водопрочная фракция 7-0,25 мм, агрегаты которой способны противостоять размыванию. Содержание этой фракции в наших исследованиях различалось по вариантам опыта.

Самая низкая водоустойчивость почвенной структуры на глубине 0-30 см была отмечена на варианте с нулевой обработкой, а самая высокая на варианте с традиционной обработкой (вспашка ПЛН 5-35).

Применение нулевой и минимальной обработки благоприятно воздействуют на структуру темно-серых лесных почв, повышая не только коэффициент структурности но и водопрочность агрегатов чем увеличивает устойчивость почвы к водной эрозии.