Источник:
Значение глубины вспашки и приемы создания мощного пахотного слоя
Повышение урожайности сельскохозяйственных культур и плодородия почвы в значительной степени зависит от глубины ее обработки. Вспашка на глубину до 20 см называется мелкой, на 20 см, обычной (нормальной), глубже 20 см — глубокой и свыше 30 см — райольной.
При мелкой вспашке, если она является основной или применяется систематически, растения часто испытывают недостаток во влаге, особенно в засушливое время, угнетаются сорняками и вредителями.
Например, в опытах Шевелева (1934) от применения мелкой вспашки засоренность посевов за один год увеличилась в 13 раз. Кроме того, систематическое оборачивание почвы на незначительную глубину приводит к сильному ее распылению, так как верхняя часть пахотного слоя после уборки урожая неспособна крошиться вследствие высокой связности. Совершенно противоположное можно наблюдать на полях, где проводится глубокая вспашка плугом с предплужником. Верхняя часть пахотного слоя в этом случае сбрасывается в борозду, а на поверхность выворачивается нижний, рыхлый слой. Глубокая вспашка способствует накоплению в почве влаги, уничтожению сорняков и вредителей культурных растений и усиливает жизнедеятельность полезных микроорганизмов.
По этому вопросу К. А. Тимирязев писал: «Польза глубокой вспашки как одной из мер борьбы с засухой... не подлежит сомнению вследствие достигаемого ею двойного результата — накопления и лучшего сбережения влаги».
В опытах И. С. Лупиновича (1935), проведенных на дерново-подзолистой суглинистой почве, влажность верхнего слоя почвы от глубокой вспашки увеличивалась на 23% по сравнению с мелкой. Установлено, что влажность возрастает и в подпахотном горизонте (30—40 см), но значительно слабее, чем в пахотном. Общая порозность верхнего слоя при вспашке на глубину 18 см составила 52,5%, а на 25 см —55%. Глубокая вспашка увеличивает и содержание в почве нитратов. Так, в мае на участке с мелкой вспашкой (18 см) их обнаружено 17,8 мг на 1 кг почвы, а с глубокой (25 см) — 25,7 мг.
Особенно заметно глубина обработки влияет на развитие общей массы корневой системы льна и ее боковое распространение. Слабее корни развивались при вспашке на 18 см, где основная их масса была сосредоточена в слое 0—20 см, а ниже углублялся стержневой корень с очень малым количеством ответвлений. Значительно сильнее была развита корневая система на участке с глубокой вспашкой (25 см). Она проникала более глубоко в почву и имела больше боковых ответвлений.
Глубокая обработка способствовала уменьшению в почве вегетативных органов сорных растений и равномерному распределению полуразложившихся органических веществ (табл. 26).
Применение только мелкой вспашки в районах с частым выпадением осадков приводит к вымыванию почвенных коллоидов из верхнего слоя в нижние, в результате чего ухудшается плодородие пахотного горизонта. Предотвращает вымывание коллоидов в подпахотный слой лишь глубокая отвальная вспашка.
Реакция на глубокую вспашку у культурных растений различная. Наибольшие прибавки урожая от ее применения дают картофель, корнеплоды, люпин, кукуруза, рожь и овощные растения.
В опытах Ленинградского сельскохозяйственного института на дерново-подзолистой почве углубление пахотного слоя с 16 до 20 см повысило урожай картофеля на 15 ц, при вспашке до 25 см — на 30—50 ц, а озимой ржи — на 2,8 ц с 1 га. Известны следующие основные приемы создания мощного пахотного слоя: 1) припахивание плугом части подпахотного слоя к пахотному; 2) оборачивание всего пахотного слоя с одновременным рыхлением подпахотного на месте его залегания почвоуглубителями; 3) рыхление пахотного слоя на полную его глубину без оборачивания; 4) оборачивание и взаимное перемещение двух или трех горизонтов.
Глубина обработки и приемы углубления пахотного слоя в нечерноземной зоне зависят преимущественно от мощности пахотного горизонта и характера нижележащих генетических горизонтов, а также от внесения органических удобрений и извести (на кислых почвах). На подзолистых почвах рекомендуют углублять пахотный слой обычным плугом с постепенным припахиванием нижележащего слоя к пахотному. В один прием следует припахивать не более 2—3 см подзолистого слоя. На почвах с пахотным слоем более 20 см его углубляют на 1/5 его толщины.
Чтобы не допустить снижения урожая сельскохозяйственных культур от припахивания подзолистого горизонта к пахотному, рекомендуют вносить органические удобрения и известь для улучшения физических и биологических свойств почвы и нейтрализации избыточной кислотности. На почвах с неглубоким залеганием подзолистого горизонта при углублении пахотного слоя проявляют некоторую осторожность, учитывая, что подзолистый слой отличается неблагоприятными физическими и биологическими свойствами, почти не содержит в усвояемой форме питательных веществ для растений и имеет повышенную кислотность. В этих случаях подзолистый горизонт не выворачивают и не перемешивают с пахотным, а только рыхлят. При таком углублении пласт оборачивается на глубину гумусового слоя, а лежащий под ним горизонт рыхлится почвоуглубителями примерно на 10—15 см. В дальнейшем по мере окультуривания подзолистого горизонта можно частично припахивать его к пахотному обычным плугом.
На почвах песчаных, супесчаных и смытых (различного механического состава) подпахотный слой припахивают к гумусовому также с внесением органических удобрений. Намытые почвы, обычно располагающиеся в низинах и пониженных равнинах, не имеющих избыточного увлажнения, углубляют без применения органических удобрений или дают их в небольших дозах (8—10 т на 1 га). Не следует припахивать глеевый горизонт к гумусовому, так как он содержит закисные соли, вредные для сельскохозяйственных растений. На таких почвах хорошие результаты получают от углубления пахотного слоя плугом с почвоуглубителем и плугом с вырезными корпусами. Эти плуги применяют и при обработке торфяников и заболоченных лугов, особенно под пропашные культуры. Следует иметь в виду, что рыхление нижнего слоя на всю ширину захвата проводят только плугами с вырезными корпусами. Плуги с почвоуглубителями рыхлят его не на полную ширину оборачиваемого пласта корпусами плугов.
Углубление путем рыхления на месте нижнего слоя (без выворачивания) в значительной степени повышает аэрацию, усиливает жизнедеятельность микроорганизмов и накапливает в почве усвояемые для растений продукты питания как за счет разложения органических веществ, так и за счет окисления минеральных соединений.
Лучше всего углублять пахотный слой во время зяблевой вспашки поля плугом с предплужником под культуры, наиболее отзывчивые на углубление. Если припахивали оподзоленную почву к пахотному горизонту, то перемешивание их следует проводить весной. Для этого, рекомендуют перепахивать поле на глубину 15—16 см и вносить органические удобрения и известь.
В опытах Р. С. Карастояновой при глубокой обработке почвы плугом с почвоуглубителем и плугом с вырезным отвалом на удобренном фоне за шесть лет улучшились физические свойства почвы и увеличилась полевая влагоемкость на 2,7%. Под влиянием удобрений (при обычной вспашке) полевая влагоемкость верхнего слоя возросла на 2,73%, при глубокой обработке с почвоуглублением и вспашке плугом с вырезным отвалом на 40 см без применения удобрений она была выше на 1,3—1,5%, а с удобрениями — на 3,7—5,1% по сравнению с контролем.
Глубокая обработка с внесением удобрений увеличила в верхнем слое почвы содержание водопрочных агрегатов размером больше 0,25 мм на 12—19%. Улучшение структурного состояния почвы происходило главным образом в результате увеличения фракций от 1 до 0,25 мм в диаметре.
За ротацию севооборота от глубокой вспашки с почвоуглублением без внесения удобрений урожай сельскохозяйственных культур повысился по сравнению с обычной вспашкой на 28,2%, от вспашки на глубину 40 см плугом с вырезным отвалом (также без удобрений) — на 41,9%, а на фоне удобрений соответственно— на 48,1 и 58% (табл. 27).
При глубокой осенней вспашке в вико-овсяном пару (на фоне высокой агротехники) на опытном поле кафедры земледелия Белорусской сельскохозяйственной академии из года в год повышался урожай озимой ржи, особенно на фоне извести. За ротацию севооборота он увеличился на 42,3%. В опытах И. С. Лупиновича, проведенных на дерново-подзолистых супесях (Пуховичский район), углубление пахотного слоя на 5 см с внесением 18 т навоза на гектар повысило урожай клубней картофеля на 37,3%.
Пахать глубже 25 см под сахарную свеклу, указывают некоторые исследователи Латвии, незачем, так как углубление пахотного слоя эффективно только при малом перегнойном горизонте. На легких почвах мелкая вспашка, проведенная под овес и вико-овсяную смесь, по эффективности не уступает глубокой. На тяжелых почвах на фоне глубокой вспашки урожай этих культур значительно выше, чем при мелкой вспашке.
В Северо-Западном зональном научно-исследовательском институте сельского хозяйства из 32 стационарных опытов с углублением пахотного горизонта путем припахивания нижнего слоя к пахотному только в двух (на легких почвах) получена значительная прибавка урожая культурных растений (15% к контролю). В семи опытах она составила от 7 до 15%, в шестнадцати — менее 7%, а в следующих семи урожай был ниже посравнению со вспашкой без углубления пахотного слоя. На опытных участках вносили по 30—40 т на 1 га органических удобрений и применяли известкование почвы.
Углубление без смешивания подпахотного слоя с пахотным оказалось более эффективным. Во всех 53 опытах, проведенных в том же институте, получены положительные результаты. По сообщению П. П. Заева, средняя прибавка урожая сельскохозяйственных культур от рыхления подпахотного слоя составила 20%. Еще выше она была от применения углубления пахотного слоя под картофель и корнеплоды (до 50%).
Активным пропагандистом глубокой пахоты был В. Р. Вильямс. Он указывал, что культурная обработка полей проводится там, где применяется вспашка глубже 20—22 см. Зарубежные данные по углублению пахотного слоя противоречивы. Например, английский исследователь Рассель (1956) сообщил, что в различных местах Англии в течение восьми лет изучались следующие приемы основной обработки:
1) вспашка на 20 см;
2) то же, с рыхлением нижележащего слоя на 15—20 см;
3) вспашка на 36 см;
4) то же, с рыхлением подпочвы на 10— 15 см. По этим вариантам вспашки высевали сахарную свеклу, картофель и зерновые культуры.
Все приемы углубления почвы повышали урожай сахарной свеклы, но незначительно. По картофелю получены противоречивые показатели. Зерновые хлеба на суглинистых и глинистых почвах увеличивали урожаи лишь на половине всех проведенных опытов. На песчаных почвах от глубокой вспашки редко возрастала урожайность изучаемых культур, а в 40% опытов получены даже отрицательные результаты. Рыхление нижнего слоя без оборачивания давало прибавку урожая только в 30% опытов, а снижение — в 25%. Эффективность удобрений повышалась от глубокой их заделки только на легких почвах. На Ротамстедтской опытной станции (1944—1957) на фоне глубокой вспашки урожай картофеля и сахарной свеклы в первые шесть лет опытов повышался, а в последующие годы эти культуры на нее не реагировали. Из зерновых положительно отзывалась на углубление пшеница, но прибавка урожая зерна была невысокая (1,3 ц на 1 га).
По сообщению К. Раус, при вспашке песчаных почв на глубину 45 см с применением 45 т органических удобрений на гектар урожай клубней картофеля возрос на 22%, озимой ржи (вторая культура) — на 28%.
Смит (США) утверждает, что на суглинистых почвах, способных к заплыванию, углубление пахотного слоя до 35—45 см не имеет преимуществ по сравнению с обычной вспашкой.
В Штате Нью-Джерси (США) рыхление подпочвы при помощи почвоуглубителей под кукурузу в севообороте и в бессменных посевах снижало урожай по сравнению с обычной вспашкой. Руководитель агрономической опытной станции Нельсон (США, 1958) сообщил, что к самым нежелательным мероприятиям на ближайшее время следует отнести глубокую вспашку, которая, по его мнению, повышает производственные затраты и усиливает почвенную эрозию. Углубление пахотного слоя без оборота почвы проводится плугом конструкции Т. С. Мальцева, плантажным плугом и чизель-культиватором.
Приемы безотвальной обработки почвы в нашей стране были известны еще в XIX в. Ее в 1899 г. активно защищал и рекомендовал применять Е. И. Овсинский. По его убеждению, безотвальная вспашка необходима потому, что верхний слой почвы хорошо пронизан корнями растений и ходами червей, в результате чего он имеет достаточные водопроницаемость и воздухоемкость.
Значительный интерес к безотвальной вспашке проявлял фермер Франции Жан (1913). Он на своих полях вместо глубокой отвальной вспашки применял многократное безотвальное рыхление с последовательным углублением верхнего слоя до 20 см пружинными культиваторами. По заключению автора, такая обработка дает хорошее рыхление почвы и повышает урожай. В Германии (1919—1921) безотвальную обработку почвы защищал Ф. Ахенбах. Он утверждал, что отвальная вспашка ухудшает жизнедеятельность микроорганизмов и нарушает естественное сложение верхнего слоя почвы. По мнению исследователя, снижение биологической активности обусловливается гибелью аэробных бактерий от недостатка кислорода в нижнем слое, куда они попадают при отвальной вспашке, а микроорганизмы нижней части почвенного горизонта, вывернутые на поверхность почвы, погибают от света. Эти выводы Ф. Ахенбаха не были подтверждены учеными в Советском Союзе (Е. Н. Мишустин и П. Н. Жуковская). Наоборот, многими исследователями установлено, что в дерново-подзолистой почве при глубокой отвальной вспашке микроорганизмов бывает обычно больше, чем при мелкой.
В системе безотвальной обработки Т. С. Мальцева значительное внимание уделяется не только окультуриванию верхнего слоя почвы, но и нижележащего, так как рыхлится он на глубину 35—40 см. Такая вспашка проводится один или два раза за ротацию. В остальное время рекомендуется только неглубокое рыхление для борьбы с сорняками и подготовки почвы к посеву.
Безотвальную вспашку, рекомендованную Т. С. Мальцевым, длительное время изучали не только в Курганской области и южных районах (на черноземных и каштановых почвах), но и на различных почвенных разностях нечерноземной зоны. Было установлено, что в большинстве случаев она менее эффективна, чем отвальная вспашка, или по действию приближается к ней. Так, в опытах М. П. Арлаускас (Литовская ССР), проведенных на дерново-глеевых легкосуглинистых и дерново-карбонатных
Тяжелосуглинистых дренированных и высокоокультуренных почвах, безотвальная вспашка повышала урожай озимой пшеницы (первой культуры в севообороте) на 3,8—5% по сравнению с обычной. Увеличился урожай и картофеля, но незначительно.
Несколько снизился урожай ячменя от применения в севообороте трехкратной вспашки плугом без отвалов. Безотвальная обработка почти не влияла на урожай клевера. Хотя сумма урожаев четырех культур, выраженная в кормовых единицах, несколько выше по безотвальной вспашке, но М. П. Арлаускас делает вывод не в ее пользу (табл. 28).
Безотвальная обработка требует в 2—3 раза больше тяговых усилий по сравнению с отвальной, а поэтому применять ее экономически невыгодно. Кроме того, как указывалось выше, она способствует распространению сорняков, вредителей и возбудителей болезней сельскохозяйственных растений.
По данным Северо-Западного научно-исследовательского института сельского хозяйства, замена в течение трех лет на дерново-подзолистых почвах отвальной вспашки безотвальной привела к снижению плодородия почвы. Обусловливается оно главным образом медленным разложением органического вещества вследствие ослабления жизнедеятельности микроорганизмов и ухудшения агрофизического режима почвы. Чаще всего на полях с применением безотвальной вспашки в нижних слоях ослаблена аэрация, медленнее прогреваются почвы, а при плохой фильтрации наблюдается избыточное увлажнение. По исследованиям того же института, иногда бывает целесообразно сочетать отвальную вспашку с безотвальной. Например, Н. А. Сапожников рекомендует ее применять весной под яровые культуры, но при условии хорошей зяблевой вспашки, при обработке на второй год освоенных целинных и залежных земель с кустарниками или с мощной дерниной, а также в занятом пропашном пару после уборки парозанимающей культуры (картофель и др.).
В. П. Мосолов предложил ярусную вспашку почвы, которая заключается во взаимном перемещении подзолистого и иллювиального горизонтов, причем гумусовый остается на месте.
У подзолистых почв ниже гумусового слоя находится подзолистый, а под ним чаще всего расположен иллювиальный. Подзолистый горизонт в среднем начинается с глубины 18— 22 см, мощность его от 5 до 27 см и более. Он отличается пониженной влажностью, повышенной кислотностью, часто уплотняется, беден питательными веществами и не содержит водопрочных агрегатов. Этот горизонт препятствует прохождению корней растений в иллювиальный и их распространению в стороны. В связи с его особенностями создается неустойчивое снабжение растений элементами питания и водой, главным образом в засушливое время. В результате смены почвенных слоев возникают условия для образования мощного пахотного слоя и улучшения физических, агрохимических и биологических его свойств. Вспашку проводят трехъярусным плугом конструкции В. П. Мосолова и др.
А. Д. Мерзляков (1951) сконструировал для ярусной вспашки четырехъярусный плуг на базе кустарникового плуга. Перед вспашкой почвы этим плугом ставилась такая цель: за короткий срок создать мощный пахотный слой (35—40 см), уменьшить засоренность почвы; улучшить некоторые агрохимические свойства ее. При вспашке четырехъярусным плугом пахотный слой остается на месте, но, чтобы избавиться от семян сорняков, вредителей и зачатков болезней культурных растений, верхняя его часть толщиной 5 см сбрасывается в борозду и засыпается почвой подзолистого и иллювиального горизонтов. Оподзоленный слой опускается на место иллювиального, а последний укладывается выше подзолистого, но ниже гумусового.
На участках с применением ярусной вспашки наблюдалось более глубокое проникновение корней растений в почву и сильное их ветвление по сравнению с обычной вспашкой. Кроме того, повышалась аэрация, увеличивалось накопление в почве влаги (на 6—8%), уменьшалась кислотность и засоренность посевов. Урожай озимой ржи на фоне такой вспашки был на 3,5—4,5 ц, а яровой пшеницы на 6,6—7,4 ц с 1 га больше, чем при вспашке обычным плугом на глубину 20 см.
В настоящее время ярусная вспашка изучается не только в научно-исследовательских учреждениях, но и в производстве.