ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.11.2019
Просмотров: 819
Скачиваний: 1
Узагальнення багатьох дослідних даних дало можливість обґрунтувати висновок про найбільший вплив на врожай сільськогосподарських культур таких агрофізичних властивостей як структурний склад і щільність оброблюваного шару (В.В. Медведєв, 1988). Саме ці агрофізичні властивості є визначальними, а всі інші агрофізичні властивості і режими залежать від них.
Проведені дослідження (Б.С. Носко, В .В.Медведєв, В.В. Литвиненко, 1979) засвідчили, що структура ґрунту є визначальним фактором ефективності добрив. Враховуючи результати багаторічних досліджень, В.В. Медведєв (1988) розробив модель кореневмісного шару чорнозему звичайного важкосуглинкового з оптимальними агрофізичними і агрохімічними параметрами для вирощування зернових колосових культур для двох рівнів оптимізації: 1) без диференціації структурного складу і щільності по глибині оброблюваного шару і 2) з диференціацією.
Наведені вище дані свідчать про негативний вплив тривалого розорювання чорноземів, перш за все, на структурно-агрегатний склад. Але цілий ряд агротехнічних заходів, які вживаються при вирощуванні сільськогосподарських культур у сівозміні, оптимізують агрофізичні властивості і покращують водний, повітряний, поживний та інші режими. До таких заходів слід віднести глибоку оранку, яка руйнує плужну підошву, та розпушування поверхневої кірки, що утворилася після опадів або зрошення. Руйнування плужної підошви покращує водний режим чорнозему, збільшує водопроникність та вологоємність ґрунту, підвищує біологічну активність, особливо інтенсифікуються процеси нітрифікації. До таких наслідків призводить і розпушування поверхневої кірки, яка крім цього, покращує суто фізичні умови для проростання і розвитку рослин. З метою покращення рихлення чорноземів, особливо шару, в який висівається насіння, пропонуються комбіновані агрегати з активними робочими органами (В.В. Медведєв, 1988), а також застосування мінімальних технологій обробітку та широкозахватних агрегатів (А.С. Кушнарев и др., 1987).
Застосування машинно-тракторних агрегатів, особливо колісних тракторів типу К-700 та Т-150 призводить до деградації агрофізичних властивостей грунтів. Як засвідчують дані В.В. Медведєва та ін. (1987), при багаторазових проходах агрегатів по полю воно покривається ущільненими полосами, сумарна площа яких перевищує саму площу поля. Так, при вирощуванні озимої пшениці сумарна площа ущільнення 1 га досягає в середньому 22-26 тис. м2, кукурудзи — 18-30 тис. м2, цукрових буряків — 30-32 тис. м2 (без врахування збирально-тракторних операцій).
Часто поле протягом року обробляється до 10—12 разів. Не враховується, що добрива, посівний матеріал, зерно і солому, коренеплоди і бульбоплоди завозять на поле та вивозять причепами. Також, через частий обробіток розпилюється поверхня ґрунту. Один трактор "Беларусь", працюючи на сухих полях, здіймає 13—14 тон пилу на кожному гектарі, що і без пилових бур призводить до зносу мільярдів тонн родючого шару ґрунту щорічно. Через ущільнення ґрунту колесами важких тракторів і комбайнів типу "Дон", різко знижується родючість. Нормальна щільність складання структурного ґрунту — 1,1 - 1,2 г/см3 — на багатьох полях змінюється аж до 1,6 - 1,7 г/см3, що значно перевищує критичні величини. У таких ґрунтах майже вдвоє зменшується загальна пористість, різко знижується водопроникна і водоутримуюча здатність, зменшується опір ґрунту до ерозійних процесів. Колеса трактора "Кировець-700" ущільнюють у колії ґрунт на глибину до 20 см, і врожай на таких смугах удвічі нижчий, ніж на ділянках між ними. Лише за рахунок цього фактора загальний врожай на полі зменшується на 20 %.
У дослідження Ногачевської Т.Г. (1989) на чорноземах Молдавії при 15-30-річному їх використанні під яблуневими садами систематичне застосування важких агрегатів обумовлює утворення ущільненого прошарку в шарі 10-30 см із щільністю 1,50-1,60 г/см3 і зниженою загальною шпаруватістю (біля 38%).
На чорноземах вилугуваних Бєлгородської області (Акулов П.Г., 1994) при одному проході трактора ґрунт ущільнювався до 1,08-1,22 г/см3, при трьохразовому — до 1,29-1,33 г/см3 при польовій вологості 22-26 % і щільності на контролі 0,89-1,01 г/см3. Після одного проходу трактора загальна шпаруватість з 60-62 % знизилась до 54-55 %, а після трьох — до 50-51 %. Зі збільшенням щільності погіршувався агрегатний склад структури.
Найважливішим фактором фізичної деградації орних чорноземів в останні десятиріччя є переущільнення їх під впливом сільськогосподарської техніки (Бондарєв А.Г., Кузнецова І.В., 1992).
За даними В.В. Медведєва та ін. (2004), Гапоненко B.C. (1987) чорноземи середньо- та легкосуглинкові під впливом МТА ущільнюються не тільки в орному, айв підорному шарах. Найбільше ґрунт ущільнюється на глибині 10-20 см при фізичній стиглості ґрунту. При цьому знижується водопроникність, погіршуються і інші умови розвитку рослин, що обумовлює зниження врожаю ячменю на 11-13 %, гороху — на 20-24 %.
Як вважає А.С. Кушнарьов (1987), одним з найбільш реальних шляхів зниження ущільнення ґрунту ходовими системами трактора є використання комбінованих машин і агрегатів для суміщення декількох технологічних операцій. Комбіновані агрегати дозволяють не тільки зменшити ущільнення грунту ходовими системами, але також в 1,5-2 рази скоротити строки виконання польових робіт і на 20-25 % експлуатаційні витрати.
Установлено, що деформація грунтів ходовими системами тракторів істотно впливає на наступне подрібнення ґрунту при використанні ґрунтообробних знарядь, обумовлює утворення брил, збільшує енерговитрати на обробіток грунтів (Медведев В.В. и др., 1987). Узагальнюючи свої дослідження, автори визначили умови, які сприяють деформації грунтів: це велика вага трактора, ходова система колісного типу, багаторазові проходи по полю, пухка та волога поверхня ґрунту. Одночасно визначені умови, які протидіють деформації: це мінімалізація кількості проходів тракторів; виключення використання важких тракторів у весняний період; перехід на гусеничні ходові системи та розпушування ґрунту знаряддями активного типу.
Адерихін П.Г. (1964) вважає розпилення структури чорноземів одним з важливих факторів зміни фізико-хімічних властивостей, що обумовлює погіршення таких показників як зв'язність, прилипання, скважність, водні, повітряні та теплові властивості.
Найбільш вагомим фактором, який впливає на фізичні властивості чорноземів, є високий вміст гумусу у профілі цих грунтів та його постійне оновлення під впливом трав'янистої рослинності, оскільки тільки новоутворений, активний гумус, за уявленням О.Н. Соколовського (1954), здатний склеювати структурні агрегати, надавати їм міцності та водостійкості. Тому різка зміна співвідношення процесів мінералізації та гуміфікації рослинних решток при переході від цілини (або перелогу) до інтенсивного механічного обробітку при сільськогосподарському використанні є об'єктивною умовою погіршення фізичних властивостей чорноземів. Але принагідно зазначимо, що проблема оптимізації фізичних властивостей чорноземів в значній мірі обумовлена, перш за все, відновленням у чорноземних ґрунтах балансу гумусу за рахунок впровадження відповідних сівозмін з багаторічними травами, посівів сидеральних культур та застосування органічних добрив. За даними В.В. Медведева (1982), внесення гною загальною нормою 80 т/га тричі за ротацію сівозміни по 20-30 т/га кожні 4-5 років, обумовлює умови стабілізації органічної речовини в чорноземі типовому і одночасно зменшує зрівноважену щільність на 0,06 г/см3, збільшує вміст структурних агрегатів агрономічно цінних розмірів з 72 до 81%, а їх водостійкість - з 46 до 58%; водопроникність (в стані зрівноваженої щільності) при цьому зростає з 53 до 70 мм/год.
Класичними в цьому відношенні можна вважати дослідження Ю.К. Кудзіна (1962), проведені на багаторічному стаціонарному досліді Миронівської дослідної станції. Результати цих досліджень свідчать, що систематичне застосування гною, а також сумісного внесення гною з мінеральними добривами поліпшує об'ємну масу ґрунту, загальну шпаруватість, ступінь аерації, водопроникність, загальну і капілярну вологоємність. Найбільш позитивно при цьому впливає систематичне внесення гною та сумісне застосування його з NPK, менше — тільки мінеральних добрив.
Структурний аналіз ґрунту з удобрених і контрольних варіантів засвідчив, що розпилення ґрунту під впливом мінеральних добрив не відбувається. (Б.С. Носко , В.В. Медведєв та ін., 1977) Вміст пилу (агрегати діаметром < 0,25 мм) був практично однаковий і не перевищував 4% . До деякої міри зменшився вміст брил при сухому просіюванні — з 27-36 % до 23%. Більш значні зміни встановлені для агрегатів агрономічно цінних (10-0,25 мм) і їх кількість зменшилась з 76% на контролі до 60% на удобреному варіанті, водостійкість, відповідно, з 49 до 36%.
Важливим чинником порушення структури чорноземів є зрошення, особливо за умови порушення технології поливу та використання недоброякісної поливної води. За даними Медведєва В.В. (1988), застосування на чорноземі типовому гіпсу обумовило збільшення вмісту агрономічно цінних агрегатів з 60 до 75% , а їх водостійкість зросла з 39 до 48% , одночасно зменшилась щільність ґрунту і зросла водопроникність.
Істотний вплив на структурно – агрегатний стан має сільськогосподарська культура. Вплив рослинного покриву на структурний стан ґрунту — різнобічний. Перш за все, коренева система рослин скріплює ґрунтові части-нки і цим запобігає розмиву і змиву ґрунту. Багато рослинних угруповань мають значно розвинену кореневу масу порівняно з надземною. Це різноманітні трав’янисті угруповання: степові, лучні, гірсько-лучні. Так, на типових чорноземах зелена маса становить в сухому стані 3—4 т/га, а коренева маса — близько 20 т/га. Отже, маса коріння перевищує масу надземної частини в 5—6 разів. У сухому степу це перевищення досягає 10—12 разів, а на гірських луках — майже 100 разів. На гірських луках потужна коренева система утворює своєрідний панцир, який запобігає розмиванню, зносу і руйнуванню ґрунту, тому знищення природної рослинності в горах шляхом випасання худоби спричинює катастрофічно швидке погіршення структурного стану ґрунту.
У сільськогосподарських культур, за виключенням багаторічних трав, співвідношення між надземною і кореневою масою інше. Так, у зернових культур за урожайності зерна 3 т/га надземна маса становить 6 т/га, а підземна — не більше 2—3 т/га. Внаслідок цього коренева система більшості зернових і зернобобових культур не здатна ефективно захищати ґрунт від руйнування його водою і вітром. Тим більше цього не можна очікувати на полях, зайнятих просапними культурами (Толчельников Ю.С., 1990).
Слід відмітити, що вчення про структуру ґрунту, шляхи її утворення і руйнування, значення для родючості і продуктивності полів створили П.А. Костичев (1886) і В.Р. Вільямс (1939). Останній зазначив роль вищих рослин і мікроорганізмів в утворенні структури, механізм руйнування і відновлення структури, значення її для родючості ґрунту. Проте В.Р. Вільямс (1939) надмірно переоцінював значення ґрунтової структури, зводячи до неї майже всі завдання землеробства: «Перше завдання — створити грудочкувату структуру ґрунту і підтримувати її протягом всього періоду споживання сільськогосподарськими рослинами поживи. Друге завдання землеробства — періодично відновлювати стійкість структури ґрунту». Навіть необхідність виробництва і застосування добрив він ставив у залежність від надання ґрунтам країни структурного стану шляхом впровадження травопільних сівозмін і травопільної системи землеробства. Проте сучасники В.Р. Вільямса, зокрема К.К. Гедройц (1926), М.М. Тулайков (1933), Д.М. Прянишников (1937) та інші вчені не поділяли таких поглядів на значення структури ґрунту в землеробстві. Так, К.К. Гедройц (1926) вказував на те, що багато в трактовці академіка В.Р. Вільямса про структуру є суб’єктивним, «значною мірою умоглядного характеру». Разом з тим, ще в 1894 p. О.О. Ізмаїльський встановив, що під однорічними культурами під час їх вегетації теж відбувається покращення структурного стану ґрунту. Проте факти позитивного впливу однорічних рослин на структуру в період їх росту в полі ще не означають, що за їх вирощування з року в рік покращується оструктуреність ґрунту. Якщо в період вегетації процес утворення агрегатів переважає над їх руйнуванням, то в період, коли поле не зайняте рослинами, тобто ранньою весною, восени і взимку, переважно відбувається руйнування структури. У підсумку протягом року під однорічними культурами без внесення великих доз органічних добрив вміст водотривких агрегатів, як правило, зменшується.
Т.С. Мальцев (1953) у статті «Творчо вирішувати питання підвищення культури землеробства» висунув тезу про те, що однорічні культури збагачують ґрунт органічною речовиною і поліпшують структурний стан ґрунту, «якщо для відмирання і розкладення їх кореневих і післяжнивних решток будуть створені умови, близькі до тих, в яких звичайно відбуваються ці процеси в посівах багаторічних трав або в звичайних умовах природи». Для створення таких умов він запропонував п’ятипільну сівозміну з наступним чергуванням культур: пар — зернові — зернові — однорічні бобові — зернові, в якій у паровому полі проводиться глибокий безполицевий обробіток, а на решті полів — поверхневий обробіток дисковими лущильниками. На структуру ґрунту значний вплив мають однорічні бобово-злакові травосумішки, але через короткий період вегетації їх ефект у структуроутворенні менший, ніж багаторічних трав. Серед зернових культур велику здатність до утворення структури ґрунту мають озимі, в більш тривалий період вегетації, більш розвинена коренева система, ніж у ярих культур, вони добре захищають ґрунт восени і весною від руйнівної сили вітру, атмосферних опадів та талих вод. Просапні культури, за винятком кукурудзи, яка має добре розвинену кореневу систему, менше впливають на структурний стан ґрунту. Погіршення оструктуреності ґрунту під просапними культурами раніше обумовлювалось аеробним процесом розкладу органічної речовини. Сучасні дослідження свідчать, що значне погіршення структурного стану ґрунту під просапними культурами обумовлене малою кількістю рослинних решток у ґрунті після їх збирання та більш інтенсивним механічним обробітком ґрунту.
Таким чином, у процесі вирощування культурних рослин спостері-гається два різних явища: збільшення кількості водотривких агрегатів під час росту багаторічних трав; руйнування, поступове зниження вмісту їх у ґрунті під час вирощування однорічних культур. Інтенсивність руйнування водотривких агрегатів залежить від особливостей технології вирощування однорічних рослин і суми та характеру опадів від збирання попередника до сівби культури. Щоб посилити перший процес — нагромадження органічної речовини і підвищення вмісту водотривких агрегатів в ґрунті, необхідно вирощувати більш високі врожаї багаторічних трав. Для зменшення руйнування структурних агрегатів, підтримання та деякого відновлення структури ґрунту за вирощування однорічних культур, треба прагнути: по-перше, щоб і однорічні культури залишали в ґрунті більше рослинних решток; по-друге, щоб ґрунт був вкритий рослинами якомога триваліший проміжок часу протягом року шляхом введення в культуру проміжних і ущільнених посівів, а також культур суцільного способу сівби; по-третє, забезпечити мінімальну механічну дію ходовими системами і робочими органами машин, знарядь, комбінованих і збиральних агрегатів на ґрунт.
Схематично польові культури в порядку зменшення позитивного впливу на структуроутворення можна поставити в такий ряд: багаторічні бобові трави — однорічні бобово-злакові сумішки — озимі зернові — ярі зернові й зернобобові — кукурудза та інші просапні культури (Лебедь Є.М., Андрусенко І.І., Пабат І.А., 1992).
С.А. Воробйов (1979) польові культури в порядку спадної здатності до сприяння структуроутворенню ставить у такий ряд: багаторічні бобово-злакові травосумішки, багаторічні бобові трави — однорічні бобово-злакові сумішки — озимі зернові культури — кукурудза — ярі зернові і зернові бобові — льон — картопля, коренеплоди. Вчений зазначає при цьому, що цей ряд повторює закономірність, встановлену ним раніше за кількістю органічної речовини, що залишається в ґрунті після збирання сільськогосподарських культур. Це ще раз свідчить, як наголошує науковець, про пряму залежність структуроутворення від маси рослинних решток тієї чи іншої рослини і зворотну (за деякими винятками) — від інтенсивності механічного обробітку ґрунту під час вирощування цих культур. Слід пам’ятати також, як вказує Н.А. Качинський (1963), що бобові трави, особливо конюшина і люцерна, є кальцефілами. Концентруючи кальцій у корінні і стеблах, вони у разі заорювання скиби збагачують ним орний шар, що дуже важливо на кислих ґрунтах. Ступінь повернення кальцію в ґрунт з післяукісними рештками буде залежати від кількості відчужених з поля продуктів урожаю у вигляді сіна або зеленого корму.
Після культур суцільного способу сівби структурний стан ґрунту, як правило, є кращим, ніж після просапних культур. Внаслідок цього оструктуреність ґрунту в сівозмінах з високим насиченням їх просапними культурами змінюється в гірший бік. Виходячи з цього, складаючи схеми сівозмін, потрібно стежити за тим, щоб не допускати чергування просапних культур більш як три роки на одному й тому ж полі (Лебедь Є.М. та ін., 1992).