Переуплотнение почв. Причины и решения

Одним из опасных следствий использования тяжелой колесной сельскохозяйственной техники и применения современных транспортных средств является переуплотнение почв. Опасность" этого явления заключается не только в нежелательном изменении их физических свойств, но и в том, что эти изменения происходят равномерно на площади всего обрабатываемого поля. Поэтому ухудшение плодородия почв в результате уплотнения и снижение урожая нередко визуально не просматриваются. Тем не менее, это снижение оказывается существенным и имеет длительное последействие.

Переуплотнение опасно не только потому, что происходят неблагоприятные изменения физических свойств почв, но и потому, что резко меняется водный режим всего агроландшафта. Действительно, если в результате обработки происходит переуплотнение, то следствием этого являются уменьшение объема крупных пор почвы и снижение фильтрации воды в вертикальном направлении (снижение объема пор на 10% уменьшает в 5-7 раз инфильтрацию воды в почву). Следствием изменения фильтрации является усиление поверхностного стока.

В результате почва не промачивается влагой осадков, а на плоские элементы поверхности, в западины и тальвеги поступает избыточная влага, которая прежде, до переуплотнения почвы, уходила в грунтовый поток. Происходит вторичное заболачивание почв, связанное с активной, но непродуманной деятельностью человека. В результате на повышенных участках рельефа усиливаются эрозия и дефицит влаги, а в низинах устанавливается устойчивый режим переувлажнения. Здесь возможны возникновение или усиление заболачивания почв и вымокание культур. Переуплотнение ухудшает аэрацию почв, уменьшает площадь питания растений, глубину распространения корней. Оно на 5-10% снижает доступность для растений минеральных удобрений.

Таким образом, переуплотнение оказывает отрицательное влияние на сельскохозяйственные культуры, водный режим почв и ландшафта.

Переуплотнение можно ожидать практически на любых почвах, если они 2-3 года и более обрабатывались тяжелой колесной техникой (тракторами К-700, К-701, Т-150К, тяжелыми уборочными машинами, в частности, комбайном «Дон», а также колесными транспортными средствами с высокой нагрузкой). Чаще всего переуплотнение проявляется при монокультуре пропашных.

Переуплотнение почв можно установить следующими способами. Наиболее распространен прямой способ определения переуплотнения по плотности сложения пахотного горизонта. Плотность сложения, т.е. содержание твердой фазы почвы (минеральных частиц, гумусовых веществ и других компонентов) в единице объема можно определить с помощью стального цилиндра с заточенным краем. Обычно используют буры объемом 100 см³ для определения плотности сложения минеральных почв. Такой бур забивают в пахотный горизонт после того, как он пришел в равновесное состояние, т.е. весной до начала полевых работ или осенью после их завершения (до подъема зяби). Если пахотные горизонты суглинистых и глинистых почв имеют плотность сложения 1,1-1,3 г/см³, то по этому признаку их следует рассматривать благополучными.

При превышении плотности сложения пахотного горизонта на 0,1 г/см³ урожай зерновых падает в среднем на 6 ц/га (интервал 210 ц/га). При возделывании картофеля повышение плотности выше оптимума на 0,1 г/см³ ведет к снижению урожая на 15-25 ц/га.

Увеличение равновесной плотности сложения пахотного горизонта подзолистых, дерново-подзолистых, светло-серых почв с 1,01,3 г/см³ до 1,5-1,6 г/см³ снижает урожай всех зерновых (озимых и яровых ржи и пшеницы, овса, ячменя) на 40-45% по сравнению с неуплотненными почвами; здесь происходит резкое угнетение или гибель многолетних трав. На серых, темно-серых почвах и черноземах при такой плотности (1,5-1,6 г/см³) отмечено снижение урожайности зерновых на 35-40%.

Определение плотности сложения пахотного горизонта буровым способом нередко затруднено, и в этом случае оказывается необходима квалифицированная помощь специалиста-почвоведа.

Вместе с тем факт переуплотнения почвы фермер может установить и сам. Для этого после наступления равновесного состояния пахотного горизонта нужно вырезать лопатой из пахотного горизонта сухой почвы прямоугольный образец длиной около 30 см, высотой 20 см и шириной 10-15 см. Образец следует поставить на поверхность так, как он располагается в профиле почвы в естественном состоянии. После этого несколько раз необходимо резко ударить ногой у его основания, добиваясь сильного сотрясения образца Если пахотный горизонт не был уплотнен в исходном состоянии, то от ударов он рассыпается на отдельные комки. Если переуплотнен, то не рассыпаясь, расслаивается на горизонтальные плитки.

По предрасположенности к уплотнению почвы по их гранулометрическому составу могут быть расположены в следующий ряд (табл. 40).

Таким образом, на суглинистых и, особенно, на глинистых почвах нужны мероприятия по защите их поверхностных горизонтов от уплотнения.

Однако степень уплотнения почв обусловлена не только гранулометрическим составом, но и другими факторами — типом тракторов, влажностью почв, их окультуренностью. Воздействие ходовых систем МТЗ-82, ДТ-75 снижается на третий год после уплотнения, тогда как тракторов более тяжелых Т-150К и К-701 — сохраняется более длительный срок. Под действием этой группы колесных тракторов на суглинистых и глинистых почвах уплотнение распространяется на глубину до 30-50 см. Уплотнение сопровождается повышением твердости, снижением пористости, ухудшением структурного состояния, водопроницаемости, возникновением глыбистости.

Если уплотнению подвергается сухая, хорошо окультуренная почва, заправленная высокой дозой органических удобрений, то она самостоятельно, без дополнительных мероприятий, разуплотняется за осенне-зимне-весенний период.

Если, однако, уплотнение происходит во влажный период под воздействием ходовых систем тяжелых колесных тракторов, то можно ожидать снижения урожайности зерновых на 25-30% и более, кормовых культур — на 30-50% и выпадения трав. Опасными оказываются последовательные 2-3-кратные и более частые проходы машин.

Для травянистых культур сплошного сева оптимальная плотность почвы равна 1,1-1,3 г/см³, для пропашных — 1,0-1,2 г/см³. Рис хорошо растет и развивается на почвах с высокой плотностью верхнего слоя (табл. 41).

Важное значение приобретает определение плотности подпахотных горизонтов на глубинах до 60-70 см. При наличии уплотненных горизонтов на этой глубине необходимо предусматривать глубокое мелиоративное рыхление.

Уплотнение оказывает существенное влияние на рост и развитие древесных культур. Горизонты почв с плотностью 1,4-1,6 г/см³ трудно проницаемые для их корневых систем. В.А. Вальков (1986) приводит следующие данные по реакции плодовых культур на уплотнение почв (табл. 42).

Устранение преуплотнения почв при возделывании травянистых сельскохозяйственных культур возможно в результате их чизеле- вания (при появлении уплотненного подпахотного горизонта мощностью до 15 см на глубине 25-40 см) или глубокого мелиоративного рыхления при высокой плотности сложения всего профиля.